极低频电磁场的生物效应

极低频脉冲磁场生物效应的实验研究
席晓莉;文峻;王斯刚
【期刊名称】《第四军医大学学报》
【年(卷),期】1999(20)3
【摘要】目的：研究极低频（ＥＬＦ）脉冲磁场的生物效应，方法：选择不同频率，不同功率的ＥＬＦ脉冲磁场，对小鼠、人离体血、细菌等实验对象进行不同时间长度的照射，照射后地小鼠的血液流变学指标，自由基血细胞的变化，对小鼠的学习记忆能力，人离体血血液流变学指标和细力的生化指标及质粒ＤＮＡ进行测量，研究脉冲磁场作用对这些指标的影响。

结果：脉冲电磁场可使血液的表观粘度降低；可抑制小鼠骨髓生成白细胞的功能；可影响大肠杆
【总页数】1页(P264)
【作者】席晓莉;文峻;王斯刚
【作者单位】西安理工大学自动化与信息工程学院;西安理工大学自动化与信息工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】R312
【相关文献】
1.极低频磁场生物效应的生物物理机制研究 [J], 曹学成;宁镭
2.极低频脉冲磁场对小鼠血液流变学指标的影响 [J], 席晓莉;张建保
3.用于糖尿病并发症研究的极低频脉冲磁场设计与实现 [J], 潘伟;潘卫东;许静静;
孔祥阳
4.极低频电磁场生物学效应的细胞和分子生物学研究进展 [J], 刘赟;翁恩琪
5.极低频脉冲磁场对小鼠学习记忆能力的影响 [J], 席晓莉;文峻
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极低频电磁场对酵母菌的影响摘要：随着现代社会对各种电子设备、家用电器和供电设施的普遍应用，低频电磁场( LF－EMF) 在人们日常生活中的分布也越来越广泛，其中主要为50～60 Hz 低频电磁场( 磁场强度处于0.1～300 mT 之间)。

研究表明，低频电磁场辐射与人类的致癌风险、心率异常、白血病发病率等均具有密切关系。

2002 年，低频电磁场被美国癌症研究所列为可疑致癌物之一，此后，关于低频电磁场健康风险的研究开始逐步深入到细胞和分子水平。

而酵母菌作为一种简单的单细胞真核生物，它的生长和代谢反应受环境因素的影响显著，因此被广泛用于生物科学研究，特别是在生物环境影响下生物响应的研究。

考虑到低频电磁场对人类健康的可能影响，研究低频电磁场对酵母菌的影响具有重要意义。

关键词: 极低频电磁场；酵母1极低频电磁场的简要介绍关于极低频电磁场与人体健康的研究由来己久，早在上世纪60年代，就有一些学者开始关注居住在极低频电磁场暴露环境中的大人和儿童是否有潜在患癌的风险。

最早一篇关于极低频电磁场健康效应的研究发表于1979年，流行病学调査显示了居住环境周围的配电线与儿童癌症的联系，也正是这篇文章掀起了专家学者关于极低频电磁场与儿童白血病的研宄热潮。

2002年，国际非电离辐射防护委员会（ICNIRP）回顾了２篇极低频电磁场与儿童白血病的集中研究，其中一篇涉及９个流行病学调查，发现暴露于磁感应强度＞0.4μT的极低频磁场下，儿童白血病相对危险度增加２倍，另外一篇研究涉及15个流行病学调查，暴露于磁感应强度＞0.3μT的极低频磁场下，儿童白血病相对危险度增加1.7倍，但是调查缺乏严格的入选标准。

同年，国际癌症研究中心（IARC)将极低频电磁场归为“可疑人类致癌物（2B类)”一类。

随后几年，更有许多学者发现了极低频电磁场与职业人群白血病、脑部肿瘤、乳腺癌等疾病相关，但是研究多涉及回顾调查，缺乏具体的暴露参数。

由于电磁辐射对人体的影响日益受到人们的关注，2007年世界卫生组织（WHO）发表了一篇名为“电磁场”的报告，里面关于极低频磁场的内容指出，现在还没有明确的证据能证明长期暴露于极低频电磁场能引起人类疾病的发生，但极低频电磁场作为潜在的危险因素，不能被人们所忽视。

