国外静磁场生物效应研究进展*

孟庆楠，王益民，孟燕妮，张皓楠，王蕴华

（天津中医药大学，天津 300193）

国外静磁场生物效应研究进展*

孟庆楠，王益民，孟燕妮，张皓楠，王蕴华

（天津中医药大学，天津 300193）

磁场；细胞；生物体；生物效应

磁疗是中医传统治疗和保健方法之一，它利用永磁磁源（静磁场）对人体的相关组织部位或穴位进行作用，通过磁场对人体产生的生物效应达到治病和保健的目的。近年来随着非药物物理治疗和保健方法的兴起，磁疗也越来越引起人们关注。国内外相关人员利用现代技术与方法，对磁场的生物效应进行了研究，并取得有意义的结果和结论。笔者针对其中的国外静磁场生物效应研究现状进行了综述，为科学合理地进行磁疗研究和磁疗应用提供参考。

1 静磁场对生物体细胞水平的影响

1.1 静磁场对内皮细胞的影响 Martino等[1]研究静磁场对人脐静脉内皮细胞增殖的影响，发现0.2～1 mT静磁场可明显抑制细胞增殖，30～120 mT的磁场对细胞数目略有影响。Potenza等[2]研究了300 mT静磁场对人脐静脉内皮细胞（HUVECs）的细胞生长和DNA完整性的影响，结果表明300 mT静磁场只是短暂刺激了人脐静脉内皮细胞线粒体生物合成，而不会造成DNA永久性损伤；在进一步的基因图谱分析中也显示出了磁场对内皮细胞影响的短暂性，但涉及细胞生长和分化基因表达上升。这些结果显示，静磁场对人体健康是无害的，支持了静磁场可用于医学治疗的观点[3]。

1.2 静磁场对神经细胞的影响 采用和核磁共振的磁感强度相当的2 100 mT静磁场作用于星形胶质细胞，在加磁 4、16、24、48、72 h 后，星形胶质细胞生存能力和形态均无显著变化，表明2 100 mT静磁场不影响大鼠星形胶质细胞的生存能力和形态学特性[4]。Wang等[5]采用100～1 000 mT静磁场作用于培养的大鼠PC12细胞，静磁场重现了由ZM241385药物（一种治疗帕金森病的候选药物）引起的类似反应，包括改变PC12细胞钙流，增加三磷酸腺苷（ATP）含量，减少了环磷酸腺苷（cAMP）的水平，减少一氧化氮产生，抑制增殖等的效果，提出如果将体外研究结果应用于体内，静磁场有望成为一种非损伤性治疗方法，来治疗帕金森病和潜在的其他神经紊乱疾病。

1.3 静磁场对肿瘤细胞的影响 研究发现35～120 mT的静磁场不影响人类黑色素瘤细胞的黏附，但磁场在接种第7天可抑制黑色素瘤细胞增长20%[6]。静磁场可以改变K562细胞膜的渗透，增加抗癌药物的流动，这可能是静磁场增强抗癌药物效果的原因之一[7]。在586 mT静磁场每日作用3 h条件下，可使金仓鼠黑素瘤生长显著阻滞（约30%），肿瘤内和外周组织水肿，功能血管密度，血管直径和红细胞流速显著降低，表明加磁后血管成熟发展迟缓，肿瘤微血管泄露增加，药物的摄取能力提高[8]。

1.4 静磁场对牙髓细胞的影响 牙髓细胞（DPCs）能分化成成骨细胞，被认为是一个很有前途的骨再生的细胞来源，Hsu等[9]研究静磁场暴露对于大鼠DPCs体外成骨分化和矿化的影响，研究表明，在290 mT静磁场条件下，磁场不影响细胞周期及细胞增殖；但同样磁场强度结合地塞米松/beta-磷酸甘油共同作用，能显著加速DPCs的成骨分化和矿化。

1.5 静磁场对成骨细胞的影响 Ba等[10]研究静磁场对鼠科MC3T3-E1成骨细胞的影响，发现静磁场可以促进细胞增殖和分化，在磺化聚苯乙桸膜上培养的细胞，对静磁场促进增殖的反应大于在普通材料上培养的细胞；在磺化聚苯乙桸膜上，静磁场作用下的细胞外基质比在没有磁场作用下有更好的分化，在生物矿化的早期阶段，静磁场促进了细胞的矿物沉积，从而有利于血浆反磁性细胞外基质蛋白的定向，以引起进一步的细胞信号；同样静磁场也影响成骨细胞的晚期分化，在加磁15 d后，细胞骨钙蛋白分泌物增加，基因表达开始上升。

1.6 静磁场对成肌细胞的影响 Stern-StraeterJ等[11]研究表明静磁场对人骨骼肌卫星细胞的分化过程的影响依赖于细胞培养液中生长因子的浓度，静磁场和高浓度生长因子促进了细胞分化成熟，并提出静磁场应用于骨骼肌组织有待于进一步深入研究。

1.7 静磁场对成纤维细胞的影响 Sullivan等[6]研究发现35～120 mT的静磁场显著降低了成纤维细胞的初始黏附，减少了其后续的生长，在胎儿肺（WI－38）成纤维细胞和成人皮肤成纤维细胞中都观察到了差异有统计学意义的影响结果，但磁场对胎儿肺成纤维细胞系的影响更大。

1.8 静磁场对干细胞的影响 磁场对干细胞的研究并不多见，Sullivan等[6]研究发现35～120 mT的静磁场对人类成体干细胞系没有产生影响。

1.9 静磁场对细胞吞噬作用的影响 研究表明，6mT的静磁场干扰对苯二甲酸引起的前单核细胞（U937细胞）分化和单核细胞（THP－1细胞）分化[12]。静磁场可对细胞吞噬作用产生影响，使吞噬指数和吞噬率下降，在巨噬细胞的分化晚期这些影响增强，且对THP-1细胞的影响大于U937细胞。

