生物百科知识点-磁场的生物效应讲解

来源:学大教育    日期:2015-12-10 00:08:01

有关生物的学习关系到生命的奥秘。生命是最不可思议的事情,多去学习些有关生物的知识不仅仅能够开阔我们的视野,也能够激发我们的学习兴趣。下面是学大教育的专家们为大家带来的生物百科知识点-磁场的生物效应讲解。希望能够帮助到大家。

磁场生物效应:磁场对生物体的作用是多方面的。只有全面的认识磁场对生物体的作用机理,才能选择合适的磁场参数达到治疗疾病的好效果。

机理

1.磁场对神经系统的效应神经系统是机体内起主导作用的系统。由神经细胞和神经胶质组成。神经递质是神经元间的传递物质。研究结果显示。通过磁刺激调节这些神经递质水平可以达到睡眠的目的;脉冲磁场通过改变大鼠不同脑区神经递质的含量来影响其学习能力;在磁场作用后神经系统可释放出具有镇痛效果的一些物质,从而起镇痛作用。2.磁场的细胞生物学效应电磁场可使细胞形态、DNA、RNA、蛋白质合成、跨膜转运、酶活性以及生物遗传等产生显著变化。电磁场通过对蛋白和酶中的过渡金属离子的作用影响酶活性,进而影响酶参与的新陈代谢反应。电磁场对生物膜的离子转运能力的影响会导致一些生理和生化过程的变化,从而影响生物电活动的相关过程。3.磁场的血液循环效应恒定磁场和旋转磁场可改变血液流变特性,降低血液黏度、促进血液循环。在磁场作用下,血液中的带电粒子荷电能力增强,红细胞表面负电荷密度增大。由于同号电荷间的静电斥力增加,促进红细胞聚集性减弱,从而降低血液黏度;血液中其他荷电离子,如钾、钙、钠、氯等,在磁场作用下,荷电能力增强。从而影响离子移动速度,促进血液循环。4.磁场的促骨再生效应低频电磁场可促进骨再生的代谢过程,促使纤维母细胞和成骨细胞较早出现,消除疼痛,减少功能障碍,增强抗生素的杀菌效力等作用。

研究现状

1.磁场对神经系统的影响

磁场对神经系统的影响的研究目前是比较多的。中等强度的磁场(SMF)对神经系统的影响的研究已有数十年。有研究说SMF可以改变中枢神经系统的功能,极低频的磁场可影响神经细胞的生存和死亡,脉冲磁场可在大鼠身上起到止痛作用,而且没副作用,可类同吗啡起到的缓和作用。神经突在PC12细胞中的生长对辐射流密度和脉冲磁场的频率很敏感。有研究表明磁场低于0.5 T对人类的神经系统有明显的生物效应。郭云琴等报道0.4 mT的脉冲磁场可明显提高脑梗塞大鼠的神经功能.减小大鼠脑梗塞灶的面积,且使梗塞软化灶显著减少。魏莉等报道重复性磁刺激后,体外培养的海马神经元的形态无明显变化,细胞活力及抗氧化能力明显提高。对大鼠海马神经元不会造成明显损伤,产生了神经保护作用。

