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

[健康なラットの脳でのパルス化電磁界による微小血管灌流および組織酸素化の増加] med./bio.

Increases in microvascular perfusion and tissue oxygenation via pulsed electromagnetic fields in the healthy rat brain.

掲載誌: J Neurosurg 2015; 122 (5): 1239-1247

この研究は、パルス電磁界PEMF)が脳で一酸化窒素NO)を増加させ、それが血管拡張を引き起こすという仮説を検証するため、NO合成阻害剤の投与の有無を条件として、健康ラット脳血流に対するPEMFの影響を調べた。2光子レーザ走査顕微鏡を用いて、インビボ頭頂皮質の微小血管緊張赤血球(RBC)の流速(血管径3-50μmの毛細血管細動脈細静脈での)を測定した。組織酸素化は還元ニコチンアミドアデニンヌクレオチドNADH)の自家蛍光測定により評価した。その他に、ドップラーフラックス(プローブ直径0.8mm)、脳と直腸の温度、細動脈圧、血液ガス、ヘマトクリット、電解質をモニターした。その結果、PEMF刺激(30分間)により脳細動脈径はベースライン値より有意に拡張した(n=11、p < 0.01);拡張した細動脈での血流量増加は、毛細管流をRBC流速平均値で5.5%増加させた(p < 0.01);微小血管流量の増加は、組織酸素化を上昇させた(NADH自家蛍光のベースライン値からの低下、p < 0.05);NO合成阻害剤を与えた場合、上記の変化(血管拡張、微小血管灌流増加、組織酸素化)は起きなかった(n=7)、と報告している。

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研究目的(著者による)

To test the hypothesis that pulsed electromagnetic fields increase the release of nitric oxide which influences vasodilation, microvascular perfusion and oxygen content in the brain of rats.

詳細情報

Pulsed electromagnetic fields could represent a promising therapy in stroke and traumatic brain injury. To evaluate this possibility, three groups of rats were examined: 1.) control group (n=5), 2.) exposure group (n=11) and 3.) exposure group + 10 mg (per kg body weight) of the nitric oxide synthase inhibitor L-NAME (n=7).
The rats were anesthetized and examined via a cranial window for four hours according to the following schedule: a) 30 minutes recording (baseline), b) 30 minutes recording (baseline), c) exposure (or no treatment in the control group), d) 30 minutes recording, e) 30 minutes brake, f) 30 minutes recording, g) 30 minutes brake and h) 30 minutes recording.

影響評価項目

ばく露

ばく露 パラメータ
ばく露1: 27.12 MHz
Modulation type: pulsed
ばく露時間: continuous for 30 minutes
  • SAR: 40 mW/kg peak (measured in a phantom)
  • 電界強度: 6 V/m (± 1 V/m; within the rat brain)

ばく露1

主たる特性
周波数 27.12 MHz
タイプ
  • electromagnetic field
波形
  • pulsed
ばく露時間 continuous for 30 minutes
Modulation
Modulation type pulsed
Pulse width 3 ms
Repetition frequency 5 Hz
ばく露装置
ばく露の発生源/構造
  • SofPulse device
パラメータ
測定量 種別 Method Mass 備考
SAR 40 mW/kg peak 測定値 - measured in a phantom
電界強度 6 V/m - - - ± 1 V/m; within the rat brain

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:
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)

After exposure (schedule point d and f), the diameter of arterioles and the red blood cell flow velocities increased significantly and the brain tissue oxygenation was significantly enhanced compared to the baselines recorded before, while these values were unchanged in the control group. At the end of the experiment (schedule point h), the changed parameters returned to those of the baseline. An administration of L-NAME prevented the exposure-induced effects which indicates an involvement of nitric oxide.
The authors conclude that pulsed electromagnetic fields increase microvascular cerebral blood flow via a nitric oxide dependent pathway. Hence, pulsed electromagnetic fields could represent an effective treatment in stroke and traumatic brain injuries.

研究の種別:

研究助成

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