低频电磁场作用下人体生物效应研究随着现代社会的不断发展和进步，人类的生活方式和工作条件也在不断改善与变化。

然而，伴随着科技进步和社会发展，人类也面临着一些新的问题，其中最为重要的一个就是低频电磁场对人体健康的影响问题。

低频电磁场是大自然中广泛存在的一种电磁波，它是由直流电或低频交流电引起的。

随着电子产品的普及和使用范围的扩大，人们经常面临着与低频电磁场的接触。

这些电磁场对人体的生物效应已经成为学界和社会普遍关注的问题之一。

一、低频电磁场的来源与分类低频电磁场是指频率在1Hz以下的电磁波。

该类电磁波最为普遍的来源是人类日常生活中所使用的各种电子产品。

例如手机、电视、电脑、微波炉、蓝牙耳机等等，这些电子产品都会产生低频电磁辐射。

除此之外，一些大型电力设备，如变压器、输电线路、电车等，也会产生较为丰富的低频电磁场。

根据频率的不同，低频电磁场可以分为极低频电磁场（ELF）和中频电磁场（MF）两种。

其中，ELF电磁场的频率小于100Hz，MF电磁场的频率范围为100Hz到10kHz。

二、低频电磁场的生物效应低频电磁场对人体健康的影响已经引起了广泛的关注。

大量的实验研究表明，低频电磁场对人体的生物效应是复杂而且不可逆的。

低频电磁场是一种非离子辐射，其特点是能量低、频率低，不足以产生化学反应。

但是，低频电磁场会在人体内部产生电荷和电流效应，这些效应会对生理系统产生影响。

1. 对中枢神经系统的影响低频电磁场能够干扰中枢神经系统的正常功能，导致一系列的生理和行为异常。

研究表明，长期暴露在低频电磁场下的人群，其神经系统功能异常，易患神经衰弱、失眠、抑郁等疾病。

2. 对生殖系统的影响低频电磁场对生殖系统的影响主要是由于其对生殖细胞的影响。

实验证明，长期接触低频电磁场的人群，男性的精子数量和活力会明显降低，女性的生殖能力下降。

3. 对心血管系统的影响长期接触低频电磁场对心血管系统的影响也是值得关注的问题。

研究表明，长期接触低频电磁场的人群，其心脏的心率变异性和心电图表现存在异常。

极低频脉冲磁场生物效应实验研究摘要目的: 研究极低频(ELF)脉冲磁场的生物效应.方法: 选择不同频率，不同功率的ELF脉冲磁场，对小鼠、人离体血、细菌等实验对象进行不同时间长度的照射，照射后对小鼠的血液流变学指标、自由基指标和血细胞的变化、对小鼠的学习记忆能力、人离体血血液流变学指标和细菌的生化指标及质粒DNA进行测量，研究脉冲磁场作用对这些指标的影响.结果:脉冲电磁场可使血液的表观粘度降低;可抑制小鼠骨髓生成白细胞的功能;可影响大肠杆菌中某些酶的活性及代谢;改善血液流变学特性及自由基特性，并影响小鼠的学习记忆能力.结论: 系列研究表明，ELF脉冲磁场的生物效应是存在的，并随磁场强度的不同而不同，存在一定的“窗口”效应区.0 引言低频磁场的生物效应绐终是电磁场生物效应研究的热点之一.第四军医大学物理教研室近年来对极低频(ELF)脉冲磁场生物效应进行了大量广泛的研究，在研制了系列极低频脉冲磁场发生仪［1～3］的基础上，先后进行了ELF脉冲磁场对带重组质粒大肠杆菌生化特性及质粒DNA、对小鼠血液的血细胞计数及分布、对小鼠血液自由基活性及血液流变学指标、对小鼠学习记忆能力及对人离体血血液流变特性的影响等研究，得到了许多有意义的结果，本文将对其做简单综述.1 ELF脉冲磁场生物效应实验结果1.1 ELF脉冲磁场对小鼠血细胞的影响巨宏博等［4］对脉冲电场和磁场对小鼠血细胞的影响进行了比较研究，用脉冲最大强度分别为0.4 T和24 kV/m的磁场和电场对小鼠进行10次脉冲辐照(间隔约5 min)，辐照后隔3， 7和14 d，共3次对小鼠从尾部采血并用光镜检查.