Em formação

A exposição a um forte campo magnético teria um efeito deletério no ser humano?

A exposição a um forte campo magnético teria um efeito deletério no ser humano?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Este artigo afirma sobre um ímã 25T: "... Se alguma vez for pego por um desses dispositivos, vamos apenas dizer que você provavelmente não viverá para contar a história."

A declaração acima está em ordem? Que efeito a exposição a um campo magnético tão alto teria sobre o humano exposto?


A primeira coisa que me vem à mente é o efeito Hall. Qualquer íon direcional ou fluxo de elétron experimentará uma força (dependendo da orientação em relação ao campo magnético). Portanto, se o ímã for muito forte, acho que alguns dos canais iônicos para geração e propagação do potencial de ação não funcionariam bem. (11 mT interromperam os potenciais de ação por um tempo, mas se recuperaram no camundongo, conforme relatado aqui.)

No entanto, de acordo com esses artigos, os campos magnéticos estáticos têm pouco efeito biológico e parecem ser reversíveis. Mas, isso relata genotoxicidade em 4.5T (in vitro) e distúrbios de desenvolvimento em 1.5T (in vivo, camundongo). Relatórios contraditórios indicam que ainda não sabemos a resposta completa, como de costume.


"Forte" é um termo totalmente relativo, mas dado o número de ressonâncias magnéticas realizadas, é bastante claro que campos várias ordens de magnitude maiores que o fundo da Terra 0,5 gauss são pelo menos "quase inofensivos" com uma exposição de duração limitada.

De uma publicação da FDA sobre scanners de ressonância magnética:

Não há efeitos colaterais prejudiciais conhecidos associados à exposição temporária ao forte campo magnético usado por aparelhos de ressonância magnética. No entanto, há questões de segurança importantes a serem consideradas antes de realizar ou passar por uma varredura de ressonância magnética.

Este artigo descreve imagens do cérebro humano com um instrumento 9.4T, embora seja cerca de 10 vezes maior do que a força da maioria das ressonâncias magnéticas. Observe que "sem efeitos prejudiciais" não significa efeitos zero, mas isso está começando a entrar na faixa de 25T descrita acima. Existem máquinas de ressonância magnética 20T + disponíveis, mas não consegui encontrar um artigo descrevendo o uso em organismos vivos. Há apenas este em partes de ratos mortos.


Introdução

Muitas espécies, incluindo bactérias, insetos, moluscos, crustáceos, peixes, tartarugas, pássaros e mamíferos, usam o campo geomagnético da Terra para navegação [1, 2]. Foi demonstrado que a exposição experimental a campos magnéticos altera a orientação de uma ampla variedade de espécies animais: ratos-toupeira [3], tubarões [4], abelhas [5], tartarugas marinhas [6], baratas [7], pássaros [ 8]. A imagem por ressonância magnética clínica (RM) usa campos magnéticos fortes (

3 Tesla ou 3T) cerca de 60.000 vezes a força média do campo magnético da Terra (

50 μT), mas os efeitos de curto e longo prazo da imagem por RM não foram demonstrados para nenhuma espécie animal. O MR clínico é cada vez mais usado para medicina da vida selvagem em instituições zoológicas e centros de reabilitação, o que aumenta a preocupação sobre o efeito do MR na vida selvagem [9].

A exposição a RM é considerada um procedimento fisiologicamente seguro na medicina humana sem efeitos deletérios em intensidades de campo padrão de pelo menos 3T [10–13]. No entanto, ratos de laboratório expostos a um campo magnético constante 5T por 24 e 48 horas comeram e beberam menos, levando a um peso corporal reduzido [14]. Alguns autores apontaram que as forças relacionadas ao RM nas partículas de magnetita localizadas nos tecidos podem causar lesões [15]. Tartarugas marinhas cabeçuda (Caretta caretta) expostos a imagens de RM para fins diagnósticos reagem à presença de gradientes de campo magnético variáveis, apesar de estarem em um estado anestésico profundo [16, 17, e observações pessoais dos autores]. Durante as aquisições de imagens de RM, as tartarugas marinhas responderam aumentando sua frequência cardíaca e movendo suas partes do corpo, como a cabeça e nadadeiras, movendo-se o suficiente para impedir a aquisição de imagens de qualidade.

Neste estudo, objetivamos avaliar em que medida uma curta exposição a campos magnéticos poderosos, como os usados ​​na RM clínica, pode induzir efeitos colaterais no comportamento de orientação normal. O pombo-correio (Columba livia domestica) foi selecionada como uma espécie modelo, pois usam o campo geomagnético para orientação com um comportamento homing altamente previsível [18, 19].


Introdução

A radiação eletromagnética fraca (μT-mT), que cada vez mais polui nosso meio ambiente, tem sido associada a efeitos duplos e aparentemente contraditórios na saúde humana. Por um lado, as consequências possivelmente deletérias para a saúde pública suscitaram um debate considerável sobre a segurança e os limites de exposição à radiação do campo eletromagnético (EMF) [1–4]. Por outro lado, campos magnéticos fracos têm sido aplicados como ferramentas terapêuticas, notadamente na forma de campos eletromagnéticos pulsados ​​(PEMFs), os quais têm mostrado benefícios em uma ampla gama de terapêuticas da medicina regenerativa, bem como no alívio da depressão, reduzindo sintomas da doença de Parkinson e redução da perda de memória [5-10]. Esses PEMFs também afetam os tecidos não excitáveis ​​[7,9] e estão abaixo do limiar de disparo para os neurônios [11,12], consistente com os efeitos do campo magnético e, portanto, a ativação de um magnetoreceptor biológico. O desafio atual é, portanto, identificar esses magnetosensores putativos e propor um mecanismo que possa explicar os efeitos aparentemente díspares dos CEM na medicina e na saúde pública.

