极低频电磁场对乳鼠成骨细胞增殖及胞浆钙浓度的影响机制研究

摘要

生物组织器官都处在运动当中，肌肉、肌腱的运动以及骨骼肌系统的行为会产生低频的内生电磁场。外界极低频电磁场可能会影响人体内某些组织的节律，临床上应用脉冲电磁场治疗骨质疏松、骨不连接等疾病已经取得了良好的效果，但具体的机理并不十分清楚。骨质疏松主要是骨重建和骨吸收平衡遭到破坏引起的，而成骨细胞是维持骨质平衡的重要细胞。我们从理论上证明了极低频正弦电磁场可以引起细胞胞质的钙振荡。在实验上我们发现7.5 Hz、0.36 mT脉冲电磁场（脉宽比7％）能促进乳鼠成骨细胞的增殖，而相同频率下强度为0.13 mT和0.24 mT的脉冲电磁刺激对乳鼠成骨细胞增殖没有显著影响。我们还研究了不同频率、不同强度正弦和脉冲电磁场刺激下乳鼠成骨细胞钙离子浓度的变化，发现1.1 mT正弦电磁场刺激下，当电磁场频率为15 Hz、30 Hz、75 Hz、100 Hz时，有些细胞出现了局部或整体的钙信号，有些胞间连丝部分也有钙峰出现，可能跟细胞之间的信息传递有关。细胞内的钙信号以及细胞间的信息传递，可能会进一步引起细胞的增殖、形变、移动或者囊泡分泌等行为，这些对于临床上应用电磁场治疗骨相关疾病起到了很好的理论支持。

目录

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摘要

第一章 引言

第一节 骨形成和骨代谢

1．1．1 骨组织的代谢过程

1．1．2 成骨细胞的作用

第二节 极低频电磁场的生物学效应

1．2．1 电磁场对人体的影响

1．2．2 电磁场临床上的作用

1．2．3 电磁场生物学效应的假说分析

第三节 钙信号在细胞调控中的作用

1．3．1 细胞内钙信号的时空特性

1．3．2 钙信号相关的通路

第四节 荧光探测技术介绍

1．4．1 荧光探测技术原理

1．4．2 钙离子荧光探针

第五节 本论文的科研价值及研究内容

第二章 电磁场对细胞钙信号影响的理论模拟

第一节 钙振荡模型的背景知识

2．1．1 双钙库钙振荡模型

2．1．2 细胞膜钙离子通道钙振荡模型

第二节 电磁场对细胞膜钙离子通道的影响

第三节 电磁场引起的细胞内钙振荡的理论分析

第三章 极低频电磁场对成骨细胞增殖的影响

第一节 引言

第二节 实验方法

3．2．1 成骨细胞提取与培养

3．2．2 电磁场相关设备

3．2．3 实验步骤

第三节 实验结果与讨论

3．3．1 细胞形态观察

3．3．2 电磁辐射下成骨细胞增殖情况

第四章 极低频电磁场对成骨细胞钙信号的影响

第一节 引言

第二节 实验方法

第三节 结果与讨论

4．3．1 极低频电磁场对成骨细胞钙信号的影响

4．3．2 极低频电磁场对其他细胞的影响

4．3．3 讨论

第五章 讨论及展望

第一节 电磁场对维持组织器官节律的重要作用

第二节 骨修复过程中机械力和电磁刺激的关系

第三节 展望

参考文献

致谢

个人简历