生物鲁棒性是生物系统抵抗外界扰动或内部参数摄动引起系统行为变化的一种能力。电磁场是一种外界物理因素,可以对生物体产生影响。为了建立一种电磁场扰动下生物系统稳定鲁棒性的研究方法,以Lyapunov理论为基础,用电磁场细胞暴露系统...生物鲁棒性是生物系统抵抗外界扰动或内部参数摄动引起系统行为变化的一种能力。电磁场是一种外界物理因素,可以对生物体产生影响。为了建立一种电磁场扰动下生物系统稳定鲁棒性的研究方法,以Lyapunov理论为基础,用电磁场细胞暴露系统实时记录了在磁感应强度B为0、0.09、0.38、0.76、7.33、14.78 m T的电磁场暴露下细胞内活性氧自由基（ROS）和钙离子（Ca2＋）的含量,分析了电磁场扰动前的细胞状态稳态点和稳定域,以及电磁场扰动后的状态转移和稳定鲁棒域。结果表明：（1）细胞无扰时ROS的稳态点是46.157~120.913,Ca2＋的稳态点是25.430~55.686,ROS的稳定域半径是1.688~10.278,Ca2＋的稳定域半径是2.782~13.345;（2）B〈7.33 m T的电磁场扰动没有提高胞内ROS含量,B为14.78 m T的电磁场扰动可阶跃性提高胞内ROS含量,B为0和0.09 m T的电磁场扰动没有提高胞内Ca2＋含量,B为0.38 m T的电磁场扰动可持续性提高胞内Ca2＋含量。结论是：（1）无电磁场扰动时,细胞内ROS和Ca2＋状态可以保持稳定;（2）电磁场扰动在较高水平（如B为14.78 m T）时,才能改变细胞内ROS和Ca2＋的状态;（3）细胞的鲁棒域与电磁场的磁感应强度无关。展开更多
为进行极低频电磁场生物效应及其机制的动态研究,研制了一种实时电磁场细胞暴露系统。该系统由细胞暴露工作台、电磁场细胞暴露仪、荧光显微镜、CCD摄像头、摄像头操作系统、荧光图像处理系统和电脑等组成。细胞暴露工作台上放置一个C...为进行极低频电磁场生物效应及其机制的动态研究,研制了一种实时电磁场细胞暴露系统。该系统由细胞暴露工作台、电磁场细胞暴露仪、荧光显微镜、CCD摄像头、摄像头操作系统、荧光图像处理系统和电脑等组成。细胞暴露工作台上放置一个C形电磁铁芯,细胞皿放置在C形电磁铁芯的细胞槽中。采用CCD摄像头及其操作系统连续采集细胞荧光图像并生成图像集。通过荧光图像处理系统将图像集中目标细胞的荧光亮度转换为时间序列荧光数据值,以实现像线转换。最后电磁场暴露并同步检测活性氧自由基（ROS）、Ca^2＋、线粒体膜电位（MMP）荧光的飞升特性。结果表明：该系统产生的磁感应强度在0.01-25.37 m T内可调,其绝对误差〈5%;磁场频率在0-340 Hz内可调,其绝对误差〈2%;传感器电压在1-200 m V内可调;灵敏度在0.011-0.127内可调;其线性度〈1.566%,精度〈2.694%。因此,所研制的仪器具有较高的线性度和精度。此外,在像线转换中研发的细胞定位、细胞识别、荧光测算、曲线校正等一系列技术可以满足电磁生物效应的实时检测需求。展开更多
目的:观察极低频电磁场(extremely low frequency electromagnetic field,ELF-EMF)对骨肉瘤HOS细胞的增殖、凋亡、克隆形成及侵袭能力的作用,筛选出对骨肉瘤HOS细胞抑制作用最佳的极低频电磁场参数。方法:体外培养骨肉瘤HOS细胞,分别固...目的:观察极低频电磁场(extremely low frequency electromagnetic field,ELF-EMF)对骨肉瘤HOS细胞的增殖、凋亡、克隆形成及侵袭能力的作用,筛选出对骨肉瘤HOS细胞抑制作用最佳的极低频电磁场参数。方法:体外培养骨肉瘤HOS细胞,分别固定电磁场频率为1Hz、5Hz、10Hz、15Hz、20Hz、30Hz、40Hz、50Hz,选择不同电磁场强度0.1mT、1mT、5mT、10mT、15mT,分组进行辐照,并设立对照组。采用CCK-8法检测细胞增殖情况并计算抑制率。经统计学分析后,筛选出2组对HOS细胞抑制作用较强的ELF-EMF参数,再通过检测其细胞凋亡、克隆形成及侵袭能力进行验证。结果:各组OD值经统计学分析,显示(1Hz,0.1mT)实验组细胞增殖抑制率最高,(40Hz,10mT)实验组次之(P<0.05)。流式细胞术结果表明,这2组的HOS细胞凋亡比率均高于对照组(P<0.05)。细胞克隆实验中,对照组克隆率最大,(1Hz,0.1mT)实验组次之,而(40Hz,10mT)实验组克隆率最小(P<0.05)。侵袭实验中,(40Hz,10mT)实验组穿过小室基底膜的细胞数量明显低于其他两组(P<0.05)。结论:(40Hz,10mT)组ELF-EMF参数对骨肉瘤HOS细胞有更明显抑制增殖作用,促使细胞凋亡,降低细胞的克隆能力,并减低其侵袭能力。展开更多
