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Grounding (earthing) as related to electromagnetic hygiene: An integrative review
pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36496151
オンライン公開 2022年12月7日 .
PMCID: PMC10105031
PMID:36496151
要旨
身体をアース（接地）することが、生物学的パフォーマンスにどのような利益をもたらし、非伝染性疾患の治療にどのように役立つかを調査する研究の数が増えている。研究はまた、生物学的アースの取り組みが時にいかに危うく、あるいは不適切になりうるか、そして期待される結果に対する潜在的な寄与因子、あるいは交絡因子として、さらなる要因を考慮に入れる必要性を示している。生物学的アースだけでなく、電磁波衛生対策を拡大することで、伝染病の蔓延、呼吸器系疾患の発生率、神経変性疾患、全死因死亡率の減少に役立つ可能性があることが提案されている。存在する潜在的な相乗効果を特定することで、対策の有効性をさらに高めるための多角的な介入が可能になるかもしれない。
この総説が、医療技術革新の推進、健康負担の軽減、生体電磁気学に基づく治療法の改善、建築環境や次世代技術の一般的な設計に影響を与えるために、これらのトピック領域における学際的研究、ベストプラクティス、政策を鼓舞し、情報を提供する触媒として機能することが期待される。
キーワード接地、アーシング、電磁波衛生、非伝染性疾患、感染症対策、粒子状物質
はじめに
接地は一般的に電気工学の分野に関連しており、「接地」は「意図的か偶然かを問わず、電気回路または機器が大地または大地の代わりとなる比較的大きな範囲の導電体に接続される導電接続[1]」と定義されている。電気接地は、交流（AC）および直流（DC）電圧の上昇や感電の危険から個人と電気機器を保護するために実施される戦略である。余分な電荷の蓄積を抑えながら、電気が大地に流れるための電気抵抗の低い経路を提供する。「生物学的接地」は、生物学的機能を強化することを目的とした、意図的な身体の接地と定義することができる[2]。適切に実施することで、ウェルビーイングを促進し、患者の治療を補助する手段として、大きな期待が寄せられている[[2]、[3]、[4]]。
生物学的根拠に関する広範なレビューは、すでに実施されている[5,6]。しかし、複雑で複数の因果経路や相乗効果、またいくつかの潜在的な交絡因子（プラセボ効果、空間的・時間的変動、対照・介入、「電磁衛生」の問題など）については、一般的に考慮されていない。そこで本稿では、生物学的根拠と「電磁波衛生」の側面、およびその有効性に影響を及ぼす可能性のある関連変数について概説する。電磁衛生’対策は、電磁環境の生物学的親和性を最適化することを支援することを通じて、健康とウェルビーイングを維持・増進し、病気を予防することに資する実践または条件として、本研究で定義される。
現代の研究の多くでは、電力コンセントのアースポートや土壌に挿入されたアース棒の電極を通したワイヤーを介してアースに接続された導電性材料を使用して間接的に身体がアースされており[5]、身体を直接アースすることの効果を調査する詳細な研究はほとんど行われていない。そのため、本総説では、地面との直接接触を伴う患者の治療から得られた研究や逸話的証拠[4,5,[7],[8],[9],[10]についても追加的に論じる。]また、人為的な電磁場（EMF）曝露の影響の可能性をより考慮する必要性を示唆し[11]、電磁現象への曝露を生物学的に最適化する方法の研究を増やす必要性を示唆している[12]。
裸足で歩くことと生物学的グラウンディング
自然の中で裸足で歩くことは、生物学的グラウンディングの最も簡単で安価な（無料でできることが多い）方法の一つである。地面と接触することの利点は、古代のはるか昔から示唆されており[8]、比較的最近まで、特に農村部では屋外で裸足になることがはるかに一般的だった[9]。今でも、都市部であっても、屋外で裸足になることが多くの人々にとって普通である国がある。オーストラリアとニュージーランドがそのような国である[13,14]。また、室内で裸足やストッキングを履くことが文化的規範となっている国もある。さらに、自然とのつながりを求める人が増えるにつれ、公共の裸足公園を設ける国も増えている[15]。