Uma possível classe de magnetoreceptor biológico [13] são os criptocromos, que são receptores conservados de flavoproteínas [14] implicados no magneto-sensor em organismos que variam de plantas a aves migratórias [14-16]. Os receptores de criptocromo sofrem reações redox no curso de sua ativação que levam à síntese de espécies reativas de oxigênio (ROS) [17-19]. ROS são reguladores globais que estão implicados em várias funções de sinalização celular relacionadas à resposta ao estresse e ao envelhecimento e são tóxicos em altas concentrações [20-23]. Em células de mamíferos, os criptocromos são proteínas citosólicas e nucleares que foram caracterizadas por um papel como componentes centrais do relógio circadiano [24, 25], mas que não são conhecidos por responder a campos magnéticos externos. No entanto, os criptocromos de mamíferos recombinantes expressos em uma forma heteróloga Drosófila sistema são relatados para conferir sensibilidade magnética em ensaios comportamentais em moscas [16], e recentemente foi proposto que desempenhem um papel como sensores de CEMs baixos no início da leucemia infantil [26]. Isso levanta a questão de saber se os criptocromos podem estar implicados na sensibilidade magnética em humanos.


Propriedades elétricas e magnéticas dos tecidos biológicos

É bem conhecido que as propriedades elétricas dos tecidos biológicos são substancialmente determinadas pelas interações elétricas de moléculas polares e íons. Materiais compostos por dipolos moleculares neutros são conhecidos como dielétricos, entretanto, espécies catiônicas e aniônicas em espaços extracelulares e intracelulares de um sistema vivo produzem caminhos condutores para o fluxo de corrente. Assim, um tecido biológico deve ser considerado um dielétrico condutor. Por esse motivo, o comportamento elétrico da matéria biológica pode ser descrito por meio da definição de dois parâmetros principais:

a permissividade dielétrica, ε, relacionada ao comportamento dielétrico do material e

a condutividade, σ, que interage com o campo elétrico aplicado ao tecido (

A impedância do tecido vivo varia, dependendo de sua permissividade dielétrica e condutividade. Portanto, o valor da corrente e a atenuação do campo eletromagnético no interior do tecido dependem fortemente desses dois parâmetros. Para tecidos biológicos, tanto a permissividade dielétrica quanto a condutividade são funções de frequência fortemente não lineares. Além disso, se a frequência de um campo eletromagnético aplicado externamente muda, a interação entre o campo e o tecido também muda. Em particular, em baixas frequências, os campos eletromagnéticos interagem no nível celular ou multicelular conforme a frequência aumenta progressivamente, as interações bioeletromagnéticas ocorrem com a membrana celular e organela intracelular, seguidas por interação molecular e, finalmente, nas frequências de microondas com as quais o campo interage apenas moléculas de água [15].

Por essas razões, a permissividade dielétrica e a condutividade apresentam três comportamentos principais, também chamados de dispersões, dependendo da frequência. A Figura 1 mostra como a permissividade e a condutividade são fortemente dependentes da frequência [16] (a faixa de frequência onde as ondas eletromagnéticas são usadas em imagens de RM é delineada).

A dependência da frequência da permissividade relativa ε (x) e da condutividade σ (o) são indicadas as principais regiões de dispersão α, β e γ. A faixa de frequência de interesse para dispositivos de ressonância magnética é relatada. (adaptado da Ref. [16])

Materiais que não podem ser magnetizados permanentemente são caracterizados por um parâmetro físico, a susceptibilidade magnética (χ), que descreve seu comportamento quando colocados em um campo magnético. A resposta desses materiais quando colocados em um campo magnético externo é desenvolver uma polarização magnética (

), medido pelo momento de dipolo magnético por unidade de volume, de acordo com a equação:

onde Δτ é o volume contendo os momentos de dipolo microscópicos μeu. A força da polarização magnética é localmente proporcional ao campo magnético aplicado externamente pela susceptibilidade magnética χ, de acordo com a equação:

e ambos os campos magnéticos mostram uma relação com a densidade do fluxo magnético,

onde μo é a permeabilidade magnética do vácuo. Para a maioria dos materiais, a polarização magnética induzida é paralela, neste caso os materiais são chamados de "isotrópicos". Assim, χ é uma grandeza escalar, e vetores, e têm a mesma direção.

Os materiais podem ser classificados em três grandes grupos de acordo com os valores de sua susceptibilidade: materiais diamagnéticos (-1 & lt χ & lt 0), materiais paramagnéticos (0 & lt χ & lt 0,01) e materiais ferromagnéticos (χ & gt 0,01). A Figura 2 mostra o espectro de susceptibilidades magnéticas, demonstrando que a maioria dos tecidos humanos é diamagnética ou fracamente paramagnética [17].

Espectro de suscetibilidades magnéticas. A figura mostra que a maioria dos tecidos humanos é diamagnético ou fracamente paramagnético. (da Ref. [17])


Como funciona um sentido geomagnético biológico?

A vida na Terra está exposta ao campo geomagnético sempre presente do planeta, que varia em intensidade e direção em toda a superfície planetária. Nasky / Shutterstock.com

A Terra é cercada por um campo magnético, gerado pelo movimento do núcleo líquido do planeta. É por isso que uma bússola magnética aponta para o norte. Na superfície da Terra, este campo magnético é bastante fraco, cerca de 100 vezes mais fraco do que o de um ímã de geladeira.

Nos últimos 50 anos ou mais, os cientistas mostraram que centenas de organismos em quase todos os ramos dos reinos bacteriano, protista e animal têm a capacidade de detectar e responder a esse campo geomagnético. Em alguns animais - como as abelhas melíferas - as respostas comportamentais geomagnéticas são tão fortes quanto as respostas à luz, odor ou toque. Os biólogos identificaram fortes respostas em vertebrados que variam de peixes, anfíbios, répteis, numerosos pássaros e uma grande variedade de mamíferos, incluindo baleias, roedores, morcegos, vacas e cães - o último dos quais pode ser treinado para encontrar uma barra magnética oculta. Em todos esses casos, os animais estão usando o campo geomagnético como componentes de suas habilidades de homing e navegação, junto com outras pistas como visão, olfato e audição.

