研究のタイプ: 医学/生物学の研究 (experimental study)

[超低周波磁界についての検知閾値はマウスでは1000nT-Hz未満かも知れない] med./bio.

The detection threshold for extremely low frequency magnetic fields may be below 1000 nT-Hz in mice.

掲載誌: Bioelectromagnetics 2011; 32 (7): 561-569

この研究は、環境磁界がシールドされた環境への毎日1時間の反復ばく露を受けたマウスに鎮痛効果が誘発されるという研究知見に基づき、マウスによる磁界検知閾値の測定を試みた。このシールドは、120 Hz未満の周波数範囲で、一般環境中の静磁界および超低周波磁界(ELF-MF)を約100分の1に低減する。シールド環境で誘発される鎮痛効果を減弱または無効にするELF-MF振幅閾値を決定するために、さまざまな周波数と磁束密度ピーク値の磁界をシールド環境内で発生させ、マウスでの鎮痛効果の誘発を検査した。その結果、30 Hzでは、磁束密度ピーク値50、100、および500 nTで、その磁束密度に比例して鎮痛効果を減弱させた;120 Hzでは、すべての磁束密度有意な減弱が観察された;それぞれ磁束密度ピーク値が500、300、500、および300 nTの10、60、100、および240 Hzでのばく露も、鎮痛効果を減弱させた;12.5、25、50、および100 Hzの周波数において、磁束密度ピーク値×周波数の値を6000 nT-Hzで一定にした場合、減弱の程度は一定であった;このことは、検出メカニズムがnT-Hzの積、すなわち、誘導電流値指標に依存することを示す;そこで、(減弱効果) 対 (nT-Hz値)のプロット図から、マウスのELF-MF検知の閾値は1000nT-Hz以下であることが示唆された、と報告している。

研究目的(著者による)

マウスを用いた先行実験(Prato他、2005)は、磁界を遮蔽した環境への反復的な1時間の毎日のばく露痛覚消失症を生じることを報告している。この遮へいは、120Hz未満の環境中の静磁界及び超低周波磁界を約100分の1に低減した。

この痛覚消失症の影響を減衰または排除するような超低周波磁界振幅閾値を決定するため、遮へい環境に異なるピーク振幅磁界を導入した。

詳細情報

誘導した痛覚消失症は、光への同時ばく露によって減衰または排除することができることが示されている(Koziak他、2006)ので、交絡因子としての光の強度及び波長を排除することに注意を払った(暗条件)。

以下の4つの実験を実施した:1) 30Hzでの減衰閾値を調べること(6群でn=120のマウス)、2) 120Hzに対する減衰/排除を調べること(6群でn=120のマウス)、3) 10、60、100、240Hzの減衰を評価すること(6群でn=60のマウス)、4) 振幅と周波数の積は一定のままだが、振幅と周波数が変化する場合、この影響が変化するかどうかを評価すること(6群でn=180のマウス)。

影響評価項目

ばく露

ばく露 パラメータ
ばく露1: 30 Hz
ばく露時間: continuous for 1 h/day on 5 days
  • 電力: 12.57 µW effective value
  • 磁束密度: 500 nT peak (25 nT, 50 nT, 100 nT, 500 nT)
ばく露2: 120 Hz
ばく露時間: continuous for 1 h/day on 5 days
  • 電力: 12.57 µW effective value
  • 磁束密度: 500 nT peak (25 nT, 50 nT, 100 nT, 500 nT)
ばく露3: 10–240 Hz
ばく露時間: continuous for 1 h/day on 5 days
ばく露4: 12.5–100 Hz
ばく露時間: continuous for 1 h/day on 5 days
  • 電力: 12.57 µW effective value
  • 磁束密度: 480 nT peak (60 nT, 120 nT, 240 nT, 480 nT)

