マイ ク ロ 波全身照射 のラ ッ ト脳 内ア ミ ン
代謝
へ
の影 響に 関 する研 究金 沢 大 学 医 学 部
公
衆 衛生
学 講 座 く主任こ岡田
晃 教授1宍 戸 計
く平 成1 年2
月
7日
受 付1マ
イ ク
ロ波の全 身 照 射の中 枢 神 経 系に対す る
影 響を
解 明す る
目 的で, 体 重が 2 5 0
−3 2 0
g のラ
ット
に環 境温2
1−2 3
0C
のも と で
周 波 数2
,4 5 0 M H
z, 照 射 強 度5
mW
Ic m 2およ び 1 0
mW
Ic m2の
マイ ク
ロ波を
一 時 間 全 身照
射し
, 照 射 終了
後の直腸 温お よ び
脳 各 部位にお け る
モノ ア
ミ ンと そ れ ら の
代 謝産 物を
測 定し た
. 直 腸 温は
, 照 射 強 度5
mW
Ic m 2で2
.3
OC
,1 0
mW
Ic m 2で は 3
.4
0C 上
昇し た
.N
o r epi
n eph
ri
n eくN E
l 含 有 量は
ぃ照射 強 度1 0
mW
Ic m 2で
のみ
視 床 下 部で
対 照 群に比べて
有 意に低 下し た
.D
opa mi
n eくD A
l 含 有 量は
, マイ ク
ロ 波 照 射によ
って も
対 照 群と の
間に 差が
認め ら れ な
か った
一D A の
代 謝 産 物3
,4
−d ih
yd
r o xy ph
e nyl
a c eti
c a ci d
mO P A C
l 含 有 量は
, 照 射 強 度1 0
mW
Ic m2で
のみ
橋+延 髄にお
いて
対 照群に比べて
有 意に増 加し た
.D A の
代 謝回
転 率を D O P A C
ID A
比で
調べる と
, 照 射 強 度1 0
mW
Ic m2
で の み
大脳 皮 乳 線 条 体に お いて
対 照群よ り
有意に上 昇し て
いた
.5
−h
yd
r o xy try p ta mi
n eく5
−H T
l 含 有 量は
, マイ ク
ロ波照 射 群と
対 照 群と の
間で
いずれ の
部 位にお
いて も
差 異が
認め ら れ な
かった
.5 月 T
の代 謝 産 物の5
−h
yd
r o xyi
nd
ol
e a c eti
c a cid
く5
−H I A A
l 含 有 量は
, 照射 強 度5
mW
Ic m 2 およ
び1 0
mW
Ic m 2
で
大 脳 皮 質に お いて
対 照群に比
べて
有 意に増 加し た
.5
−H T
の代 謝回
転 率を 5
−H I A A
15
−H T 比 で
調べ
る と
, 照射 強度5
mW
Ic m2
で は
大脳 皮 質,1 0
mW
ノc m 2で は
橋+ 延
髄お よ び
視 床 下 部にお
いて
有 意に上
昇し て
いた
. これ ら
の結 果は
, 周 波 数が 2
,4 5 0 M H
z の マイ ク
ロ 波を
照射 強 度5
mW
Ic m 2ある
いは 10
mW
Ic m2
と
いう
低レ ベ ルで
一 時 間 照射す る
こと
によ り
,ラ
ット
脳 内モ ノア ミ
ンニ ュー ロ ン系の機 能に
変 化
が
発 現す る
こと を 示 し て
いる
. この よ う な
マイ ク
ロ波に基づ く
特 徴 的 変 化は
, マイ ク
ロ波の温 熱 効 果に対す る
応 答と し
て理
解す る
こと が
可 能で あ
った
,K e
y
w ords mic r o w a v e,b iog
e nic a min e s,r a
t
br ain電 磁ス ペ
ク ト
ル の 一 種で あ る
マイ ク
ロ 波は
, 医 療では
限 局し た
深部を
加 熱す る
温 熱療 法に . 家庭では
調理 を
目 的と し た
家 庭用
電子
レ ンジ と し て
,ま た 工
業 界では
食 品や
木 材の乾 燥 .殺 菌を は じ め と し て
様々な
分野
に利用 さ れ
て いる
l−.し た が
って
, マイ
クロ 波は 日
常 生 活や
職 場 環 境に お いて
重 要な
物理
的 環 境 因子
の 一 つ にな
って き て
いる
. こ のよ う な
多 方面にわ た る
マイ
クロ波の応
用 や
誤って
過 度な
