紅外線生物效應(yīng)機(jī)理

1、紅外線生物效應(yīng)機(jī)理紅外線作為一種特定波段的電磁波，其中主要是熱效應(yīng)。紅外線生物效應(yīng)機(jī)理紅外線作為一種特定波段的電磁波，其中主要是熱效應(yīng)。而有的科學(xué)家認(rèn)為還存在著某些非熱效應(yīng)，它對(duì)生物組織的作用引起人們極大的興趣。但究其紅外線生物學(xué)效應(yīng)的機(jī)理還不十分的清楚。目前國(guó)內(nèi)外生物醫(yī)學(xué)界已提出多種不同的解釋，有科學(xué)根據(jù)的有三種。 人體輻射吸收理論人體是一個(gè)天然的輻射體，又是一個(gè)良好的吸收體。由于溫度低于1725的物體所發(fā)出的電磁輻射，主要在紅光光譜范疇。人體皮膚的輻射屬紅外光譜范圍，其發(fā)射率在常溫高達(dá)0.98，接近黑體輻射。其峰值波長(zhǎng)為9.35左右。當(dāng)采用適當(dāng)能量的220的紅外線作用于人體時(shí)，機(jī)體就會(huì)最有

2、效的吸收電磁能量，從而產(chǎn)生相應(yīng)的生物學(xué)效應(yīng)。并且以較少的能量獲得較大的效果。 生物分子功能調(diào)節(jié)理論從分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵的水平上著眼，分析生物活性大分子的結(jié)構(gòu)特征和分子內(nèi)部運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，找出匹配區(qū)域并施加相應(yīng)的能量，從而起到功能調(diào)節(jié)的作用。這一理論是根據(jù)機(jī)體的各種生物活性分子（核酸、蛋白質(zhì)、糖、脂肪）的化學(xué)組成和空間構(gòu)象與分子的功能活性之間的關(guān)系，以及能量轉(zhuǎn)移方式，找出分子結(jié)構(gòu)，尤其是氫鍵的特征振動(dòng)頻率與功能活性之間的關(guān)系。當(dāng)對(duì)生物大分子施加與特殊震動(dòng)頻率相一致的能量，而且大小適當(dāng)時(shí)，就能被生物分子吸收，并通過(guò)振動(dòng)能態(tài)、電荷分布轉(zhuǎn)移、質(zhì)子轉(zhuǎn)移等能量傳遞方式，傳給機(jī)體（包括深層組織），從而促使生物

3、分子的功能得修復(fù)或改善，比擬感可防止結(jié)構(gòu)突變，可穩(wěn)定和改善細(xì)胞的內(nèi)外環(huán)境，獲得防病治病的效果。 H.Frhlich生物系統(tǒng)偶極子振蕩理論當(dāng)生物系統(tǒng)吸收電磁能后，產(chǎn)生的不可歸屬溫度變化的生物學(xué)變化，稱為非熱效應(yīng)，也稱為場(chǎng)的特異性效應(yīng)。科學(xué)家通過(guò)在分子和細(xì)胞水平上以及活性生物體上進(jìn)去大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，即使用很低能量的電磁波（特殊頻段）的照射，也能引起明顯的生物學(xué)效應(yīng)，而且對(duì)人體遠(yuǎn)距離照射部位的器官或組織也足以產(chǎn)生作用，而這些生物學(xué)效應(yīng)是以非熱效應(yīng)形式出現(xiàn)的。英國(guó)理論學(xué)家弗羅利舍早在1986年解釋上述現(xiàn)象的機(jī)理就指出生物系統(tǒng)中存在一定頻率范圍內(nèi)的徑向電模。細(xì)胞膜具有很強(qiáng)的偶極層，可產(chǎn)生局部振動(dòng)，繼而產(chǎn)生

