靜磁場作用下細胞膜電位的機理研究.pdf

1、隨著各種電器的普及，磁場的生物效應(yīng)話題備受關(guān)注。尤其以人體中神經(jīng)系統(tǒng)受磁場作用反應(yīng)較為敏感。而電效應(yīng)是神經(jīng)系統(tǒng)的一種特有的效應(yīng)，神經(jīng)系統(tǒng)通過一系列電活動傳遞信息。其中離子通道則是生物電活動的基礎(chǔ)，具有產(chǎn)生和傳導(dǎo)電信號的重要的生理功能。在離子通道開放和關(guān)閉的過程中，會引起離子通道電流的變化，進而會引起膜電位的變化。大部分研究磁場的生物效應(yīng)都選取了低頻磁場作為研究條件。雖然有部分研究表明靜磁場的生物效應(yīng)很顯著，但研究較少，且具體影響機制未可

2、知。所以本文以這兩點相結(jié)合為切入點展開研究。
　　首先，基于經(jīng)典的三層介電細胞模型，運用能斯特方程推出得到靜磁場與各離子通道電流的關(guān)系。其次，耦合到H-H模型觀察靜磁場對于動作電位的影響。結(jié)果顯示靜磁場影響了細胞膜各離子通道的電導(dǎo)值，并影響了細胞的膜電位。并基于H-H模型，觀察分析離子電導(dǎo)與膜電位對于動作發(fā)放的影響。并發(fā)現(xiàn)電導(dǎo)值對于動作電位的上升支，下降支，動作電位峰值，靜息電位都有影響。為了全面分析靜磁場對于細胞的影響，本文還根

3、據(jù)雙態(tài)通道模型對靜磁場作用下細胞膜通道影響進行分析，研究發(fā)現(xiàn)靜磁場影響膜電流的實質(zhì)是通過影響通道離子的轉(zhuǎn)換概率而導(dǎo)致的，并結(jié)合H-H模型仿真分析現(xiàn)存實驗結(jié)果，發(fā)現(xiàn)結(jié)果與試驗相仿。即所有關(guān)于離子通道的變化都能通過設(shè)置H-H模型的轉(zhuǎn)換概率初始值給仿真出來。
　　結(jié)果表明靜磁場對于動作電位的發(fā)放影響主要是通過影響相應(yīng)的離子通道轉(zhuǎn)換概率，具體表現(xiàn)為膜電流的變化。此過程運用能斯特方程和雙態(tài)通道模型從力學(xué)角度去構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，符合離子擴散守恒，