磁気ベルト　『ゲルマニュウム・メディカルベルト』　（家庭用磁気治療器）

「磁気と生体」研究会誌第27巻抜刷

全血毛細血管モデル通過時問に及ぼす交流磁気の1N vivoおよびIN VITRO作用
菊池佑二、染川昭仁、大澤正明
農林水産省食品総合研究所食品工学部1、「磁気と生体」研究会
全血毛細血管モデル通過時間に及ぼす交流磁気の IN　VIVOおよびIN VITRO作用 菊池佑二1、染川昭仁2、大澤正明2 1)農林水産省食品総合研究所食品工学部、2)「磁気と生体」研究会

緒言

血液の流動性は循環の受動的因子として重要であるが、特に毛細血管床を中心と する微小循環系では血流量を左右する主因子になると考えられる。毛細血管の径は 組織によっても異なるが平均6μm程度である。それに対して、赤血球(両凹円盤 状)の径はヒトで約8μmあり、赤血球は変形しないと毛細血管を通過しえない。 白血球は赤血球より大きく、さらに大きく変形して毛細血管を通過していく。血管 壁に強く接触する条件下では壁との粘着性も重要になる。血小板は2-3μmの大きさ で毛細血管を容易に通過するが、相互に凝集すると直ちに毛細血管を閉塞しえる。 これらの血液レオロジー因子、すなわち、赤血球変形能、白血球変形能および粘着 能、血小板凝集能それぞれの異常による微小循環障害は、多くの疾患の原因と病態 を構成するものと推定される。
しかしながら、これらの因子に対して多くの計測法が提案されてきたが、血小板 凝集能を除いて、信頼性、再現性、定量性を確立しえたものはない。また、血小板 浮遊液の濁度による血小板凝集能の計測も、結果のin VＩVOへの適用性に関しては議 論が残るものである。そのため、これらの因子にどれ程の個人差があるのか、食事 を含む環境因子によってどの程度変化するのか、疾患と実際にどれ位関わるのかと いった問題は解明されていない。 菊池ら1-5)は微細加工技術を用いてシリコン単結晶基板表面に加工した微小な流 路を毛細血管モデルとして用いる独自の方法を開発し、」上記諸因子の測定に用いて きた。これまでの使用経験・成績から、我々は上記諸課題を基本的に解決しえたも のと考えている。すなわち、全血を用いて顕微鏡観察下に毛細血管を通過するのと 類似の条件下で測定でき、しかも、シリコン基板の量産性と流路の加工精度から、 どこでも誰でも測定でき、かつ、得られた結果を相互に比較することが可能である。 現在、その装置はMC-FAN(MicroChanne1arrayF1ow　ANa1yzer)と名付けられ て日立原町電子工業(妹)より受注生産の形で市販されるに到っている。 一方、磁気、特に、交流磁気の生体に及ぼす作用について本研究会を中心に活発に研究が進められ、 多くの治療効果例が報告されてきた（6）。それらの冶療効果の根幹に抹消循環改善作用が示唆されてきたが、 その機序は不明のままであったように思われる。 交流磁気曝磁の前後で採血した全血の毛細血管モデル通過時間をＭＣ−ＦＡＮを用いて測定した結果、 曝磁により毛細血管に対する全血流動性が増加する成績が得られたので報告する。

方法

実験協力に同意を得た健常被験者18名(男性12名、女性6名;年令25〜51)に対して以下の3種類の試験を行った。 1)仰臥位で30分間の曝磁による全血流動性の変化 2)仰臥位30分間のみによる全血流動性の変化 3)採血した全血に対する30分間の曝磁による流動性の変化 曝磁は創健(株)製交流磁気治療器6基組み込みのマットレスを用いて行った。 仰臥位のみも同マットレス上で電源を切って行った。(3)の試験は(1)ないし(2)の試験でコントロールとして採血した血夜、すなわち、 仰臥位　十　曝磁あるいは仰臥位のみの直前に採血1した血液を対象とした。時間その他の制約のため全員に上記3種類の試験を行うことはできす、 各試験の被験者は(1)が15各(内女性3名、異なる日に2度目の試験を行った男性3名も別に数えた)、(2)が11名(内女性3名)、(3)が9名(内女性2名)となった。 男性被験者の内4名に対しては令試験を実施できた。 採血は真空採血管(5m1;ヘパリンナトリウム溶液(1OOO単位/ml;ノボ・ヘパリン注1000)O,25m1を採血管内に予め注人)を用いて肘静脈より行った。 採血後遅滞なく全血試料の約200μ1を巾7μｍ}、長さ30μm、深さ4.5μm,8736本並列のマイクロチャネルアレイ(B1ooｄy 6.7;1日立原町電子工業)にMC-FANを用いて20cm水柱差で流し、 流れの状況を顕微鏡・ビデオカメラシステムで観察・録画 すると同時に、希釈を受けていない100μl部分の通過時間を求めた。得られた全血通過時間は、直前に測定した生理食塩水100μl1の通過時間を用いて、 次式 (血液通過時間)　x　12秒/(生理食塩水通過時問) により生理食塩水通過時間が12秒の場合に換算した。

結果

図1〜3に試験(1)、(2)、(3)の結果を示した。＜図面省略＞各図はコントロール値の小さい順に並べたものである。各試験に共通の被験者はa〜dのマークで示した。 図1の被験者bで通過時問が著明に短縮した時の流れの顕微鏡画像を図4に示した。 試験(1)の15名中12名で明らかな全血通過時間の短縮が見られた。試験(2)ではコントロール値の大きい方の4名で短縮が見られたが、 残りのコントロール値の小さい方の5名では変化がないか増加であった。試験(3)では変化なしか僅かな増加と増加した方が多く、短縮は2名であった。 また、変化の方向とコントロール値の大小の問にも傾向は見られなかった。 図1.仰臥位で30分間交流磁気曝磁を行った時の全血通過時間の変化。*は女性被験者を示す。a〜dは全試験を実施した被験者を示す

