电磁场对生物体系的非热效应及其作用机理_习岗
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Ross发现 , 当外磁场的强度从 0.1 mT增大到 0.5 mT时 , 细胞增殖受到抑制的程度增加 , 但在 0.6 mT时细胞增殖反而受到激励 ;当磁场从 0.6 mT上 升到 1.0 mT时 , 细胞增殖不断增强 , 呈现出明显的 非线性的特点 [ 2] .除此之外 , 在脑组织的钙 离子运 输和电磁场的能量效应等方面也发现极低频电磁场 具有非热效应 [ 3] .
摘要 :由于电力和通讯的快速发展 , 人类面临着日益严 重的电 磁污染 , 低强 度电磁 场对生 物体系 的非热效 应引起 人们的 关注 .本文介绍了极低频电磁场和射频电磁场对生物体系非热效应及其机 理研究 , 并提出了一些看法 .
关键词 :电磁场 ;非热效应 ;生物体系 中图分类号 :O 64 文献标识码 :A 文章编 号 :1010-0712(2008)11-0050-03
3 几点看法
近 20年来 , 随着电力设备的大量使用和无线通 讯技术的迅速发展 , 造成了日益严重的电磁污染 .根 据 1999年我国消费委员会对市售的电磁波频率为 80 MHz～ 1 000 MHz的移动电话的抽样测试结果 , 手机电 磁 辐 射 产生 的 环 境 功 率密 度 达 到 了 0.6 mW/cm2 ～ 2.1 mW/cm2 , 超过了国家环保局和卫生 部颁布的 《电磁辐射防护规定 》与 《环境电磁波卫生 标准 》所规定的职业 0.2 mW/cm2 (公众 0.04 mW/ cm2)的国家标准 .目前 , 城市空间人为电磁能量正 以每年 7% ～ 14%的速度增长 .到 2000 年 , 城市环 境电磁能量密度 最高已比上世纪 70 年代增加 26 倍 , 到 2025年可增至 700倍 .继大气污染 、水污染和 噪声污染之后 , 电磁辐射污染已成为第四大污染 .由 于极低频电磁场和射频电磁场对地球上的生物和生 态系统可能产生影响 , 并由此关系到电力和电子信 息产业的发展 , 因此 , 有关极低频电磁场和射频电磁 场非热效应的研究已经成为一个研究的热点 .从上 述的研究进展来看 , 研究深入到了组织 、细胞和分子 等各个层次 , 以及离子运输 、信号传导等各个方面 , 并已积累了许多资料 .但是 , 目前的研究有两个明显 不足 .一是研究结果很不一致 , 甚至出现了相互矛盾 的结果 .出现这 种情 况的原 因可 能在 于实验 条件 (辐射频率和功率 、实验对象 )的不一致和生物系统 的复杂性 .我们认为 , 在研究电磁场非热效应的机理 时 , 最重要的是严格实验条件 .众所周知 , 目前的地 球环境中充满了各种频率的电磁场 , 地球上的生物 正是在这样的电磁环境中生长 .要确定某一频率和 功率的电磁场对生物的影响 , 必须首先屏蔽掉大气 中原有的电磁场 , 形成零或亚零电磁空间 , 然后在其 中进行某一频率和功率电磁辐照下的生物学实验 . 然而 , 迄今为止的许多实验都没有采取这一措施 , 这 使得实验结果缺乏说服力 .二是目前关于电磁场非 热效应的研究结果几乎都是在动物上取得的 , 很少
射频电磁场对细胞膜系统的影响主要反映在离 子跨膜运转发生了变化 .有实验表明 , 在较广泛的频 段 (27 MHz～ 10 GHz)范围 内 , 射频 电磁场可 引起 Na+ 、K+离子流动的变化 , 其原因可能是射频电磁 场使细胞膜上离子泵及 ATP酶发生了变化 .除此之 外 , 射频电磁场可能还对膜上的一些受体蛋白有所 作用 , 改变膜脂蛋白结合区域的结构状态 , 引起膜结 构的破坏 .