4、振蕩的電偶極子；生物大分子由于氫鍵的存在，也可在一定范圍內(nèi)產(chǎn)生偶極子振蕩；這些極化結(jié)構(gòu)的某些過(guò)程對(duì)特定的極化震蕩可就地供給能量，供給的能量大于能量損失的話，偶極子便可產(chǎn)生相干振蕩（波長(zhǎng)6mm100m），非線形作用有可能使這些損失大為減少，從而使激勵(lì)加強(qiáng)；由這種電磁波激發(fā)的非熱效應(yīng)，它的產(chǎn)生是生物的非線性響應(yīng)過(guò)程，而激勵(lì)所需的能量是外界電磁能量觸發(fā)下由生物系統(tǒng)本身供應(yīng)的。因此，在一定條件下，外界僅需提供很少的能量進(jìn)行激發(fā)，生物組織內(nèi)即可產(chǎn)生在通常意義下需要很高的能量（用以產(chǎn)生很大的場(chǎng)強(qiáng)）才能產(chǎn)生的非熱效應(yīng)；人體的經(jīng)穴是外界提供能量的最佳窗口。 紅外的熱效應(yīng)生物體中的偶極子和自由電荷在電磁場(chǎng)的作用

5、下，有按電磁場(chǎng)方向排列的趨勢(shì)。在此過(guò)程中，引發(fā)分子、原子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)加劇而產(chǎn)生熱。當(dāng)紅外輻射有足夠強(qiáng)度時(shí)，即超過(guò)了生物體的散熱能力，就會(huì)使被照射機(jī)體局部溫度升高，這是紅外的熱效應(yīng)。由于紅外的熱效應(yīng)，遂引起了一系列生理效應(yīng)。激活了生物大分子的活性。這里應(yīng)特別指出的，紅外區(qū)域光子能量（1.60.001電子伏特）不能激勵(lì)分子的電子能級(jí)，所以不能像紫外線那樣使物質(zhì)發(fā)生電離。紅外輻射只能激勵(lì)分子的振動(dòng)能級(jí)。振動(dòng)能級(jí)間的能量差一般為1電子伏特以下。也就是說(shuō)，由于紅外能量比形成分子的原子鍵能量小，因此不能使分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。盡管如此，在紅外光子，特別是26m紅外光子的作用下，使生物的分子能級(jí)被激發(fā)而處于較高振

6、動(dòng)能級(jí)，這便激活了核酸蛋白質(zhì)等生物大分子的活性，從而發(fā)揮了生物大分子調(diào)節(jié)機(jī)體代謝、免疫等活動(dòng)的功能，有利于機(jī)體機(jī)能的恢復(fù)和平衡，達(dá)到防病、治病的目的。促進(jìn)和改善局部和全身的血液循環(huán)。紅外作用于皮膚后，大部分能量被皮膚所吸收，被吸收的能量轉(zhuǎn)化為熱能，引起皮溫升高，刺激皮膚內(nèi)熱感受器，通過(guò)丘腦反射，使血管平滑肌松弛，血管擴(kuò)張，血液循環(huán)加強(qiáng)。另一方面，由于熱作用，引起血管活性物質(zhì)的釋放，血管張力降低，淺小動(dòng)脈、淺毛細(xì)血管和淺靜脈擴(kuò)張，血液循環(huán)加快，血液循環(huán)得以改善。增強(qiáng)新陳代謝。如果人體的新陳代謝發(fā)生了紊亂，引起體內(nèi)外物質(zhì)的交換失常，那么，各種疾病將會(huì)不約而至，給人體造成了極大的麻煩。諸如水和電解質(zhì)

7、代謝的紊亂，將給生命帶來(lái)危險(xiǎn)；糖代謝紊亂所致的糖尿病；脂代謝紊亂引起的高脂血癥、肥胖癥；蛋白質(zhì)代謝紊亂引起的痛風(fēng)。通過(guò)紅外的熱效應(yīng)，可以增強(qiáng)細(xì)胞的活力，調(diào)整神經(jīng)體液機(jī)制，加強(qiáng)新陳代謝，使體內(nèi)外的物質(zhì)交換處于平衡狀態(tài)。提高免疫功能。免疫是人體的一種生理保護(hù)反應(yīng)，它包括細(xì)胞免疫和體液免疫，兩種對(duì)人體防御功能和抗感染作用具有極其重要的作用。經(jīng)臨床觀察，紅外確有提高集體的巨噬細(xì)胞吞噬功能，增強(qiáng)人體的細(xì)胞免疫和體液免疫功能，有利于人體的健康。具有消炎、消腫作用。紅外所以能消炎、消腫，其原理如下：（i）紅外的熱作用通過(guò)神經(jīng)體液的回答反應(yīng)，消除了炎癥的病理過(guò)程，原來(lái)遭到破壞的生理平衡狀態(tài)得以恢復(fù)，提高了局部

