电磁辐射的生物学效应

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1、第27卷第3期(总第159期)辐射防护通讯2007年6月·综述·电磁辐射的生物学效应卑伟慧曹毅(苏州大学放射医学与公共卫生学院,苏州,215123)摘要简要介绍了电磁辐射生物学效应机制的几种研究理论,从整体生物效应、细胞效应,以及电磁辐射对基因表达和对肿瘤形成的影响等方面总结了近年来电磁辐射生物学效应的研究成果,并对今后的研究工作提出了几点个人看法。关键词:电磁辐射生物学效应热效应非热效应中图分类号:R852.7文献标识码:A文章编号:1004-6356(2007)03-0027-051引言取向转动而摩擦生热;②传导电流生热;③介质损电磁辐射已经成为环境污染

2、源,直接影响人耗生热。热效应的产生一般需要较高强度的电磁类的生存环境,联合国人类环境会议已将电磁辐辐射。射列为必须控制的公害之一。2.2非热效应25电磁辐射的频谱很宽(0～10Hz),不同频率非热效应是指生物体吸收能量后,组织或系的电磁辐射其生物学效应不同。通常意义上的电统产生的作用与热没有直接关系的变化。磁辐射指频率小于300GHz的辐射,和人类健康电磁辐射非热效应的特点之一是窗效应,窗密切相关的主要是工频辐射和射频辐射。本文根效应有频率窗和强度(或功率密度)窗效应之[1]据现有的研究结果,简要介绍了电磁辐射在整体、分。频率窗效应指在某一频段内,只有某些离

3、细胞和分子水平生物效应和机理,及其对细胞因散的、频率区间极窄的电磁波才能产生的生物学子诱导和对肿瘤形成的影响。希望能对今后的工效应;强度窗效应是指在某一功率密度范围内,只作提供有益的借鉴。有某些离散的、功率密度区间极窄的电磁波才能产生的生物学效应。研究非热效应的理论主要2电磁辐射的生物学效应[2]有:电磁辐射使生物系统产生的与生命现象有关(1)跨膜离子回旋谐振理论。该理论认为,的响应称为电磁辐射的生物学效应。影响电磁辐静磁场中带电离子受洛伦磁力的作用而作圆周运射生物学效应的主要参数是频率和强度,不同频动。电磁辐射中平行于静磁场的交变磁场分量,率和强度的电磁辐

4、射产生生物学效应的方式不会增加带电粒子的角速度和轨道半径,产生回旋2+同,效应也不同。电磁辐射生物学效应从热作用共振。当回旋共振频率与细胞内Ca依赖过程方式上分为热效应和非热效应。的电磁场频率一致时,会诱发细胞表面受体或跨2.1热效应膜通道内的离子作圆周或螺旋运动,如使钙调蛋2+电磁辐射对生物组织或系统加热而产生的效白中被弱束缚的Ca结合态改变,进而影响许多应叫热效应。热效应产生的方式主要包括:①生受钙调蛋白调节的酶,诱导出各种生理生化改变。物组织在高频电磁场中,由于极性分子反复快速同时,电磁场使离子通道的偶极矩变化,加上通道基金项目:苏州大学医学发展基金资

5、助项目(EE126518)苏州大学放射医学与防护省级重点实验室开放课题资助项目(KJS05027)收稿日期:2007-04-21作者简介:卑伟慧(1983-),女,苏州大学放射医学与公共卫生学院预防医学专业本科在读。—27—辐射防护通讯2007年6月第27卷第3期内离子的回旋运动,最终会干扰离子的通透过程。流行病学调查的结果显示,生殖障碍(主要是(2)离子对膜的穿透理论。膜内外存在着电自发性流产、出生低体重、先天畸形等)可能与母位差(静息电位),即所谓的势垒。离子在膜两侧亲的居住环境、电热床、职业性辐照(主要为视频达到平衡,是离子的扩散力和电场力对抗的结果。

6、显示终端)和医学辐照(如磁共振显像)等来源的[6]电磁辐射作用在膜上,影响电场力,对膜电位即势电磁辐射有关。但就目前所掌握的数据,还不垒产生了作用。膜电位的漂移,会影响离子对膜能得出对孕妇和父亲的生殖功能有确切影响的结[7]的通透而产生生物效应。论。[8](3)生物系统的相干电振动理论。该理论认Frey等研究发现,电磁辐射能使动物血脑为,当电磁辐射的频率十分接近生物体的振荡频屏障渗透性增高。电镜观察表明,其渗透性增高率时,会产生破坏性相干和建设性相干两种“频率是由于内皮细胞胞饮作用加强,而最终导致神经窗”效应,进而影响生物活性。系统功能的破坏。然而,对小白鼠

7、的自主活动和(4)射频能量的谐振效应理论。该理论引入戊巴比妥钠阈下催眠影响进行实验研究,结果发了极限环的概念,认为无干扰时,生物体维持稳现有一定的镇静、催眠作用。[9]定的极限环振荡。当有电磁辐射时,外界的电磁Xu等研究表明,采用50Hz的电磁辐射作场作为一种周期性的策动力,会引起生物体非线用于动物,可整体影响其肌肉的微循环系统,甚至[10]性的谐振效应,其振动频率依赖于外界电磁辐射影响动物的心血管系统。[11]频率和强度。此理论可以较好地解释“频率窗”和洪蓉等的实验结果显示,亚急性50Hz电“功率窗”效应的出现。磁辐射暴露可能对雄性小鼠的生精过程以及精子(

8、5)自由基效应机制。自由基由于其非偶电产生不利影响。