非热效应可以在极低频电磁场和低强度的射频 辐射下发生 .近年来 , 由于电力设备和射频辐射的大 量使用 , 电磁场对生物体系的非热效应成为研究的
热点 , 本文分别介绍这两种情况下的非热效应及其 机理研究 .
1 极低频电磁场的非热效应
在电磁场非热效应的研究 中 , 0 ～ 100 Hz极低 频电 磁 场 (extremelylow frequencyelectromagnetic field, ELFEF)的非热效应首先引起注意 , 这是因为 大气电离层和导电的大地之间形成的大尺度 (相距 约 800 km)电磁辐射谐振腔只对来自太阳的极低频 (长波 )电磁辐射产生共振 , 形成了地球上低频的电 磁场环境 , 地球上的生命正是在这样的环境电磁场 作用下进化和繁衍 , 动物体内的心电 、脑电和肌电的 频率均在此范围内 .近 100年来 , 随着电力设备的大 量使用 , 工频 (50 ～ 60 Hz)电磁场 的强度和范围越 来越大 , 工频电磁场与生物体内的电磁场相互耦合 与共振 , 容易产生非热效应 .
可以对胞内信号物质产生影响 .
2 射频电磁场的非热效应
由高 频电 磁波 (100 kHz～ 300 MHz)和 微 波 (300 MHz以上 )产生的电磁场称射频电磁场 (radio frequencyelectromagneticfield, RFEF).射频电 磁场 的主要来源是电台 、电视台 、雷达以及移动通讯设备 (mobiletelecommunicationdevices).实验表明 , 当生 物体反复接触低强度射频电磁场后 , 体温虽无上升 , 但也可以造成机体的结构改变和功能紊乱 , 即产生 所谓的非热效应 .由于在现代社会中 , 通讯技术被大 量使用 , 整个地球无时无刻不处在这种射频电磁场 之中 , 这种射频电磁场对生物体系的非热效应引起 了人们的极大关注 .从 20世纪 70年代开始 , 人们即 开始了射频电磁场生物学效应的研究 , 几十年的研 究结果已确定了射频电磁场对生物体系具有非热效 应 .对于这种射频电磁场非热效应的解释 , 人们提出 了膜与离子合作结合与释放理论 、跨膜离子回旋谐 振理论 、量子离子结合效应理论和膜动力学场致变 化理论等多种理论 , 但这些理论都缺乏足够的实验 基础 , 并不足以说明射频电磁场非热效应的机理 .近 年来 , 关于射频电磁场非热效应机理的实验研究主 要在细胞膜系统 、信号转导系统和生物分子结构与 功能等方面 .
第 27卷第 11期 2008年 11月
大 学 物 理 COLLEGE PHYSICS
Vol.27 No.11 Nov.200 8
物理 ·自然 · 技术 ·社会
电磁场对生物体系的非热效应及其作用机理
习 岗1 , 杨运经 2
(1.西安理工大学 应用物理系 , 陕西 西安 710048;2.西北农林科技大学 应用物理系 , 陕西 杨凌 712100)
关于极低频电磁场非热效应的机理 , Frohlich首 先提 出了相干振荡理论 [ 1] .Frohlich认为 具有偶极 特征的生物分子由于整体 长程库仑引力的 相互作 用 , 都具有固定的振动频率 , 从而形成了极化波 , 并
收稿日期 :2008-02-21; 修回日期 :2008-06-21 基金项目 :国家自然科学基金资助项目 (50177010). 作者简介 :习岗 (1957— ), 男 , 陕西杨凌人 , 西安理工大学应用物理系教授 , 从事大学物理教学与生物物理研究 .