8、和全身的抗病能力，激活了免疫細(xì)胞功能，加強(qiáng)了白細(xì)胞和網(wǎng)狀內(nèi)皮細(xì)胞的吞噬功能，達(dá)到消炎抑菌的目的。（ii）紅外的熱效應(yīng)使皮膚溫度增加，交感神經(jīng)能力減低，舒血管活性物質(zhì)釋放，血管擴(kuò)張，血液加快，血循環(huán)改善，增強(qiáng)了組織營(yíng)養(yǎng)，活躍了組織代謝，提高了細(xì)胞供氧量，改善了病灶區(qū)的供血供氧狀態(tài)，加強(qiáng)了細(xì)胞的再生能力，控制了炎癥的發(fā)展并使其局限化，加速了病灶的修復(fù)。（iii）紅外熱效應(yīng)，改善了微循環(huán)，建立了側(cè)枝循環(huán)，增強(qiáng)了細(xì)胞膜的穩(wěn)定性，調(diào)節(jié)了離子的濃度，改善了滲透壓，促進(jìn)了有毒物質(zhì)的代謝產(chǎn)物的排泄，加速了滲出物的吸收，導(dǎo)致炎癥水腫的消退。鎮(zhèn)痛作用。紅外的熱效應(yīng)，降低了神經(jīng)末梢的興奮性；血液循環(huán)的改善，水腫的消

9、退，減輕了神經(jīng)末梢的化學(xué)和機(jī)械刺激；紅外的熱作用，提高了痛 ，以上種種原因，均起到緩解疼痛的作用。紅外活化水分子的作用分子生物學(xué)告訴我們，人體組織70%以上是水分子，人的生理活動(dòng)都離不開水的參與，因此，人體吸收遠(yuǎn)紅外輻射能以后，體內(nèi)的水分子發(fā)生了什么變化，自然是人們關(guān)心的問(wèn)題。眾所周知，水是由兩個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子通過(guò)原子化合鍵連接在一起的，兩條化合鍵的夾角為105度，由于其結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱性而形成為極性分子，所以可以用電解的方法將水變成氫和氧。此外，一個(gè)水分子中氫原子還和其鄰近的水分子中氧原子之間由一中聯(lián)系力，叫做“氫鍵”。它不是原子化合鍵，而是水分子之間的“分子鍵”（圖）。在化合物分子中凡是和

10、電負(fù)性較大的原子相連，這樣形成的鍵叫做氫鍵。能形成氫鍵的原子都具有較小的原子半徑和未共用電子對(duì)。水、乙醇、醋酸等分子締合現(xiàn)象及蛋白質(zhì)和核酸分子的立體結(jié)構(gòu)都與氫鍵有關(guān)。氫鍵與普通鍵不同，其鍵較長(zhǎng)，鍵能較小，容易遭到破壞斷裂。 由于氫鍵的作用，使鄰近的水分子間形成大的分子團(tuán)，即水分子發(fā)生了締合，通常有3637（亦有更多者）的水分子締合在一起。平時(shí)，人體內(nèi)的水分子正是由于氫鍵的作用而被締合成大分子團(tuán)，導(dǎo)致水分子的活性降低和老化。當(dāng)人們接受紅外光的照射以后，氫鍵的鍵能剛好在414m紅外區(qū)域的光子能量之內(nèi)，形成共振，就可以把體內(nèi)的某些締合水分子的長(zhǎng)鏈切斷，引起群組的縮小化，一般以56個(gè)水分子構(gòu)造的水質(zhì)為最優(yōu)。小分子團(tuán)受的束縛力同原來(lái)相比大為減少而成為“活躍分子”。即水被活化了。紅外改善微循環(huán)的作用微循環(huán)的最新定義為：直接參與組織、細(xì)胞的物質(zhì)、信息、能量傳遞的血液、淋巴液、組織液的流動(dòng)，稱為微循環(huán)。遠(yuǎn)紅外，尤其是遠(yuǎn)紅