La interacción de los campos electromagnéticos débiles con las células: Un misterio de la biofísica
La bioelectricidad, el biomagnetismo y el bioelectromagnetismo han estado envueltos en el misterio y la charlatanería desde su descubrimiento.
Este artículo, basado en el artículo de Roland Glaser "Conceptos actuales de la interacción de los campos electromagnéticos débiles con las células", arroja luz sobre los descubrimientos científicos que subyacen a la interacción de los campos electromagnéticos débiles con las células y disipa algunos mitos.
Panorama histórico:
Los efectos del magnetismo y la electricidad sobre el cuerpo humano han sido objeto de investigación científica desde muy pronto. Mientras que la "cura magnética" de Franz Anton Mesmer en el siglo XVIII aún estaba fuertemente caracterizada por el misticismo, las investigaciones de Luigi Galvani sobre la "electricidad animal" sentaron las bases de la electrofisiología moderna. A pesar de los enormes avances en física, electroquímica y electrofisiología, el campo del bioelectromagnetismo siguió siendo susceptible de charlatanería durante mucho tiempo.
Fenómenos científicamente fundados:
Hoy en día, algunos fenómenos del campo del bioelectromagnetismo están reconocidos científicamente:
- Excitabilidad eléctrica de las células (electrofisiología)
- Electrorrecepción en peces y otros animales
- Magnetorrecepción en bacterias y aves
- Movimiento pasivo de las células en campos artificiales (electroforesis, dielectroforesis, electrorotación)
- Rotura eléctrica de membranas mediante impulsos eléctricos cortos (perforación celular, fusión celular)
Centrarse en los campos electromagnéticos débiles:
Hoy nos centramos en los efectos de los campos electromagnéticos débiles: campos con energías cercanas al ruido térmico (kT). Estos campos se utilizan con frecuencia en terapia, mientras que al mismo tiempo existe un controvertido debate sobre el electrosmog.
¿Cómo afectan los campos electromagnéticos a las células?
La pregunta central es: ¿Cómo pueden influir los campos electromagnéticos en los procesos celulares? Numerosos experimentos demuestran que tales efectos existen, a menudo se producen a frecuencias e intensidades específicas y con frecuencia están asociados al transporte de Ca²⁺. Los campos electromagnéticos pulsados o modulados (PEMF) parecen ser especialmente eficaces cuando se modulan a bajas frecuencias (16-60 Hz).
El papel de la membrana celular:
La membrana celular desempeña un papel crucial en la interacción con los campos electromagnéticos. Actúa como barrera de difusión para los iones y como matriz para las proteínas funcionales. Desde el punto de vista eléctrico, se comporta como un condensador. Los campos externos se superponen al fuerte campo de membrana que existe in vivo. Es importante señalar que pueden existir campos eléctricos en sistemas electroquímicos sin que fluya una corriente iónica.
Posibles mecanismos biofísicos:
existen varias hipótesis sobre los principales mecanismos de acción de los campos electromagnéticos sobre las estructuras celulares:
- Influencia en las transiciones de fase de los dominios lipídicos de la membrana
- Influencia directa sobre la función de las proteínas de membrana (procesos de transporte, actividades enzimáticas)
- Influencia en la organización lateral de la membrana e inducción de corrientes iónicas laterales
- Influencia sobre las cargas superficiales y las dobles capas eléctricas
estas hipótesis se basan en fenómenos como la cooperatividad, los efectos de resonancia y el desencadenamiento de transiciones entre estados multiestacionarios.
Optimización de las bandas de frecuencia:
las frecuencias utilizadas para los tratamientos médicos suelen ser técnicas y no necesariamente óptimas para la interacción biofísica. Los modelos predicen frecuencias de resonancia para las proteínas transportadoras entre 10³ y 10⁶ Hz. Por tanto, para las aplicaciones terapéuticas se recomienda un desplazamiento hacia las bandas de frecuencia ULF, VLF, LF y MF.
Efectos biológicos secundarios:
los efectos biológicos de los campos electromagnéticos se deben a procesos de amplificación. Por ejemplo, el campo puede influir en una proteína transportadora, lo que provoca un cambio en el flujo de iones y, en consecuencia, cambios en las concentraciones celulares de iones. El calcio, como mensajero secundario, puede desencadenar entonces cascadas bioquímicas.
Conclusiones:
Existen pruebas convincentes del efecto de los campos electromagnéticos sobre los sistemas biológicos, incluso a energías en el rango del ruido térmico. Sin embargo, aún no se conocen del todo los mecanismos biofísicos exactos. Es necesario seguir investigando para determinar las frecuencias y los métodos de aplicación óptimos con fines terapéuticos.