第 11期
来自百度文库
习 岗 , 等 :电磁场对生 物体系的非热效应及其作用机理
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由此产生了长程的相干作用 .当外界电磁场能量被 导入这种固定的振动中 , 会以纯力学的方式储存在 振荡模式中 , 使生物分子被强烈的激发而远离热平 衡态 .他认为 , 当具有固定频率的粒子数增加到一定 程度时 , 会出现类似超流体和超导体中的玻色 -爱因 斯坦凝聚 (Bose-EinstinCondensation), 呈现出强烈 的非线性特征 .有一些实验证据支持了相干振荡理 论.
理论 .很早就有人发现 , 钙离子从神经组织中流出增 加时 , 其谐振曲线是外加电磁场调制频率的函数 .后 来有证据表明 , 在新生鸡脑组织细胞中 , 钙离子的释 出只对 0.8 mW/cm2的功率和 16 Hz的调制频率有 最大的响应 , 呈现出明显的 “功率窗 ”和 “频率窗 ”效 应 .进一步的研究 发现 “频率 窗 ”不是一个 而是一 组 , 并且只有频率满足钙离子回旋共振频率条件的 外加电磁场才能产生明显的效应 , 由此提出了离子 回旋共振的理论模型 .
相干振荡理论认为 , 当接近于生物体系相干振 荡频率的外来电磁场作用于生物体系时 , 会产生破 坏性相干和建设性相干两种 “频率窗 ”效应 , 从而导 致明显的生物反应 .一些人认为 , 生化反应中酶与底 物的相互吸引 、免疫反应中的相互吸引与排斥都是 生物体系长程选择性相干作用的结果 .
离子跨膜回旋共振理论是较早提出的另外一种
对信号转导的影响表现在射频电磁场对蛋白激 酶的活性有作用 .有试验表明 , 射频电磁场可降低依 赖 cAMP蛋白激酶的活性 .然而 , 这一类蛋白激酶有 许多种 , 实验发现其活性的降低是非特异的 , 因此 , 射频电磁场是否通过依赖 cAMP蛋白激酶影响信号 转导尚不能确定 .
在射频电磁场对生物分子结构与功能的影响方 面 , Serikev发现 , 丙氨酸的红外光谱在弱微 波辐射 下发生分裂 .按照量子力学 , 如果物质分子的振动光 谱发生了变化 , 表明它的结构发生了变化 .在此基础 上 , Serikev进一步发现了一些生物大分子链的吸收 光谱在弱微波下也发生了分裂 , 分裂的原因是生物
随时间变化的电场产生磁场 , 随时间变化的磁 场产生电场 , 相互依存的电场和磁场总称为电磁场 (electromagneticfield).当电磁场作用在生物体系上 时 , 生物体系中的各种物质将以感应的方式对交变 的电场和磁场作出应答与反应 , 从而产生电磁场的 生物学效应 .
在生物体系中 , 大量存在的水分子 、氨基酸中的 氨基和羧基以及核苷酸中的碱基和磷酸基团使得蛋 白质 (酶 )或 DNA分子产生电 偶极矩 , 在交变电磁 场的作用下 , 这些生物分子的电荷会由于感应而重 新分布 , 使本身的电偶极矩和极化状态发生变化 , 造 成生物分子结构与功能的改变 .如果交变电磁场的 变化频率很高 , 一方面生物体系中的各种极性分子 会发生迅速的周期性变化 , 在变化的过程中 , 这些极 性分子与其周围的分子发生剧烈的碰撞和摩擦 , 产 生大量的热能 ;另一方面 , 生物体系中的各种离子由 于受到交变电磁场的作用在其平衡位置附近做周期 性的运动 , 在运动的过程中 , 这些离子与其他分子碰 撞而产生热能 .这两种情况造成了电磁场对生物体 系的热效应 .然而 , 在电磁场的生物效应中 , 还有一 类非热效应 (non-thermaleffect), 即电磁场通过使生 物体温度升高的热作用以外的方式改变生理生化过 程的效应 , 这种效应具有非线性 、相干性 、协同性和 窗特征等特点[ 1] .