Os céticos rejeitaram os primeiros relatórios dessas respostas, em grande parte porque não parecia haver um mecanismo biofísico que pudesse traduzir o fraco campo geomagnético da Terra em fortes sinais neurais. Essa visão foi dramaticamente alterada pela descoberta de que as células vivas têm a capacidade de construir nanocristais do mineral magnetita ferromagnético - basicamente, minúsculos ímãs de ferro. Os cristais biogênicos de magnetita foram vistos pela primeira vez nos dentes de um grupo de moluscos, mais tarde nas bactérias e, em seguida, em uma variedade de outros organismos que variam de protistas e animais como insetos, peixes e mamíferos, incluindo tecidos do cérebro humano.

Cadeias de magnetossomos de um salmão sockeye. Mann, Sparks, Walker & amp Kirschvink, 1988, CC BY-ND

No entanto, os cientistas não consideram os humanos como organismos magneticamente sensíveis.


Possíveis mecanismos de recepção magnética

Por vários anos, estudos de laboratório sobre os efeitos biológicos dos MF demonstraram que os campos podem produzir ou alterar uma ampla gama de fenômenos. Explicar a diversidade dos efeitos relatados é um problema central. Nos últimos anos, os seguintes tipos de processos físicos ou modelos subjacentes a mecanismos hipoteticamente primários da interação de respostas de MF em sistemas biológicos foram propostos: (a) modelos de oscilador clássico e quântico (b) modelo de ressonância cíclotron (c) interferência de estados quânticos de íons e elétrons ligados (d) excitações quânticas coerentes (e) efeitos biológicos de campos de torção que acompanham MF (f) estados metaestáveis ​​biologicamente ativos de água líquida (g) reações de radicais livres e outros mecanismos & # x0201cspin & # x0201d (h) paramétricos modelo de ressonância (i) ressonância estocástica como um mecanismo amplificador em magnetobiologia e outros processos aleatórios (j) transições de fase em sistemas biofísicos exibindo ordenação de cristal líquido (k) comportamento de bifurcação de soluções de equações cinéticas químicas não lineares (l) modelos radiotécnicos , em que estruturas biológicas e tecidos são retratados como circuitos elétricos equivalentes e (m) vórtices carregados macroscópicos no citoplasma. Além disso, os mecanismos que combinam esses conceitos e modelos não podem ser excluídos (Belyavskaya, 2004).

A observação dos efeitos da ressonância em frequências específicas, combinada com novas considerações e cálculos teóricos, indica que os pássaros usam um par radical com propriedades especiais que é idealmente projetado como um receptor em uma bússola biológica. Este projeto de par radical pode ser realizado por fotorreceptores criptocromos se emparelhados com oxigênio molecular como parceiro de reação (Ritz et al., 2009, 2010). Portanto, várias considerações sugeriram que os criptocromos são provavelmente as moléculas sensoriais primárias do mecanismo de detecção de magnetodetecção dependente da luz, que foi sugerido ser baseado em pares de radicais (Liedvogel e Mouritsen, 2010).

Em plantas, os criptocromos controlam diferentes aspectos de crescimento e desenvolvimento, ou seja, envolvimento em respostas de desetiolação, como inibição do crescimento de hipocótilo (Ahmad e Cashmore, 1993 Lin, 2002), acúmulo de antocianina (Ahmad et al., 1995), folha e cotilédone expansão (Cashmore et al., 1999 Lin, 2002), transições para floração (El-Assal et al., 2003) ou regulação de genes regulados pela luz azul (Jiao et al., 2003). Em Arabidopsis, os criptocromos são codificados por dois genes semelhantes, cry1 e choro 2. Os níveis de proteína CRY2 em mudas diminuem rapidamente com a iluminação pela luz azul, presumivelmente como resultado da degradação da proteína da forma ativada por luz do receptor (Ahmad et al., 2007). Assim como as fotolases, os criptocromos vegetais sofrem uma reação de transferência de elétrons dependente da luz, conhecida como fotoativação, que leva à fotorredução do cofator de flavina, FAD (Giovani et al., 2003).

Atenção particular foi dada ao papel potencial do criptocromo como um magnetosensor vegetal (Ahmad e Cashmore, 1993 Ang et al., 1998 Chattopadhyay et al., 1998 Mockler et al., 1999 Lin, 2002 El-Assal et al., 2003 Giovani et al., 2003 Jiao et al., 2003 Zeugner et al., 2005 Ahmad et al., 2007 Bouly et al., 2007 Kleine et al., 2007 Solov'yov et al., 2008 Harris et al., 2009 Liedvogel e Mouritsen, 2010 Ritz et al., 2010 Solov'yov e Schulten, 2012).

Experimentos com Arabidopsis sugeriram que a intensidade magnética afeta as respostas de crescimento dependentes de criptocromo (Ahmad et al., 2007). Mas, como discutido acima, esses efeitos de MF mediados por criptocromo relatados no crescimento da planta não puderam ser replicados em um estudo independente (Harris et al., 2009). Esses achados seriam muito importantes, se eles viessem a existir e serem replicáveis ​​de forma independente, uma vez que, embora as respostas magnéticas não pareçam biologicamente relevantes para a planta, eles mostrariam, em princípio, que o tecido biológico é sensível às respostas de MF que estão ligadas a vias de sinalização dependentes de criptocromo. Eles poderiam, portanto, confirmar a capacidade do criptocromo de mediar as respostas de CM (Liedvogel e Mouritsen, 2010).

As respostas magnetossensíveis reivindicadas podem ser melhor explicadas pelo modelo de par radical, uma vez que os criptocromos de Arabidopsis formam pares radicais após a fotoexcitação (Giovani et al., 2003 Zeugner et al., 2005 Bouly et al., 2007) e esses experimentos podem refletir propriedades físicas comuns de criptocromos fotoexcitados em plantas e animais.

O mecanismo de par de radicais é atualmente o único mecanismo fisicamente plausível pelo qual as interações magnéticas que são ordens de magnitude mais fracas do que a energia térmica média, kBT, pode afetar as reações químicas. A cinética e os rendimentos quânticos dos pares de radicais flavina-triptofano fotoinduzidos no criptocromo são de fato magneticamente sensíveis e o criptocromo é um bom candidato como magnetoreceptor químico. Os criptocromos também têm atraído a atenção como mediadores potenciais dos efeitos biológicos dos CEMs ELF e possuem propriedades necessárias para responder aos campos de força da Terra (aproximadamente 50 & # x003bcT) em temperaturas fisiológicas (Maeda et al., 2012).