19世紀、自然療法医学の祖先の一人であるセバスチャン・クナイプ修道士[9]は、多くの国々で裸足で歩くことの人気を復活させた第一人者である。クナイプは、自然の中で裸足になることが、体を硬くし、血液循環を改善する最も簡単で効果的な方法であると報告し、アドルフ・ユスト[8]、アーノルド・リクリ[7]、ベネディクト・ラスト[8]らも健康のために裸足で歩くことを提唱した。
アドルフ・ユスト、アーノルド・リクリ、ベネディクト・ラストは、いずれもセバスチャン・クナイプ修道士と同じ時代に活躍した自然療法の提唱者。
アドルフ・ユスト（Adolf Just, 1859-1936）
ドイツの自然療法医。「リターン・トゥ・ネイチャー（Return to Nature）」という概念を提唱し、自然の中での生活や裸足での歩行を推奨した。1896年に自然療法センター「ユングボルン（Jungborn）」を設立し、多くの患者を治療した。
アーノルド・リクリ（Arnold Rikli, 1823-1906）
スイスの自然療法医。「大気バス（Air Bath）」と呼ばれる日光浴療法を開発し、自然の中での裸体療法を推進した。スロベニアのブレッド湖畔に自然療法センターを設立し、多くの患者を治療した。
ベネディクト・ラスト（Benedict Lust, 1872-1945）
ドイツ生まれのアメリカの自然療法医。
アメリカにナチュロパシー（自然療法）を紹介し、普及させた第一人者。
1896年にニューヨークで最初のナチュロパシースクールを設立し、多くの自然療法医を育成した。
クナイプの全体的なホリスティック療法は、現在でも実践されており、運動療法、栄養療法、水治療法、植物療法、心身のバランス療法という5つの柱から成り立っている。彼の治療法がシンプルで効果的であったことが、高い人気を得た主な理由である[9,16]。毎日200人もの患者を治療したクナイプ[9] は、特に朝一番に露のついた草の上を歩くこと、それが不可能な場合は雨や水によって湿った草の上を歩くことを勧めていた[17]。また、可能であれば、1日に少なくとも3回は屋外の自然の中を裸足で歩くよう、患者によく勧めていた。良好な生物学的接地性を得るために、屋外で皮膚と地表面を湿らせることの重要性は、Sokal & Sokal[18]によって強調されている。COVID-19からの回復に関して、Mousa[10]は、生物学的グラウンディングは、「濡れた泥土」の上で実施した場合に最大の効果を発揮すると報告している。
興味深いことに、土壌が湿っていると電気抵抗率が低下し、より効果的な接地が可能になる[1]。
リフレクソロジー・ウォーキング
屋外を歩く際に健康を増進させる要因は、生物学的なグラウンディングだけではない。例えば、リフレクソロジーや中国医学では、凹凸のある路面を歩くことで足裏のツボを刺激し、調整することができると認識されている。このような刺激は、屋外の石畳のフットリフレクソロジーの道でも受けることができる[19]。また、自然の中で裸足で歩いたり、裸足で公園を歩いたり、感覚を刺激する道を歩いたりすることもできる。
Liらによる16週間の無作為化試験[20] では、高齢者が週3回、室内で靴を履かずに60分間の石畳マットウォーキングを行う場合（n = 54）と、通常のウォーキングを比較対象として行う場合（n = 54）の相対的な効果が研究された。15.24m（50フィート）歩行（p= 0.01）、バランス測定（p= 0.01）、椅子立ち（p< 0.001）、血圧（p= 0.01）である。もしこの評価が、川石のプラスチック製レプリカを使用した屋内のマットの上ではなく、屋外の自然の中にある本物の石の上で行われたならば、観察された効果はさらに大きくなっていた可能性がある。
クナイプ[9]は、濡れた石の上を歩くと血液が足に流れ込み、全身の循環が改善されると報告している。石を濡らすと電気抵抗率が下がり[21]、生物学的グラウンディングの条件が改善される。さらに、電気抵抗率が低い場所でのグラウンディングによって体内に生じる微小電流は、指圧経絡を刺激する可能性がある。指圧とグラウンディングの組み合わせは、どちらか一方のみの対策よりも効率的であることがすでに確認されている。
冷たい水の中を裸足で歩く
クナイプ[9] はさらに、くるぶしの上まで冷たい水の中を歩くことを勧めている。サズ・ペイロ[23]はさらに、海水浴場で海水の中を歩いたり、それが不可能な場合は、小川や側溝の中を歩いたりすることを勧めている。冷たい水に浸かると、末梢血管収縮が起こり、血液が中央に溜まるようになり、その後、水から上がると直接末梢血管拡張が起こり、循環が促進される[24]。その効果は、生物学的接地によって増大する可能性がある。
