Biophysikalische Grundlagen elektromagnetischer Felder: Kopplung, Dosis und Expositionsdauer

Die biophysikalischen Grundlagen der elektromagnetischen Felder spielen in der Frequenztherapie eine wichtige Rolle bei der Kopplung an biologische Gewebe, der Dosisgestaltung und der Expositionsdauer. Die Kopplung von elektromagnetischen Feldern an das biologische Gewebe wird durch biologische Parameter wie die Leitfähigkeit oder die dielektrischen Eigenschaften von Zellmembranen beeinflusst. Diesbezügliche Parameter sind sehr variabel und abhängig von Gewebetypen, aber auch von dem Frequenzbereich. Es wurden je nach Frequenz verschiedene Empfindlichkeitsstellen an der Zellmembran beschrieben. Spezifisch wird an der Membran und Elektrolyt-Grenzfläche bei der β-Dispersion im Bereich von 10 Hz bis in den MHz-Bereich sehr empfindlich auf das Einwirken der elektromagnetischen Felder reagiert. Die Reaktion, sprich zelluläre Kommunikationsaktivierung durch Frequenzbehandlung, kann gezielt erfolgen. Im MHz-Bereich z. B. wurde durch die Einwirkung der Frequenzen 0,1–10 MHz gezeigt, dass die Aktivität der Natrium-Kalium-Pumpe die beste Effizienz zeigt, und kann durch Anlegen der entsprechenden Frequenz behandelt werden und damit das Membranpotential regulieren (Szász, 2021). Gemäß neuerer Daten sind die hochgeordneten Wassercluster in der Lage, die von Zellen empfangenen elektromagnetischen Signale effektiv an Nachbarzellen weiterzuleiten und sie zu verstärken (Brasovan et al., 2025). Das Problem besteht darin, dass die Frequenz und die Parameter genau abgestimmt sein müssen.

Die Wirkung der elektromagnetischen Felder ist dosisabhängig und muss genau auf die biologischen Fenster mit den dazugehörigen Stromdichte- und elektrischen Spannungsbereichen abgestimmt werden. Kleinste Unterschiede in den Parametern wie 0,03–0,06 V/m in der Feldstärke oder 4–5 μA/cm² in der Stromdichte zeigen gravierende Effekte in der DNA-Konzentration, aber auch im Aktivieren verschiedener biologischer Funktionen in der Zelle (Szász, 2021). Es besteht ein effektiver Wirksamkeitsbereich der elektromagnetischen Felder auf biologische Gewebe und Zellen, sodass die zu dosierenden Frequenzen in dieser Region effektiv wirken. Die Frequenztherapie wirkt nämlich nur in einer engen Bandbreite, eine geringfügige Erhöhung oder Erniedrigung der Dosis kann keinen Effekt mehr zeigen oder unerwünschte biologische Reaktionen verursachen. Die Dosiseffizienz ist ausschlaggebend für die Wirksamkeit der Behandlung, und es wird eine Standardisierung von Protokollen gefordert. Es ist wichtig, die Parameter genau einhalten zu können, um einen Effekt auf biologische Gewebe zu generieren und dabei das Auftreten von unerwünschten Reaktionen zu verhindern. Der Multiwave Oscillator zum Beispiel arbeitet mit einem breiten Wirkfenster, und nur bei einer sehr präzisen Dosis erzielte man in einer klinischen Untersuchung nachweisbare Resultate (Valone, 2003). Es wird vermutet, dass der Grund für widersprüchliche Forschungsergebnisse in diesem Anwendungsbereich der Frequenztherapie in der mangelhaften Standardisierung liegt (Szász, 2021).