The present study is aimed to test whether exposure to electromagnetic fields of very weak intensity (≤1 mT) and low frequency (≤100 Hz) may influence reproductive performance and induce teratogenesis in mice. We sp...The present study is aimed to test whether exposure to electromagnetic fields of very weak intensity (≤1 mT) and low frequency (≤100 Hz) may influence reproductive performance and induce teratogenesis in mice. We speculate that a resonant effect occur when the applied frequency matches the cyclotron frequency of Mg<sup>2+</sup> (≈60 Hz) involved in the cell duplication. Four groups of mice (four dams and one male each) were exposed to ?50 μT electromagnetic field continuous irradiation of for 100 days. A control group (four dams and one male) was also examined. The exposed dams exhibited a significantly lower number of offspring per birth than the control ones (11.0 vs. 11.6;P = 0.006). A significantly lower average daily gain of body weight per mouse was observed (0.74 vs. 0.77 g/d;P = 0.002), resulting in a reduction of the average body weight per nest at 11 days of age (404 vs. 463 g;P = 0.048). Post mortem examinations revealed a significant increase in mild chronic hepatic inflammatory findings (28 vs. 0%;P = 0.001) in the offspring and myocardial hypertrophy (25 vs. 0%;P = 0.023) in the dams. The exposure of mice to an electromagnetic field with the cyclotron frequency of Mg2+ during pregnancy caused a measurable effect on the reproductive performance in terms of offspring per birth. This finding may be considered as a warning about the environmental effects of the electromagnetic fields on the stability of individual species and ecosystems.展开更多
探讨50 Hz极低频电磁场(extremely low frequency electromagnetic fields,ELF-EMF)暴露对酵母细胞的生长、细胞内活性氧(ROS)水平,以及超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)两种抗氧化酶活性的影响。测定酵母细胞在50 Hz 6 m T ELF-EM...探讨50 Hz极低频电磁场(extremely low frequency electromagnetic fields,ELF-EMF)暴露对酵母细胞的生长、细胞内活性氧(ROS)水平,以及超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)两种抗氧化酶活性的影响。测定酵母细胞在50 Hz 6 m T ELF-EMF暴露下的菌落形成数目和生长曲线,及ELF-EMF短期暴露(0.5、1、2 h)和长期暴露(6、12、24、96 h)对细胞内ROS水平,以及SOD和CAT活性的影响。实验结果表明,磁感应强度高达6 m T的ELF-EMF暴露下,酵母细胞的菌落形成数目和生长曲线没有发生显著变化(p>0.05)。在暴露2 h内,ELF-EMF可显著提高细胞内ROS水平(p<0.01);并显著影响酵母细胞内SOD或CAT活性(p<0.05)。但暴露时间超过6 h后,酵母细胞内ROS水平、及SOD和CAT活性与对照组大致相同,没有发生显著变化。实验条件下ELF-EMF暴露对酵母的生长没有显著影响,在短期暴露(2 h内)中,可引起酵母细胞内氧化应激反应;但在长期暴露(6 h后)后,对氧化应激反应没有显著影响。展开更多
