電磁界がラット消化管内の酸化還元バランスを変化させる

Electromagnetic Fields Modify Redox Balance in the Rat Gastrointestinal Tract.

抄録

本研究の目的は、ラットの舌、唾液腺、食道、胃、小腸、大腸のホモジネートにおけるプロオキシダントとアンチオキシダントのバランスに、さまざまな物理的特性を持つ電磁場が与える影響を評価することである。 40匹のラットを無作為に4等分し、対照群、低周波電磁界（LF-EMFs：周波数50Hz、強度10kV/m、磁気誘導4.3pT）曝露群、携帯電話から放出される高周波電磁界（RF-EMFs：周波数900MHz）曝露群、LF-EMFsと携帯電話から放出されるRF-EMFsの同時曝露群とした。実験連続28日後に、消化管ホモジネート中の以下のプロ・アンチオキシダントマーカーを評価した。スーパーオキシドディスムターゼ（SOD）とその2つのアイソザイム（Mn-SOD、Cu,Zn-SOD）、カタラーゼ（CAT）、グルタチオンペルオキシダーゼ（GPx）、グルタチオンリダクターゼ（GR）、グルタチオンSトランスフェラーゼ（GST）、総酸化防止能（TAC）、総酸化状態（TOS）、マロンジアルデヒド（MDA）。 LF-EMFにさらされたラットでは、コントロール群と比較して、唾液腺、食道、小腸のホモジネートで、プロオキシダントプロセスのマーカーであるMDAやTOSの濃度が高くなっていた。さらに、対照群と反対のラット群では、抗酸化活性が観察された。主な違いとして、舌、唾液腺、食道のホモジネートでCu,Zn-SODの活性が高く、舌、食道、小腸のホモジネートでCATの活性が低下していた。RF-EMFにさらされた動物では，コントロールラットに比べて大腸でTOSの濃度が高かった。抗酸化活性の主な違いは、唾液腺、胃、小腸、大腸のホモジネート中のCu,Zn-SODと、舌、食道、胃、小腸、大腸のホモジネート中のCATの減少で示された。さらに、LF-EMFとRF-EMFを同時に照射したラットでは、TOSの濃度低下が認められた。抗酸化作用は，舌，食道，胃，小腸，大腸のホモジネートにおいて，対照群に比べてCATの活性が低下することで示された。 本研究で適用された電磁界の中では，低周波の電磁界がラットの消化管において最も顕著な酸化ストレスの障害を引き起こした。

The aim of the study was to assess the influence of electromagnetic fields with divergent physical properties on the prooxidative and antioxidative balances in homogenates of the tongue, salivary glands, esophagus, stomach, and small and large intestines of rats. Forty rats were randomly divided into four equal groups, namely, a control group, a group exposed to low-frequency electromagnetic fields (LF-EMFs; frequency: 50 Hz; intensity: 10 kV/m; magnetic induction: 4.3 pT), a group exposed to radiofrequency electromagnetic fields (RF-EMFs) emitted by mobile phones (frequency: 900 MHz), and a group exposed simultaneously to LF-EMFs and RF-EMFs emitted by mobile phones. After 28 consecutive days of the experiment, the following pro- and antioxidative markers were assessed in the gastrointestinal tract homogenates: superoxide dismutase (SOD) and its two isoenzymes (Mn-SOD, Cu,Zn-SOD) catalase (CAT), glutathione peroxidase (GPx), glutathione reductase (GR), glutathione S-transferase (GST), total antioxidative capacity (TAC), total oxidative status (TOS), and malondialdehyde (MDA). In rats exposed to LF-EMFs, higher concentrations of the markers of prooxidant processes, MDA or TOS, were observed in the salivary glands, esophagus, and small intestine homogenates in comparison with the control group. Additionally, in the group of rats opposite to the control, antioxidant activity was observed. The main differences included a higher activity of Cu,Zn-SOD in homogenates of the tongue, salivary glands, and esophagus as well as decreased activity of CAT in homogenates of the tongue, esophagus, and small intestine. In animals exposed to RF-EMFs, the concentration of TOS was higher in the large intestine than in control rats. The main difference of antioxidant activity was presented by decreased Cu,Zn-SOD in homogenates of the salivary glands, stomach, small and large intestine as well as CAT in homogenates of the tongue, esophagus, stomach, and small and large intestine. Moreover, in rats exposed simultaneously to LF-EMFs and RF-EMFs, a lower concentration of TOS was observed. Antioxidant activity was presented by a decreased activity of CAT in homogenates of the tongue, esophagus, stomach, and small and large intestine in comparison to the control group. Among those applied in the study, electromagnetic fields of a low-frequency caused the most significant disturbances of oxidative stress in the rat gastrointestinal tract.