近年来的一些实验表明 , 极低频电磁场可能会 影响细胞的信号系统 .细胞信号系统包括 3个部分 : 1)膜外的胞间信号 (第一信使 );2)信号的跨膜转 导 ;3)膜内的胞内信号 (第二信使 ).如果极低频电 磁场对细胞信号系统的任一环节有所影响都会产生
细胞学效应 .Joan等人报道褪黑激素等胞间信号物 质会在极低频电磁场作用下发生变化 [ 4] .而细胞膜 是极低频电磁场作用的靶体 , 极低频电磁场对细胞 膜的作用会影响信号的跨膜转导 .关于极低频电磁 场对胞内信号的影响 , 应用荧光检测技术测量极低 频电磁场 (50 Hz, 0.1 mT)作用下单个活细胞中钙 浓度的振荡变化时发现 , 外加磁场 15 s后细胞内钙 浓度振荡的振幅明显增大 , 撤去磁场后 , 钙浓度振荡 的振幅可回复到原来的状态 [ 5] , 表明极低频电磁场
在有关细胞膜的研究中 , 由于细胞膜内外有一 定的电势差 (跨膜静息电势差约为 60 ～ 100 mV), 膜 两侧粒子浓度的平衡是粒子扩散力和电场力相互对 抗的结果 .当外来电磁场作用在细胞膜上时将会干 扰膜两侧的电势差 , 从而影响膜对粒子的通透性 , 诱 发出生物效应 .这方面也有一些实验证据 .
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大 学 物 理
第 27卷
大分子的结构发生了变化 [ 6] .射频电磁场对 DNA和 RNA分子的影响是人们最为关心的问题 .多数研究 表明 , 低强度射频电磁场不会引起基因突变 .但是 , 对一些啮齿动物的研究表明 , 射频电磁场可以直接 引起活体的 DNA分子结构的变化 .例如 , 将小鼠暴 露在 2.45 GHz的射频电磁场中 , 发现小鼠脑细胞单 链 DNA和双链 DNA发生了明显的破坏 [ 7] , 在全球 移动通讯数字系统 (GSM)的辐射下 , 小脑和大脑皮 层等部位的 c-fosmRNA升高 [ 8] .
摘要 :由于电力和通讯的快速发展 , 人类面临着日益严 重的电 磁污染 , 低强 度电磁 场对生 物体系 的非热效 应引起 人们的 关注 .本文介绍了极低频电磁场和射频电磁场对生物体系非热效应及其机 理研究 , 并提出了一些看法 .
关键词 :电磁场 ;非热效应 ;生物体系 中图分类号 :O 64 文献标识码 :A 文章编 号 :1010-0712(2008)11-0050-03
3 几点看法
近 20年来 , 随着电力设备的大量使用和无线通 讯技术的迅速发展 , 造成了日益严重的电磁污染 .根 据 1999年我国消费委员会对市售的电磁波频率为 80 MHz～ 1 000 MHz的移动电话的抽样测试结果 , 手机电 磁 辐 射 产生 的 环 境 功 率密 度 达 到 了 0.6 mW/cm2 ～ 2.1 mW/cm2 , 超过了国家环保局和卫生 部颁布的 《电磁辐射防护规定 》与 《环境电磁波卫生 标准 》所规定的职业 0.2 mW/cm2 (公众 0.04 mW/ cm2)的国家标准 .目前 , 城市空间人为电磁能量正 以每年 7% ～ 14%的速度增长 .到 2000 年 , 城市环 境电磁能量密度 最高已比上世纪 70 年代增加 26 倍 , 到 2025年可增至 700倍 .继大气污染 、水污染和 噪声污染之后 , 电磁辐射污染已成为第四大污染 .由 于极低频电磁场和射频电磁场对地球上的生物和生 态系统可能产生影响 , 并由此关系到电力和电子信 息产业的发展 , 因此 , 有关极低频电磁场和射频电磁 场非热效应的研究已经成为一个研究的热点 .从上 述的研究进展来看 , 研究深入到了组织 、细胞和分子 等各个层次 , 以及离子运输 、信号传导等各个方面 , 并已积累了许多资料 .