Erhöhungen der mikrovaskulären Durchblutung und Sauerstoffversorgung des Gewebes durch gepulste elektromagnetische Felder im gesunden Rattenhirn.

Hochfrequente gepulste Felder sind als Therapie bei Schmerzen und Ödemen nach Operationen oder schlecht heilenden Wunden und Knochenbrüchen u. a. anerkannt. Sie ermöglichen auch nicht-invasive therapeutische Maßnahmen bei Störungen im Gehirn. Neuerdings werden auch Therapien in der Neurologie und bei Infarkten in Erwägung gezogen, da in Tierversuchen die Infarktgröße nach PEMF-Behandlung (gepulste elektromagnetische Felder) vermindert wurde. Auch nach Hirnverletzungen sind positive Wirkungen in Tierversuchen und bei Alzheimer-Patienten gefunden worden, evtl. durch verbesserte Durchblutung der peripheren Mikrogefäße. PEMF erweitern die Arteriolen, aber ob der Blutfluss verbessert wird, ist noch unklar, und zur Zirkulation im Gehirn ist nichts bekannt. Die Wirkung der PEMFs auf die Mikrozirkulation scheint auf Stickstoffmonoxid (NO) zu beruhen (NO ist ein gut bekannter Gefäße erweiternder Wirkstoff), dies ist aber im Nervensystem nicht untersucht. Das Ziel war festzustellen, ob die PEMF-Behandlung eine messbare Wirkung auf die Durchblutung in den Mikrogefäßen und die Sauerstoff-versorgung von gesunden Rattenhirnen hat, ob NO dabei eine Rolle spielt und ob die gepulste Strahlung zur Therapie bei Schlaganfall und Hirnverletzungen eingesetzt werden kann.

Es gab 3 Gruppen: 1. Zeit-Kontrollgruppe (5 Ratten), 2. PEMF-Gruppe (11 Ratten), 3. PEMF + 10 mg/kg i. v L-NAME (7 Ratten). L-NAME ist ein Hemmstoff für das Enzym NOS. Die Trägerfrequenz der PEMF betrug 27,12 MHz, moduliert durch 3 msec Pulse mit Wiederholungsfrequenz 5 Hz, elektrische Feldstärke 6 ± 1 V/m im Rattenhirn, SAR 40 mW/kg (deutlich unterhalb der thermischen Schwelle). Nach der Behandlung wurden der Druck in den Arteriolen, Venolen und Kapillaren (3–50 μm) und die Fließgeschwindigkeit der roten Blutkörperchen (Erythrozyten) mit der Laser-Scan-Mikroskopie am lebenden betäubten Tier gemessen und der Sauerstoffgehalt vor und bis 3 Stunden nach der PEMF-Behandlung bestimmt.

Die PEMF-Behandlung führte bei den 11 Ratten der Gruppe 2 zu signifikanter Erweiterung der Arteriolen im Gehirn von durchschnittlich 26,4 ± 0,84 μm Durchmesser auf 29,1 ± 0,91 μm (p < 0,01). Nach 3 Stunden hatte sich allmählich ein Wert von 27,5 ± 0,90 μm eingestellt. In den Kapillaren war die erweiternde Wirkung sichtbar, aber nicht-signifikant. Bei den Kontrollen waren die Durchmesser der Kapillaren und Arteriolen innerhalb von 4 Stunden unverändert. Arteriolen erzeugen den ersten Haupt-Widerstand und bilden wahrscheinlich den Haupt-Angriffspunkt für NO-induzierte Gefäßerweiterung, denn die Kapillaren haben keine glatte Muskulatur und sind deshalb nicht empfindlich für die gefäßerweiternde Wirkung von NO. Nach der PEMF-Behandlung gab es eine Verschiebung zu höherer Fließgeschwindigkeit in den Kapillaren auf 105,5 % ± 1,3 %, die innerhalb von 3 Stunden auf 102,8 % ± 1,9 % des Basiswertes zurückfiel. Die normale Fließgeschwindigkeit beträgt zwischen 0,14 und 3,15 mm/sec mit Normalverteilung. Der Sauerstoffgehalt im Gewebe war nach der PEMF-Behandlung signifikant gesteigert. In der Kontrollgruppe gab es innerhalb von 4 Stunden keine Veränderungen. Die Überprüfung mit Blockierung der NO-Synthase führte zur Bestätigung, dass NO der entscheidende Faktor bei der PEMF-Wirkung ist.

Die Ergebnisse zeigen, dass die gepulsten 27,12-MHz-Felder eine Weitung der Arteriolen durch einen NO-abhängigen Mechanismus bewirken. Die Gefäßerweiterung führt zu einem Anstieg des Blutflusses in den Mikrogefäßen im Gehirn, wodurch die Sauerstoffversorgung des Gewebes verbessert wird, die hier bis 3 Stunden nachweisbar war. Die Studie erklärt einen möglichen Mechanismus der PEMF-Wirkung. Eine PEMF-Behandlung kann eine wirkungsvolle Strategie bei Wundheilungen, schweren Verletzungen und Durchblutungsstörungen im Gehirn sein.