电磁生物的非热效应

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1、电磁生物的非热效应的细胞膜机理理学院无线电物理赵超细胞膜与电磁场的关系细胞膜是信息传递的重要“接口”，亦是对外界电磁辐射骚扰的敏感“设备”之一。一般说来，外界的电磁辐射以感应耦合的方式影响细胞膜；内部的电磁场，则可通过传导耦合的方式实现骚扰，如脑和心中的异常或异位的电兴奋，是癫痫与心律不齐的原因。生物膜的结构与功能，是了解人体内外环境电磁兼容的必要基础。细胞膜的结构与功能篇细胞膜曾指质膜，现泛指细胞的各种膜，包括围绕细胞或细胞器的通透屏障，由磷脂双层和相关蛋白质以及胆固醇和糖脂组成。细胞膜的化学组成基本相同，主要

2、由脂类、蛋白质和糖类组成。各成分含量分别约为50%、42%、2%~8%。此外，细胞膜中还含有少量水分、无机盐与金属离子等。一、细胞膜的结构细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子组成。在膜的中间是磷脂双分子层，这是细胞膜的基本支架，蛋白质分子或分布在膜的外侧，或贯穿在磷脂双分子层中或嵌插在磷脂双分子层中。细胞膜的基本结构主要包括膜脂、膜蛋白、膜糖。基本结构1.膜脂磷脂、胆固醇、糖脂2.膜蛋白膜蛋白质主要以两种形式同膜脂质相结合：膜蛋白分内在蛋白和外在蛋白两种。内在蛋白以疏水的部分直接与磷脂的疏水部分共价结合，两端带有极

3、性，贯穿膜的内外；外在蛋白以非共价键结合在固有蛋白的外端上，或结合在磷脂分子的亲水头上。如载体、特异受体、酶、表面抗原。3.膜糖糖蛋白和糖脂，细胞膜糖类主要是一些寡糖链和多糖链，它们都以共价键的形式和膜脂质或蛋白质结合，形成糖脂和糖蛋白；这些糖链绝大多数是裸露在膜的外面（非细胞质）一侧的。单糖排序上的特异性作为细胞或蛋白质的“标志、天线”—抗原决定簇。可识别，与递质、激素等结合。ABO血型物质即鞘氨醇上寡糖链不同。液态镶嵌结构二、细胞膜的基本特性1.流动性细胞膜的磷脂双分子层疏水的尾部在内，亲水头部在外。磷脂双分

4、子层不是静止的，而是轻油般的液体,具有流动性.蛋白质分子也是可以移动的。磷脂分子的流动性受着一些因素的影响，主要影响因素有：温度，细胞膜磷脂分子的脂肪酸链，胆固醇，卵磷脂/鞘磷脂比值。膜脂的流动是造成细胞膜流动的主要因素。膜脂的运动方式主要有四种：①侧向扩散　　②旋转运动　　③伸缩运动　　④翻转扩散又称为翻转膜蛋白的运动由于膜蛋白的相对分子质量较大，同时受到细胞骨架的影响，它不可能象膜脂那样运动。主要有以下几种运动形式：①随机移动　　②定向移动　③局部扩散2.通透性是指物质通过生物半透膜的难易程度。生物半透膜对体

5、内某些分子的通透性大致可分为以下三种情况：自由通过所有的水分子；可以透过的有葡萄糖、氨基酸、尿素、氯离子等；不易透过的有蛋白质、钠、钾等。细胞膜对离子的通透性是细胞兴奋及生物电的基础。⑴胞内外离子的不对称分布总的来说，胞外Na+多，胞内K+多，R-（带负电的生物分子）多。不受刺激时膜对不同离子的不同通透性（被动扩散）产生静息电位，受刺激时膜对某些离子的主动转运（Na+泵，Ca2+泵）引起动作电位。⑵静息电位静息电位为-10-100mV的胞内负胞外正的跨膜电位差，其实质是K+的平衡电位，其原因是膜对不同离子的不同通

6、透性。⑶动作电位动作电位是细胞兴奋时所产生的跨膜电位波动。刺激因素（电、化、机械）使膜局部平衡暂时破坏而产生突然电压瞬间（几毫秒内）变化，并可形成传播神经冲动，或沿肌肉（心肌）传导。临床上动作电位大量综合形成心电、脑电、肌电等等。3.其他特性镶嵌性，蛋白质极性，不对称性，更新态等。三、细胞膜的功能（1）分隔、形成细胞和细胞器，为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境，膜的面积大大增加，提高了发生在膜上的生物功能；（2）屏障作用，膜两侧的水溶性物质不能自由通过；（3）选择性物质运输，伴随着能量的传递；（4）生物功能：激

7、素作用、酶促反应、细胞识别、电子传递等。（5）识别和传递信息功能（主要依靠糖蛋白）（6）物质转运功能：细胞与周围环境之间的物质交换，是通过细胞膜的转运动功能实现的。其主要转运方式有以下四种。被动运输：1）自由扩散：脂溶性物质由膜的高浓度侧向低浓度侧的扩散过程，称为自由扩散。不耗能，不需要载体。如：水、尿素、二氧化碳等.2）协助扩散：非脂溶性物质在膜蛋白的帮助下，顺浓度差或电位差跨膜扩散的过程，称为协助扩散。不耗能，但是需要载体。协助扩散的三个特点：1、特异性。2、饱和性：。3、竞争性抑制：。4、膜蛋白的分类：1通

8、道蛋白2门通道蛋白3特化蛋白（通过接触改变自身构象来进行转运）如：葡萄糖进入红细胞。自由扩散和协助扩散都是顺浓度差进行的，细胞本身不消耗能量，均属于被动转运（被动运输）。3）主动运输：离子或小分子物质在膜上“泵”的作用下，被逆浓度差或逆电位差的跨膜转运过程，称为主动转运（主动运输）。主动运输需要消耗大量热量并且需要载体。有选择透过性。如：碘进入海带、葡萄糖进入除红细胞以外