磁場生物效應

磁場生物效應：磁場對生物體的作用是多方面的。只有全面的認識磁場對生物體的作用機理，才能選擇合適的磁場參數達到治療疾病的最佳效果。

基本介紹

• 中文名：磁場生物效應
• 神經系統：機體內起主導作用的系統
• 促骨再生效應：低頻可促進骨再生的代謝過程
• 細胞的靶點：細胞膜

機理

1.磁場對神經系統的效應

神經系統是機體內起主導作用的系統。由神經細胞和神經膠質組成。神經遞質是神經元間的傳遞物質。研究結果顯示。通過磁刺激調節這些神經遞質水平可以達到睡眠的目的；脈衝磁場通過改變大鼠不同腦區神經遞質的含量來影響其學習能力；在磁場作用後神經系統可釋放出具有鎮痛效果的一些物質，從而起鎮痛作用。

2.磁場的細胞生物學效應

電磁場可使細胞形態、DNA、RNA、蛋白質合成、跨膜轉運、酶活性以及生物遺傳等產生顯著變化。電磁場通過對蛋白和酶中的過渡金屬離子的作用影響酶活性，進而影響酶參與的新陳代謝反應。電磁場對生物膜的離子轉運能力的影響會導致一些生理和生化過程的變化，從而影響生物電活動的相關過程。

3.磁場的血液循環效應

恆定磁場和旋轉磁場可改變血液流變特性，降低血液黏度、促進血液循環。在磁場作用下，血液中的帶電粒子荷電能力增強，紅細胞表面負電荷密度增大。由於同號電荷間的靜電斥力增加，促進紅細胞聚集性減弱，從而降低血液黏度；血液中其他荷電離子，如鉀、鈣、鈉、氯等，在磁場作用下，荷電能力增強。從而影響離子移動速度，促進血液循環。

4.磁場的促骨再生效應

低頻電磁場可促進骨再生的代謝過程，促使纖維母細胞和成骨細胞較早出現，消除疼痛，減少功能障礙，增強抗生素的殺菌效力等作用。

研究現狀

1.磁場對神經系統的影響

磁場對神經系統的影響的研究目前是比較多的。中等強度的磁場(SMF)對神經系統的影響的研究已有數十年。有研究說SMF可以改變中樞神經系統的功能，極低頻的磁場可影響神經細胞的生存和死亡，脈衝磁場可在大鼠身上起到止痛作用，而且沒副作用，可類同嗎啡起到的緩和作用。神經突在PC12細胞中的生長對輻射流密度和脈衝磁場的頻率很敏感。有研究表明磁場低於0.5T對人類的神經系統有明顯的生物效應。郭雲琴等報導0.4mT的脈衝磁場可明顯提高腦梗塞大鼠的神經功能．減小大鼠腦梗塞灶的面積，且使梗塞軟化灶顯著減少。魏莉等報導重複性磁刺激後，體外培養的海馬神經元的形態無明顯變化，細胞活力及抗氧化能力明顯提高。對大鼠海馬神經元不會造成明顯損傷，產生了神經保護作用。

2.磁場對血液循環的影響

磁場對血液循環的影響的研究已進行了很多年，並日益引起人們的關注。席曉莉等人曾做過實驗，用脈衝頻率20Hz，強度分別為0.25T、0.34T、0.64T三種不同強度的脈衝磁場對小鼠進行40min全身輻照，對照組進行40min假輻照。對處理後的小鼠的學習記憶行為及其血液的自由基和血液流變特性進行測量。結論是：輻照強度0.25T組與對照組的學習記憶能力、自由基特性及血液流變學特性均無顯著差別；0.34T強度輻照組的小鼠學習記憶能力明顯強於對照組，其SOD比活性、MDA均比對照組顯著下降。血液流變學特性除壓積增加外，其餘無改變；0.64T強度的磁輻照組小鼠的學習記憶能力明顯低於對照組，血液的自由基和血液流變學特性無顯著改變。又有巨宏博等人閉曾做過脈衝電場和磁場對小白鼠血細胞影響的比較研究實驗。得到結論：脈衝磁場對血細胞的影響發生在輻照後一周左右，白細胞總數呈下降趨勢，但白細胞分類無差異。而且兩周左右自細胞計數便可恢復。楊春智等人做了低頻脈衝磁場對小白鼠白細胞影響的實驗，觀察了低頻脈衝磁場輻照小白鼠使其自細胞變化的規律。實驗結果表明。輻照次數少時，即輻照時間短，脈衝磁場促使小白鼠白細胞增加(P<0.05)；而輻照次數多時，即輻照時間長。則引起白細胞數目減少(P<0.01)，從白細胞上升到下降，存在一段不增不減的過程，說明了弱作用引起刺激效應，強作用引起抑制效應。說明磁場對血液微循環的改變在時間和強度上存在“視窗”效應。

