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

[脳エネルギー代謝に対する連続波、パルスおよび正弦振幅変調マイクロ波の影響] med./bio.

Effects of continuous-wave, pulsed, and sinusoidal-amplitude-modulated microwaves on brain energy metabolism

著者: Sanders AP, Joines WT, Allis JW
掲載誌: Bioelectromagnetics 1985; 6 (1): 89-97
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この研究は雄Sprague-Dawleyラット（175-225g）を用いて、脳のエネルギー代謝に対する連続波および変調（方形パルス変調、正弦波振幅変調）した591MHzマイクロ波のばく露の影響を調べた。脳NADH蛍光、アデノシン三リン酸（ATP）濃度、およびクレアチンリン酸（CP）濃度を測定した。CW、パルス波、または正弦波振幅変調波の平均電力が 20mW / cm2であっても、5分間ばく露での脳温度変化は、ばく露前の温度から-0.1℃と-0.4℃の間に維持された。その結果、 16~24Hzの正弦波振幅変調ばく露による脳NADH蛍光の増加には、変調周波数に応答する傾向が見られた；パルス変調および正弦波振幅変調（16Hz）マイクロ波とCWマイクロ波には、脳NADH蛍光の増加、ATPおよびCP濃度の低下において、有意差がなかった；パルスの繰り返し周波数数を500パルス/秒から250パルス/秒に減少させると、脳のNADH蛍光の増加を誘発する閾値の平均入射電力密度は、4倍、すなわち約0.45から約1.85mW / cm 2に上昇した；脳の温度は上昇しなかったので、マイクロ波によって誘発された脳のNADHの増加およびATPおよびCPの濃度の低下は、温熱によるものではなかった、と報告している。

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研究目的（著者による）

To determine whether rat brain metabolism (reflected in brain ATP and creatine phosphate (CP)-concentration) is affected differentially by exposure to continuous wave (CW), pulsed, or sinusoidal amplitude modulated microwaves.

詳細情報

Brain temperatures of rats were maintained between -0.1 and -0.4°C from the preexposure temperature when subjected to as much as 20 mW/cm² CW, pulsed, or sinusoidal amplitude modulated 591 MHz exposure for 5 min.

影響評価項目

ばく露

ばく露 パラメータ
ばく露1: 591 MHz
Modulation type: CW
ばく露時間: 5 min
ばく露2: 591 MHz
Modulation type: AM
ばく露時間: 5 min
ばく露3: 591 MHz
Modulation type: pulsed
ばく露時間: 5 min

ばく露1

主たる特性
周波数 591 MHz
ばく露時間 5 min
Modulation
Modulation type CW
ばく露装置
ばく露の発生源／構造
  • Ailtech M125A MW generator and a wavetech101 AC sine wave generator with 100% modulation
チャンバの詳細 Microstrip system
ばく露装置の詳細 Anesthetized rats were placed over the microstrip exposure system
パラメータ
測定量 値 種別 Method Mass 備考
電力密度 10 mW/cm² mean 測定値 - -
電力密度 20 mW/cm² mean 測定値 - -
電力密度 13.8 mW/cm² mean 測定値 - 13.25 mW/cm², 8 mW/cm², 6 mW/cm², 4.5 mW/cm², 3 mW/cm², 1.5 mW/cm² and 1 mW/cm²
測定および計算の詳細

The incident power densities at the location of rats head were measured with a Narda model 8611 radiation meter using a 8621 isotropic radiation probe.

ばく露2

主たる特性
周波数 591 MHz
ばく露時間 5 min
Modulation
Modulation type AM
Modulation frequency 4–24 Hz
Additional information

Modulation frequencies used: 4 Hz, 8 Hz, 12 Hz, 16 Hz, 20 Hz, 24 Hz, 28 Hz and 32 Hz.
ばく露装置
ばく露の発生源／構造
  • E1と同じ装置
Additional information Distance from source/object 2-3 mm
パラメータ
測定量 値 種別 Method Mass 備考
電力密度 20 mW/cm² mean 測定値 - -
電力密度 10 mW/cm² mean 測定値 - -
電力密度 13.8 W/m² mean 測定値 - 13.25 mW/cm², 8 mW/cm², 6 mW/cm², 4.5 mW/cm², 3 mW/cm², 1.5 mW/cm² and 1 mW/cm²

ばく露3

主たる特性
周波数 591 MHz
ばく露時間 5 min
Modulation
Modulation type pulsed
Pulse width 5 µs
Additional information

250 or 500 pps
ばく露装置
ばく露の発生源／構造
  • E1と同じ装置
  • Ailtech M125A MW generator and a Hewlett-Packard 8005A pulse generator
Distance between exposed object and exposure source 0.002 m
パラメータ
測定量 値 種別 Method Mass 備考
電力密度 13.8 W/m² mean 測定値 - 13.25 mW/cm², 8 mW/cm², 6 mW/cm², 4.5 mW/cm², 3 mW/cm², 1.5 mW/cm² and 1 mW/cm²
電力密度 20 mW/cm² mean 測定値 - -
電力密度 10 mW/cm² mean 測定値 - -

Reference articles

  • Sanders AP et al. (1984): [ラット脳エネルギー代謝に対する200と591と2, 450 MHzの放射それぞれの異なる影響]

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:
  • ばく露中
  • ばく露後

研究の主なアウトカム（著者による）

The pulse modulated and sinusoidal amplitude modulated (16 Hz) microwaves were not significantly different from CW irradiations in inducing increased NADH fluorescence and decreased ATP and CP concentrations. When the pulse modulation frequency was decreased from 500 to 250 pulses (per second) the average incident power density threshold for inducing an increase in brain NADH increased by a factor of 4, i.e. from about 0.45 to about 1.85 mW/cm². Since brain temperature did not increase, the microwave-induced increase in NADH and decrease in ATP and CP concentrations was not due to hyperthermia. This suggests a direct interaction mechanism. It is consistent with the hypothesis of microwave inhibition of mitochondrial electron transport chain function of ATP production.

研究の種別:

研究助成

関連論文