磁场在医学中的作用及机理
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1.1.磁疗的镇痛作用
磁场疗法具有消炎、消肿及止痛作用。应用磁场控制疼痛有一定效果。磁场常用于神经、肌肉和关节疼痛、痉挛性疼痛以及晚期癌症的疼痛等。其中低频电磁穴位疗法是低频脉冲电流和静磁场复合治疗的一种有效而无副作用、无损伤、无痛苦,操作简便的物理疗法,两者良好的镇痛作用早已被大量临床实践所证实。磁场疗法对各种关节炎、皮炎、末梢神经炎及外科损伤等疾病的治疗效果也相当好。对胃痉挛、胆道蛔虫症、肾结石等内脏反射痛的患者,经旋磁或磁感应治疗均可缓解症状。
1.2.磁疗对骨折愈合的促进作用
低频脉冲电磁场、交变电磁场及恒定磁场对骨折愈合都有一定的治疗作用。脉冲电磁场治疗方法由美国矫形科专家Bassett[1]提出并成功地应用于临床治疗。治疗时,将两个线圈置于骨折部位皮肤或石膏上。其主要优点是操作简便、无创伤、适应证广、无并发症及疗效不受其他因素影响。低频电磁疗法有促进骨再生的代谢过程、促使纤维母细胞和成骨细胞较早出现、消除疼痛、减少功能障碍、增强抗生素的杀菌效力等作用。一定强度的恒定磁场也具有刺激骨痂形成、抗炎和降低凝血作用。
1.3.磁场对心血管疾病的治疗作用
磁场对大鼠血液流变学[2]指标、脑血管病患者离体血液流变学指标的影响研究及临床实验[3]均表明,恒定磁场和旋磁场可以改善血液的流变学特性,降低血液粘度、促进血液循环。采用磁疗法可以治疗血液高粘滞综合征和预防心肌梗塞和脑血栓的形成。有人采用磁感应强度为0.005T,温度为21~41℃的磁热床疗法[3],患者经磁热床作用后全血粘度、血浆粘度、还原粘度、血沉、红细胞压积等指标均降低。
1.4.磁场对癌瘤的作用
一些研究表明,磁场对肿瘤生长有抑制作用,能延长荷瘤鼠的存活时间。但这些实验只限于动物模型上,尚未进入临床应用。磁场对动物接种瘤及瘤细胞的影响研究[4]结果都表明恒磁场和脉冲磁场对癌瘤细胞有抑制或破坏作用。为了使抗癌药物更加集中在肿瘤部位,增强抗癌效果又降低其他组织中的药物浓度,可将抗癌药物与磁性物质结合而形成磁性微球。在外加磁场引导下,磁性微球能集中于靶区缓慢释放药物而施加作用。还可以将磁性颗粒注入肿瘤组织内或注入供给肿瘤血液的动脉内,外加磁场作用,使动脉发生栓塞,造成肿瘤缺血而坏死,用高频电磁场诱导加热,使肿瘤产生凝固性坏死。另外,临床上已将磁疗法应用于结石症、肠胃疾病、心脏传导异常、近视、面瘫、慢性胰腺炎等多种疾病的治疗中[5]并取得了一定的效果。
2磁场疗法的主要作用机制
磁场对不同生物层次的诸多效应的综合表现是磁疗法治疗各种疾病的作用机制。
2.1.磁场的血液微循环效应
磁场作用可改变血液流变特性,降低血液粘度、促进血流循环。影响血液粘度的主要因素之一是红细胞的聚集性。在磁场作用下,带电粒子荷电能力增强,红细胞表面负电荷密度增大,由于同号电荷间的静电斥力增加,促进红细胞聚集性减弱,从而降低血液粘度,血液中其他荷电离子,如钾、钙、钠、氯等,在磁场作用下,荷电能力增强,影响离子移动速度,改善血液流变特性,促进血液循环[6]。磁场还作为一种物理因素,刺激末梢感受器,影响神经功能,可以反射性地引起血管扩张,血流加快。另外,磁场作用下,提高新陈代谢而产生热,热可以刺激微血管,使血管扩张,血流加快。微循环与磁场治疗作用有密切的关系,磁场的消炎、消肿、止痛作用,微循环的参与是不可缺少的,通过改善微循环,促进渗出物的吸收与消散,降低组织间的张力,解除对神经末梢的机械压迫,而使肿胀减轻或消除,消除炎症,缓解疼痛。通过微循环的改善,有利于局部组织营养的加强,促进上皮与组织细胞的生长,加速组织的愈合。通过磁场作用,微循环改善后,血管平滑肌紧张度下降,血管扩张,外周阻力降低,有利于血压下降。磁场对血液流变特性的改善,可以治疗血液高粘滞综合征和预防心肌梗塞和脑血栓的形成。
