電磁場(chǎng)對(duì)心肌細(xì)胞膜電壓變化及人類健康長(zhǎng)壽的影響研究.pdf

1、隨著各種家電、辦公和移動(dòng)通信設(shè)備的普及，人們長(zhǎng)時(shí)間暴露于低強(qiáng)度環(huán)境磁場(chǎng)（主要由地磁、工頻和射頻磁場(chǎng)構(gòu)成）的強(qiáng)度越來(lái)越大，其健康和壽命是否受到影響是全球極度關(guān)注的問(wèn)題。心臟是人體的發(fā)動(dòng)機(jī)，心肌細(xì)胞膜電壓是反映細(xì)胞生命活力和功能的一個(gè)良好指標(biāo)，電磁場(chǎng)的作用將改變?nèi)梭w心肌細(xì)胞膜電壓，打破維持其正常生命活動(dòng)的離子分布平衡狀態(tài)，引起心肌細(xì)胞產(chǎn)生有利于或不利于其存活的生化和生理狀態(tài)的改變，對(duì)人類健康產(chǎn)生相應(yīng)的正效應(yīng)或負(fù)效應(yīng)。因此，在外電場(chǎng)作用下，建

2、立心肌細(xì)胞膜電壓的計(jì)算模型，對(duì)掌握細(xì)胞膜電壓隨不同外電場(chǎng)作用的變化規(guī)律，更好研究電磁場(chǎng)對(duì)人體健康長(zhǎng)壽的影響意義重大。本文在研究外電場(chǎng)作用下心肌細(xì)胞膜電壓和膜功率損耗計(jì)算模型的基礎(chǔ)上，以世界著名的長(zhǎng)壽鄉(xiāng)—巴馬縣作為研究對(duì)象，研究電磁場(chǎng)作用對(duì)人體健康和長(zhǎng)壽的影響，為人們研究和探索電磁場(chǎng)環(huán)境對(duì)人體健康長(zhǎng)壽的影響提供有意義的理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。本文的主要研究工作如下:
　　 (1)首先建立圓柱形心肌細(xì)胞的物理模型，在此基礎(chǔ)上，建立了外直流電

3、場(chǎng)作用下心肌細(xì)胞膜電壓的計(jì)算模型。模型表明:心肌細(xì)胞膜電壓的變化取決于外直流電場(chǎng)的大小、場(chǎng)點(diǎn)位置、細(xì)胞半徑、膜厚度以及細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞膜和細(xì)胞外液的電導(dǎo)率。
　　 (2)建立了外交流電場(chǎng)作用下心肌細(xì)胞膜電壓變化的計(jì)算模型。模型表明:心肌細(xì)胞膜電壓變化除和交流電場(chǎng)的強(qiáng)度、頻率、場(chǎng)點(diǎn)位置及細(xì)胞半徑有關(guān)外，還和細(xì)胞膜的電導(dǎo)率、介電常數(shù)以及細(xì)胞內(nèi)外液的電導(dǎo)率有關(guān)。
　　 (3)基于所建立的心肌細(xì)胞膜電壓計(jì)算模型，研究了外直流和交流電

4、場(chǎng)作用下心肌細(xì)胞膜功率損耗的變化規(guī)律:細(xì)胞膜功耗隨直流電場(chǎng)強(qiáng)度的增大而增大;細(xì)胞膜功耗在低頻電場(chǎng)作用下隨頻率變化較小，當(dāng)頻率達(dá)到一定閾值時(shí)細(xì)胞膜的介質(zhì)功率損耗劇增。外電場(chǎng)作用下心肌細(xì)胞膜功率損耗計(jì)算模型的建立，為心肌細(xì)胞電磁生物效應(yīng)的機(jī)理研究奠定理論基礎(chǔ)。
　　 (4)對(duì)廣西長(zhǎng)壽之鄉(xiāng)—巴馬縣各村莊進(jìn)行地磁和長(zhǎng)壽率實(shí)地調(diào)查和檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)巴馬長(zhǎng)壽村分布呈現(xiàn)“長(zhǎng)壽集落區(qū)”和“非長(zhǎng)壽集落區(qū)”，前者地磁普遍較高，多分布在石山地區(qū)，而后者地磁

5、普遍較低，主要分布在土坡地帶。測(cè)試結(jié)果表明地磁可能是影響人類健康和長(zhǎng)壽的一個(gè)重要因素。同時(shí)在調(diào)查中也發(fā)現(xiàn)，隨著村民各類家電使用率的增加，巴馬一些長(zhǎng)壽村患心血管疾病的老人數(shù)量加大而長(zhǎng)壽率下降，提示一定量的工頻電磁場(chǎng)輻射可能會(huì)對(duì)人類健康和長(zhǎng)壽產(chǎn)生負(fù)影響。最后基于物質(zhì)的磁化特性、電磁生物效應(yīng)存在的“窗口”特性以及電磁場(chǎng)對(duì)心肌細(xì)胞膜電壓和跨膜離子運(yùn)動(dòng)的影響等觀點(diǎn)，對(duì)電磁場(chǎng)對(duì)廣西巴馬人群健康和長(zhǎng)壽的影響進(jìn)行機(jī)理探討，為人類研究電磁場(chǎng)的生物效應(yīng)提供