マイ ク
ロ波に被 暴し た
こと
に
よ る
障 害2 ,が
報 告さ れ る よ う
にな
って
, マイ ク
ロ 波の
生 体に及ぼ す
影 響が さ ま ざ ま な
観 点か ら
検 討さ れ て
き て
いる
.と
ころ が
, マイ ク
ロ波 照射によ る
影響は
,照
射さ れ る
マイ
クロ波の周
波 数, 照 射 方 法,照
射 強 度, 照 射 時 間, 環 境 温, 対 象 動 物の種 類な ど
によ
って
大き く
異な る
こと が
指 摘さ れ て
いる
1−.そ
こで
岡田 ら
3 −は
, 家庭用
電子
レ ンジ
で用
いら れ て
いる 2
,4 5 0 M H
z の発 振 管
を
組み 込 ん だ
マイ ク
ロ波エネ
ルギ
ー量
の連続 的 可 変が
可 能な
装 置を
開発し た
. 安斉4−は
, こ の装 置を 用
いて ラ
ット
にマイ ク
ロ波を 照
射し
, 照 射 強 風 暴露 時 間, 環境 乱 体 温, 生 存 率の関 係につ いて調べ, 環 境 温の相 違や
被 暴 体の大き さ が
生 存 時 間を
大き く 左
右A b br e via
t
ions ニ A C G I H , A m e ric a n Co nfe r e n c e of G o v e r n m e nt
al Indu st
rial Hy g
ie nist
sニ
D A , dop
ami n eニ
D O P A C, 3,4−dihy
dr o xy p
h e ny
la c et
ic a cidi
5−H I A A , 5−hy
dr o xy i
ndole a c eti
c a cidi
5−H T , 5−hy
dr o xy t
ry p t
a min e三
M O P E G, 3−m et
ho xy
−4−hy
dr o xy
−p
h e ny
let
hy
le n eg
ly
c oli
H V A ,ho m o v a nillic a cid三
N E,n O r ep
in ep
hrin e三
P H P A ,p
−hy
dr o xy p
he ny
la c et
ic a cidマ
イ ク
ロ波 全 身 照射と ラ
ット
脳 内ア ミ
ン代 謝する
こと を
報 告し た
. 本 研 究では
, これ ま で
得ら れ た
知見を
踏ま え
て, 生 体反
応を
統 禦.調 節し て
いる
中枢 神経 系への マイ ク
ロ波の影 響について
検 討す る
こと を
目的と し た
一と
ころ で
, 中枢 神 経 系が
持つ複 雑な
機 能の基 盤にな
って
いる
のは
, 化 学 的メ
ッ セ ンジ
ャ ー によ る
ニ ュ ーロン間の神 経 伝 達
で あ る
. 化 学 的メッセ ンジ
ャ ーと し て
古く か ら
知ら れ て
いる も
の に古典 的神 経 伝 達物 質と
呼 ばれ て
いる
モ ノア ミ
ン類が
ある
.F
el d b
e rgと M
ye r s5,
は
, モ ノア ミ
ン類を ネ
コの視 床 下 郡へ微 量 注入 し た
際に体 温 調 節反
応が
引き
起こさ れ る
こと を
見いだ し
, 体温 が
視 床 下 郎で
放 出さ れ る
ノ ル エビ ネ
フリ
ン くn o r epi
n eph
ri
n e,N
即と
セロト
ニ ン く5
−h
yd
r o xy try− p ta mi
n e,5
−H T
J の バラ
ン ス によ
って
決 定さ れ る と
提 唱し た
. 一 方,ラ
ット を
暑 熱に暴 露す る と
, 直腸 温が
上昇し
,そ れ
に伴って 5
.B T
代 謝回
転が
視床 下 部だ け で な く
, 大 脳 皮 質, 辺 緑 系に お いて も
克 進し
8,,ま た
,視床下 部で
は N E の
代 謝回
転も
克 進す る
こと が
報 告さ れ て
いる
7I. こ の こと か ら
, 体 温 上 昇 作用 を
持つマイ ク
ロ波の中枢 神 経 系へ の影 響を
脳 内モ ノア
ミ ン代謝の
変 動か ら
把 握す る
こと も
可 能と
考え ら れ る
. 実 際,M
e r ri
tら
8Iは
,1
,6 0 0 M H
z のマイ ク
ロ 波を
10
