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中科院高能所|稳态磁场对血流、骨骼和疼痛的影响( 二 )


中科院高能所|稳态磁场对血流、骨骼和疼痛的影响
本文插图
图1 稳态磁场对血流的影响与受试对象的状态直接相关
多篇文献报道都显示稳态磁场可以调节机体的血液流动 。 例如 ， 2001 年Okano和Ohkubo研究局部施加1 mT稳态磁场30 分钟对清醒兔耳垂中央动脉的血流动力学影响 ， 发现磁场在N-硝基-L-精氨酸甲酯诱导高血压和血管收缩情况下可显著减弱血管收缩(血液流动增加)并抑制血压升高 ， 在尼卡地平诱导降血压和舒张血管情况下可显著降低血管舒张 ， 增强血管收缩(血液流动减少) ， 拮抗血压降低 ， 而单独磁场暴露无明显变化[9] 。 稳态磁场单独处理缺乏明显反应可能是由于正常生理状态未加药物治疗的血管处于平均张力或者多条血管的双相反应抵消了血液流动的任何净变化 。 Morris 和Skalak 在大鼠中同样发现70 mT 稳态磁场局部暴露15 分钟对大鼠骨骼肌微血管张力有恢复作用 ， 即初始状态为血管扩张的较小直径血管经磁场处理后血管张力显著增加 ， 初始状态为血管收缩的较小直径血管的张力显著减少[10] 。 此外 ， Kim等人则在14 名健康受试者的右脑额颞叶分别放置了0.3 T永久静磁铁 ， 发现右额顶叶和右岛叶的脑血流明显增加 ， 左侧额叶和左侧顶叶区域脑血流明显降低[11]造成文献报道结果不一致的可能原因是多方面的 。 例如 ， 在研究稳态磁场暴露对微循环和微血管系统的作用效应时 ， 有些动物实验是在麻醉状态下进行 ， 而麻醉药物可以影响神经 ， 甚至可能影响血液流动[12—13] 。 另外 ， 一些研究测量磁场处理间的血流 ， 一些研究测量磁场处理后的血流 ， 还有一些测量在这两个时期的血流 ， 但是磁场处理期间和处理后观察到的作用效应可能不同 。 如Ichioka(1998 年)等人发现麻醉大鼠暴露于8 T 稳态磁场后1—5 分钟皮肤微血管血流明显增加[14]；之后他们进一步研究发现 ， 8 T稳态磁场作用于麻醉大鼠全身期间皮肤血流量降低 ， 而从磁体中撤离后恢复正常 ， 这可能是由于磁场暴露期间血流量减少所引起的补偿性充血[15] 。 此外 ， 还有很多因素也会使情况更加复杂化 ， 比如处理时间、作用对象和磁场梯度等变量 。 这些相互冲突或包容性的研究结果往往削弱了发现的有益效果并导致结论不确定 。 因此 ， 我们需要仔细设计并记录实验细节 ， 从而在理论上增加研究的独立可重复性并且更全面地了解这一研究领域 。 研究者们也对稳态磁场影响血液流动的可能机制进行了描述和推测 。 例如 ， Tzirtzilakis 提出了一个适用于描述外加磁场作用下牛顿流体流动的生物磁流体动力学数学模型 。 该模型采取了铁流体力学和磁流体力学的原理 ， 同时考虑了血液的磁化强度和电导率 。 其结果显示磁场强度和梯度都与其影响血流的效果有关[16]；还有多项研究从磁流体力学的角度计算了磁场对血流的可能影响 ， 例如 ， 2017 年 ， Rashidi 从磁流体力学的角度总结和分析了磁场对血流以及血栓形成等的影响的可能机制及医学应用[17]；然而 ， 从生物医学的角度而言 ， 仅从流体力学等方面并不能够完全解释生物体作为一个复杂的整体在磁场下的响应 。 例如 ， 研究发现稳态磁场可能通过调节交感神经活动来抑制交感激动剂引起的血流动力学的变化[18] 。 也有研究表明磁场可能影响一氧化氮、压力反射敏感性和Ca2+信号等途径诱导作用效应[19 ， 20] 。 因此 ， 目前磁场作用于体内血液流动在各方面虽有了很多研究 ， 但其机制尚不完全确定 ， 需要进一步深入研究 。 总体而言 ， 尽管关于稳态磁场与血液流动的实验数据和理论解释仍然没有确切结论 ， 但多项研究表明稳态磁场似乎可以维持循环系统的平衡和“正常化”血管功能 ， 这提示稳态磁场有可能成为一种有效替代或补充手段以应用于血流过多或不足等相关疾病状态的改善 。 对此 ， 人们还需要进行更多更深入的探索研究 ， 为未来临床试验的严格进行奠定基础 ， 例如区分不同部位和不同类型的血管 ， 以及不同疾病状态和起始状态下的血流变化及其机制等 。


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