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

[酸化ストレスは35GHzマイクロ波加熱による循環障害に先行する] med./bio.

Oxidative stress precedes circulatory failure induced by 35-GHz microwave heating

著者: Kalns J, Ryan KL, Mason PA, Bruno JG, Gooden R, Kiel JL
掲載誌: Shock 2000; 13 (1): 52-59
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この研究は、麻酔したラットに持続的に35 GHzマイクロ波（MW）全身ばく露を与えると、局所的ハイパサーミアと低血圧が生じた後に循環不全から死亡に至ることに着目し、このMW誘発性循環不全の生理学的メカニズムにおける酸化ストレスの役割を検証するため、酸化ストレスのマーカーである3-ニトロチロシン（3-NT）を各臓器において探索した。その結果、結腸温度は上昇させるが低血圧を生じさせるには不十分なばく露時間でMWばく露を受けたラットでは、MW無ばく露の対照ラットに比べ、肺、肝臓、および血漿タンパク質における3-NT蓄積が5〜12倍の増加を示した；循環ショック誘発に十分なばく露時間でMWばく露を受けたラットでは、3-NT蓄積は低値のベースラインレベルに戻った；一方、末梢血の白血球での3-NTは、循環ショックを伴うばく露レベルにおいてのみ有意な蓄積を示した；3-NTは、MW誘発性循環不全を起こしたラットの腸の絨毛先端および血管ならびに腎臓の遠位尿細管内にも見出されたが、皮膚には見られなかった、と報告している。総括すると、肝、肺、血漿タンパク質中の3-NT蓄積とばく露時間の間の関係について、「ニトロ付加物がばく露の最初の20分で生成され、次いで除去される」、あるいは「ニトロ付加物の合成が最初の20分のばく露後に減少する」のどちらかが示唆される；MW加熱中に多くの臓器に酸化ストレスが発生することが示されたが、ニトロ化は循環不全を伴わないマイクロ波ばく露後に生じるので、3-NTの組織蓄積によって証明された全身性酸化ストレスは、このショックモデルにおける循環不全とは関連しない、と結論している。

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研究目的(acc. to editor)

To investigate the hypothesis whether oxidative stress may play a role in the pathophysiology of microwave-induced circulatory failure. The question was examined by probing organs for 3-nitrotyrosine (3-NT), a marker of oxidative stress.

影響評価項目

ばく露

ばく露 パラメータ
ばく露1: 35 GHz
Modulation type: CW
ばく露時間: until 38°C (15 ± 3 min), 39°C (24 ± 1.5 min), 40°C (33.7 ± 1.9 min) or 41°C (44.2 ± 1.8 min) or until blood pressure 75mmHg (60.3 ± 2.4 min)
  • SAR: 13 mW/g cf. remarks (whole body) (pls.see reference article.)
  • 電力密度: 750 W/m² unspecified

ばく露1

主たる特性
周波数 35 GHz
タイプ
  • electromagnetic field
特性
  • far field
偏波
  • linear
ばく露時間 until 38°C (15 ± 3 min), 39°C (24 ± 1.5 min), 40°C (33.7 ± 1.9 min) or 41°C (44.2 ± 1.8 min) or until blood pressure 75mmHg (60.3 ± 2.4 min)
Modulation
Modulation type CW
ばく露装置
ばく露の発生源／構造
Distance between exposed object and exposure source 1.1 m
チャンバの詳細 RF-shielded anechoic chamber maintained at 27°C, 20% humidity.
ばく露装置の詳細 The animal was centered along the boresight and exposed in a Plexiglass holder in a H-orientation (long axis of the body parallel to magnetic field)
Additional information Animals were divided into 7 groups (n=8/group): i) animals were placed on the exposure platform but were not exposed and were heated with water-perfused heating pad until 37°C was reached ii)-v) Animals were exposed to microwave until 38, 39, 40 or 41°C were reached vi) Animals were exposed until 75 mmHg was reached vii) animals were anesthetized and instrumented but were not exposed and the temperature was maintained at 37°C and monitored for 55 min as a time contol.
パラメータ
測定量 値 種別 Method Mass 備考
SAR 13 mW/g cf. remarks 備考を参照のこと。 whole body pls.see reference article.
電力密度 750 W/m² unspecified 測定値 - -

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:
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 findings suggest that oxidative stress occurs in many organs during microwave heating. Because nitration occurs after microwave exposures that are not associated with circulatory collapse, systemic oxidative stress, as evidenced by tissue accumulation of 3-NT, is not correlated with circulatory failure in this model of shock.

研究の種別:

研究助成

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