Recentemente, uma combinação de biologia quântica e simulações de dinâmica molecular em criptocromo vegetal demonstrou que, após a fotoexcitação, um par radical se forma, se estabiliza através da transferência de prótons e decai de volta ao estado de repouso da proteína em escalas de tempo permitindo que a proteína, em princípio, atue como um sensor magnético radical baseado em pares (Solov'yov e Schulten, 2012 e referências nele) (Figura & # x200B (Figura 3). 3). Além disso, a eliminação do GMF local enfraquece a inibição do crescimento do hipocótilo de Arabidopsis pela luz branca e atrasa o tempo de floração. As alterações de expressão de três genes relacionados à sinalização do criptocromo de Arabidopsis (PHYB, CO e FT) sugerem que os efeitos de um MF quase nulo são relacionados ao criptocromo, o que pode ser revelado por uma modificação do estado ativo do criptocromo e sugeriu-se que o criptocromo vegetal da cascata de sinalização subsequente atua como um magnetoreceptor (Xu et al., 2012).

Reações de ativação e inativação de criptocromo. A luz azul ativa o criptocromo por meio da absorção de um fóton pelo cofator de flavina. FAD é promovido a um estado FAD * animado e recebe um elétron de um triptofano próximo, levando à formação do par radical [FADH & # x02022 + Trp & # x02022], que existe no singleto (1) e tripleto (3) elétron geral estados de spin por interconversões dependentes do campo geomagnético coerente. Em condições aeróbias, FADH & # x02022 lentamente reverte ao estado FAD inativo inicial através do estado FADH & # x02212 também inativo do cofator de flavina (modificado de Occhipinti et al., 2014).


Riscos para a saúde associados à exposição a campos eletromagnéticos

Um estudo de exposição no mundo real à radiação não ionizante de campos magnéticos em mulheres grávidas encontrou uma taxa significativamente maior de aborto espontâneo, fornecendo novas evidências sobre seus riscos potenciais à saúde. O estudo Kaiser Permanente foi publicado hoje na revista Relatórios Científicos (Nature Publishing Group).

A radiação não ionizante de campos magnéticos é produzida quando dispositivos elétricos estão em uso e a eletricidade está fluindo. Ele pode ser gerado por uma série de fontes ambientais, incluindo aparelhos elétricos, linhas de energia e transformadores, dispositivos sem fio e redes sem fio. Os seres humanos são expostos a campos magnéticos por meio da proximidade dessas fontes enquanto estão em uso.

Embora os perigos da radiação ionizante para a saúde estejam bem estabelecidos e incluam doenças causadas pela radiação, câncer e danos genéticos, as evidências de riscos à saúde dos humanos decorrentes da radiação não ionizante permanecem limitadas, disse De-Kun Li, MD, PhD, principal investigador do e um epidemiologista reprodutivo e perinatal na Divisão de Pesquisa Kaiser Permanente em Oakland, Califórnia.

"Poucos estudos foram capazes de medir com precisão a exposição à radiação não ionizante do campo magnético", disse o Dr. Li. "Além disso, devido à atual falta de pesquisas sobre o assunto, não sabemos o limite biológico além do qual os problemas podem se desenvolver, e também não entendemos os possíveis mecanismos para o aumento dos riscos."

Em um novo estudo financiado pelo Instituto Nacional de Ciências da Saúde Ambiental, pesquisadores pediram a mulheres maiores de 18 anos com gravidez confirmada que usassem um pequeno (um pouco maior do que um baralho de cartas) dispositivo de monitoramento de campo magnético por 24 horas. Os participantes também mantiveram um diário de suas atividades naquele dia, e foram entrevistados pessoalmente para melhor controle de possíveis fatores de confusão, bem como o quão típicas eram suas atividades no dia de monitoramento. Os pesquisadores controlaram várias variáveis ​​conhecidas por influenciarem o risco de aborto espontâneo, incluindo náuseas / vômitos, histórico anterior de aborto espontâneo, uso de álcool, ingestão de cafeína e febre e infecções maternas.

Medições objetivas de campo magnético e resultados de gravidez foram obtidos para 913 mulheres grávidas, todas membros da Kaiser Permanente Northern California. O aborto espontâneo ocorreu em 10,4 por cento das mulheres com o nível de exposição medido mais baixo (1º quartil) de radiação não ionizante de campo magnético em um dia típico, e em 24,2 por cento das mulheres com o nível de exposição medido mais baixo (2º, 3º e 4º quartis ), um risco relativo quase três vezes maior. A taxa de aborto espontâneo relatado na população em geral está entre 10 e 15 por cento, disse o Dr. Li.

"Este estudo fornece evidências de uma população humana de que a radiação não ionizante do campo magnético pode ter impactos biológicos adversos na saúde humana", disse ele.

Os pontos fortes deste estudo, observou o Dr. Li, incluíram que os pesquisadores usaram um dispositivo de medição objetivo e estudaram um resultado de curto prazo (aborto espontâneo) em vez de um que ocorrerá anos ou décadas depois, como câncer ou doenças auto-imunes. A principal limitação do estudo é que não era viável para os pesquisadores pedir aos participantes que carregassem o dispositivo de medição durante a gravidez.

O Dr. Li observou que o risco potencial à saúde da radiação não ionizante de campo magnético precisa de mais pesquisas. "Esperamos que a descoberta deste estudo estimule estudos adicionais muito necessários sobre os riscos ambientais potenciais para a saúde humana, incluindo a saúde de mulheres grávidas."