地面に接した状態での運動
以前、治療プロトコルの一環として、裸足で屋外を歩く生物学的グラウンディングを受けた患者の成功率が高いことが報告されているにもかかわらず[[7]、[8]、[9]]、屋外で運動する際の直接的な生物学的グラウンディングの効果を具体的に調査した詳細な最新の研究はないようだ。しかし、必ずしも生物学的グラウンディングを可能にするような路面ではないものの、裸足で運動を行うことに関する研究はある。ランニングに関しては、裸足で走るとタイムが速くなり[25]、酸素消費量が減り[23,26]、ワーキングメモリが強化される可能性がある[27]。また、運動だけで、生物学的グラウンディングに関連する多くの効果が得られることも、研究によって証明されている。例えば、免疫系機能の向上[28]、血圧の改善[29]、睡眠の質の向上[30]などである。さらに、裸足になることで、足そのものの生理的な改善にもつながる[23]。
地面と間接的に接触するグラウンディングシューズ
グラウンディングシューズの使用が適切なのはいつなのか、そのようなシューズをどのように履けばいいのか、また、履いたとしてもほとんど効果が期待できないのはどのような場合なのかを知っておくことは重要である。Muniz-Pardosらによる二重盲検試験[31]では、導電性トレーニングシューズを着用することでトレーニング効果が向上するかどうかが検討された。[31]は、導電性トレーニングシューズを履くことでアスリート（N = 10）のパフォーマンスが向上するかどうかを調査した。接地した場合と偽接地した場合では、ランニングのエネルギーコストや生理学的／知覚的反応に違いは観察されなかった。これにはいくつかの要因が考えられる。例えば、ランニングエコノミー試験では、シューズ内の高湿度を避けるため、各試験で新品のソックスを使用した[31]。しかし、ベストプラクティスである静電気放電フットウェア対策では、導電性を向上させるために、綿の靴下を試験前に少なくとも2時間着用し、湿度を高める必要がある。さらに、適切な保湿ローションを足に塗ることで、アースへの電気伝導性が改善されたであろう[32]。さらに、土のトラック表面の電気抵抗率が、交絡因子として作用した可能性がある。電気抵抗率は、土壌の種類、土壌の含水率、温度など、さまざまな要因の影響を受ける可能性がある[1,33]。
裸足での地面との直接接触が血圧に及ぼす影響
S Teli et al.[4]は、裸足で地面に直接触れて1時間（hr）座ること（n = 28）、または履物を履いて同様の条件下で対照として行動すること（n = 25）が、降圧前患者に及ぼす直接的な影響を調査した。その結果、裸足の人では拡張期血圧（DBP）（p< 0.0014）、収縮期血圧（SBP）（p< 0.0001）、平均血圧（MBP）（p< 0.0001）の有意な低下が観察された。履物では有意な変化は認められなかった。研究者らは、可能な限り裸足でいることは、高血圧予防に役立つシンプルで革新的、かつ費用対効果の高い介入であると結論づけた。もし、被験者が生物学的に最適化された条件下で、屋外の自然の中を裸足で歩いたとしたら、このような所見はさらに印象的なものとなったであろう。
砂処理と生物学的接地
Neoh[34]は、自然な接地電流が人体をどのように流れるかを調査した際、砂浜に乾いた足で立った場合には電流が記録されなかったが、足を湿らせることで身体の電気抵抗が94%減少し、足全体に接地電位差が生じ、身体にマイクロアンペアの電流が流れたと報告している。Menigozら[5]が実施したグラウンディングのレビューでは、Cimone博士が、「足裏を湿らせることで、身体の電気抵抗が94%減少した。[5]において、Cimone Kamei博士は、腎臓の機能低下や癌の結果、浮腫を起こした患者を、濡れた砂で埋め戻した穴に下肢を入れ、浜辺に座らせることがよくあると述べている。彼は、通常20分程度続くこの介入の後、浮腫は通常消失すると述べている。Just[8]も砂の治療を行い、地面が乾燥しすぎてはならないと定めている。
グラウンドで眠る
ただ[8]、地面に寝ることは急性および慢性疾患の治療に非常に有益であり、消化、便通、睡眠の質を改善し、エネルギーと体力のレベルを再活性化することが観察された。
大気中の電気