但是 , 目前的研究有两个明显 不足 .一是研究结果很不一致 , 甚至出现了相互矛盾 的结果 .出现这 种情 况的原 因可 能在 于实验 条件 (辐射频率和功率 、实验对象 )的不一致和生物系统 的复杂性 .我们认为 , 在研究电磁场非热效应的机理 时 , 最重要的是严格实验条件 .众所周知 , 目前的地 球环境中充满了各种频率的电磁场 , 地球上的生物 正是在这样的电磁环境中生长 .要确定某一频率和 功率的电磁场对生物的影响 , 必须首先屏蔽掉大气 中原有的电磁场 , 形成零或亚零电磁空间 , 然后在其 中进行某一频率和功率电磁辐照下的生物学实验 . 然而 , 迄今为止的许多实验都没有采取这一措施 , 这 使得实验结果缺乏说服力 .二是目前关于电磁场非 热效应的研究结果几乎都是在动物上取得的 , 很少
射频电磁场对细胞膜系统的影响主要反映在离 子跨膜运转发生了变化 .有实验表明 , 在较广泛的频 段 (27 MHz～ 10 GHz)范围 内 , 射频 电磁场可 引起 Na+ 、K+离子流动的变化 , 其原因可能是射频电磁 场使细胞膜上离子泵及 ATP酶发生了变化 .除此之 外 , 射频电磁场可能还对膜上的一些受体蛋白有所 作用 , 改变膜脂蛋白结合区域的结构状态 , 引起膜结 构的破坏 .
非热效应可以在极低频电磁场和低强度的射频 辐射下发生 .近年来 , 由于电力设备和射频辐射的大 量使用 , 电磁场对生物体系的非热效应成为研究的
热点 , 本文分别介绍这两种情况下的非热效应及其 机理研究 .
1 极低频电磁场的非热效应
在电磁场非热效应的研究 中 , 0 ～ 100 Hz极低 频电 磁 场 (extremelylow frequencyelectromagnetic field, ELFEF)的非热效应首先引起注意 , 这是因为 大气电离层和导电的大地之间形成的大尺度 (相距 约 800 km)电磁辐射谐振腔只对来自太阳的极低频 (长波 )电磁辐射产生共振 , 形成了地球上低频的电 磁场环境 , 地球上的生命正是在这样的环境电磁场 作用下进化和繁衍 , 动物体内的心电 、脑电和肌电的 频率均在此范围内 .近 100年来 , 随着电力设备的大 量使用 , 工频 (50 ～ 60 Hz)电磁场 的强度和范围越 来越大 , 工频电磁场与生物体内的电磁场相互耦合 与共振 , 容易产生非热效应 .
可以对胞内信号物质产生影响 .
2 射频电磁场的非热效应
由高 频电 磁波 (100 kHz～ 300 MHz)和 微 波 (300 MHz以上 )产生的电磁场称射频电磁场 (radio frequencyelectromagneticfield, RFEF).射频电 磁场 的主要来源是电台 、电视台 、雷达以及移动通讯设备 (mobiletelecommunicationdevices).实验表明 , 当生 物体反复接触低强度射频电磁场后 , 体温虽无上升 , 但也可以造成机体的结构改变和功能紊乱 , 即产生 所谓的非热效应 .由于在现代社会中 , 通讯技术被大 量使用 , 整个地球无时无刻不处在这种射频电磁场 之中 , 这种射频电磁场对生物体系的非热效应引起 了人们的极大关注 .从 20世纪 70年代开始 , 人们即 开始了射频电磁场生物学效应的研究 , 几十年的研 究结果已确定了射频电磁场对生物体系具有非热效 应 .对于这种射频电磁场非热效应的解释 , 人们提出 了膜与离子合作结合与释放理论 、跨膜离子回旋谐 振理论 、量子离子结合效应理论和膜动力学场致变 化理论等多种理论 , 但这些理论都缺乏足够的实验 基础 , 并不足以说明射频电磁场非热效应的机理 .近 年来 , 关于射频电磁场非热效应机理的实验研究主 要在细胞膜系统 、信号转导系统和生物分子结构与 功能等方面 .
