我国空气离子生物学效应的研究综述空气离子作为物质体而存在它对机体产生良好的生物效应用大气压电离四级质谱仪对空气离子进行分析其主要成份为NO-2NO2H2O a,CO-n HNO2 (H2O)n,HC-2HNO2 (H2O)a,NO-2HNO2 (H2O)a,当气压小于大气压时由电晕放电产生的负离子是NO-2H2O a,CO-3(H2O)a,NO-2(H2O)a;由射线产生的负离子是O-2(H2O)a,空气离子成份取决于气压离子漂移时间湿度和电场强度与气压比值E/P一对生物体酶的影响1单胺氧化本酶MAO主要存在肝肾脑细胞线料体内MAO的氧化脱氨基作用使用5-HT变为5-HIAA因而使游离的5-HT减少负离子促进MAO活性而正离子相反抑制其活性烧伤病人5-HIAA增多反映游离5-HT增多用负离子治疗烧伤病人疼痛减轻创面愈合快是由于负离子促进MAO活性使5-HT转化为5-HIAA的缘故用CS2染毒家兔兔血清肺脑组织中MAO活性降低吸入负离子可恢复其血清肺脑组织中MAO活性2细胞色素氧化酶Cyto-o负离子能促进Cyto-o活性加速细胞色素C的氧化还原作用使琥珀酸转化为延胡索酸负离子使应激后处于抑制的大鼠肝线粒体细胞色素氧化酶活性迅速恢复到正常水平3过氧化物酶pero与过氧化氢酶peroH参与体内氧化毒性产物H2O2的分解H2O2是具有强毒性羟自由(OH-)的前身因此这二种酶视为自由基清除剂对维持正常机体健康起重要作用负离子促进Pero及PeroH的合成4超氧化物歧化酶SOD是O-2自由基清除剂对于抗辐射损伤防治肿痛抗衰老抗类症等起重要作用小暴露负离子7.5×104个/cm3 7天每天8个小时测定肺肝脑心的SOD活性结果都明显增强对小鼠暴露负离子15天每天4小时离子浓度4108个/cm3血中SOD活性高于对照组419.5>334.5u/ml大鼠暴露负离子6.5-8.5×106个/cm3 230每天4小时结果大鼠红细胞及肝脏SOD活性大大增强血浆MDA丙二醛降低表示LPO脂质过氧化物减弱负离子参与SOD的诱导或通过呼吸链上的Cyto-o及Pero并促使氧化磷酸化偶联更加紧密从而使O-2等自由减少保护了SOD继而使LPO减弱MDA减少MDA 是自由基导致LPO的终产物反映脂质过氧化损伤程度SOD MDA与炎症衰老肿瘤动脉粥样硬化工业中毒等密切相关提示负离子增强SOD活性降低MDA含量可能是负离子防治疾病的机理总之负离子所影响的酶很多但大部分均与生物氧化能量代谢生长发育抗衰老抗肿瘤抗炎症有关自由基换伤有关在酶活性受到其它因柴油干扰时负离子有调节其它活性的作用对正常机体内酶的影响似乎不明显二缺氧反应实验在低压氧舱中模拟进行小鼠暴露无遗负离子5-7104个/cm3, 在1000m高度急性缺氧条件下存活率和存活时间明显提高和延长3000m 高度缺氧条件下游泳耐力增强游泳时间延长长时间吸入负离子可加强急性缺氧条件下小鼠血中5-HT代谢使高水平5-HT超于正常人吸入高浓度负离子处于4000m高度缺氧的人体功能呈现善与提高趋势在7500m高度急性缺氧时可使有效意识时间延长因此负离子可作为飞行和高原特殊条件下医学保健新方法噪声性耳聋与缺氧有关负离子有增进内耳供氧提高听力的效应19只雄豚鼠观察负离子对其正常听域改变的生物效应另选26只分吸离子与对照组观察负离子对听觉保护作用处理8天后进行急性噪声暴露1小时用听觉电生物方法及微机电脑信息处理系统测试两组皮层反应域听阈结果吸入负离子后听阈平均降低3.9dB(P<0.01)负离子有提高听力的效应预防性吸入3106个cm3三天每天3小时对急性暴露后的听力恢复比对照组快到第2天即恢复正常空气负离子改善内耳血流增进供氧和有氧能量代谢减轻内耳细胞疲劳三对下丘脑细胞的影响用尖端<1u玻璃电极插入麻醉大鼠下丘脑弓状核附近经微电极放大器及示波器观察神经原单位放电并用磁带记录仪记录生理数据处理仪处理放电频率离子浓度5105个/cm3吸入4分钟后对大鼠下丘脑45个神经细胞放电频率进行测定87%细胞表现兴奋或抑制的生理反应13%反应不明显放电频率高的III类细胞其兴奋与抑制细胞比为1放电频率低的I