3.磁場對離子通道電特性的影響

極低頻(ELF)弱磁場作用於細胞的靶點首先是細胞膜。實驗研究發現，生物機體對電磁場作用的反應中細胞膜發揮主要作用。電磁場作用的初始位點是細胞膜，使膜表面蛋白質分子產生電泳作用。改變膜表面的電荷分布，調節受配體結合，激活信號傳導系統，影響細胞膜上離子通道的電特性，最終導致細胞生命活動的改變。法國Bordeaux大學神經生理實驗室發現在50Hz，1 mT的正弦磁場照射下，細胞膜對鈣離子的通透性增加，胞內鈣離子濃度上升。Ottaviani和Rosen等人研究了50 Hz工頻電磁場和125 mT的靜磁場對細胞膜離子跨膜轉運能力的影響，Jie-FeiShen等人用125 mT的靜磁場(SMF)作用於大鼠的三叉神經根部的興奮神經，觀察瞬時外向鉀電流和延遲整流鉀電流的變化，發現照射組較對照組電流有微小的變化，125 mT的靜磁場可通過改變失活率影響兩種電流的失活動力學特徵，激活參數沒有明顯改變。這些發現說明細胞膜在中等強度SMF影響下是有形變的，並且膜上的離子通道的生理特性也受影響的假說是成立的。Adair認為頻率小於200Hz，幅度大約為50μT的磁場可以改變離子通過細胞膜的活動，也有人對此提出疑義，認為在離子和場之間簡單直接的互感作用是很微弱的。但K．W．Wang1994年得到結論，靜磁場和低頻磁場對短桿菌肽通道的影響已通過膜片鉗實驗記錄到，並且能夠探測到包含很多通道的膜電導0.3%的變化。C．L．M．Baure等人經過實驗證明27mt-37mT的靜磁場和頻率在7 Hz-72Hz，幅值在13mT-114mT的交變磁場的合適組合可以影響細胞膜上鈣離子通道蛋白。

4.磁場促骨再生的研究

國內外研究磁刺激治療骨折不癒合的有很多。張曉軍等人觀察極低頻脈衝電磁場(PEMF)對體外培養成骨細胞增殖、分化、體外礦化的影響，採用頻率為15Hz、強度為5mT、占空比為15%的PEMF作用於成骨細胞．檢測成骨細胞的增殖、鹼性磷酸酶(ALP)活性以及體外礦化指標。結論是：PEMF顯著促進成骨細胞增殖和體外礦化，抑制ALP活性作用。又有黃仕龍等人做了50Hz正弦波電磁場對大鼠骨骺幹細胞分化的生物學影響的研究。結果發現曝磁早期細胞增殖活性改變不明顯，正弦波電磁場刺激4d和6d能明顯促進細胞的增殖，適當參數的工頻正弦波電磁場能促進骨骺幹細胞PTHrp蛋白的表達，從而調節其增殖能力，增強分化穩定性。抑制細胞凋亡。

在這裡我們分析了磁場對生物體影響的幾個重要方面的研究現狀。雖然所用的實驗方法和所做的研究目的各不相同，但都是要發現磁場和生物體的作用關係。從而為醫學提供更可靠準確的實驗數據，達到進一步治療的目的。