第 27卷第 11期 2008年 11月
大 学 物 理 COLLEGE PHYSICS
Vol.27 No.11 Nov.200 8
物理 ·自然 · 技术 ·社会
电磁场对生物体系的非热效应及其作用机理
习 岗1 , 杨运经 2
(1.西安理工大学 应用物理系 , 陕西 西安 710048;2.西北农林科技大学 应用物理系 , 陕西 杨凌 712100)
关于极低频电磁场非热效应的机理 , Frohlich首 先提 出了相干振荡理论 [ 1] .Frohlich认为 具有偶极 特征的生物分子由于整体 长程库仑引力的 相互作 用 , 都具有固定的振动频率 , 从而形成了极化波 , 并
收稿日期 :2008-02-21; 修回日期 :2008-06-21 基金项目 :国家自然科学基金资助项目 (50177010). 作者简介 :习岗 (1957— ), 男 , 陕西杨凌人 , 西安理工大学应用物理系教授 , 从事大学物理教学与生物物理研究 .
第 11期
来自百度文库
习 岗 , 等 :电磁场对生 物体系的非热效应及其作用机理
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由此产生了长程的相干作用 .当外界电磁场能量被 导入这种固定的振动中 , 会以纯力学的方式储存在 振荡模式中 , 使生物分子被强烈的激发而远离热平 衡态 .他认为 , 当具有固定频率的粒子数增加到一定 程度时 , 会出现类似超流体和超导体中的玻色 -爱因 斯坦凝聚 (Bose-EinstinCondensation), 呈现出强烈 的非线性特征 .有一些实验证据支持了相干振荡理 论.
理论 .很早就有人发现 , 钙离子从神经组织中流出增 加时 , 其谐振曲线是外加电磁场调制频率的函数 .后 来有证据表明 , 在新生鸡脑组织细胞中 , 钙离子的释 出只对 0.8 mW/cm2的功率和 16 Hz的调制频率有 最大的响应 , 呈现出明显的 “功率窗 ”和 “频率窗 ”效 应 .进一步的研究 发现 “频率 窗 ”不是一个 而是一 组 , 并且只有频率满足钙离子回旋共振频率条件的 外加电磁场才能产生明显的效应 , 由此提出了离子 回旋共振的理论模型 .
相干振荡理论认为 , 当接近于生物体系相干振 荡频率的外来电磁场作用于生物体系时 , 会产生破 坏性相干和建设性相干两种 “频率窗 ”效应 , 从而导 致明显的生物反应 .一些人认为 , 生化反应中酶与底 物的相互吸引 、免疫反应中的相互吸引与排斥都是 生物体系长程选择性相干作用的结果 .
离子跨膜回旋共振理论是较早提出的另外一种
对信号转导的影响表现在射频电磁场对蛋白激 酶的活性有作用 .有试验表明 , 射频电磁场可降低依 赖 cAMP蛋白激酶的活性 .然而 , 这一类蛋白激酶有 许多种 , 实验发现其活性的降低是非特异的 , 因此 , 射频电磁场是否通过依赖 cAMP蛋白激酶影响信号 转导尚不能确定 .