Efeitos de um campo magnético muito grande no corpo humano

Desde que li sobre o NHMFL sempre me perguntei sobre isso e perguntei a várias pessoas sem obter uma boa resposta satisfatória. Minha pergunta é, considerando o caso mais simples, digamos um campo magnético uniforme com uma constante de magnitude muito alta tanto no tempo quanto no espaço permeando uma grande sala, o que aconteceria com meu corpo em tal campo como se eu simplesmente andasse por ele? Qual seria o tamanho da magnitude antes que eu "sentisse" alguma coisa? Um tesla é bastante grande, eu sentiria alguma coisa? Imagino que, à medida que aumentamos a magnitude, eu me sentiria enjoado e enjoado. E se eu aumentar para cinquenta teslas ou cem teslas? Isso doeria? Isso bagunçaria meus potenciais sinápticos? Eu ficaria louco com um cérebro disfuncional? Eu desmaiaria ou entraria em coma? Em que ponto o dano se tornará irreversível? Que magnitude causará a morte? Com uma magnitude suficientemente alta, as moléculas do meu corpo começariam a se desintegrar? O que acontece com centenas de teslas? Milhares de teslas ou milhões de teslas?

A coisa mais próxima que encontrei aqui foi na resposta aceita "um magnetar que estaria a 1.600 quilômetros de distância nos mataria devido ao diamagnetismo da água em nossas células". Este é o tipo de coisa que estou procurando, a magnitude do campo B e seu efeito no corpo humano. Como "em 100T, seu corpo ________ porque ______ e em 1000T, seu corpo ____________ porque __________" e assim por diante.

Se permitirmos mudanças no campo magnético com o tempo, o campo elétrico induzido "acelera" os efeitos de alguma forma? Um campo E forte o suficiente causaria um choque dentro de nós, queimando nossos órgãos e nos matando, mesmo que o campo B médio seja pequeno, mas o db / dt seja "grande", por exemplo?

Não sei se algum experimento em amostras biológicas foi feito porque a criação artificial de campos magnéticos além de 100T ou mais ainda não foi completamente realizada, muito menos sustentando-os e observando os efeitos em um tecido biológico. Mas se houver referências legais, mesmo que sejam teóricas, isso seria interessante.

Edit: Apenas para tornar a pergunta mais respondível, vou me concentrar apenas em campos estáticos. Alguém conhece referências / experimentos sobre os efeitos de grandes campos magnéticos em tecidos biológicos?


Paramagnetismo é a tendência dos dipolos magnéticos atômicos de se alinharem com um campo magnético externo. Os materiais paramagnéticos são atraídos quando sujeitos a um campo magnético aplicado. O diamagnetismo é uma propriedade de todos os materiais e se opõe a campos magnéticos aplicados, mas é muito fraco. O paramagnetismo, quando presente, é mais forte do que o diamagnetismo e produz magnetização na direção do campo aplicado e proporcional ao campo aplicado.

Schenck JF (2000) Segurança de campos magnéticos estáticos fortes. J Magn Reson Imaging 12: 2-19

Schenck JF (2005) Interações físicas de campos magnéticos estáticos com tecidos vivos. Prog Biophys Mol Biol 87: 185–204

Chakeres DW, de Vocht F (2005) Efeitos do campo magnético estático em seres humanos relacionados aos sistemas de imagem por ressonância magnética. Prog Biophys Mol Biol 87: 255–265

Gowland PA (2005) Fontes atuais e futuras de ressonância magnética de exposição a campos estáticos. Prog Biophys Mol Biol 87: 175–183

Marzola P, Osculati F, Sbarbati A (2003) High field MRI in pré-clinical research. Eur J Radiol 48: 165-170

Takahashi M, Uematsu H, Hatabu H (2003) Imagens de RM em campos magnéticos elevados. Eur J Radiol 46: 45–52

Scarabino T, Nemore F, Giannatempo GM, Bertolino A, Di Salle F, Salvolini U (2003) Ressonância magnética 3.0 T em neurorradiologia. Eur J Radiol 48: 154-164

FDA (2003) Critérios para investigações de risco significativo de dispositivos de diagnóstico de ressonância magnética. www.fda.gov/cdrh/ode/guidance/793.pdf

Liu F, Zhao HW, Crozier S (2003) Cálculo de campos elétricos induzidos pelo movimento do corpo e da cabeça na ressonância magnética de alto campo. J Magn Reson 161: 99–107

van Deventer TE, Saunders R, Repacholi MH (2005) Processo de avaliação de risco de saúde da OMS para campos estáticos. Prog Biophys Mol Biol 87: 355-363

Ikehata M, Koana T, Suzuki Y, Shimizu H, Nakagawa M (1999) Mutagenicidade e co-mutagenicidade de campos magnéticos estáticos detectados por ensaio de mutação bacteriana. Mutat Res - Fundam Mol Mech Mutagen 427: 147-156

Higashi T, Yamagishi A, Takeuchi T, Date M (1995) Effects of static magnético-fields on erythrocyte reology. Bioelectrochem Bioenerg 36: 101–108

Sienkiewicz Z (2005) Relatório do relator: implicações para as diretrizes de exposição. Prog Biophys Mol Biol 87: 365-372

Grissom CB (1995) Magnetic-field effects in biology - uma pesquisa de possíveis mecanismos com ênfase na recombinação de pares radicais. Chem Rev 95: 3-24

Tenforde TS (2005) Campos elétricos induzidos magneticamente e correntes no sistema circulatório. Prog Biophys Mol Biol 87: 279-288

Gaffey CT, Tenforde TS (1983) Propriedades bioelétricas de nervos ciáticos de rã durante a exposição a campos magnéticos estacionários. Radiat Environ Biophys 22: 61-73

Holden AV (2005) A sensibilidade do coração a campos magnéticos estáticos. Prog Biophys Mol Biol 87: 289–320

Hore PJ (2005) Relatório do relator: fontes e mecanismos de interação. Prog Biophys Mol Biol 87: 205-212

Chiriac AP, Simionescu CI (2000) Magnetic field polimerisation. Prog Polym Sci 25: 219–258

Stegemann S, Altman KI, Muhlensiepen H, Feinendegen LE (1993) Influence of a stationary magnético-field on acetylcholinesterase in murine bone-medrow cells. Radiat Environ Biophys 32: 65-72

Vajda T (1980) Investigação do efeito do campo magnético na atividade da tripsina. Radiat Environ Biophys 18: 275-280