ただ[8]、観察された治療結果は、屋外の自然の中で行えばさらに改善されると述べ、こう宣言した：「空が生み出す」この力は、大地の力と結びついて、最も素晴らしい治療効果を生み出す」彼は、地面に直接寝ることの効果が、自然の中で最適化されることを発見した。次に良い結果が得られたのは、軽量鉄骨造りの住居で寝ることで、重厚な造りの建物よりも健康的であった。自然のフェアウェザーな垂直大気電場にどの程度さらされるかが、観察された違いに関与しているようだ。これらの電場は、1メートルあたり100～300 Vの大きさであり[35]、使用される建築物のタイプによって遮断される度合いが異なる。Kritzinger[36]は、伝統的な木造住宅は、その構造を通して、このような場の≈70-75%の伝染を許容することができると報告している。外部環境からの電磁放射への曝露を減少させるファラデ ーケージのような状態を作り出すことができるいくつかの近代的な建材によって、電磁場は大幅に遮断されることがある[37]。このような場は、屋内の人工的な電磁波汚染によってもマスクされることがある[[38]、[39]、[40]]。
垂直電界は生物学的影響を引き起こす可能性がある[41,42]。Fischer[43]は、垂直電界が免疫系機能に及ぼす影響を調査した。プラークカウント法は、異なる電界曝露下でマウスが受けた免疫の程度を測定するもので、プラークカウントの増加は免疫率が高いことを示す。40V/mの垂直直流（DC）定電界は、ファラデーケージ条件（111.6±11.0）と比較して、免疫系反応（210.2±24.1プラークカウント）を増加させた。0）;晴天時の屋外に見られるような電界強度（200 V/m）では、対照チャンバー条件（384.0 ± 31.7）およびファラデーケージ条件（199.2 ± 16.5）の両方を上回り、免疫系反応（608.0 ± 55.1）が増加した。
その後の研究で、（おそらくファラデーケージのような状態で）接地して寝ている人のワクチンに対する免疫反応は、偽接地している人よりも優れていることがわかった[18]。生物学的な接地がこれらの変数にさらされることによってどのような影響を受けるかを評価することは価値があるだろう。
東西南北方向の調整
ジョージ・スター・ホワイト[44]は、睡眠時に患者に自らを接地させたが、さらに、接地している間に眠る方角を非常に重要視していた。少なくとも一部の人間は地球の地磁気に敏感であり[45]、東西南北の方位にアライメントすることの影響の可能性を示す研究があることから、潜在的な変数としてこれを考慮する必要があるようだ。
Shrivastava et al.[46]は、被験者（N=40）を対象に、睡眠時に東西南北の方角に合わせることが血圧、心拍数、血清コルチゾール値に何らかの影響を及ぼすかどうかを調査する研究を行った。頭を南に向けて寝ている人は、他の東西南北の方向で寝ている人に比べて、DBP、SBP、心拍数（HR）が統計的に有意に低かった。さらに、血清コルチゾール値は、頭を南や北ではなく、東や西に向けて寝ている人の方が顕著に高かった。このような所見は、ホワイトの発言の妥当性を評価する必要性を示唆している。
無線周波数（RF）放射がどの程度、潜在的な交絡因子として作用するかも考慮すべきである。このような電磁波汚染を遮断するために、木造小屋の壁に金属製の側板を接地することで、そのような囲いの中にいる鳥の磁気コンパスが再び正常に機能するようになったことが、すでに研究によって示されている[47]。
外出時のコルチゾールレベルに関する睡眠研究
生物学的グラウンディングに関する研究では、概日コルチゾール・プロファイルを正常化するのに役立つことがしばしば示唆されている。この主張は、一つのパイロット研究の結果に基づいているようだ。Ghaly & Teplitz[48]は、個人（N = 12）のコルチゾールレベルが、夜間に身体をグラウンディングすることによって影響を受けるかどうかを調査した。この研究の結果は、最初は印象的に見えるが、評価された誰も対照として作用しなかったため、プラセボ効果を除外することはできない。
接地時の睡眠の質
Lin et al.[49]は、プロスペクティブ無作為化二重盲検試験を実施し、軽度アルツハイマー病の被験者に、1日30分、週5日、12週間、グラウンディング（n = 11）または偽グラウンディング（n = 11）を行った。その12週間後、接地された被験者のピッツバーグ睡眠質指標スコアは、偽接地された被験者より有意に低かった（p= 0.006）。※スコアが高いと睡眠の質が悪い
血液粘度と生物学的接地