II类细胞兴奋与抑制细胞比为1.7及2即主要表现为兴奋效应用负离子处理初生大鼠35天每日6小时电镜观察下丘脑弓状核神经细胞其超微结构呈现神经细胞分泌活性如促进大鼠卵巢的生后发育用负离子处理初生大鼠30天取右卵巢石蜡固定切片计数各级卵泡结果卵泡数增多其中成熟卵泡较对照组增加4-5倍生长卵泡增加2-3倍负离子通过嗅觉系统呼吸性反射和体液逾经作用于下丘脑嗅球有神经联系下达下丘脑而起作用四免疫学效应雄性小鼠140只生龄1月分6组下注射环磷酰胺免疫抑制剂生理盐水对照组吹空气与不吹离子组实验第15天及30天各处死一半动物测定脑组织5-HT 及5-H1AA血清溶酶菌白细胞数中性白细胞吞噬指数E-玫瑰花结率等免疫学指标结果表明空气负离子可使环磷酰胺所致的中性白细胞吞噬指数白细胞总数E-玫瑰花结率血清容酶菌活性等低下的关态得到改善和恢复水平脑组织5-HT含量减少致使肾上腺皮质激素分泌减少同时T3细胞活力下降使机体免疫功能增强9例呼吸系统患者采用空气离子疗法的I8AI8M及补体明显增高色液指标治前治后PigA(mg%) 340 383 <0.01IgM(mg%) 187 243 <0.01补体u/mr 194.84 247.98 <0.05五运动行为用负离子106个/cm3处理初生小鼠30天每天6小时可使负重游泳时间延长滚筒及转轮活动也明显持久测定脑组织谷氨酸G1u:E和r氨基丁酸GABA结果小脑中GABA增加大脑G1u:E降低证实负离子提高小鼠运动耐力平衡力和兴奋性小鼠尾负重2.1克暴露负离子3106个/cm38天后测游泳耐力及血乳酸含量结果吸离子组游泳时间延长71分钟血中乳酸浓度显著提高负离子有降低无氧代谢产生的乳酸累积的良好效应蜜蜂二箱每箱有蜂约1500只待夜间归巢后定时测试密蜂展翅掮动动的嗡嗡声以声级强度dB数表示连测7天结果吹离子箱蜜蜂展翅嗡嗡声由44dB 增加到57dB不吹离子组维持在42-44dB对21名40-50岁男子在功率自行车上以150瓦60圈/分速度踏车16分钟观察血氧饱和度血乳酸心率心电图肺通气功能结果吸离子组血氧饱和度明显增加血乳酸量减少心率反应值降低运动后心率恢复快心电图T波安静时增高运动时降低者少运动后回升程度高努力肺活量FVC时间肺活量节1秒量FEV1增加呼吸中段平均流速FEF25-75加快表明负离子有加强运动中糖代谢有氧分解改善心肌供氧和肺通气功能的作用六对应激状态下肝线料体功能的影响雄大鼠160只分甲应激+负离子乙应激丙负离子丁空白4组每组40只每隔10天每组断头处死4只分离线粒体每天吸负离子7.5×156/cm3 4小时每隔10甲乙组应激一次结果1琥珀酸脱氢酶活性甲组恢复正常乙组下降丙丁组无变化2NADH脱氢酶应激后均下降3细胞色素氧化酶及耗氧量与琥珀酸脱氢酶变化趋势相同4磷氧比值P/O 2无显著变化5钙泵甲乙钙泵活动先增强后降低到丁组水平丙丁组较平稳无明显差异负离子使应激后处于抑制的线粒体琥珀酸脱氢酶细胞色素氧化酶活性改善使降低了的耗氧量和依赖能量的钙泵功能得以恢复但对应激后抑制了的NADH脱氢酶及正常水平P/O2比值无明显作用空气离子的效应是一个慢性过程活化了的肝线粒体是负离子作用的生物靶之一长期暴露于一定浓度的负离子对持续紧张作业产生有益作用取处死大鼠左外叶肝作电镜观察形态计量分析体密度线粒体总体积/细胞总体积面密度线粒体外膜面积/细胞质体和均有显著差异单位何种中线粒体积和外膜面积在紧张状态下增大线粒体肿胀必然影响其功能负离子对线料体面密度有减轻增大和恢复正常的作用对线粒体功能恢复肯定有益七血氧分压与嗅球僧帽细胞用Ciark型氧电极插入麻醉大鼠