在射频电磁场对生物分子结构与功能的影响方 面 , Serikev发现 , 丙氨酸的红外光谱在弱微 波辐射 下发生分裂 .按照量子力学 , 如果物质分子的振动光 谱发生了变化 , 表明它的结构发生了变化 .在此基础 上 , Serikev进一步发现了一些生物大分子链的吸收 光谱在弱微波下也发生了分裂 , 分裂的原因是生物
随时间变化的电场产生磁场 , 随时间变化的磁 场产生电场 , 相互依存的电场和磁场总称为电磁场 (electromagneticfield).当电磁场作用在生物体系上 时 , 生物体系中的各种物质将以感应的方式对交变 的电场和磁场作出应答与反应 , 从而产生电磁场的 生物学效应 .
在生物体系中 , 大量存在的水分子 、氨基酸中的 氨基和羧基以及核苷酸中的碱基和磷酸基团使得蛋 白质 (酶 )或 DNA分子产生电 偶极矩 , 在交变电磁 场的作用下 , 这些生物分子的电荷会由于感应而重 新分布 , 使本身的电偶极矩和极化状态发生变化 , 造 成生物分子结构与功能的改变 .如果交变电磁场的 变化频率很高 , 一方面生物体系中的各种极性分子 会发生迅速的周期性变化 , 在变化的过程中 , 这些极 性分子与其周围的分子发生剧烈的碰撞和摩擦 , 产 生大量的热能 ;另一方面 , 生物体系中的各种离子由 于受到交变电磁场的作用在其平衡位置附近做周期 性的运动 , 在运动的过程中 , 这些离子与其他分子碰 撞而产生热能 .这两种情况造成了电磁场对生物体 系的热效应 .然而 , 在电磁场的生物效应中 , 还有一 类非热效应 (non-thermaleffect), 即电磁场通过使生 物体温度升高的热作用以外的方式改变生理生化过 程的效应 , 这种效应具有非线性 、相干性 、协同性和 窗特征等特点[ 1] .
近年来的一些实验表明 , 极低频电磁场可能会 影响细胞的信号系统 .细胞信号系统包括 3个部分 : 1)膜外的胞间信号 (第一信使 );2)信号的跨膜转 导 ;3)膜内的胞内信号 (第二信使 ).如果极低频电 磁场对细胞信号系统的任一环节有所影响都会产生
细胞学效应 .Joan等人报道褪黑激素等胞间信号物 质会在极低频电磁场作用下发生变化 [ 4] .而细胞膜 是极低频电磁场作用的靶体 , 极低频电磁场对细胞 膜的作用会影响信号的跨膜转导 .关于极低频电磁 场对胞内信号的影响 , 应用荧光检测技术测量极低 频电磁场 (50 Hz, 0.1 mT)作用下单个活细胞中钙 浓度的振荡变化时发现 , 外加磁场 15 s后细胞内钙 浓度振荡的振幅明显增大 , 撤去磁场后 , 钙浓度振荡 的振幅可回复到原来的状态 [ 5] , 表明极低频电磁场
在有关细胞膜的研究中 , 由于细胞膜内外有一 定的电势差 (跨膜静息电势差约为 60 ～ 100 mV), 膜 两侧粒子浓度的平衡是粒子扩散力和电场力相互对 抗的结果 .当外来电磁场作用在细胞膜上时将会干 扰膜两侧的电势差 , 从而影响膜对粒子的通透性 , 诱 发出生物效应 .这方面也有一些实验证据 .
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第 27卷
大分子的结构发生了变化 [ 6] .射频电磁场对 DNA和 RNA分子的影响是人们最为关心的问题 .多数研究 表明 , 低强度射频电磁场不会引起基因突变 .但是 , 对一些啮齿动物的研究表明 , 射频电磁场可以直接 引起活体的 DNA分子结构的变化 .例如 , 将小鼠暴 露在 2.45 GHz的射频电磁场中 , 发现小鼠脑细胞单 链 DNA和双链 DNA发生了明显的破坏 [ 7] , 在全球 移动通讯数字系统 (GSM)的辐射下 , 小脑和大脑皮 层等部位的 c-fosmRNA升高 [ 8] .