分 間ラ
ット の
全 身に照 射し
, 視 床 下 部N E
,5
−H T
およ び ド
ー パミ
ンくd
opa mi
n e,D A
ンを
測 定し
,2 0
mW
Ic m2
以 上
の照射強 度で
N E が
有 意に減 少し た と
報 告し て
いる
.し
かし
, マイ ク
ロ波照 射に対す る
視 床下
部以
外の脳 各 部位に お
け る
モ ノア ミ
ン の代 謝に対す る
影 響ま で
検 討を
進め て
いな
いだ け で な く
,そ
の照
射 強 度も 2 0
mW
ノc m2以
上 と 比
較 的 強い強 度に つ いて
の観 察で あ る
.さ ら
に, 家 庭用
電子
レ ンジ な ど
で広く 用
いら れ て
いる
2 9 1
2
,4 5 0 M H
z のマイ
クロ波の中枢 神 経 系への影 響に つ いて は
全く
検 討さ れ て
いな
い.そ
こで
, 著 者は
, マイ ク
ロ波の
中 枢神 経 系へ の影 響を
脳 内モ ノア ミ
ン代 謝の
変 動から
捉え る
ぺく
,2
,4 5 0 M H
z のマイ ク
ロ波を 5
mW
ノc m2と 1 0
mW
Ic m 2の2
種 類の
低 照 射 強 度で ラ
ット
の全 身に照 射し た
際の
脳 各 部位に おけ る
モ ノア ミ
ンを
測 定し た
の で, こ こ にそ の
成績を
報 告し
, 若干
の考 察を
加え る
.対 象お
よ び
方法
I
. 対 象使
用 し た
動 物は
,2 5 0
−3 2 0
g のW i
sta r 系雄 性ラ
ット1 5 匹
であ る
. 動 物は
, 室 温2
1 −2 5
0C
, 湿 度5 0
−6 0
%, 明 期が
午 前9
時か ら
午後9
暗ま
での 人 工 照
明下
で飼 育
し た
.な お
, 餌と
水は ラ
ット が
自 由に摂 取でき る よ う
にし た
. 本 研 究で は
, 各 群5 匹 と し て
実 験を
行った
.I工
. 方 法マ
イ ク
ロ波 全 身照 射には
, 岡田 ら
3 1が
開発し た
マイ
クロ波エネ
ルギ
ー 量の連続 的可 変が
可能な
発振 装 置を
用
いた
. 本 装 置のブ
ロ ック ダ イ ア グ ラ
ムは
, 図1
に示
し た
通り で あ る
. マイ ク
ロ 波エネ
ルギ
ー 源と し て
2
,45 0 M H
zの
マイ ク
ロ波を
発 振す る
マグ ネ ト
ロ ンZ M 5 3
く東 芝, 東 和を
組み 込 ん だ
発 振 装 置,ア イ
ソ レ 一夕
ー くア プ リ ケ
一夕
ーか ら 反
射し て く る
マイ ク
ロ 波によ る
マグ ネ ト
ロ ン発 振 出 力の不
安 定を
抑え る
装 掛,カ プ ラ
ー げプ リ ケ
一夕
ー へ供 給さ れ る
エネ
ルギ
ー 量を
測 定す る
装 置Iお よ び
ラット
にマイ
クロ 波を
照
射す る ア プ リ
ケ 一夕
ー から
構 成さ れ
て いる
. 透明 な
ア ク リ
ル製ホ ルダ
ー に固 定し た
状 態で
アプ リ ケ
一夕
ー内に おい
た ラ
ット
にマイ ク
ロ波 発 振 装 置から
発 振さ れ た
マイ
クロ波を 照
射し た
.そ の た め
, 照射に際し て
の拘 束ス
ト
レ スを
除 去す る
目 的で
,予 め
一日3 0
分 間, 一週 間に
わ た
って ラ
ット を 上
述の ホ ルダ
ー に固 定し た
■ 本 研 究では
, 室 温2
1 −2 3
qC
, 湿 度5 0
−6 0
%の実 験 室で
. 照射 強 度5
mW
Ic m 2お よ び 1 0
mW
ノc m 2の マイ ク
ロ 波を
連 続一 時 間ラ
ット
に照射し た
. マイ ク
ロ波 照 射 後, 直ち
にマイ
クロ波 加 熱装 置T M W
−6
40 2
く東芝, 東 和 にて ラ
ット
脳を
瞬 時に加 熱 固 定し た
.そ
の後, 喚 球を
除く
全 脳を
摘 出し
,G l
o wi
n sk i ら
の方法別に準じ て 小
脳, 橋+延 髄, 視床 下 部, 線 条 体, 中脳, 海 馬.大脳 皮 質の
7
部 位に分割し て
各 部 位の重
量を
計 量し
,モ ノ
ア
ミ ンと そ
の代 謝 産 物の測 定ま で
. −7 0