结果发现：对小鼠血细胞的影响主要表现为磁场的作用，脉冲电场基本没影响，这符合生物体可屏蔽电场无法屏蔽磁场的基本特性，也是我们后继实验主要以磁场为主的原因.脉冲磁场对血细胞的影响发生在1 wk左右，白细胞总数呈下降趋势，但白细胞分类无差异，而且2 wk左右白细胞计数便可恢复.其作用机理可能是由于脉冲磁场作用抑制骨髓生成白细胞的功能，不过这种抑制是功能性的，也是暂时的，能否长期刺激使其发生非功能性变化，有待进一步研究.杨春智等［5］对每天50个脉冲，连续辐照18 d的小鼠，从辐照开始经7， 14， 18 d(这3次是在辐照进行中测量的)， 25， 32，39，149 d(这4次是在辐照停止后进行的)，共7次对其尾部采血进行光镜检测.研究发现，辐照次数多时，则引起小鼠白细胞数目增加，而辐照次数少时，则引起白细胞数目减少，对白细胞分类无显著性影响. 说明磁场和其他物理因素一样，强度低时引起刺激效应，高时引起抑制作用.1.2 ELF脉冲磁场对带重组质粒大肠杆菌生化特性及质粒DNA的影响［5］用频率15 hz、场强0.15 T的ELF脉冲磁场，对携带mdm2 CDNA片段的重组pUC18质粒和携带p53 cDNA片段的重组pUC18质粒的大肠杆菌（HB101）分别进行连续6 h和连续12 h的辐照，检测其染色性及临床生化指标，并提取辐照组及对照组的质粒，琼脂糖电泳进行比较.结果表明，辐照6 h组的细菌约20%的革兰氏染色性发生了改变，辐照12 h组约30%革兰氏染色性发生了改变，生化检测中，靛基质试验结果由阳性转变为阴性，麦芽糖和蔗糖虽为阳性，但与对照组相比显色有明显改变，琼脂糖电泳结果显示辐照组与对照组质粒无明显差异.说明ELF脉冲磁场辐照可能影响大肠杆菌中某些酶的活性及代谢，对其质粒DNA的结构无显著影响.1.3 ELF脉冲磁场对血液的流变学指标的影响作者［7］采用频率20 hz，强度分别为0.25，0.34 T和0.64 T的脉冲磁场对小鼠进行40 min全身辐照.对磁处理后小鼠的血液流变学指标 (血细胞体积分数、全血低切粘度、全血高切粘度、红细胞聚集指数)进行测量. 结果: 除辐照强度0.34& nbsp;T组的小鼠血细胞体积分数显著高于对照组外，其余指标无显著变化.文峻等［8］对脉冲电磁场、静电场及其组合作用对人离体血红细胞聚集和变形性影响进行的研究表明:脉冲电磁场作用，使红细胞聚集性降低，变形能力提高，红细胞电泳率变快， casson屈服应力减小，改善了血液流变的宏观特性.辐照强度大时，作用效果也大，但同一处理，不同强度间无统计学上的差异.静电场辐照结果也使红细胞聚集性降低，红细胞电泳率变快，但红细胞变形能力没有提高.二者共同辐照以脉冲磁场的影响为主，但没有单一辐照的作用大.该实验各条件下对其它流变学指标无显著性影响. 对T=4 min，Bmax=0 t～2 T的脉冲磁场对人离体血作用的研究发现，其作用可使血液的全血表观粘度明显下降，高血粘症患者的粘度降低幅度更大［9］，且能减慢凝血过程，降低凝血块的强度，改善高凝血态.1.4 ELF脉冲磁场对小鼠血液的自由基活性的影响［10］对频率20 hz，强度0.25，0.34和0.64 T的脉冲磁场作用下，小鼠40 min全身辐照后血液的自由基指标(SOD比活性、MDA含量) 进行测量. 结果: 辐照强度0.25 T和0.64 T对小鼠血液的自由基无影响，0.34 T强度辐照使小鼠血液的SOD和MDA值均显著降低. 