Saffer JD, Phillips JL (1996) Avaliando os aspectos biológicos de estudos in vitro em bioeletromagnetismo. Bioelectrochem Bioenerg 40: 1-7

Dini L, Abbro L (2005) Bioeffects de campos magnéticos estáticos de intensidade moderada em culturas de células. Micron 36: 195-217

Denegre JM, James M, Valles J, Lin K, Jordan WB, Mowry KL (1998) Planos de clivagem em ovos de rã são alterados por fortes campos magnéticos. Proc Natl Acad Sci USA 95: 14729-14732

Iwasaka M, Takeuchi M, Ueno S, Tsuda H (1998) Polimerização e dissolução de fibrina sob campos magnéticos homogêneos. J Appl Phys 83: 6453-6455

Sakurai H, Okuno K, Kubo A, Nakamura K, Shoda M (1999) Effect of a 7-tesla homogeneous magnet field on mamífero cells. Bioelectrochem Bioenerg 49: 57-63

Schiffer IB, Schreiber WG, Graf R, Schreiber EM, Jung D, Rose DM, Hehn M, Gebhard S, Sagemuller J, Spiess HW, Oesch F, Thelen M, Hengstler JG (2003) Nenhuma influência dos campos magnéticos na progressão do ciclo celular usando condições relevantes para os pacientes durante a ressonância magnética. Bioeletromagnetismo 24: 241-250

Wiskirchen J, Groenewaeller EF, Kehlbach R, Heinzelmann F, Wittau M, Rodemann HP, Claussen CD, Duda SH (1999) Efeitos de longo prazo da exposição repetitiva a um campo magnético estático (1,5 T) na proliferação de fibroblastos de pulmão fetal humano. Magn Reson Med 41: 464-468

Miyakoshi J (2005) Efeitos de campos magnéticos estáticos no nível celular. Prog Biophys Mol Biol 87: 213-223

Carnes KI, Magin RL (1996) Effects of in utero Exhibition to 4.7 T MR condições de imagem no crescimento fetal e desenvolvimento testicular no mouse. Magn Reson Imaging 14: 263-274

Kok RD, de Vries MM, Heerschap A, van den Berg PP (2004) Ausência de efeitos prejudiciais da exposição à ressonância magnética em 1,5 T in utero durante o terceiro trimestre de gravidez: um estudo de acompanhamento. Magn Reson Imaging 22: 851-854

Gray JR, Frith CH, Parker JD (2000) In vivo realce da quimioterapia com campos elétricos estáticos ou magnéticos. Bioeletromagnética 21: 575-583

Leszczynski D (2005) Relatório do relator: estudos celulares, animais e epidemiológicos dos efeitos dos campos magnéticos estáticos relevantes para a saúde humana. Prog Biophys Mol Biol 87: 247–253

Chakeres DW, Kangarlu A, Boudoulas H, Young DC (2003) Efeito da exposição ao campo magnético estático de até 8 Tesla em medições sequenciais de sinais vitais humanos. J Magn Reson Imaging 18: 346-352

Kangarlu A, Burgess RE, Zhu H, Nakayama T, Hamlin RL, Abduljalil AM, Robitaille PML (1999) Estudos de segurança cognitiva, cardíaca e fisiológica em imagem de ressonância magnética de campo ultra alto. Magn Reson Imaging 17: 1407-1416

Houpt TA, Pittman DW, Riccardi C, Cassell JA, Lockwood DR, Barranco JM, Kwon B, Smith JC (2005) Efeitos comportamentais em ratos de campos magnéticos de alta força gerados por um eletroímã resistivo. Physiol Behav 86: 379-389

Stokowsk LA (2005) Garantia de segurança para bebês submetidos à ressonância magnética. Adv Neonatal Care 5: 14-27

Formica D, Silvestri S (2004) Biological effects of exposure to magnetic resonance imaging: an overview. Biomed Eng Online 3:11

Nyenhuis JA, Park SM, Kamondetdacha R, Amjad A, Shellock FG, Rezai AR (2005) MRI and implanted medical devices: basic interactions with an emphasis on heating. IEEE Trans Device Mater Reliab 5:467–480

Dempsey MF, Condon B, Hadley DM (2002) MRI safety review. Semin Ultrasound CT MR 23:392–401

Martin ET, Coman JA, Shellock FG, Pulling CC, Fair R, Jenkins K (2004) Magnetic resonance imaging and cardiac pacemaker safety at 1.5-Tesla. J Am Coll Cardiol 43:1315–1324

Gimbel JR, Kanal E (2004) Can patients with implantable pacemakers safely undergo magnetic resonance imaging? J Am Coll Cardiol 43:1325–1327

Feychting M (2005) Health effects of static magnetic fields—a review of the epidemiological evidence. Prog Biophys Mol Biol 87:241–246

De Wilde JP, Rivers AW, Price DL (2005) A review of the current use of magnetic resonance imaging in pregnancy and safety implications for the fetus. Prog Biophys Mol Biol 87:335–353

Wollman DE, Beeri MS, Weinberger M, Cheng H, Silverman JM, Prohovnik I (2004) Tolerance of MRI procedures by the oldest old. Magn Reson Imaging 22:1299–1304

van Rongen E (2005) International workshop “effects of static magnetic fields relevant to human health”—Rapporteurs report: dosimetry and volunteer studies. Prog Biophys Mol Biol 87:329–333


Cho, M. H. et al. A magnetic switch for the control of cell death signalling in em vitro e na Vivo sistemas. Nat. Mater. 11, 1038–1043 (2012).

Qin, S. et al. A magnetic protein biocompass. Nat. Mater. 15, 217–226 (2016).

Dobson, J. Remote control of cellular behaviour with magnetic nanoparticles. Nat. Nanotecnol. 3, 139–143 (2008).

Saunders, R. Static magnetic fields: animal studies. Prog. Biophys. Mol. Bio. 87, 225–239 (2005).

Rosen, A. D. Mechanism of action of moderate-intensity static magnetic fields on biological systems. Cell Biochem. Biophys. 39, 163–173 (2003).