目的:通过研究极低频电磁场对人骨肉瘤细胞系SOSP-9607-F4的细胞增殖、细胞凋亡、细胞周期及侵袭能力的影响,达到筛选最佳极低频电磁场参数的目的。方法:体外培养人骨肉瘤细胞,按不同频率5 Hz、15 Hz、30 Hz、40 Hz、50 Hz,不同磁场强度...目的:通过研究极低频电磁场对人骨肉瘤细胞系SOSP-9607-F4的细胞增殖、细胞凋亡、细胞周期及侵袭能力的影响,达到筛选最佳极低频电磁场参数的目的。方法:体外培养人骨肉瘤细胞,按不同频率5 Hz、15 Hz、30 Hz、40 Hz、50 Hz,不同磁场强度0.1 m T、1 m T、5 m T、10 m T分组进行干预,每天辐照1次,每次3小时,连续3天,并设立对照组。采用四甲基偶氮唑蓝法(MTT)测定骨肉瘤细胞增殖活性(OD值),并计算肿瘤细胞抑制率,初步筛选出两组最佳的电磁场参数。采用流式细胞技术(Annexin V-FITC和PI双标)检测细胞凋亡情况和细胞周期变化。采用Transwell小室并通过结晶紫染色观察细胞侵袭情况。结果:MTT法检测细胞增殖活性(OD值),将磁场组与对照组进行比较,SPSS 19.0统计软件进行数据分析,结果显示不同磁场干预组组间OD值差异明显,有统计学意义(P<0.05),磁场组较对照组OD值低,有统计学意义(P<0.05);流式细胞技术(FCM)测定结果显示,两组磁场组间骨肉瘤细胞凋亡比例存在差异,且高于正常组,有明显统计学意义;电磁场组15 Hz,0.1 m T骨肉瘤细胞G1期百分比明显高于对照组和电磁场组50 Hz,1 m T,S期百分比则降低;侵袭实验中穿过小室的细胞数量明显低于后两者。结论:通过筛选得出极低频电磁场15 Hz,0.1 m T对骨肉瘤细胞的增殖具有明显的抑制作用,并可诱导或促使骨肉瘤细胞凋亡,减缓其侵袭能力,但其具体作用机制有待进一步研究。展开更多
目的:研究莲房原花青素(LSPCs)对极低频电磁场(ELF-EMF)致原代海马神经元凋亡的预防机制。方法:采用扫描电镜观察神经细胞形态,Fluo-3 AM检测胞内Ca2+浓度,JC-1染色测定线粒体膜电位,western blot测定Bcl-2、Bax蛋白表达。结果:ELF-EMF...目的:研究莲房原花青素(LSPCs)对极低频电磁场(ELF-EMF)致原代海马神经元凋亡的预防机制。方法:采用扫描电镜观察神经细胞形态,Fluo-3 AM检测胞内Ca2+浓度,JC-1染色测定线粒体膜电位,western blot测定Bcl-2、Bax蛋白表达。结果:ELF-EMF辐照会导致海马神经元的胞体肿胀,细胞表面褶皱消失,突起断裂,Ca2+内流,线粒体膜电位下降,Bcl-2/Bax显著下降,而经2.5,5,10μg/m L LSPCs预处理后能有效改善损伤,其中10μg/m L LSPCs预处理组效果最佳,各项指标与ELF-EMF组相比均达到极显著差异(P<0.01)。结论 :LSPCs通过线粒体依赖途径预防ELF-EMF导致的海马神经元凋亡。展开更多
文摘生物鲁棒性是生物系统抵抗外界扰动或内部参数摄动引起系统行为变化的一种能力。电磁场是一种外界物理因素,可以对生物体产生影响。为了建立一种电磁场扰动下生物系统稳定鲁棒性的研究方法,以Lyapunov理论为基础,用电磁场细胞暴露系统实时记录了在磁感应强度B为0、0.09、0.38、0.76、7.33、14.78 m T的电磁场暴露下细胞内活性氧自由基（ROS）和钙离子（Ca2＋）的含量,分析了电磁场扰动前的细胞状态稳态点和稳定域,以及电磁场扰动后的状态转移和稳定鲁棒域。结果表明：（1）细胞无扰时ROS的稳态点是46.157~120.913,Ca2＋的稳态点是25.430~55.686,ROS的稳定域半径是1.688~10.278,Ca2＋的稳定域半径是2.782~13.345;（2）B〈7.33 m T的电磁场扰动没有提高胞内ROS含量,B为14.78 m T的电磁场扰动可阶跃性提高胞内ROS含量,B为0和0.09 m T的电磁场扰动没有提高胞内Ca2＋含量,B为0.38 m T的电磁场扰动可持续性提高胞内Ca2＋含量。结论是：（1）无电磁场扰动时,细胞内ROS和Ca2＋状态可以保持稳定;（2）电磁场扰动在较高水平（如B为14.78 m T）时,才能改变细胞内ROS和Ca2＋的状态;（3）细胞的鲁棒域与电磁场的磁感应强度无关。
文摘为进行极低频电磁场生物效应及其机制的动态研究,研制了一种实时电磁场细胞暴露系统。该系统由细胞暴露工作台、电磁场细胞暴露仪、荧光显微镜、CCD摄像头、摄像头操作系统、荧光图像处理系统和电脑等组成。细胞暴露工作台上放置一个C形电磁铁芯,细胞皿放置在C形电磁铁芯的细胞槽中。采用CCD摄像头及其操作系统连续采集细胞荧光图像并生成图像集。通过荧光图像处理系统将图像集中目标细胞的荧光亮度转换为时间序列荧光数据值,以实现像线转换。最后电磁场暴露并同步检测活性氧自由基（ROS）、Ca^2＋、线粒体膜电位（MMP）荧光的飞升特性。结果表明：该系统产生的磁感应强度在0.01-25.37 m T内可调,其绝对误差〈5%;磁场频率在0-340 Hz内可调,其绝对误差〈2%;传感器电压在1-200 m V内可调;灵敏度在0.011-0.127内可调;其线性度〈1.566%,精度〈2.694%。因此,所研制的仪器具有较高的线性度和精度。此外,在像线转换中研发的细胞定位、细胞识别、荧光测算、曲线校正等一系列技术可以满足电磁生物效应的实时检测需求。