ばく露1

主たる特性
周波数 30 Hz
タイプ
  • magnetic field
波形
  • sinusoidal
ばく露時間 continuous for 1 h/day on 5 days
Additional information 120 mice were treated in six groups (each group n=20): i) sham exposure (fiberglass box, no shielding) ii) positive control (0 nT, mu-metal box providing static and EMF field shielding) iii) EMF with 25 nT (shielding plus reintroduced fields) iv) EMF with 50 nT v) EMF with 100 nT vi) EMF with 500 nT
ばく露装置
ばく露の発生源/構造
チャンバの詳細 33 cm x 38 cm x 20 cm mu-metal box made of 1.6 mm thick mu-metal with magnetically shielded holes of 2.5 cm diameter at each of the four corners on the top and bottom surface; 2.5 cm high mu-metal cylinders surrounding each hole for shielding of the ambient magnetic field and light; box laminated on the inside with black opaque polyethylene
ばく露装置の詳細 four coils in a Merrit-like configuration, spaced 9.7 cm apart, for a total length of 29 cm, placed inside the mu-metal box; coils made of 150 turns of AWG#28 magnetic wire (0.32 mm diameter with a thin enamel insulation) wound on 30 cm x 17.8 cm plastic formers; coils connected in parallel pairs and electrically shielded with conductive silver paint and copper foil; mice placed individually in a 26 cm x 16 cm x 12 cm transparent polycarbonate cage covered by a clear polycarbonate top with ventilation holes; cage inserted into the mu-metal box
Sham exposure A sham exposure was conducted.
Additional information for sham exposure: 33 cm x 38 cm x 20 cm box made of opaque fiberglass laminated on the inside with black opaque polyethylene
パラメータ
測定量 種別 Method Mass 備考
電力 12.57 µW effective value - - -
磁束密度 500 nT peak 測定値 - 25 nT, 50 nT, 100 nT, 500 nT

ばく露2

主たる特性
周波数 120 Hz
タイプ
  • magnetic field
波形
  • sinusoidal
ばく露時間 continuous for 1 h/day on 5 days
Additional information mice were treated in the same six groups as in E1:
ばく露装置
ばく露の発生源/構造
  • E1と同じ装置
Sham exposure A sham exposure was conducted.
パラメータ
測定量 種別 Method Mass 備考
電力 12.57 µW effective value - - -
磁束密度 500 nT peak 測定値 - 25 nT, 50 nT, 100 nT, 500 nT

ばく露3

主たる特性
周波数 10–240 Hz
タイプ
  • magnetic field
波形
  • sinusoidal
ばく露時間 continuous for 1 h/day on 5 days
Additional information 60 mice were treated in six groups (each group n=10): i) sham exposure (fiberglass box, no shielding) ii) positive control (0 nT, mu-metal box providing static and EMF field shielding) iii) exposure with 60 Hz, 300 nT (shielding plus reintroduced fields) iv) exposure with 240 Hz, 300 nT v) exposure with 10 Hz, 500 nT vi) exposure with 100 Hz, 500 nT
ばく露装置
ばく露の発生源/構造
  • E1と同じ装置
Sham exposure A sham exposure was conducted.
パラメータ
測定量 種別 Method Mass 備考
電力 12.57 µW effective value - - -
磁束密度 500 nT peak 測定値 - -
磁束密度 300 nT peak 測定値 - -

ばく露4

主たる特性
周波数 12.5–100 Hz
タイプ
  • magnetic field
波形
  • sinusoidal
ばく露時間 continuous for 1 h/day on 5 days
Additional information 180 mice were treated in six groups (each group n=30): i) sham exposure (fiberglass box, no shielding) ii) positive control (0 nT, mu-metal box providing static and EMF field shielding) iii) exposure with 50 Hz, 120 nT (shielding plus reintroduced fields) iv) exposure with 100 Hz, 60 nT v) exposure with 25 Hz, 240 nT vi) exposure with 12.5 Hz, 480 nT for groups iii) to vi) the product of frequency and magnetic flux density was kept constant (6000 nT Hz)
ばく露装置
ばく露の発生源/構造
  • E1と同じ装置
Sham exposure A sham exposure was conducted.
パラメータ
測定量 種別 Method Mass 備考
電力 12.57 µW effective value - - -
磁束密度 480 nT peak 測定値 - 60 nT, 120 nT, 240 nT, 480 nT

Reference articles

ばく露を受けた生物:

方法 影響評価項目/測定パラメータ/方法

研究対象とした生物試料:
研究対象とした臓器系:
  • 感覚器
調査の時期:
  • ばく露前
  • ばく露後

研究の主なアウトカム(著者による)

30Hz(磁界1)では、50、100、及び500nTのピーク振幅が、振幅の大きさに比例して痛覚消失症を減衰させた。120Hz(磁界2)では、全ての振幅有意な減衰が認められた。実験3のばく露磁界3)でも、誘導した痛覚消失症が減衰した。ピーク振幅と周波数の積を6000nT-Hzに一定にした場合(磁界4)、減衰の程度は一定で、検知のメカニズムはnT-Hzの積に依存することを示している。影響(痛覚消失症抑制)と"nT-Hz"の積のプロットは、マウスにおける超低周波磁界の検知の閾値が1000nT-Hzかそれより低く、最大の減衰は約6000nT-Hzで得られることを示唆している。

結論として、マウスは環境中の超低周波磁界を感じ、これに応答できる。

研究の種別:

研究助成

関連論文