说明:ELF脉冲磁场对小鼠的自由基有较大影响并存在一定的窗口效应区.1.5 ELF脉冲磁场对小鼠学习记忆能力的影响［11］采用脉冲频率20 hz，强度分别为0.25，0.34和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，对对照组进行40 min假辐照. 磁处理后休息5 min即用Y-型迷宫实验观测其学习记忆行为，间隔24 h后再重复观测. 结果显示: 辐照强度0.25 T辐照组与对照组的小鼠学习记忆能力无显著性差异，0.34 T强度辐照组的小鼠学习记忆能力明显强于对照组，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；间隔24 h后重新测量，各组小鼠的学习成绩均有提高，但无显著性差异.说明ELF脉冲磁场对小鼠学习记忆的影响随磁场强度的不同而不同，其促进及抑制作用均可能存在“窗口”效应区.2 讨论系列研究结果表明，在ELF电磁场的生物效应中，磁场的作用效果明显强于电场; ELF脉冲磁场的生物效应在我们所进行的实验中均存在，并且随磁场强度和频率的不同而不同，但其相互关系并非单调递增或单调递减，而是存在一定的“窗口”效应区.对ELF脉冲磁场生物效应的系统研究还需从以下方面作进一步努力:①实验设计中同时考虑频率、磁场强度、辐照时间三因素的变化，寻找生物效应与脉冲磁场的频率、磁场强度、辐照时间之间的关系及各自的“窗口”效应区，并研究三因素可能的协同作用情况. ②对实验现象从机理方面进行深入探讨.③本课题的各项研究均可与分子生物学技术和细胞学技术相结合，使本研究从简单的行为、代谢等指标深入到细胞、分子及DNA水平.参考文献1 文峻，王作人，杨春智 et al.多用脉冲磁场发生仪的研制．中国医学物理杂志，1995;12(2):57-602 王斯刚，席晓莉，文峻. CXLY-Ⅰ型极低频脉冲磁场发生仪的研制．中国医学物理杂志，1998;15(5): 161-1623 席晓莉，文峻，王斯刚 et al. CXLY-Ⅱ型极低频脉冲磁场发生仪的研制．生物医学工程杂志，待发表.4 巨宏博，杨春智，文峻&nb sp;et al.脉冲电场和磁场对小鼠血细胞的影响进行了比较研究．中国医学物理杂志，1994;11(1):42-465 杨春智，文峻，巨宏博 et al.低频脉冲磁场对小白鼠白细胞影响的观察．中国医学物理杂志，1994; 11(2): 40-426 席晓莉，范家骏，于文彬 et al．低频脉冲磁场对质粒大肠菌生化特性及质粒DNA的影响．中国医学物理杂志，1997;14(2)：71-727 席晓莉，张建保，文峻 et al.极低频脉冲磁场对小鼠血液流变的影响．中国医学物理杂志，1998;15(5):1468 文峻，范家骏，杨春智 et al.低频电磁场对血液流变特性的影响．光子学报， 1994; 23(Z4):143-1469 Wang Tianyou， Wen Jun， Fan Jiajun et al. Proceedings of Beijing satellite symposium of the eighth international congress of biorheology. Beijing： Pejing university Press，1992:387-38910 席晓莉，吴道澄，张建保 et al.极低频脉冲磁场对小鼠自由基及血液流变的影响．待发表11 席晓莉，文峻，王斯刚 et al.极低频脉冲磁场对小鼠学习记忆能力的影响．第四军医大学学报，1998;19(2):214-215。