Pazur, A., Schimek, C. & Galland, P. Magnetoreception in microorganisms and fungi. Cent. EUR. J. Biol. 2, 597–659 (2007).

Dini, L. & Abbro, L. Bioeffects of moderate-intensity static magnetic fields on cell cultures. Micron 36, 195–217 (2005).

Zhou, S. A. & Uesaka, M. Bioelectrodynamics in living organisms. Int. J. Eng. Sci. 44, 67–92 (2006).

Funk, R. H. W., Monsees, T. & Ozkucur, N. Electromagnetic effects - From cell biology to medicine. Prog. Histochem. Cyto. 43, 177–264 (2009).

Miyakoshi, J. Effects of static magnetic fields at the cellular level. Prog. Biophys. Mol. Bio. 87, 213–223 (2005).

Di, S. M. et al. Large gradient high magnetic field affects FLG29.1 cells differentiation to form osteoclast-like cells. Int. J. Radiat. Biol. 88, 806–813 (2012).

Qian, A. R. et al. Large gradient high magnetic fields affect osteoblast ultrastructure and function by disrupting collagen I or fibronectin/alpha beta 1 integrin. PLoS One 8, e51036 (2013).

Neurath, P. W. High gradient magnetic field inhibits embryonic development of frogs. Nature 219, 1358–1359 (1968).

Schenck, J. F. The role of magnetic susceptibility in magnetic resonance imaging: MRI magnetic compatibility of the first and second kinds. Med. Phys. 23, 815–850 (1996).

Timonen, J. V. I., Latikka, M., Leibler, L., Ras, R. H. A. & Ikkala, O. Switchable static and dynamic self-assembly of magnetic droplets on superhydrophobic surfaces. Science 341, 253–257 (2013).

Dumas-Bouchiat, F. et al. Thermomagnetically patterned micromagnets. Appl. Phys. Lett. 96, 102511 (2010).

Osman, O. et al. Microfluidic immunomagnetic cell separation using integrated permanent micromagnets. Biomicrofluidics 7, 054115 (2013).

Osman, O. et al. Monitoring the endocytosis of magnetic nanoparticles by cells using permanent micro-flux sources. Biomed. Microdevices 14, 947–954 (2012).

Zanini, L. F., Dempsey, N. M., Givord, D., Reyne, G. & Dumas-Bouchiat, F. Autonomous micro-magnet based systems for highly efficient magnetic separation. Appl. Phys. Lett. 99, 232504 (2011).

Zanini, L. F. et al. Micromagnet structures for magnetic positioning and alignment. J. Appl. Phys. 111, 07b312 (2012).

Cohen, A. E. Nanomagnetic control of intersystem crossing. Journal of Physical Chemistry A 113, 11084–11092 (2009).

Cai, J. M. Quantum probe and design for a chemical compass with magnetic nanostructures. Phys. Rev. Lett. 106, 100501 (2011).

Law, K. F. F. et al. Direct measurement of kilo-tesla level magnetic field generated with laser-driven capacitor-coil target by proton deflectometry. Appl. Phys. Lett. 108, 091104 (2016).

Phillips, R. & Quake, S. R. The biological frontier of physics. Phys. Today 59, 38–43 (2006).

Higgs, P. G. & Joanny, J. F. Enhanced membrane rigidity in charged lamellar phases. J. Phys-Paris 51, 2307–2320 (1990).

Levin, M. & Stevenson, C. G. Regulation of cell behavior and tissue patterning by bioelectrical signals: challenges and opportunities for biomedical engineering. Annu. Rev. Biomed. Eng. 14, 295–323 (2012).

Binggeli, R. & Weinstein, R. C. Membrane-potentials and sodium-channels - hypotheses for growth-regulation and cancer formation based on changes in sodium-channels and gap-junctions. J. Theor. Biol. 123, 377–401 (1986).

Pauling, L. & Coryell, C. D. The magnetic properties and structure of hemoglobin, oxyhemoglobin and carbonmonoxyhemoglobin. P. Natl. Acad. Sci. USA 22, 210–216 (1936).

Tikhonov, V. I. & Volkov, A. A. Separation of water into its ortho and para isomers. Science 296, 2363–2363 (2002).

Armstrong, C. M. & Hille, B. Voltage-gated ion channels and electrical excitability. Neuron 20, 371–380 (1998).

Dempsey, N. M. et al. Micro-magnetic imprinting of high field gradient magnetic flux sources. Appl. Phys. Lett. 104, 262401 (2014).

Zablotskii, V., Syrovets, T., Schmidt, Z. W., Dejneka, A. & Simmet, T. Modulation of monocytic leukemia cell function and survival by high gradient magnetic fields and mathematical modeling studies. Biomaterials 35, 3164–3171 (2014).

Cervera, J., Alcaraz, A. & Mafe, S. Bioelectrical Signals and Ion Channels in the Modeling of Multicellular Patterns and Cancer Biophysics. Sci. Rep. 6, 20403 (2016).

Treger, J. S., Priest, M. F. & Bezanilla, F. Single-molecule fluorimetry and gating currents inspire an improved optical voltage indicator. eLife 4, e10482 (2015).

Accardi, A. Lipids link ion channels and cancer Membrane voltage connects lipid organization to cell proliferation. Science 349, 789–790 (2015).

Binggeli, R., Weinstein, R. C. & Stevenson, D. Calcium-ion and the membrane-potential of tumor-cells. Cancer Biochem. Bioph. 14, 201–210 (1994).

Sundelacruz, S., Levin, M. & Kaplan, D. L. Membrane potential controls adipogenic and osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells. PLoS One 3, e3737 (2008).

Strahl, H. & Hamoen, L. W. Membrane potential is important for bacterial cell division. P. Natl. Acad. Sci. EUA. 107, 12281–12286 (2010).

Kinouchi, Y. et al. Effects of static magnetic fields on diffusion in solutions. Bioelectromagnetics 9, 159–166 (1988).

Hughes, S., McBain, S., Dobson, J. & El Haj, A. J. Selective activation of mechanosensitive ion channels using magnetic particles. J. R. Soc. Interface 5, 855–863 (2008).