Chevalierら[50]は、グラウンディングが血液の粘性を低下させるかどうかを調べた。各被験者（N = 10）は血液サンプルを提供した後、リラックスした雰囲気の中で2時間グラウンディングした。その時間の終わりに、被験者がまだ接地しているときに血液サンプルが採取された。彼らは、生物学的接地が血液粘度を低下させると結論づけたが、ノーコントロールであった。Magoraらによる以前の研究 [51[51]による、血液粘度に対する電気的睡眠の効果を調査した以前の研究では、対照群が存在し、リラクゼーションのみによって血液粘度が低下することが示された。その後、Brown & Chevalier[52] は、ヨガ運動中の生物学的グラウンディングが血液粘度にどのような影響を与えるかを調査した（N = 28）。グラウンディングを行った者（n = 14）は、シャムグラウンディング（プラセボ接地）を行った者（n = 14）と比較して、運動後の拡張期血液粘度（p= 0.031）と収縮期血液粘度（p= 0.032）が顕著に減少した。
接地効果に関する医療用サーモグラフィのケーススタディ
血行が悪いと足が冷たくなることは古くから報告されており、適切な環境で裸足で歩くことがその解決に役立つとされている[[7]、[8]、[9]]。Amalu[3]も同様に、生物学的根拠に基づいて睡眠をとることで、物心ついたときから極度の足の冷えに悩まされていた被験者の血行が大幅に改善されたことを、熱画像で実証している。また、生物学的グラウンディングの結果、他の多くの被験者の血液循環が改善したことを示す熱画像も提供している。
生物学的グラウンディングと痛みの軽減
Müller et al.[53]は、集中的なエキセントリック筋負荷後の運動パフォーマンスと筋肉痛に関する回復時間について、接地睡眠（n=12）と偽接地睡眠（n=10）の有効性を評価した。偽接地した被験者と比較すると、接地して寝た被験者は、パフォーマンスの顕著な低下が少なく、クレアチンキナーゼ血中濃度の上昇が低く、筋損傷に関連する炎症マーカーの低下と一定の血液濃縮度の保持によって示されるように、回復が改善された。運動後の生物学的接地による疼痛緩和の改善と炎症の軽減は、他の研究においても、接地した被験者と偽接地した被験者の比較で報告されている[54,55]。COVID-19患者においても、グラウンディング後の疼痛緩和の増大が報告されている[10]。
Amalu[3]による事例研究は、炎症と痛みの軽減に対する効果的な生物学的グラウンディングの有効性について、さらなる証拠を示している。彼はさらに、生物学的グラウンディングには次のような利点があると述べている：「急性および慢性の炎症性疾患の治療における最も重要な進歩の1つとして、信じられないほど有望である」。しかし、このような知見は新しいものではない。クナイプ[56]は、「非常に多くの人々」が、地面と直接接触することで痛みが完全に緩和されたと報告してきたと述べている。
ボディ電圧とアース
ブラウン[57]は、ホームオフィス環境にいる個人（N = 50）の交流体電圧に対する生体アースの効果を調査した。その結果、アースをとった状態で電気製品に触れると、アースをとっていない場合と比較して、平均で45.5倍の低減が観察された。この減少は統計的に有意であった（p< 0.001）。電磁波汚染が存在する地域で生物学的接地を行おうとする場合には注意が必要であることについては、Virnich & Schauer[58]が論じている。
理想的には、生物学的接地は電磁波衛生が良好な環境で実施されるべきである[39,59,60]。図1は、そのような対策がとられていない場合に見られる環境特性の一例を示している。図1Bは、静電ポテンシャルの上昇が、個人が作業する場所でしばしば見られることを示している。図1Cの等値線は、室内の交流電界（10-2,000Hz±3dB）を示している。図1Dは、図1BおよびCの所見と合わせて評価すると、高電界が発生している場所では、非常に低濃度の微小空気イオンが見られることを示している。これは、ワークステーションに座っている個人の呼吸ゾーンに、健康に有害な帯電粒子の濃度が増加していることを間接的に示している。
図1 ホームオフィスとして使用されている部屋の断面図[39]。劣悪な電磁波衛生が生物学的アースの取り組みに及ぼす可能性のある影響については、後述する
地上および非地上での誘導電荷の保持
人体は電気をよく通す。しかし、個人が電磁波衛生状態の悪い微小環境にいる場合、接地していても誘導された過剰な電荷を帯びる可能性がある。非接地と接地状態における導体と絶縁体（電子の自由な流れを妨げる物質）の電荷保持率を図2に示す[38]。
図2 導体と絶縁体の電荷保持[38 ].