考察

図1で通過時間が人きく増加した1例と僅かに増加した1例は・別の口の試験で は共に通過時間が著明に短縮している。また、それぞれコントロール値が大きく異 なっている。一般に、通過時間が60秒を越す例では,血小板凝集が顕薪であり、 通過時間の延長は二t三に血小板凝集塊による流路障害によっている。それらの例で見られた著明な短縮は、 図4にも見られるように、血小板凝集が抑制されて生じた結果である。それに対して、血小板凝集能が不安定な場合、恐らく上記の2例がそうで あろうが、交流磁気曝磁が逆に作用することもあり得ることが推定される。 一方、図1に示されているように、コントロール値が小さい例、すなわち、血小 板凝集が殆ど見られない例でも、交流磁気曝磁による通過時問の短縮が見られている。 このような場合、赤血球変形能が増加し、赤血球の通過速度が増加したと推測 される。したがって、交流磁気曝磁には血小板凝集能抑制効果と赤血球変形能改善 効果の二つの作用が推定される。 仰臥位による安雛のみによっても、恐らく血中カテコールアミンの低下のためと 思われるが、血小板凝集能が低下することが図2に見られる。試験(1)の結果に その効果も含まれていると考えられるが、その全てではないことは明らである。 また、作用が一定しないものの、交流磁気に全血への直接的な影響があることも図 3から明らかである。 交流磁気が作用する相手はイオンであり、静磁場と異なり、あまり動いていない イオンにも力を加えることできる。生体の中のイオンの動きは細胞の活動そのもの といってもいい過ぎではないが、ここではあまり認識されていないと思われる側面 について議論したい。血漿中の陽イオンと陰イオンは血液細胞、血管内皮細胞、血 漿蛋白質などの表面電荷をマスクし、それらの電荷間の引力や斥力を弱める作用を する。ＰＨ7では細胞表面と血漿蛋白質は陰性荷電が優性であり両者間に斥力が働 くが、イオンによりその斥力が弱められ、細胞表面には血漿蛋白質特に1血1漿アルブ ミンが吸着し、その吸着層が形成される7〕。勿論、固い吸着層が形成されるのでは なく、脱着を繰り返す緩い吸着層が形成されると考えられるが、その効果は小さく ない。例えば、赤血球膜はその吸着層によって脆弱性を著しく減じることが知られ ている。一方1菊池ら（7）はその吸着層によって赤血球変形能が低下することを報告 している。白血球、血小板に対しては、それらの表面のレセプターに対するアンタ ゴニスト的な効茱が推定される。 仮に、交流磁気によって血液細胞の表面電荷および血漿蛋白質の電荷に緩く結合しているイオンが揺さぶられて、その結果、細胞表面に対する血漿蛋白質の脱着が 促進されるとすれば、その影響は小さくないと思われる。まず、赤血球変形能が増 加することが考えられる。一方、白血球と血小板は刺激感受性を高めると推定され る。毛細血管に対する全血流動性にはそれぞれ柵皮する作用が生じると思われ、図3の結果にはそのような事態が反映していると考えることもできよう、 身体に交流磁気を作用させた場合、血管内皮細胞への影響が直に血液細胞への 影響になって現れてくると考えられる。血管内皮の物質透過性は1むし漿蛋白質吸着層 によって影響される。表面レセプターに対するアンタゴニスト的な効果も同様であろう。仮に交流磁気によって物質透過性ないし刺激威受作が高まれば、 プロスタゲランジン分子の合成も影響されると考えられる。いくつかのプロスタグランジン分子はそれぞれ拮抗的に作用するが、例えば、血小板で産生されるTXヘワは最も強い 血小板凝集物質であり、血管内皮細胞で産生されるPGI、は最も強い血小板凝集抑制 物質である。どちらが優性になるかは明らかでないが、仮にPGI、産生が優勢であれば血小板凝集は抑制されることになる。 以上、図1に示された血小板凝集能抑制効果と赤血球変形能改善効果に関して考えられることを述べたが、機序不明とするのが現時点では正しいであろう。 交流磁気による末梢循環の改善は多くの研究によって示唆されてきたが5、その機序の一つとして、今回の成績は重要な意味を持つと思われる。

文献

1) Kikuchi.Y ,Sato,K, Ohki,H., and Kaneko,T Optica11y accessib1e microchannels formed in a sing1e-crystal silicon substrate for studies of blood rheo1ogy Microvasc Res,044,226-240.1992. 2) Kikuchi, Y, Sato, K, and Mizuguchi Y Modified cell-flow microchannels in a singIe-crysta1 si1icon substrate and flow behavior of b1ood cells.一Microvasc.Res.47, 126-139.1994. 3) Kikuchi, Y, Da, Q-W., and Fujino, T Variation in red b1ood ce11 deformability and possible consequences for Oxygen transport to、47,222- 231.1994 ４）Kikuchi,Y ,Effect of leukocytes and platelets on blood floe through a parallel array of micro channels :Micro and macro flow relation and theological measures of leukocyte and platelet activities .Microvasc. Res 50,288-300,1995 5) 菊池祐二、門馬正人、牧野鉄也、田村正孝、細胞マイクロレオロジー測定装置Ｍｃ−Ｆａｎ細胞30,281−284,1998 6）中川恭一編、｢磁気と生体｣シンポジューム第１−五集 7）Kikuchi.Y. and Koyama, T. Red blood cell deformability and protein absorption on red blood cell surface . AM J physiol 247, H739-H747, 1984