Christensen, A. P. & Corey, D. P. TRP channels in mechanosensation: direct or indirect activation? Nat. Rev. Neurosci. 8, 510–521 (2007).

Sachs, F. Modeling mechanical-electrical transduction in the heart. Cell Mechanics and Cellular Engineering, 308–328 (1994).

Zabel, M., Koller, B. S., Sachs, F. & Franz, M. R. Stretch-induced voltage changes in the isolated beating heart: Importance of the timing of stretch and implications for stretch-activated ion channels. Cardiovasc. Res. 32, 120–130 (1996).

Bialecka-Fornal, M., Lee, H. J., DeBerg, H. A., Gandhi, C. S. & Phillips, R. Single-cell census of mechanosensitive channels in living bacteria. PLoS One 7, e33077 (2012).

Shen, B. et al. Plasma membrane mechanical stress activates TRPC5 channels. PLoS One 10, e0122227 (2015).

Zablotskii, V. et al. Life on magnets: stem cell networking on micro-magnet arrays. PLoS One 8, e70416 (2013).

Herranz, R. et al. Microgravity simulation by diamagnetic levitation: effects of a strong gradient magnetic field on the transcriptional profile of Drosophila melanogaster. BMC Genomics 13, 52 (2012).

Haisler, W. L. et al. Three-dimensional cell culturing by magnetic levitation. Nat. Protoc. 8, 1940–1949 (2013).

Zablotskii, V. et al. Down-regulation of adipogenesis of mesenchymal stem cells by oscillating high-gradient magnetic fields and mechanical vibration. Appl. Phys. Lett. 105, 103702 (2014).

Sapir-Lekhovitser, Y. et al. Magnetically actuated tissue engineered scaffold: insights into mechanism of physical stimulation. Nanoscale 8, 3386–3399 (2016).

Tay, A., Kunze, A., Murray, C. & Di Carlo, D. Induction of calcium influx in cortical neural networks by nanomagnetic forces. ACS Nano 10, 2331–2341 (2016).

Jin, X. X., Chalmers, J. J. & Zborowski, M. Iron transport in cancer cell culture suspensions measured by cell magnetophoresis. Anal. Chem. 84, 4520–4526 (2012).

Mutschke, G. et al. On the action of magnetic gradient forces in micro-structured copper deposition. Electrochim. Acta 55, 9060–9066 (2010).

Dunne, P., Mazza, L. & Coey, J. M. D. Magnetic structuring of electrodeposits. Phys. Rev. Lett. 107, 024501 (2011).

Zablotskii, V. et al. High-field gradient permanent micromagnets for targeted drug delivery with magnetic nanoparticles. AIP Conf. Proc. 1311, 152–157 (2010).

Guilak, F. et al. Control of stem cell fate by physical interactions with the extracellular matrix. Cell Stem Cell 5, 17–26 (2009).

He, X. & Yablonskiy, D. A. Biophysical mechanisms of phase contrast in gradient echo MRI. P. Natl. Acad. Sci. USA 106, 13558–13563 (2009).

Tseng, P., Judy, J. W. & Di Carlo, D. Magnetic nanoparticle-mediated massively parallel mechanical modulation of single-cell behavior. Nat. Methods 9, 1113–1119 (2012).

Hubert, A. & Schäfer, R. Magnetic domains: the analysis of magnetic microstructures. (Springer, 1998).

Stewart, M. P. et al. Hydrostatic pressure and the actomyosin cortex drive mitotic cell rounding. Nature 469, 226–230 (2011).

Montel, F. et al. Stress Clamp Experiments on Multicellular Tumor Spheroids. Phys. Rev. Lett. 107, 188102 (2011).

Brem, F. et al. Magnetic iron compounds in the human brain: a comparison of tumour and hippocampal tissue. J. R. Soc. Interface 3, 833–841 (2006).

Karp, G. & Geer, P. v. d. Cell and molecular biology: concepts and experiments. (John Wiley, 2005).

Brangwynne, C. P., Koenderink, G. H., MacKintosh, F. C. & Weitz, D. A. Nonequilibrium microtubule fluctuations in a model cytoskeleton. Phys. Rev. Lett. 100, 118104 (2008).

Brangbour, C. et al. Force-velocity measurements of a few growing actin filaments. PLoS Biol. 9, e1000613 (2011).

Krishnan, K. M. Biomedical nanomagnetics: A spin through possibilities in imaging, diagnostics, and therapy. IEEE Trans. Magn. 46, 2523–2558 (2010).

Kim, D. H. et al. Biofunctionalized magnetic-vortex microdiscs for targeted cancer-cell destruction. Nat. Mater. 9, 165–171 (2010).

Cugat, O., Delamare, J. & Reyne, G. Magnetic micro-actuators and systems (MAGMAS). IEEE Trans. Magn. 39, 3607–3612 (2003).

Joseph, R. I. & Schloman, E. Demagnetizing field in nonellipsoidal bodies. J. Appl. Phys. 36, 1579 (1965).

Thiaville, A., Tomáš, D. & Miltat, J. On corner singularities in micromagnetics. Phys. Status Solidi A-Appl. Mat. 170, 125–135 (1998).

Samofalov, V. N., Belozorov, D. P. & Ravlik, A. G. Strong stray fields in systems of giant magnetic anisotropy magnets. Phys. Usp. 56, 269–288 (2013).

Pivetal, J. et al. Micro-magnet arrays for specific single bacterial cell positioning. J. Magn. Magn. Mater. 380, 72–77 (2015).

de Vries, A. H. B., Krenn, B. E., van Driel, R. & Kanger, J. S. Micro magnetic tweezers for nanomanipulation inside live cells. Biophys. J. 88, 2137–2144 (2005).

Zablotskii, V. et al. Nanomechanics of magnetically driven cellular endocytosis. Appl. Phys. Lett. 99, 183701 (2011).


Assista o vídeo: LIVE TEMÁTICA - Acidente Nuclear de Chernobyl #preparaçãovestibulareenem #Chernobyl #londrinense (Agosto 2022).