颈动脉用电位法连续测血氧分压的变化负离子浓度105个/cm3处理大鼠结果血氧分压比对照组增高13mmHg,用氧电极插入麻醉家名为耳动脉测血氧分压变表明负离子处后摁氧分压上长虹用微电极和生理方法记录分析大鼠104个嗅球僧帽细胞的放电频率可分为1放电1-6个117~14个11115~35个三类以离子5105个/cm3处理大鼠能引起80%以上僧帽细胞的的兴奋或抑制效应其中表现兴奋的细胞较多111类细胞主要引起兴奋效应其兴奋与抑制细胞之比为2.361表明空气负离子作用于嗅觉系统及血液氧分压的变化进而影响大脑功能八微量元素取超净车间工龄1年以上年龄20-40岁健康女工枕部头发30份每份6克进行微量元素化验分析女工吸负离子6104个/cm3每天6小时持续1年另设对照组结果头发中cu.Zn.Mn.Fe无明显变化但吸离子组Cu高Za低于对照组CuZn比值高于对照组说明长期吸入负离子对健康人的微量元素代谢无不利影响II矽肺病例30名吸负离子治疗前后血及头发中Zn.Mg含量有所增高Cu稍降低九放射损伤与淋巴细胞活力制备正常狗外围淋巴细胞悬液3104个/ml经60C.r线照射0.5GY剂量后立即吹负离子105个/cm31小时然后观察不同时间淋巴细胞活力变化结果吹离子组淋巴细胞存活率89.79%不吹离子组仅84.71% P<0.01负离子对于放射损伤的修复或减轻损伤的链锁反应是一种有益的因素十学习记忆学习记忆能力与脑组织锌含量有关缺锌对儿童智力发育延缓运动学习记忆能力降低雄性大鼠40只分别吸入不同浓底负离子148 1.7×104个cm3 10天每天2小时测大鼠避暗反应法令时及脑锌含量结果避暗反应法令时高浓度离子组长于中浓度长于低浓度组大脑皮质及海马内锌含量增多用Y迷路建立记忆通过训练建立正确反应率达90%作为记忆建立标准吸中等负离子尝试可促进小鼠记忆建立和记忆保存第三天正确率达90%以上对照组第五天才达90%记忆保存率为94.5%对照组为58.3%负离子双盲法实验对小学生日常作业能力考试成绩疲劳状态进行测试负离子可减轻学生学习疲劳提高大脑工作能力用音乐电疗空气离子吸入后再以复杂视觉运动反应时测试仪检测反应值明显缩短最多可缩短71秒提示负离子有改善脑功能作用十一生长发育将孵出雏鸡置暗处分笼饲养设置吹负离子与吹一般空气组喂以配方饲料两组相同52天后吹离子组小鸡健壮活泼不吹离子组20%小鸡体形消瘦精神萎靡两肢软弱匍伏在地负离子有促进小鸡生长发育的作用大鼠出生一个月体重40克共60只实验与对照组各配雄鼠10只雌鼠20只实验组吹负离子8104个/cm3测生长体重交配后产仔数6个月后处死检查血相肝铁量及脏器系数结果实验组体重增加明显血红蛋白及脏器系数增长超过对照组而受孕率产仔数肝铁含量两组无差异十二活体染色透晰注入大鼠腹腔1%中性红0.1ml/10克体重半小时后断头放血剖取心肾肝脑组织浸泡1%盐酸酒精10ml透晰48小时后于分光光度计比色吹离子组大鼠心肾肝脑透晰光密度均高于对照组P<0.01十三睡眠试验腹腔注入0.5%巴比妥纳200mg/kg观察大鼠入睡睡眠及苏醒时间吹负离子组大鼠入睡时间提前苏醒时间拖后静睡时间延长十四动物行为地震预兆地震前产生带电气溶胶微粒空气离子也猛增百倍使动物体内产生5-HT而影响中枢神经系统使动物行为反常空气离子是震前动物行为为异常的媒介空气离子对鼠虎皮鹦鹉蛇等均有影响表现如下动物行为正离子负离子行止正离子行止负离子小鼠活动降低27% 提高3.1% 正常降低15% 鹦鹉飞跳提高42% 降低10.4% 上升13.2% 降低42% 蛇跑环道数下降77% 抑制不动空气正离子对小鼠呈现抑制对虎皮鹦鹉呈现兴奋负离子对小鼠有明显的白天兴奋晚上抑制对虎皮鹦鹉白天晚上都抑制正负离子对蛇都起抑制效应在我国对空气离子生物学效应方面的研究多在着重物化学与生理领域而忽视了生物物理或物理领域的研究特别是电理论的研究。