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

[心臓および食道への侵害入力を受けるラットの胸部脊髄ニューロンに対する低強度および低周波数の電磁界刺激の影響] med./bio.

Effects on Rats of Low Intensity and Frequency Electromagnetic Field Stimulation on Thoracic Spinal Neurons Receiving Noxious Cardiac and Esophageal Inputs

著者: Qin C, Evans JM, Yamanashi WS, Scherlag BJ, Foreman RD
掲載誌: Neuromodulation 2005; 8 (2): 79-87
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この研究は、有害な内臓刺激に反応する胸部脊髄ニューロンの活動に対する電磁界（EMF）の効果を調べた。ペントバルビタール麻酔したオスのラットで実験した。実験的に作成された有害な内臓刺激は次の２つである。１つは、カテーテルを心膜嚢に入れ、有害な心臓刺激のための化学物質混合液を投与、もう１つは、有害な食道膨張で、ラテックスバルーンの水膨張により生じさせた。内蔵刺激中のT3-T4脊髄ニューロン（単一）の細胞外電位を記録した。EMF（0.839-0.952 Hz、0.030-0.034 µG、30-40分）は、胸の両側に配置された一対のヘルムホルツコイルを用いて適用した。その結果、心臓刺激に対する応答についての３２回の実験において、EMFの適用後は24/32（75％）の脊髄ニューロン応答は低下し、3本のニューロンで増加、5本のニューロンで影響が見られなかった；脊髄ニューロンの抑制効果は、EMF適用の10〜20分後に生じた；EMFの終了後でも、脊髄神経活動の抑制は1〜2時間続いた；対照的に、食道膨満では、7/18（39％）のニューロン応答が抑制され、5（28％）は興奮し、6（33％）はEMFの影響を受けなかった；これらの知見から、EMFは心臓の化学刺激に対する脊髄ニューロンの侵害受容反応を減少させるが、食道の機械刺激に対する侵害受容反応には効果的ではないことを示した、と報告している。

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研究目的（著者による）

To study the effects of electromagnetic fields on the activity of thoracic spinal neurons responding to noxious visceral stimuli (low intensity and low frequency electromagnetic field stimulation provides substantial pain relief in patients with various chronic pains).

詳細情報

A mixture of algogenic chemicals for noxious cardiac stimulation was administered by catheter. Noxious esophageal distension was produced by water inflation of a latex balloon.

影響評価項目

ばく露

ばく露 パラメータ
ばく露1: 952 mHz
ばく露時間: 30 to 40 min
ばく露2: 839–952 mHz
ばく露時間: 8 min for each frequency

ばく露1

主たる特性
周波数 952 mHz
タイプ
  • magnetic field
ばく露時間 30 to 40 min
ばく露装置
ばく露の発生源／構造
ばく露装置の詳細 a pair of Helmholtz coils (3 x 3 inches in diameter) placed in parallel on each side of the rat's chest .
パラメータ
測定量 値 種別 Method Mass 備考
磁束密度 0.0034 nT - - - -

ばく露2

主たる特性
周波数 839–952 mHz
タイプ
  • magnetic field
ばく露時間 8 min for each frequency
Additional information Exposures were performed at 5 different frequencies (0.952 Hz, 0.924 Hz, 0.896 Hz, 0.868 Hz and 0.839 Hz)
ばく露装置
ばく露の発生源／構造
  • E1と同じ装置
パラメータ
測定量 値 種別 Method Mass 備考
磁束密度 0.0031 nT - 指定なし - at 0.868 Hz
磁束密度 0.0034 nT - 指定なし - at 0.952 Hz
磁束密度 0.003 nT - 指定なし - at 0.839 Hz
磁束密度 0.0033 nT - 指定なし - at 0.924 Hz
磁束密度 0.0032 nT - 指定なし - at 0.896 Hz

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:
調査の時期:
  • ばく露前
  • ばく露中
  • ばく露後

研究の主なアウトカム（著者による）

After the onset of electromagnetic fields, excitatory neuronal responses to intrapericardial chemicals were reduced in 75% (24/32) spinal neurons, increased in three neurons and were not affected in five neurons. The inhibitory effect on neurons occurred 10-20 min after the onset of the field. Even after termination of electromagnetic field exposure, the suppression of spinal neuronal activity lasted for 1-2 hours.
In contrast, excitatory responses of 39% (7/18) neurons to esophageal distension were inhibited, five were excited and six were not affected by the field.
Data showed that electromagnetic fields generally reduced nociceptive responses of spinal neurons to noxious cardiac chemical stimuli, whereas it was not effective for nociceptive responses to esophageal mechanical stimulation.

研究の種別:

研究助成