0C
で保存し た
.な お
, マイ
クロ波 照 射 開 始 前と
終了
直 後には
,サ ー ミ ス
タ プ
ロ ーブ T
y peP T
ぼ 浦 電子
製 作 所, 東 京1を
肛 門から 5
c m 挿入 し
,サ
ー ミ スタ
ーM
od
el lII
ぼ 浦 電子
製作 所, 東 尉を 用
いて
直 腸 温を
測 定し た
■N E
,D A と そ
の代 謝 産 物3
,4−d ih
yd
r o xy ph
e nyl
a c− eti
c a cid
mO P A C
l,5.H T と そ
の代 謝 産 物5
−h
yd
r o− xyi
nd
ol
e a c eti
c a ci d
く5
−H I A A
l の定 量は
, 同一 脳 組 織か
ら
抽 出し た
のち
, a mb
e rli
teC G 5 0
, al
um i
ni
u mo x
id
e のダ ブ
ルカ ラ
ム法を 用
いて
分 離. 精 製し て
電 気検 出器 付
き
高速 液体ク
ロ マト グ ラ
フ ィ ーを 用
いて
測 定す る
山口ら
の 方 法州 に従った
. 脳 組 織に0
.1
mM E D T A を
含む0
.4 M
過塩 素酸3
ml と
内 部 標 準を
加え
,ポ リ ト
ロ ンを 用
いて
脳組 織を ホ
モジ ネ
ート し
, 冷 却遠 心 分 離 t40C
,1 3
,0 00
rpm ,2 0
分1後,上
清を N E
,D A
,D O P A C
,5
−H T
,5
−H I A A
測 定の試 料と し た
.沈 漆は
組 織 蛋 白 量の測定に供し た
, 本 法では
, a mb
e rli
teC G 5 0
, al
u mi
ni
u m o xi d
e のダ ブ
ル カラ
ム に吸
着す る N E
,D A
,D O P A C
,5
.H T
の検 出には ま ず d ih
yd
r o− xyb
e n zyl
a mi
n e tD H B A
Iを
内 部 標 準と し
て3
%C H
わH を
含む 0
.1 M K H
2P O
ノH わ
匝H 3
.2
1 の移 動 相 く1
.1ml
lmi
nンで 分
析を
開 始し て N E
,D A を
検 出し
,そ
の後 く分 析開 始1 0
分 衡 分析 速 度を
速め る た め
に移 動 相を 1 2
%C H D H
に変 更し
て5
,H T
,D O P A C を
検 出す る
. 一 方,ダ ブ
ル カラ
ム通 過 液に 含ま れ る H
o m o v a nilli
c a cid
田V A
l,5
−H I A A は
. 通 過 液を
凍 結 乾 燥し た
のち
,0
.1 M
塩 酸5 0 0
JLl で
溶 解, P−h
yd
r o− xy ph
e nyl
a c eti
c a cid
くP H P A
lを
内 部 標 準と し て
移 動 相に1 2
%C H
30 H を
含む 0
.1M K H
2P O
JH
20
くpH
4.2
1を用
い て分離 .定 量す る
. 本 研 究で 用
いた
高 速 液 体ク
ロ マト グ ラ
フは Y
a n a c oし2 0 0 0
, 電 気 検 出 器は V M D
−1 01
く柳 本 製 作 所, 束 京1,カ ラ
ムは Y
a n apa cO D S
−T
く4 X2 5 0
m ml く柳 本 製 作 所, 東 京lで あ る
一 組 織 蛋 白量の定量 は
,L
o w ryら の
方 法1 11に従った
.な お
,標 準
と し て 1 N N
aO H
に溶 解し た b
o vi
n e s e r u m al
ub
u mi
nを 用
いた
.m
. 統 計 学 的 検 討成 績
は
平 均 値士標 準 誤 差で 示 し た
. 対 応 ある
t−te St,あ る
いは
一元
配 置 分 散 分 析 後,S
ch
eff
e,s te st によ
って
有 意 差の
検 定を
お こな
った
.な
お, 危 険 率5
%以
下を
統 計 学 的に有 意 差あ り と し た
.成 績
工
. マイ ク
ロ波 全 身照
射によ
るラ
ット
直腸温
の変化2
,4 5 0 M H
z の マイ
クロ波を 照
射 強 度5