2 静磁场对生物体整体的影响

2.1 静磁场对生物体糖脂代谢的影响 Laszlo等[13]研究表明将小鼠全身暴露于2.8～476.7 mT的静磁场，每天30 min，可以预防糖尿病小鼠高血糖的发展水平。Jing等[14]研究表明180 mT静磁场可以促进糖尿病大鼠的伤口愈合，提示静磁场具有治疗糖尿病伤口愈合的临床潜力。Lahbib等[15]研究显示使用128 mT静磁场，每天1 h，在加磁第5天，大鼠肝脏相对质量减少（－8%），血清胰岛素浓度下降（－56%），血糖增加（＋10%），而体质量、相对肾脏质量、乳酸、胆固醇、甘油三酯、磷脂的水平不变；加磁第15天，肝脏相对质量减少（－15%），胰岛素浓度下降（－63%），血糖增高（＋24%），胆固醇增高（＋30%），磷脂增高（＋58%），大鼠体质量减少（－15%），血浆乳酸水平下降（－55%），甘油三酯降低（－28%），表明静磁场对葡萄糖和脂质代谢的影响是时间依赖性的。

2.2 静磁场对生物体运动行为的影响 Elferchichi等[16]研究结果显示：将Wistar大鼠置于128 mT静磁场，每天1 h，连续5 d，大鼠的运动能力和大脑中铁含量不变，血浆中铁含量下降。研究表明[17]大鼠置于7 mT以上磁场会引起运动盘旋，使啮齿动物产生条件性味觉厌恶（CIA），大鼠在14 100 mT超导磁铁作用30 min，可以抑制生长和诱发显著的条件性味觉厌恶，诱发运动盘旋则需延长加磁场时间。

2.3 静磁场对生物体软骨损伤的影响 Jaberi等[18]研究中等强度的静磁场对软骨组织修复的影响，结果显示：40 mT的静磁场可以促进兔子右侧股骨内侧髁软骨组织缺损的好转，有利于软骨组织损伤的修复。

2.4 静磁场对生物体分娩的影响 Laszlo等[19]研究静磁场对动物分娩的影响，实验采用2.8～476.7 mT不均匀静磁场，每日加磁30 min。研究结果显示，磁场不影响小鼠分娩期限，小鼠的胎盘发育和分娩正常；在脂多糖诱导小鼠早产组，磁场延长了早产时间，提示不均匀静磁场可能对预防早产有一定的应用价值。

2.5 静磁场对生物体神经末梢的影响 对健康青年志愿者作用使用最大磁感强度为330 mT的不均匀的静磁场，分别在加磁0、15、30 min时和加磁30 min后，记录热痛阈值和视觉模拟模型数据。在加磁时间内，磁场组热痛阈值增加、热惯性减少且有统计学意义，但疼痛知觉未改变。这些结果表明，静磁场可诱导外周神经元或循环机制，使痛觉纤维的适应能力达到更高的水平有关[20]。

3 小结

要做好磁生物效应研究，首先要对磁源进行全面分析和研究。根据电磁学原理，磁场可由永磁磁源和电磁源两种方式产生，虽然两种磁源产生磁场的方式不同，但所产生的磁场性质是一样的，而需要注意的是永磁磁源与电磁源均可产生的静磁场和动磁场。

静磁场是指大小和方向不随时间变化的磁场，而动磁场是指大小或方向随时间变化的磁场。电磁源线圈中通入直流电流时产生静磁场，通入有变化的电流时则产生变动磁场。电磁源产生的静磁场特性主要涉及磁场的磁感强度，与通电电流强度、导线匝数或线圈的结构和尺寸相关；电流产生的动磁场特性则不仅涉及磁感强度，还涉及磁场的变化频率（如低频、中频、高频等）和波形（如正弦波、三角波、脉冲波等）等参数。永磁材料本身产生的是静磁场，但把它们安装在旋转或其他运动装置时，也可以产生变动磁场，其磁场变动情况与旋转或其他运动装置的结构及运动状态等相关。静磁生物效应研究只需考虑磁感强度和作用时间，而动磁场则要需要考虑磁场的运动状态，如电磁场的波形、频率、永磁磁场的运动方式等。

中医磁疗是以传统经络学说为依据，直接利用永磁磁源作用于人体穴位或局部组织区域，研究分类应属于静磁场生物效应研究。作为中医传统治疗和保健方法之一，永磁磁源方法因操作简单、使用方便、特别是无创性无痛等特点，在近年来受到了人们更多的关注。

从以上研究内容可以看出，在细胞水平上静磁场可以对内皮细胞、神经细胞、肿瘤细胞、牙髓细胞、成骨细胞、成肌细胞、成纤维细胞等产生影响。在整体水平，静磁场可以对生物体的糖脂代谢、运动行为、软骨组织、分娩、神经末梢等产生影响。但这些研究中大多实验条件并不相同，得到的结论也各有侧重，研究结果并不完全一致，因此在规范实验条件下，对磁作用效果进行量效关系研究显得尤为必要。同时虽然静磁场在降低血糖水平，促进软骨组织修复，抑制肿瘤生长等方面表现出潜在的临床价值，但这些研究仅是磁场对离体细胞或动物的作用结果，要应用于指导临床，还需要进一步的动物实验和临床试验。

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R242

A

1672-1519（2012）04-0410-03

国家自然科学基金项目（30873467）。

孟庆楠（1984－），女，硕士研究生，主要从事磁生物效应研究和中药干预心血管疾病研究工作。

王益民。

2012-04-19）