【摘要】：隨著各種家電、辦公和移動(dòng)通信設(shè)備的普及,人們長(zhǎng)時(shí)間暴露于低強(qiáng)度環(huán)境磁場(chǎng)(主要由地磁、工頻和射頻磁場(chǎng)構(gòu)成)的強(qiáng)度越來越大,其健康和壽命是否受到影響是全球極度關(guān)注的問題。心臟是人體的發(fā)動(dòng)機(jī),心肌細(xì)胞膜電壓是反映細(xì)胞生命活力和功能的一個(gè)良好指標(biāo),電磁場(chǎng)的作用將改變?nèi)梭w心肌細(xì)胞膜電壓,打破維持其正常生命活動(dòng)的離子分布平衡狀態(tài),引起心肌細(xì)胞產(chǎn)生有利于或不利于其存活的生化和生理狀態(tài)的改變,對(duì)人類健康產(chǎn)生相應(yīng)的正效應(yīng)或負(fù)效應(yīng)。因此,在外電場(chǎng)作用下,建立心肌細(xì)胞膜電壓的計(jì)算模型,對(duì)掌握細(xì)胞膜電壓隨不同外電場(chǎng)作用的變化規(guī)律,更好研究電磁場(chǎng)對(duì)人體健康長(zhǎng)壽的影響意義重大。本文在研究外電場(chǎng)作用下心肌細(xì)胞膜電壓和膜功率損耗計(jì)算模型的基礎(chǔ)上,以世界著名的長(zhǎng)壽鄉(xiāng)—巴馬縣作為研究對(duì)象,研究電磁場(chǎng)作用對(duì)人體健康和長(zhǎng)壽的影響,為人們研究和探索電磁場(chǎng)環(huán)境對(duì)人體健康長(zhǎng)壽的影響提供有意義的理論和實(shí)驗(yàn)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(xì)胞的物理模型,在此基礎(chǔ)上,建立了外直流電場(chǎng)作用下心肌細(xì)胞膜電壓的計(jì)算模型。模型表明：心肌細(xì)胞膜電壓的變化取決于外直流電場(chǎng)的大小、場(chǎng)點(diǎn)位置、細(xì)胞半徑、膜厚度以及細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞膜和細(xì)胞外液的電導(dǎo)率。 (2)建立了外交流電場(chǎng)作用下心肌細(xì)胞膜電壓變化的計(jì)算模型。模型表明：心肌細(xì)胞膜電壓變化除和交流電場(chǎng)的強(qiáng)度、頻率、場(chǎng)點(diǎn)位置及細(xì)胞半徑有關(guān)外,還和細(xì)胞膜的電導(dǎo)率、介電常數(shù)以及細(xì)胞內(nèi)外液的電導(dǎo)率有關(guān)。 (3)基于所建立的心肌細(xì)胞膜電壓計(jì)算模型,研究了外直流和交流電場(chǎng)作用下心肌細(xì)胞膜功率損耗的變化規(guī)律：細(xì)胞膜功耗隨直流電場(chǎng)強(qiáng)度的增大而增大；細(xì)胞膜功耗在低頻電場(chǎng)作用下隨頻率變化較小,當(dāng)頻率達(dá)到一定閾值時(shí)細(xì)胞膜的介質(zhì)功率損耗劇增。外電場(chǎng)作用下心肌細(xì)胞膜功率損耗計(jì)算模型的建立,為心肌細(xì)胞電磁生物效應(yīng)的機(jī)理研究奠定理論基礎(chǔ)。 (4)對(duì)廣西長(zhǎng)壽之鄉(xiāng)—巴馬縣各村莊進(jìn)行地磁和長(zhǎng)壽率實(shí)地調(diào)查和檢測(cè),發(fā)現(xiàn)巴馬長(zhǎng)壽村分布呈現(xiàn)“長(zhǎng)壽集落區(qū)”和“非長(zhǎng)壽集落區(qū)”,前者地磁普遍較高,多分布在石山地區(qū),而后者地磁普遍較低,主要分布在土坡地帶。測(cè)試結(jié)果表明地磁可能是影響人類健康和長(zhǎng)壽的一個(gè)重要因素。同時(shí)在調(diào)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(zhǎng)壽村患心血管疾病的老人數(shù)量加大而長(zhǎng)壽率下降,提示一定量的工頻電磁場(chǎng)輻射可能會(huì)對(duì)人類健康和長(zhǎng)壽產(chǎn)生負(fù)影響。最后基于物質(zhì)的磁化特性、電磁生物效應(yīng)存在的“窗口”特性以及電磁場(chǎng)對(duì)心肌細(xì)胞膜電壓和跨膜離子運(yùn)動(dòng)的影響等觀點(diǎn),對(duì)電磁場(chǎng)對(duì)廣西巴馬人群健康和長(zhǎng)壽的影響進(jìn)行機(jī)理探討,為人類研究電磁場(chǎng)的生物效應(yīng)提供了有意義的實(shí)驗(yàn)和理論依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：O441.4;R339.36

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本文編號(hào)：2530583