接地、摩擦帯電、湿度レベル
現代の繊維製品のほとんどは絶縁体である。多くの衣服、特に合成繊維は電気絶縁性であり、摩擦帯電によって高レベルの過剰電荷を発生させる。衣服に蓄積された電荷は、必ずしも皮膚に伝わり、アースをとったときに接地されるとは限らない。このような物品は、しばしば過剰な電荷を長時間保持することがある[61]。相対湿度(RH)が高い時と低い時で、日常的な活動中にどの程度電荷が発生するかを図3に示すが、RHが低い時に著しく高い電荷が観察される[62]。
図3 異なる湿度での日常的な動作によって発生する摩擦電荷[62]
理想的には、湿度レベルは40%～60%RHであるべきである。この範囲であれば、過剰電荷の発生と微生物の生存率の両方を低下させることができるからである[38,63,64]。RHを最適化することで、断熱材や皮膚の伝導性を向上させることもできる。
誘導電界と接地
さらに、Jonassen[65]が言及しているように、生物学的接地の有効性を損ないうる状況がある。これらについては後述する。
電界にさらされた非接地導体：導体（人間など）が帯電した絶縁体から誘導電荷を受ける状況を単純化して示す（図4A）。この電荷源からの電界線によって、導体の電界線に面する側に負極性の拘束誘起電荷が発生する。この電荷は、導体がソースによって作られた電界内にある間は除去できない。導体の反対側には、同じ大きさの対応する正電荷が生成される。導体の正味の電荷はゼロだが、導体の各側面には異なる極性の電荷がある。
図4 絶縁された（接地されていない）導体が電界にさらされた帯電絶縁体。Jonassen[65]から引用。B. 電界にさらされた接地導体を持つ荷電絶縁体
電界にさらされた接地された導体：同じ曝露条件下で導体を接地すると、その電圧はゼロになる。しかし、プラスに帯電した線源に近接しているため、誘導電荷がまだ残っており、マイナス帯電した導体はゼロ電圧となる（図4B）。つまり、接地されてはいるが、その一部はまだ余分な電荷を帯びており、空気中の汚染物質を引き寄せる。
交流電界は、人間や物体にも誘導電界を発生させる。導電性の物体を接地することで、それらが持ちうる誘導交流電界を減少させることができ、標準的に実施されるのが理想的である。しかし、人体を接地することでRF放射線の吸収が増加することが実証されており[66]、生物学的接地が電磁波衛生が良好な地域で実施されることが理想的である理由をさらに示している。
健康状態、微粒子、病原体、電磁波衛生
バーナード・ワトソン教授[67]やバッハ[68]が指摘しているように、衣類、寝具、家具によって生じる過剰な電荷は、喘息、肺気腫、その他の呼吸器疾患の重大な一因となりうる。彼らが患者にとらせた緩和策は、このようなエピソードを大幅に減少させた。具体的には、合成繊維の代わりに綿の衣服を着用する（綿の方が電荷の発生が少ないため）、素材や表面に帯電防止加工を施す、などである。余分な電荷を減らすことで、個人の周囲に帯電した浮遊粒子の濃度が低下し、吸入によって滞留する浮遊汚染物質の数が減少する[60]。
大気汚染への曝露を減らすことは、呼吸器疾患の発症や進行を防ぐ最も効果的な方法であり[69]、神経変性疾患や全死因死亡のリスクを減らす[70]。電磁波衛生対策の改善は、SARS-CoV-2[10,60]を含む疾病[11,12,38]の発生率を低下させるのに役立つ。
粒子状物質、病原菌、過剰電荷
粒子状物質は病原体のキャリアとして作用し、病原体を長期間空気中に浮遊させることができる[71]。病原体は、呼吸器飛沫、飛沫核、ほこりや皮膚片を含むより大きなサイズの汚染物質に付着して運ばれることがある[72,73]。感染量は病原体によって異なる。ウイルスに関しては、Ward et al.[74]は、ロタウイルスの感染量は≤10感染粒子である可能性があると指摘し、Caul[75]は、ノーウォーク様ウイルスの感染量は≥10-100感染粒子である可能性があると観察している。Karimzadeh et al.[76]は、COVID-19の感染量は100感染粒子以上である可能性を示唆している。多くの非生物学的粒子とは対照的に、空気中の微生物は非常に高い電荷を帯びることがある[77]。
