生物电磁学研究进展

生物磁学

升高,但其差异也无显著性(P>0.05),初步表明腹

部脉动磁场治疗1次(2×120mT,15min)并不能明显影响血胃泌素浓度。

目前已发现胃泌素的分泌正常情况下可存在三种途径[5],即内分泌途径、神经内分泌途径(即机体内一些肽类神经也可分泌)和旁分泌途径(即腔内分泌)。由于本实验是观察磁疗前后血中胃泌素的水平,而血胃泌素的水平变化却不能反应其旁分泌的情况,即腹部脉动磁场治疗1次(2×120mT,15min)对其内分泌和神经内分泌可能无明显意义

磁场,以及脉动磁场对比本实验小或大的磁场强度作用,对胃泌素的分泌有无影响?这些疑问均有待于进一步研究。本实验结果可为临床磁疗学提供一点有价值的资料。

参考文献

1　郭万学.理疗学.北京人民卫生出版社,1994,480～902　FrankHK.PhysicalMedicine.W.B.SaudersCompany,U.S.

A.,1999:230～41

3　周万松.实用磁疗学.北京:国防工业出版社,1987:173

～210

4　.中华

的影响,但对其旁分泌有无影响?有待于进一步研究。而且本实验所选用的是脉动磁场,其它类型的

(收稿日期2004-02-01)

磁学论坛

生物电磁学研究进展

云南师范大学分析测试中心　(650031)　伍　林　　　　云南省教育学院物理系　　　(650031)　李汝恒　李杰森

　　生物电磁学(Bioelectromagnetics)是一门关于电磁学与生物学、医学相互渗透的边缘交叉学科。工频电磁场与癌症,特别是儿童白血病发病率的关系、移动电话是否会促进肿瘤的发生、生物体对电磁场的响应、作用到生物体的电磁场剂量的确定方法、制定电磁环境安全卫生标准、地球电磁环境的变迁及其对生物进化的影响、生物体内电磁场及生物组织电磁性质的测定和电磁场在生物医学中的应用等等,都是生物电磁学研究的课题。生物电磁学就是研究从直流电到远红外的电场、磁场和电磁场与生物系统相互作用的科学。

γ射线电磁波包括短波、高频波(例如X射线、和其它形式的电离辐射)和长波、低频波(例如紫外线、可见光、红外线、微波、电视发射波、无线电频场能和其它形式的非电离辐射)。极低频场有很低的电磁能,较长的波长(数千微米)和30～300Hz的频率。

电磁波辐射生物效应研究始于第二次世界大战中雷达的出现,最初仅限于微波波段。当时研究的目的是试图通过动物实验和流行病学调查,建立微波辐射卫生标准和防护指南。第二次世界大战

结束后,许多科学家对于射频和微波治疗肿瘤和电磁波热疗等问题的研究兴趣逐日增加,并注意到微波辐射下的生物危害效应。1966年国际微波功率协会(IMPI)开始把力量集中于电磁场在医学、生物学的应用上。因而生物电磁学的研究日趋广泛。1979年国际无线电科学协会(URSI)举行了第一次

国际会议,并于1980年创办了《生物电磁学》杂志。此后,URSI每年举行一次电磁辐射生物效应会议。目前,生物电磁学已在一些发达国家受到关注。在我国,1986年成立生物电磁学专业委员会,附属于中国生物医学工程学会。1994年前,国家自然科学基金委员会把电磁场生物效应归属于物理条件的生物效应一类,1994年后把生物电磁学作为一门学科独立列出。

70～80年代流行病和生物物理学家们注意

到,极低频电磁场产生的电离辐射同人的癌症和其它疾病有着密切关系。1979年英国报道一项流行病学调查结果,在高压输电线下居住的居民患白血病和中枢神经系统肿瘤的危险性高于居住在其它地方的人。到了80年代,英国已有十项研究,再次

