磁场的生物效应.doc

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1、磁场的生物效应外加磁场对于生物的影响称为磁场生物效应．这是生物磁学中的重要研究内容之一．由于外加磁场的类型和生物层次的不同，磁场生物效应也有不同的表现．根据磁场的类型和强度，磁场生物效应可以分为强磁场效应、地磁场效应、微弱磁场效应相交变磁场效应．又根据磁场所作用的生物层次,磁场生物效应可以分为生物分子效应、细胞效应、组织器官效应和整体效应．这些效应对于不同生物又是多种多样的．下面介绍关于不同磁场的生物效应：1.1..1.强磁场生物效应在磁场生物效应一般指强度高于100奥①的磁场为强磁场．实验发现，强度高于1

2、4000奥的均匀恒定磁场，会抑制某些细菌的生长．把果蝇词养在均匀巨定磁场中，观察果蝇形态上的变化，发现磁场强度为100—I500奥时，形态并无显著的畸变，而当磁场强度增加到3000—4000奥时，畸变就迅速显著地增大．若把不同蛹龄或虫龄的果蝇放在强度约22000奥、梯度约9000奥／毫米的不均匀恒定磁场中，1小时龄的果蝇蛹经过几分钟便死亡，蛹龄较长的果蝇蛹经过10分钟后约有50％不能变为成虫，变为成虫后也不能活到1小时以上．把移植有肿瘤的小白鼠饲养在强度约2400一4500奥、梯度约1000奥／厘米的不均匀

3、恒定磁场中，经过27天后，肿瘤完全消失，但不加磁场的对照搬到22天后便因肿瘤长大而死亡．磁场可以影响入红血球的凝结速率，实验表明强度为50、400和5000奥的均匀恒定磁场分别使红血球凝结速率增加21％、25％和30％．1.1..2.地磁场生物效应地球表面的地磁场强度为0.3~0.5奥，它是地球上生物和人类生活环境的一种始终起作用的物理因素.生物和人类在长期的演化过程中，已经适应了这一物理环境．如果环境磁场剧烈变化，如地球上发生磁暴、地质时代的地磁场反向或进入宇宙空间的磁场，都可能影响生物和人的活动．还有一

4、些生物利用了地磁场这一环境因素作为生物导航和定向的依据．已经发现一些水生细菌有沿着地磁场方向朝北游动的习性，称为向磁性．冬小麦在场(等效地磁场)中生长时，其根总是平行于地磁场或等效地磁场，也表现向磁性．还发现果蝇的ST基因有序程度的变化与地磁倾角的变化随季节呈现明显的相关性．经过长期试验表明；鸽子的导航与地磁场有密切的联系．最近已经在向磁性细菌(图1)和鸽子头部发现强磁性的Fe2O4微粒可能与它们的向磁性或导航有关．1.1..3.微弱磁场的生物效应在生物磁学中，一般将一般将远低于地磁场强度的磁场(如＜10-

5、3奥)称为微弱磁场．例如行星际空间磁场约5×10-5奥，月球表面磁场小于10-5奥，地磁场在反向的过渡时期中估计可能降低到远低于正常值．进行微弱磁场的生物效应实验需要高灵敏度的磁强计和抵消地磁场的装置(图2)．将眼虫藻、绿藻和纤毛虫在低于10-3奥的恒定微弱磁场中培养3个星期，发现其生长繁殖加快，但在102奥的强磁场中培养，生长繁殖却受到抑制．把小白鼠饲养在10-3的微弱磁场中，一年以后，其寿命比对照组缩短6个月，并且不能再生育.1.1..4.交变感场的生物效应强度随时间变化的交变磁场与强度不随时间改变的恒

6、定磁场对生物的效应是不完全相同的．后者(恒定磁场)为狭义的生物效应，前者(交变磁场)还具有电磁感应作用．人眼部受到变化的磁场作用时，在无光的情况下也会产生光的感觉，称为磁闪光现象．实验研究表明，磁闪光的强度和特性与交变磁场的频率有关．当频率为20至30赫兹时，磁闪光效应最为显著．实验还发现，强度为1500—1700奥、频率为12赫兹的交变磁场，可以抑制刚移植到小鼠身上的肿溜的长大．1.1.2.关于磁场对不同生物层次的效应:生物磁场一般有两个来源：一种是由于生物体中的电子传递和离子转移等过程的生物电流产生的；

7、另一种是由于生物体内的强磁性物质(如Fe3Q4)磁化后产生的．生物磁场的强度是很微弱的，例如人的心脏活动产生的心磁场约10-7一10-8奥.1.1..1.磁场对生物分子的效应实验观测到，生物胰蛋白酶在1500奥均匀恒定磁场中活性增大，因而在受紫外光辐射时，其光密度成小．在创伤愈合实验中，施加强度3000~4000奥、梯度200奥／厘米的不均匀恒定磁场，使成纤维细胞增殖和纤维化都减小，因而推断是不均匀磁场干扰了生物大分子的产生．把S—37肿瘤细跑放在3700奥均匀磁场中处理1—3小时，会使这肿瘤细胞中的脱氧核

8、糖核酸(DNA)合成减少，表明磁场对这种合成有抑制的作用．1.1..2.磁场对细胞的效应‘在对兔和小鼠的无血浆细胞作体外培养时，若施加强度14600奥，梯度5000奥／厘米的不均匀恒定磁，会显著增加这些细胞的生长速度．但把细胞放在组织培养液中培养时，若施加4000奥的均匀恒定磁场，则会抑制它的生长，把体外培养的S-37肿瘤细胞放在4400~8000奥的均匀恒定磁场中在37摄氏度处理18小时，观察到这些细胞发生退化