2.磁场对离子通道电特性的影响

极低频(ELF)弱磁场作用于细胞的靶点首先是细胞膜。实验研究发现,生物机体对电磁场作用的反应中细胞膜发挥主要作用。电磁场作用的初始位点是细胞膜,使膜表面蛋白质分子产生电泳作用。改变膜表面的电荷分布,调节受配体结合,激活信号传导系统,影响细胞膜上离子通道的电特性,最终导致细胞生命活动的改变。法国Bordeaux大学神经生理实验室发现在50Hz,1 mT的正弦磁场照射下,细胞膜对钙离子的通透性增加,胞内钙离子浓度上升。Ottaviani和Rosen等人研究了50 Hz工频电磁场和125 mT的静磁场对细胞膜离子跨膜转运能力的影响,Jie-FeiShen等人用125 mT的静磁场(SMF)作用于大鼠的三叉神经根部的兴奋神经,观察瞬时外向钾电流和延迟整流钾电流的变化,发现照射组较对照组电流有微小的变化,125 mT的静磁场可通过改变失活率影响两种电流的失活动力学特征,激活参数没有明显改变。这些发现说明细胞膜在中等强度SMF影响下是有形变的,并且膜上的离子通道的生理特性也受影响的假说是成立的。Adair认为频率小于200Hz,幅度大约为50μT的磁场可以改变离子通过细胞膜的活动,也有人对此提出疑义,认为在离子和场之间简单直接的互感作用是很微弱的。但K.W.Wang1994年得到结论,静磁场和低频磁场对短杆菌肽通道的影响已通过膜片钳实验记录到,并且能够探测到包含很多通道的膜电导0.3%的变化。C.L.M.Baure等人经过实验证明27 mt-37 mT的静磁场和频率在7 Hz一72 Hz,幅值在13 mT-114 mT的交变磁场的合适组合可以影响细胞膜上钙离子通道蛋白。

3.磁场对血液循环的影响

磁场对血液循环的影响的研究已进行了很多年,并日益引起人们的关注。席晓莉等人曾做过实验,用脉冲频率20 Hz,强度分别为0.25 T、0.34 T、0.64 T三种不同强度的脉冲磁场对小鼠进行40 min全身辐照,对照组进行40 min假辐照。对处理后的小鼠的学习记忆行为及其血液的自由基和血液流变特性进行测量。结论是:辐照强度0.25 T组与对照组的学习记忆能力、自由基特性及血液流变学特性均无显著差别;O.34T强度辐照组的小鼠学习记忆能力明显强于对照组,其SOD比活性、MDA均比对照组显著下降。血液流变学特性除压积增加外,其余无改变;0.64 T强度的磁辐照组小鼠的学习记忆能力明显低于对照组,血液的自由基和血液流变学特性无显著改变。又有巨宏博等人闭曾做过脉冲电场和磁场对小白鼠血细胞影响的比较研究实验。得到结论:脉冲磁场对血细胞的影响发生在辐照后一周左右,白细胞总数呈下降趋势,但白细胞分类无差异。而且两周左右自细胞计数便可恢复。杨春智等人做了低频脉冲磁场对小白鼠白细胞影响的实验,观察了低频脉冲磁场辐照小白鼠使其自细胞变化的规律。实验结果表明。辐照次数少时,即辐照时间短,脉冲磁场促使小白鼠白细胞增加(P<0.05);而辐照次数多时,即辐照时间长。则引起白细胞数目减少(P<0.01),从白细胞上升到下降,存在一段不增不减的过程,说明了弱作用引起刺激效应,强作用引起抑制效应。说明磁场对血液微循环的改变在时间和强度上存在“窗口”效应。

4.磁场促骨再生的研究

国内外研究磁刺激治疗骨折不愈合的有很多。张晓军等人观察极低频脉冲电磁场(PEMF)对体外培养成骨细胞增殖、分化、体外矿化的影响,采用频率为15 Hz、强度为5 mT、占空比为15%的PEMF作用于成骨细胞.检测成骨细胞的增殖、碱性磷酸酶(ALP)活性以及体外矿化指标。结论是:PEMF显著促进成骨细胞增殖和体外矿化,抑制ALP活性作用。又有黄仕龙等人做了50 Hz正弦波电磁场对大鼠骨骺干细胞分化的生物学影响的研究。结果发现曝磁早期细胞增殖活性改变不明显,正弦波电磁场刺激4d和6d能明显促进细胞的增殖,适当参数的工频正弦波电磁场能促进骨骺干细胞PTHrp蛋白的表达,从而调节其增殖能力,增强分化稳定性。抑制细胞凋亡。

在这里我们分析了磁场对生物体影响的几个重要方面的研究现状。虽然所用的实验方法和所做的研究目的各不相同,但都是要发现磁场和生物体的作用关系。从而为医学提供更可靠准确的实验数据,达到进一步治疗的目的。

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