27

生物磁学

床医学中的应用,目前较为成熟的是利用电磁能的热效应进行肿瘤的高温治疗和一般的电磁热疗。当然电磁辐射效应对生物体也有不利的影响。例如会使脑功能失调、甲状腺机能亢进、头痛、易激动等症状。长期受一定强度电磁辐射所产生的热效应,会使心电图异常,易引发白内障、月经失调、男性不育等。

电磁场引起的另一类生物效应叫做非热效应,。这一名词在,即分子的热运动,因此不可能有什么非热的效应,随着研究工作及对实验现象理解的深入,电磁波的生物非热效应逐渐普遍地为人们所接受。在自然界中有极微弱的电磁场在不使生物体温度升高而会产生生物效应的例子。美国、加拿大、西班牙和端典的6个实验共同进行的一项研究表明,弱脉冲电磁场可引起鸡胚显著发育异常。日本学者发现,弱脉冲电磁场影响哺乳动物细胞株DNA的合成,美国军事研究院初步认为,微波脉冲对中枢神经系统产生类似电刺激的作用均属非热效应。

随着科学技术的发展,交变电磁场功率越来越大,其频率、波形和调制方式也出现多样化。当他们先后用到治疗上并取得进展后,一些基本和迫切的问题就出现了,如生物组织的电磁性质、剂量学技术、安全卫生标准等成为生物电磁学目前研究的重点。

参考文献

1　李国栋.

2001～2002年生物磁学新进展综述.生物磁学,

2003(1):3-5

2　周万松,杨远滨.磁场生物效应的研究进展.生物磁学,

2003(1):6-9

3　李国栋.2002-2003年生物磁学新进展.生物磁学,2003

(4):1-3

4　杨逢瑜.磁场对肿瘤细胞抑制作用的试验与分析.生物

证明职工、居民暴露于低频电磁场时白血病、癌症及其它一些疾病的发病率显著增高。

美国北卡罗来纳大学公共卫生学院科学家在最近一期《美国流行病》杂志上报告说,暴露在高强度磁场环境下的发电厂员工,其脑癌发病率比处于低强度磁场环境下的同行业员工高出一倍多。科学家们是在对美国5家大型电力公司的14万员工过去36年间健康状况记录进行分析后得出的这一结论。另外他们还发现,长期在工作场合接触电磁场的电工,与其它工人相比,白血病的发病率也高出了1倍多。

在最新研究中,科学家共抽取近1400测定并推广至同类工种。在36,14万人中共有144同一批科学家,在美国《国立癌症研究中心通报》上报导说,他们对美国24个州签发的14万余张死亡证明书进行的分析表明,在电磁场环境中工作的妇女,乳腺癌的死亡率比正常情况高38%。

研究者认为,极低频电磁场可能改变高等生物的生长、发育、行为和生理功能。动物实验证明,处于极低频电磁场下的小鼠细胞DNA增殖加快。将果蝇的唾液腺细胞置于极低频电磁场,也产生了DNA转录的增长。将人的白血病细胞系中正常表

达的几个基因(这些基因如果启动表达,将触发癌细胞生长分裂)暴露于频率为60～72Hz的电磁场10～40分钟,与未暴露于电磁场的基因相比,前者

的基因转录增加了100%～400%。转录率随电磁场的强度和暴露时间的增加而增加。这一结果表明,极低频电磁场致癌可与细胞DNA转录增加有关,但未获确切证据。

电磁场作用于生物体,能引起两类生物效应。一类是使其温度升高,并由此而引起的生理和病理变化的作用,这叫做热效应。这是生物体内各层次的生物物质吸收电磁能后转成为热能之故。热效应有如下特点:①在平衡态附近时,生物系统对电磁场的响应一直到10V/m的场强时都是线性的;②系统产热正比于场强平方;③这种热效应和其它不同加热方式加热生物系统所产生的效应是相同的。电磁辐射的生物学效应以热效应为主。在临28

5

磁学,2003(1):24-26

5　齐凤春.磁场生物效应的应用研究问题.生物磁学,2003

(3):15-16

(收稿日期2004-01-30)