Wirkung statischer Magnetfelder auf die Erythrozytenfließgeschwindigkeit in Kapillaren der Skelettmuskulatur

Ziele: Basierend auf intra-vitalmikroskopischen Untersuchungen an der Schwimmhaut von Fröschen wurde berichtet, dass es bereits bei einer magnetischen Induktion unter 0,4 T zu einer Ausrichtung von Erythrozyten und zu einer Veränderung des Blutflusses in kleinen Arteriolen kommt. Ziel unserer Studie war es, die Wirkung statischer Magnetfelder auf die kapilläre Erythrozytenfließgeschwindigkeit in Säuger zu untersuchen. Methode: Bei 8 Syrischen Goldhamstern wurde die Rückenhaut chirurgisch zwischen zwei Titan- (n=6) bzw. Plastikrahmen (n=2) fixiert und auf einer Seite in einem kreisförmigen Beobachtungsbereich bis auf die quergestreifte Skelettmuskulatur abpräpariert. Für die intravitale Auflicht-Fluoreszenz-Mikroskopie wurde den wachen Tieren FITC-markiertes Dextran zur Darstellung des Blutplasmas appliziert. Das Magnetfeld wurde mittels eines zylinderförmigen NdFeB-Permanentmagneten mit einer maximalen magnetischen Induktion an der Stirnseite von B=0,58 T erzeugt. Durch Vergrößerung des Abstandes zwischen Magnet und Fokusebene in der Skelettmuskulatur wurde die magnetische Induktion variiert und bei jeder Position über 3min die Bewegung der Erythrozyten mit einem Videosystem aufgezeichnet. Bei 4 Tieren wurde zusätzlich während der gesamten Untersuchung der arterielle Blutdruck gemessen. Basierend auf den Videoaufzeichnungen wurde schließlich für 24 Kapillaren pro Tier und Magnetposition jeweils der Gefäßdurchmesser und die Erythrozytenfließgeschwindigkeit mit einem computergestützten Bildanalysesystem bestimmt. Ergebnis: Die Auswertung ergab weder für den arteriellen Blutdruck noch für den Kapillardurchmesser signifikante Veränderungen bei variierender magnetischer Induktion. Demgegenüber wurde bei einer magnetischen Induktion in der Fokusebene oberhalb von 0,51 T eine zunehmende Reduktion der Erythrozytenfließgeschwindigkeit beobachtet. Bei der maximalen Feldstärke in der Fokusebene von B=0,54 T ergab sich eine signifikante Abnahme um etwa 30% (p<0,05). Schlussfolgerung: Statische Magnetfelder führen nicht nur bei Amphibien, sondern auch bei Säugetieren zu einer Reduktion der kapillären Erythrozytenfließgeschwindigkeit. Bei der Bewertung der Ergebnisse ist zu beachten, dass sie an einem zweidimensionalen Modell gewonnen wurden, bei dem alle Kapillaren parallel zueinander und senkrecht zur Feldrichtung orientiert sind. Inwieweit dadurch die tatsächlichen physiologischen Verhältnisse im Gewebe – z.B. während einer MR-Untersuchung – wiedergegeben werden, muss durch weitergehende Studien geklärt werden.

Korrespondierender Autor: Brix G

Bundesamt für Strahlenschutz, Medizinische Strahlenhygiene und Dosimetrie, Ingolstädter Landstr., 85762 Neuherberg

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Schlüsselwörter

Magnetfeld - Mikrozirkulation - Intravitalmikroskopie