Biological Effects of ElectromagneticFields随着现代社会的快速发展，电子设备越来越多地融入我们的生活中。

我们时刻接触到电磁场，脑海中可能会产生所谓的电磁辐射的危害，但我们真的了解电磁场对我们的身体健康有哪些影响吗？本文将探讨电磁场对生物的影响，即电磁辐射的生物效应。

射频电磁场生物效应首先，我们需要明确一点，即大多数电子设备发射的电磁场属于射频电磁场（RF-EMF），而射频电磁场是电磁波频率在3kHz到300GHz之间的电磁场，包括广义的无线电波、微波、雷达、电视广播等。

射频电磁场对生物体的影响备受关注。

根据现有的研究，电磁场对生物体影响的机制与生物体内的物理、化学和生物学过程有关，包括电场、热效应和非热效应等。

在电场效应中，电荷分布和运动的改变会影响生物体内的电信号传导。

热效应是指电磁场通过引起生物体的加热，破坏或改变细胞组织结构，甚至导致死亡。

非热效应则是指在电磁场较弱的情况下，也可以引起生物体内的生化和结构上的变化。

对于一般的消费者电子设备，发射的电磁辐射较低，不会对健康产生太大的威胁。

但是对于需要长时间接触大功率或高频设备的人群，如发射塔上和大型机器操作者，对于生物体的影响就需要更加关注了。

长期的低水平电磁辐射可影响生殖系统和神经系统。

例如，一项对护士长期使用无线电通讯设备的研究发现，她们的生育率与普通人相比较低。

另一项研究则表明，电视塔附近的儿童大脑和中枢神经系统的疾病率较高，这与射频电磁场有关。

电子设备辐射的健康影响争议很大。

特别是在移动电话使用方面，争议更为激烈。

有相关研究表明，移动电话使用与大脑肿瘤之间存在潜在联系，但这些研究结论并不确定，更多的研究仍在进行中。

极低频电磁场生物效应除了射频电磁场，我们还面临着极低频电磁场（ELF-EMF）的风险。

极低频电磁场的频率低于100Hz，据信是由发电厂、电力线和家用电器等产生的。

ELF-EMF和RF-EMF相比，其生物效应更为复杂，也不是那么容易被检测出来和研究的。

不同频率电磁场的生物效应的区别：??? WHO以“国际电磁场计划”信息发布文件（Fact Sheets）的形式，在WHO网站上，公布了经该计划顾问委员会批准后发布的对不同频率电磁源与公众健康关系的官方意见。

??? WHO 强调，不同频率的电磁源对生物体作用的机理是不同的。

EMF曝露对生物系统产生何种影响，决定于电磁源的波长（频率）及其能量的大小。

??? 电离辐射（IR）是频率极高的电磁波（X射线与γ射线），它具有足够的光子能量可把原子或分子内的电子撞出，产生带正电荷的离子及带负电荷的电子，即产生电离。

对生物体，它能断开细胞遗传物质分子中的DNA化学键，并形成确定的健康危害。

非电离辐射（NIR）是针对电磁频谱中频率和能量较低的频段部分（波长大于100nm）的通用术语。

在该频段中，光子能量太微弱，不足以产生电离，断开细胞分子间的化学键。

它们包括紫外线（UV）辐射和可见光、红外线、微波与射频电磁波，以及极低频的电场和磁场。

不论非电离辐射的强度有多高，都不能在生物系统中引起电离。

但是，NIR会产生其他生物效应，例如发热效应和体内感应电流效应。

WHO还强调，需区别“生物效应”与“健康危害”的实质性差别：当曝露引起某种可注意到或可检测到的生物系统内的变化时，就认为是出现了生物效应；而当生物效应超出了生物体正常的代偿范围时，就可能产生了负面健康影响，并导致某种健康危害。

WHO强调，生物效应并不都是有害的，有些甚至是有益的。

例如，日光产生热量使皮肤中血流加快；日光的曝露可御寒，或帮助躯体活化维生素D等，就是有益健康的例子。

但日光灼伤或可致皮肤癌等则属有害的健康影响。

射频（RF）场属非电离辐射范围。

产生射频场的电磁源包括显示器与视频显示单元（3～30kHz）、调频无线电（30kHz～3MHz）、工业感应加热器（0.3～3MHz）、微波加热、透热疗法（0.3～3GHz）、雷达（0.3～15GHz）、卫星、微波通信（3～30GHz）以及太阳光（3～300GHz）。