mW
Ic m2お よ び
10
mW
ノc m 2で 一 時 間ラ
ット の
全 身に照 射し た
際の
直 腸 温の変 化を 示 し た
のが
図2 で あ る
.ア ク リ
ル製ホ
ルダ
ー に固 定し
,マ
イ ク
ロ波 照射を
行わ な
いで ア プ リ ケ
一夕
ー 内に 一時 間放 置し た
対照
群の
直 腸 温には
変化が
認め ら れ な か
った
. これ
に対し
て , マイ ク
ロ波照
射 群の直 腸 温は
, 照射 前 値と
比べて
照 射 強 度5
mW
ノc m2で 2
.3
士0
.6
OC
くp く0
.0 5
1,照
射 強 度1 0
mW
Ic m2 で
3
.4
士0
.4
0C
くp く0
.0 1
1上
昇し た
.工 I
. マイ ク
ロ波全 身照
射によ
る脳
内モ ノア
ミ ンと そ
の代 謝 産 物の変化
マ
イ ク
ロ 波 全 身 照 射によ る ラ
ット
脳 各 部 位のN E
含 有 量の
変 化を 示 し た
のが
図3 で
ある
. 照 射 強 度5
mW
Ic m2
で
マイ ク
ロ波を
一 時 間 照 射し て も
,N E
含ハ
PV
巴
n
盲
J
鼠
E 霊
l
雲
じ
遥
勺
ホ
T
上
粕 T
−
−
上
C O ntr O1 5 mY
I
c nP l OJ nYI
czdF i
g.2
.C h
a nge si
n r e ctal
te m pe r atu r e af
te rm
i
c r o w a v e r adi
ati
o n o n th
e e nti
r eb
od
y.E
a ch
v a
l
u e r epr e s e nts m e a n 士S E
.+
,p く
0
.0 5
i ホ ., p く0
.0 1
くpai
r ed
トte stJ−ハ
仁
芯
盲一 色
望 モ 浮
こ
M
芸
マ
イ ク
ロ波 全 身 照射と
ラット
脳 内ア
ミ ン代 謝1 2 3 4 5 6 7
Fi
g.3
.C h
a nge si
nb
r ai
n n o r epi
n eph
ri
n e くN E l
af
te r mi
c r o w a v e r adi
ati
。 n 。n th
e e nti
r eb
od
y.E
a ch
v al
u e r epr e s e nts m e a n士S E
.1
,C e r eb
ell
u 町2
,pO n S+m ed
u11
a Ob l
o ngataニ3
,h
y poth
al
a mu sニ4
, Stri
atu m こ5
,mid b
r ai
n三6
, C e r eb
r al
c o rte xニ7
,h i
p po c a m pu s− E j , C O ntr Ol
ニ 三辞 ,5
mW
Ic m2こ.撒き,
1 0
mW
Ic m 2.ホ
, p く
0
.0 5
i C O mpa r ed w i
th
c o ntr ol
くA N O V A f
oll
o w ed b
yS
ch
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e,s m ul
ti
pl
e c o m pa ris o nJ.1 2 3 4 5 6
F i
g.4
.C h
a nge si
nb
r ai
nd
opa mi
n eくD A
J af
te r mi
c r o w a v e r ad i
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a Ob l
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al
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, mi d b
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nニ5
, C e r eb
r al
c o rte x 三6
,h i
p pc a m pu s三7
,Str
i
atu m. 亡ユ c o ntr ol
i 三三三三三三言三三,5
mW
Ic m 2ニ顎鞄,1 0
mW
Ic m 2.