文摘目的:观察极低频电磁场(extremely low frequency electromagnetic field,ELF-EMF)对骨肉瘤HOS细胞的增殖、凋亡、克隆形成及侵袭能力的作用,筛选出对骨肉瘤HOS细胞抑制作用最佳的极低频电磁场参数。方法:体外培养骨肉瘤HOS细胞,分别固定电磁场频率为1Hz、5Hz、10Hz、15Hz、20Hz、30Hz、40Hz、50Hz,选择不同电磁场强度0.1mT、1mT、5mT、10mT、15mT,分组进行辐照,并设立对照组。采用CCK-8法检测细胞增殖情况并计算抑制率。经统计学分析后,筛选出2组对HOS细胞抑制作用较强的ELF-EMF参数,再通过检测其细胞凋亡、克隆形成及侵袭能力进行验证。结果:各组OD值经统计学分析,显示(1Hz,0.1mT)实验组细胞增殖抑制率最高,(40Hz,10mT)实验组次之(P<0.05)。流式细胞术结果表明,这2组的HOS细胞凋亡比率均高于对照组(P<0.05)。细胞克隆实验中,对照组克隆率最大,(1Hz,0.1mT)实验组次之,而(40Hz,10mT)实验组克隆率最小(P<0.05)。侵袭实验中,(40Hz,10mT)实验组穿过小室基底膜的细胞数量明显低于其他两组(P<0.05)。结论:(40Hz,10mT)组ELF-EMF参数对骨肉瘤HOS细胞有更明显抑制增殖作用,促使细胞凋亡,降低细胞的克隆能力,并减低其侵袭能力。
文摘The present study is aimed to test whether exposure to electromagnetic fields of very weak intensity (≤1 mT) and low frequency (≤100 Hz) may influence reproductive performance and induce teratogenesis in mice. We speculate that a resonant effect occur when the applied frequency matches the cyclotron frequency of Mg<sup>2+</sup> (≈60 Hz) involved in the cell duplication. Four groups of mice (four dams and one male each) were exposed to ?50 μT electromagnetic field continuous irradiation of for 100 days. A control group (four dams and one male) was also examined. The exposed dams exhibited a significantly lower number of offspring per birth than the control ones (11.0 vs. 11.6;P = 0.006). A significantly lower average daily gain of body weight per mouse was observed (0.74 vs. 0.77 g/d;P = 0.002), resulting in a reduction of the average body weight per nest at 11 days of age (404 vs. 463 g;P = 0.048). Post mortem examinations revealed a significant increase in mild chronic hepatic inflammatory findings (28 vs. 0%;P = 0.001) in the offspring and myocardial hypertrophy (25 vs. 0%;P = 0.023) in the dams. The exposure of mice to an electromagnetic field with the cyclotron frequency of Mg2+ during pregnancy caused a measurable effect on the reproductive performance in terms of offspring per birth. This finding may be considered as a warning about the environmental effects of the electromagnetic fields on the stability of individual species and ecosystems.