低频电的生物学效应低频电是指频率低于100kHz的电磁波辐射，它在电子工业、通信、医疗等领域中得到广泛应用。

然而，低频电如何影响人体健康一直是一个备受关注的话题。

许多研究表明，低频电对人体有一定的生物学效应。

1. 对神经系统的影响低频电的一个主要影响是对神经系统的刺激。

它可以影响神经元的兴奋性和抑制性，从而影响神经传递。

研究表明，低频电可以改变神经元的动作电位和膜电位，从而影响神经元的兴奋性和抑制性。

此外，低频电还可以影响神经元的突触传递和神经递质释放，从而影响神经传递。

2. 对心血管系统的影响低频电对心血管系统的影响也备受关注。

研究表明，低频电可以影响心脏的节律和收缩力，从而影响心血管功能。

此外，低频电还可以影响血管的张力和血流速度，从而影响循环系统。

3. 对免疫系统的影响低频电可以影响免疫系统的功能。

研究表明，低频电可以影响免疫细胞的增殖和功能，从而影响免疫系统的免疫效应。

此外，低频电还可以影响免疫细胞的分泌功能，从而影响免疫反应。

4. 对代谢系统的影响低频电可以影响代谢系统的功能。

研究表明，低频电可以影响细胞的代谢过程，从而影响细胞的生长和分化。

此外，低频电还可以影响细胞的ATP合成和氧化磷酸化过程，从而影响能量代谢。

5. 对生殖系统的影响低频电对生殖系统的影响也备受关注。

研究表明，低频电可以影响生殖细胞的生长和分化，从而影响生殖系统的功能。

此外，低频电还可以影响生殖激素的分泌和作用，从而影响生殖系统的发育和功能。

低频电对人体有着多种生物学效应，包括对神经系统、心血管系统、免疫系统、代谢系统和生殖系统的影响。

虽然目前还存在一些争议，但是对低频电对人体的影响进行深入研究是非常必要的。

我们需要更多的科学研究，以更好地了解低频电的生物学效应，从而更好地保护人类健康。

低频电的生物学效应低频电，简称LF电，是指频率在300 Hz以下的电磁波。

它在生物学中具有一定的效应，对生物体产生一系列的影响。

本文将从多个角度探讨低频电的生物学效应。

一、低频电对人体的影响1. 神经系统效应低频电可以直接刺激人体的神经系统，对神经传导产生影响。

实验研究表明，低频电可以改变神经元的兴奋性和抑制性，影响神经冲动的传导速度和频率，进而影响人体的感知、运动和认知功能。

2. 心血管系统效应低频电对心血管系统也有一定的影响。

研究发现，低频电可以改变心脏的节律和收缩力，影响心血管系统的功能。

长期暴露于低频电中可能增加心血管疾病的风险。

3. 免疫系统效应低频电对免疫系统的影响也引起了研究者的关注。

一些研究发现，低频电可以影响免疫细胞的活性和功能，调节免疫反应。

这可能对免疫相关疾病的发生和发展有一定影响。

二、低频电对生物体的其他影响1. 植物生长效应低频电对植物生长也有一定的影响。

实验研究发现，低频电可以促进植物的生长和发育，提高植物的产量和抗病能力。

这一发现为农业生产提供了新的思路和方法。

2. 动物行为效应低频电对动物的行为也具有一定影响。

实验研究发现，低频电可以改变动物的活动模式、食欲和睡眠等行为特征。

这可能与低频电对动物神经系统的影响有关。

三、低频电的安全性评估低频电的生物学效应引起了人们对其安全性的关注。

各国科学机构和卫生部门对低频电的安全性进行了评估。

根据现有的研究结果，低频电在一定范围内对人体的健康影响较小。

然而，长期暴露于高强度、长时间的低频电中可能对人体健康产生不利影响。

为了保障人体健康，各国纷纷制定了低频电的辐射标准和安全限值。

在使用电子设备和工作环境中，应该遵循相关的安全操作规范，减少低频电的暴露。

结语低频电的生物学效应是一个复杂的问题，涉及到多个学科的研究。

虽然目前对低频电的理解还不完全，但研究结果表明低频电对人体和其他生物体都有一定的影响。

为了保障人体健康，我们需要进一步深入研究低频电的生物学效应，并制定相应的安全标准和措施。