2.2.磁场的经络与神经调节效应
经络是运行气血、联络脏腑肢节、沟通上下内外的通路。经络又是电磁传导的通道,利用电磁刺激人体电磁场的敏感点———穴位,可以引起穴位局部的能量变化和电子活动,将电磁场能量转化成人体内气能量,疏通经络,调整机能。如电磁穴位疗法可通过经络穴位调整神经机能,使神经感觉冲动传导抑制,痛阈升高、交感神经兴奋性降低,从而达到良好的解疼和镇痛作用。褪黑激素(MT)是松果体(PG)合成的主要激素,研究证明,MT对神经系统人Ca2+活动、神经元兴奋性、神经递质和肽类物质的代谢以及免疫功能均具有广泛的调节作用。低频磁场能作用PG,抑制MT的合成和分泌。因PG在帕金森氏病、偏头痛、多发性硬化症的发病机制中具有中枢性作用,所以有人利用低频磁场的PG效应,相继探索出以小场强磁场经颅短时刺激治疗这些疑难病症的有效方法。近年来研究证明,在磁场作用后,神经系统可释放出具有镇痛效果的一些物质,从而起镇痛作用。如实验结果显示,无论交变磁场或恒定磁场都非常显著地使大鼠体内β—内啡肽样免疫活性物质(ir—β—Ep)和精氨酸加压素样免疫活性物质(ir—AVP)含量升高。β—EP和AVP是体内作用广泛的两种神经肽。目前认为两者都参与了体内的镇痛过程。无论是外周,还是中枢给予这两种神经肽都能使基础痛阈升高,出现镇痛效应。两者也都参与心血管功能的调节[7]。
2.3.磁场的免疫学效应
实验证明,磁场具有激活免疫机制、抗炎和抑制肿瘤生长作用。细胞因子是由淋巴细胞、单核细胞及其他细胞产生的包括白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子、集落刺激因子及多种细胞生长因子在内的近百种免疫功能调节物质。目前,越来越多的研究表明,各种细胞因子在抗炎症、抗病毒及抗肿瘤反应中起着重要作用。磁场促进或抑制体内细胞因子的产生,调节免疫细胞活性,从而发挥作用。高美华等[8]通过磁场对荷瘤小鼠IL1、IL6、IL8作用的研究发现,旋转磁场促进IL1、IL8产生,抑制IL6及瘤细胞增殖的作用非常显著。提示IL1、IL8具有增强T、B、K、NK、LAK细胞活性的作用,由此使抗肿瘤免疫细胞活化,杀伤肿瘤细胞,从而起到抗肿瘤作用。
2.4.磁场的细胞生物学效应
大量的研究表明,电磁场可使细胞形态、DNARNA蛋白质合成、跨膜转运、酶活性以及生物遗传等产生显著变化。一些蛋白质和酶含有过渡族的金属离子,这些离子所在部位又常常是酶的活动中心。电磁场通过对这些离子的作用影响酶活性,进而影响这些酶参与的新陈代谢反应。生物膜对Na+、K+、Ca2+离子的主动和被动输运不仅是细胞兴奋的基础,也是进行一些重要新陈代谢和能量转换过程的条件。电磁场对生物膜的离子转运能力的影响会导致一些生化和生理过程的变化,从而影响与生物电活动相关的各种过程。电磁场促进组织修复的病理学基础是刺激细胞增殖。多数实验表明,低频电磁场会促进细胞增殖。其机制可能是,电磁场作用于胞膜受体,引起胞内CAMP水平改变,继而触发一系列磷酸化生物信号放大反应,而调控细胞增殖[9]。
以上磁场效应在各种疾病治疗中起到直接或间接治疗作用。磁场疗法取得一定的效果可能是这些效应或更多效应的综合作用结果,这些不同层次的诸多效应是相互联系,相辅相成的,很少是其中一种效应作用的结果。因此,在采用磁场疗法时,要考虑到多种因素影响,选择合适的物理参数,取得最好的疗效。