一般的に、室内で見られる浮遊粒子の90%以上は1μm未満であり[78]、このサイズ範囲では電界が主要な輸送・除去メカニズムとして機能することが多い[79]。高電荷を帯びた粒子の静電気力は、重力の力の数千倍にもなることがある[80]。粒子が持つ電荷のレベルが、ヒトの気道への沈着にどの程度影響するかを、そのサイズ範囲内で見られる粒子の種類の表示（図5B）と共に示した（図5A）[81]。過剰な電荷はCOVID-19のリスクを増加させるようである[60]。
図5 鼻-喉頭気道におけるエアロゾル沈着に対する静電荷効果[81] CC BY 3.0 画像。B.直径1μm以下の一般的な室内粒子のサイズ範囲[60 ]。
高い粒子電荷は、ヒトの気道における20μm以下の粒子の沈着を著しく増加させる可能性がある[81]。
高電界の存在は、個人の呼吸ゾーン内の帯電粒子の局所的濃度を増加させる可能性がある[38,39,59]。さらに、電界は病原体の沈着面を大幅に増加させる可能性があり、表面電位が高いほど顕著に増加する[[82]、[83]、[84]]。直流電場も交流電場も粒子沈着を増加させる可能性がある[82,83,85]。
人間の皮膚と過剰電荷
皮膚表面電圧は、RHが低下すると上昇する傾向がある[86]。さらに、上昇した静電ポテンシャルに曝されると、接地したヒト被験者の皮膚への汚染物質の沈着速度が増加する[87]。同じことが、非接地の人にも当てはまる。Wedberg[88,89]は、0 kVの条件下では0.07 μmを超える粒子状物質のヒト皮膚への沈着は≈100粒子/mm2/hr、±5～6 kVの体電位では≈1000粒子/mm2/hr、より大きな電界下では>10,000粒子/mm2/hrであることを発見した。評価された体電位は、適切な予防措置を講じない限り、実生活で容易に発生する可能性がある。
皮膚片は、人の個人的な呼吸領域内で粒子状物質の最大の発生源を形成し、高い電荷を得ることができる。5～50μmの大きさの皮膚片が、吸入した空気1リットルあたり約6000～50000個鼻腔に入る可能性がある[90]。人体から剥がれ落ちる皮膚鱗屑の約5～10%が細菌を保有している可能性がある。ヒトが高い電荷を獲得し、感染者の近くにいる状況では、病原体数はさらに高くなる可能性があると、筆者は提唱している。皮膚片の産生を抑えることで、皮膚片の吸入や開放創への付着による感染の可能性を減らすことができる。これは皮膚を保湿することで達成できる[92]。皮膚のローション／保湿剤は、さらに衣服と皮膚との間の摩擦帯電を軽減し[60]、グラウンディングを助けることができる。
接地と電磁波衛生への取り組みに影響を与えうる技術的問題
生物学的なアース用品を販売している業者の多くは、電源コンセントのアースポートや、土壌に挿入したアース棒の電極を通してアースすることを勧めている。同様の方法は、多くの生物学的接地研究で用いられている。これらの方法で起こりうる技術的問題と、その対処法について知っておくことが重要である。
アース用コンセント
多くの研究が、電源コンセントのアースに接続されたアースコードを使用して、被験者を接地させている[53,57,93]。電気的な接地システムが適切に機能していることを確認するために、接地チェッカーを使用することを提案するものもある。これは、多くの建物では、主電源のアース接続が非常に悪いか、3ピンソケットがあっても主電源のアース接続がないためと思われる。このような状況は、米国や英国を含む多くの国で見られ[94,95]、接地の有効性を左右する。
アース棒電極
生物学的接地に使用される接地棒電極の多くは、長さわずか30.48cmである[50,96,97]。対照的に、室内での生物学的接地のパイオニアであるWhite[98]は、長さ約1.22mのロッドを使用することを提唱している。ロッドを土壌に十分に深く打ち込まないと、特に寒冷期には接地効果が損なわれる可能性がある。理想的には、一年中低い電気抵抗率を維持するために、霜線より下に打てる十分な長さが必要である[1]。さらに、アース線が不要なRF信号を拾う可能性もある。電磁波衛生状態が良好な場所で地面と直接物理的に接触することが、身体をアースするためのより良い方法である。
