電磁場對心肌細胞膜電壓變化及人類健康長壽的影響研究.pdf

1、隨著各種家電、辦公和移動通信設備的普及，人們長時間暴露于低強度環(huán)境磁場（主要由地磁、工頻和射頻磁場構成）的強度越來越大，其健康和壽命是否受到影響是全球極度關注的問題。心臟是人體的發(fā)動機，心肌細胞膜電壓是反映細胞生命活力和功能的一個良好指標，電磁場的作用將改變人體心肌細胞膜電壓，打破維持其正常生命活動的離子分布平衡狀態(tài)，引起心肌細胞產生有利于或不利于其存活的生化和生理狀態(tài)的改變，對人類健康產生相應的正效應或負效應。因此，在外電場作用下，建

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

3、場作用下心肌細胞膜電壓的計算模型。模型表明:心肌細胞膜電壓的變化取決于外直流電場的大小、場點位置、細胞半徑、膜厚度以及細胞質、細胞膜和細胞外液的電導率。
　　 (2)建立了外交流電場作用下心肌細胞膜電壓變化的計算模型。模型表明:心肌細胞膜電壓變化除和交流電場的強度、頻率、場點位置及細胞半徑有關外，還和細胞膜的電導率、介電常數(shù)以及細胞內外液的電導率有關。
　　 (3)基于所建立的心肌細胞膜電壓計算模型，研究了外直流和交流電

4、場作用下心肌細胞膜功率損耗的變化規(guī)律:細胞膜功耗隨直流電場強度的增大而增大;細胞膜功耗在低頻電場作用下隨頻率變化較小，當頻率達到一定閾值時細胞膜的介質功率損耗劇增。外電場作用下心肌細胞膜功率損耗計算模型的建立，為心肌細胞電磁生物效應的機理研究奠定理論基礎。
　　 (4)對廣西長壽之鄉(xiāng)—巴馬縣各村莊進行地磁和長壽率實地調查和檢測，發(fā)現(xiàn)巴馬長壽村分布呈現(xiàn)“長壽集落區(qū)”和“非長壽集落區(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。測試結果表明地磁可能是影響人類健康和長壽的一個重要因素。同時在調查中也發(fā)現(xiàn)，隨著村民各類家電使用率的增加，巴馬一些長壽村患心血管疾病的老人數(shù)量加大而長壽率下降，提示一定量的工頻電磁場輻射可能會對人類健康和長壽產生負影響。最后基于物質的磁化特性、電磁生物效應存在的“窗口”特性以及電磁場對心肌細胞膜電壓和跨膜離子運動的影響等觀點，對電磁場對廣西巴馬人群健康和長壽的影響進行機理探討，為人類研究電磁場的生物效應提供