文摘探讨50 Hz极低频电磁场(extremely low frequency electromagnetic fields,ELF-EMF)暴露对酵母细胞的生长、细胞内活性氧(ROS)水平,以及超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)两种抗氧化酶活性的影响。测定酵母细胞在50 Hz 6 m T ELF-EMF暴露下的菌落形成数目和生长曲线,及ELF-EMF短期暴露(0.5、1、2 h)和长期暴露(6、12、24、96 h)对细胞内ROS水平,以及SOD和CAT活性的影响。实验结果表明,磁感应强度高达6 m T的ELF-EMF暴露下,酵母细胞的菌落形成数目和生长曲线没有发生显著变化(p>0.05)。在暴露2 h内,ELF-EMF可显著提高细胞内ROS水平(p<0.01);并显著影响酵母细胞内SOD或CAT活性(p<0.05)。但暴露时间超过6 h后,酵母细胞内ROS水平、及SOD和CAT活性与对照组大致相同,没有发生显著变化。实验条件下ELF-EMF暴露对酵母的生长没有显著影响,在短期暴露(2 h内)中,可引起酵母细胞内氧化应激反应;但在长期暴露(6 h后)后,对氧化应激反应没有显著影响。
文摘目的:通过研究极低频电磁场对人骨肉瘤细胞系SOSP-9607-F4的细胞增殖、细胞凋亡、细胞周期及侵袭能力的影响,达到筛选最佳极低频电磁场参数的目的。方法:体外培养人骨肉瘤细胞,按不同频率5 Hz、15 Hz、30 Hz、40 Hz、50 Hz,不同磁场强度0.1 m T、1 m T、5 m T、10 m T分组进行干预,每天辐照1次,每次3小时,连续3天,并设立对照组。采用四甲基偶氮唑蓝法(MTT)测定骨肉瘤细胞增殖活性(OD值),并计算肿瘤细胞抑制率,初步筛选出两组最佳的电磁场参数。采用流式细胞技术(Annexin V-FITC和PI双标)检测细胞凋亡情况和细胞周期变化。采用Transwell小室并通过结晶紫染色观察细胞侵袭情况。结果:MTT法检测细胞增殖活性(OD值),将磁场组与对照组进行比较,SPSS 19.0统计软件进行数据分析,结果显示不同磁场干预组组间OD值差异明显,有统计学意义(P<0.05),磁场组较对照组OD值低,有统计学意义(P<0.05);流式细胞技术(FCM)测定结果显示,两组磁场组间骨肉瘤细胞凋亡比例存在差异,且高于正常组,有明显统计学意义;电磁场组15 Hz,0.1 m T骨肉瘤细胞G1期百分比明显高于对照组和电磁场组50 Hz,1 m T,S期百分比则降低;侵袭实验中穿过小室的细胞数量明显低于后两者。结论:通过筛选得出极低频电磁场15 Hz,0.1 m T对骨肉瘤细胞的增殖具有明显的抑制作用,并可诱导或促使骨肉瘤细胞凋亡,减缓其侵袭能力,但其具体作用机制有待进一步研究。
文摘目的:研究莲房原花青素(LSPCs)对极低频电磁场(ELF-EMF)致原代海马神经元凋亡的预防机制。方法:采用扫描电镜观察神经细胞形态,Fluo-3 AM检测胞内Ca2+浓度,JC-1染色测定线粒体膜电位,western blot测定Bcl-2、Bax蛋白表达。结果:ELF-EMF辐照会导致海马神经元的胞体肿胀,细胞表面褶皱消失,突起断裂,Ca2+内流,线粒体膜电位下降,Bcl-2/Bax显著下降,而经2.5,5,10μg/m L LSPCs预处理后能有效改善损伤,其中10μg/m L LSPCs预处理组效果最佳,各项指标与ELF-EMF组相比均达到极显著差异(P<0.01)。结论 :LSPCs通过线粒体依赖途径预防ELF-EMF导致的海马神经元凋亡。