土壌の水分レベルと接地効果
土壌の比抵抗の季節変動は、接地の有効性を妨げる要因になり得るため、一年を通じて良好な接地条件を確保するための対策を講じる必要がある。通常、春と秋の気候は適度に暖かく、湿度も高いため、条件は最良である[1]。ジャスト[8] は、患者治療の一環として、裸足で歩いたり、地面の上で寝たりすることを提唱していたが、そのような季節に患者が最も目覚ましい回復を遂げることが多かった。土壌の比抵抗が低下すると、より良い接地条件が生まれる。アース棒を設置する場所の土壌を化学処理すると、電気抵抗を大幅に下げることができる[1]。また、バイオ炭を使用することもできる。一例として、バイオ炭を使用すると、乾季の粘土砂質土壌の接地電極の電気抵抗が、平均242.0Ωから26.27Ωに、雨季には2.1Ωに低下した[99]。バイオ炭を、個人が裸足で歩く場所の土壌に添加することで、年間を通じて土壌の導電率と水分レベルを改善することもできる（個人的な観察）。さらに、接地棒の位置や裸足で歩行する場所に時折散水すれば、接地効率をさらに向上させることができる。この対策は、降雨量が少ない地域や干ばつ状態の地域で、屋外で裸足になる直前に特に考慮すべきである。
間接的に生物学的にアースする場合の抵抗器の使用
現在、生体アース用機器の中には、感電の危性から保護するために、10万Ωの抵抗器や、さらに高い抵抗率を持つものがある。これは電流の流れを制限するもので、電気器具に不具合があった場合の安全対策としては有効だが、同時に、体内への電子の出入りを妨げるものでもある。このことが、Chevalierら[93]が統計的に有意な減少を報告した一因である可能性がある。[93]は、生物学的に接地した場合に予測される体温の上昇ではなく、統計的に有意な体温の低下を報告している。
電磁波汚染
査読を受けた研究の大部分は、多くのガイドラインで許容されている強度よりもはるかに低い強度で電磁波汚染にさらされることが健康リスクをもたらす可能性があることを示している[11]。パフォーマンス、生物学的機能、そして患者の回復を助ける、より健康的な電磁環境と技術を生み出す大きな機会が存在する。
屋内でアースを取りたい場合は、低電界レベルが存在し、適切なアース接続が確立されている場所で行うのが理想的である。さらに、人が長時間過ごす場所の電磁波特性を生物学的に最適化するために、その人自身が接地しているか接地していないかにかかわらず、行動を起こすべきである。これには、電気機器を含む他の導電性物体を接地すること、ワイヤレス接続の代わりに有線接続を使用すること、汚染物質への曝露を減らすために部屋のレイアウトや座席のレイアウトを変更すること、摩擦帯電を減らす対策を講じること、使用しないときは電気機器の電源を切りプラグを抜くことなどが含まれる。より高度な対策も適用できる[38,60,100]。
結論
生物学的グラウンディングや、その他の生体電磁健康への取り組みを検討する際には、結果に影響を与えうる多種多様な交絡因子や変数が存在することを理解する必要がある。これらの間で起こりうる相乗効果を特定し評価することで、多角的な介入が有効性と実行可能性を高めることができるだろう。その採用は、他の生体電磁気学に基づく治療や従来の治療、感染制御業務にも利益をもたらす可能性がある。
可能であれば、「ゴールドスタンダード」と呼ばれる無作為化二重盲検プラセボ対照介入に基づく研究を実施し、アプローチの有効性を評価するのに役立てるべきである。特に、様々な要因の複合的な効果をもっと考慮すべきである。
臨床現場や日常生活において、より健康的な次世代電子機器、電磁環境、生体電磁治療を開発するための学際的研究の機会が今、存在している。正しく実施されれば、生物学的グラウンディングは、そのような革新的な予防措置の重要な構成要素となりうる。
利益相反
いない。
謝辞
本研究はタマサート大学建築・計画学部の支援を受けた。本稿の作成にあたり、コメントをもらったBiosustainable Designs社のSirinath Jamieson博士とエレクトロニクス・エンジニアのDavid Webbに感謝したい。