Es ist essenziell für die biologische Reaktion auf die Einwirkung von elektromagnetischen Feldern, wie lange die Exposition mit den Frequenzen erfolgt. In der Praxis wird ersichtlich, dass kürzere, dafür wiederholte Anwendungen in der Regel effektiver sind als eine einmalige Exposition. In klinischen und experimentellen Studien zeigte sich zum Beispiel bei Anwendungen mit pulsierenden elektromagnetischen Feldern wie dem BEMER, dass zwei tägliche Kurzzeitapplikationen à acht Minuten mit einer genauen Dosierung und festgelegten Intervallen eine Verbesserung der Mikrozirkulation und eine Schmerzlinderung generierten (Palmer et al., 2023). Darüber hinaus kommt eine Studie über manuelle Therapie in Kombination mit elektromagnetischer Frequenzstimulation (Multiwaves) in der Schmerzlinderung von Patienten*innen mit rheumatoider Arthritis zum Schluss, dass ein multimodaler Ansatz mehr Erfolg verspricht als die Einzelanwendung der beiden Behandlungen (Chung et al., 2013). Es ist allerdings sehr wichtig, dass die Dauer der Anwendungen mit der zeitlichen Dimension der beeinflussten Mechanismen zusammenpasst, da bei kurzzeitiger, hochfrequenter Anwendung eher akute Signalwege (sekundäre Botenstoffe, zytoplasmatische Enzyme) erreicht werden, während langfristige Funktionen wie die Genexpression eine viel längere Expositionsdauer verlangen. Daher sind weitere klinische Studien notwendig, die eine gute Dokumentation von Behandlungsintervallen aufweisen, um ein standardisiertes, reproduzierbares Protokoll für die optimale Anwendungsdauer von elektromagnetischen Feldern aufzustellen (Palmer et al., 2023; Szász, 2021).

Bei nicht-thermischen Wirkungen elektromagnetischer Felder wird gezielt eine Regulation biologischer Prozesse ausgelöst, ohne dabei das Gewebe zu erwärmen. Es werden auch pulsierende elektromagnetische Felder sowie andere Geräte wie zum Beispiel die Hochfrequenz-Tesla-Systeme verwendet, um bestimmte Zellfunktionen wie die Wiederherstellung des transmembranären Potentials oder den verbesserten Elektronentransport durch Elektroporation nicht-thermisch durchführen zu können (Valone, 2003). Die elektromagnetischen Felder bewirken die Signalübertragung ohne thermische Reizung und setzen biologische Prozesse auf Zellebene in Gang. Dieses Verfahren soll effizient dazu beitragen, die gezielten zellulären Signalwege und die Genregulation einzuleiten. Es wird angenommen, dass in der Langzeitperspektive des Therapieerfolgs elektromagnetischer Felder deren nicht-thermische Effekte für die Wirksamkeit in der Frequenztherapie von großer Bedeutung sind, und es sind weitere experimentelle und klinische Studien notwendig, um das Wirkprinzip zu belegen (Szász, 2021; Valone, 2003).

Anlässlich einer Studie über gepulste elektromagnetische Felder für die Knorpelregeneration im Kniegelenk wird darauf hingewiesen, dass die korrekte Applikation der Dosis und die exakte Einstellung der Expositionszeit eine wichtige Rolle für die Resultate der Frequenztherapie spielen. Die Studie untersuchte gepulste elektromagnetische Felder und die damit einhergehende mechanische Stimulation für Knorpelregeneration im Knie in vivo. Hier zeigte sich ein statistisch signifikanter Nutzen bezüglich der Differenzierung der Chondrozyten bei einer 30-minütigen Behandlung mit gepulsten elektromagnetischen Feldern verglichen mit einer 30-minütigen, einmaligen Behandlung mit der mechanischen Stimulation (Aaron et al., 2006). Nachweislich wird die Regeneration des Knorpelgewebes mit genau dosierten elektromagnetischen Feldern und Stimulationen beschleunigt. Durch diese Stimulation wurde unter anderem gezeigt, dass auch die Menge von Transforming Growth Factor β (TGF-β) beeinflusst wird. TGF-β ist eine Substanz, welche Knorpelzellen, die Chondrozyten, dazu anregt, das regenerationsfördernde Zellprodukt zu generieren. Somit können gepulste elektromagnetische Felder gezielt dafür genutzt werden, diesen Signalweg im Knie einzuleiten, und bewirken eine beschleunigte Regeneration des Knorpels. Die Studie zeigt, dass mit dem Einsatz der Frequenztherapie empirische Erfahrungen der Therapeut*innen ersetzt und damit ein protokolliertes Behandlungsverfahren für klinische Anwendungen gefunden werden kann (Aaron et al., 2006). Die korrekte Applikation der Frequenz und die dosierte Behandlung können auf die verschiedenen Patient*innen genau angepasst und damit ein für sie geeigneter Therapieplan erstellt werden. Das Protokoll mit genauen Dosisangaben würde sich ideal dafür eignen, individuelle Behandlungspläne auszuarbeiten. In Studien sollte daher auch auf die Erhebung von klinisch sowie biophysikalisch messbaren Daten geachtet werden (Aaron et al., 2006).

Die biophysikalischen Grundlagen für die Anwendung von elektromagnetischen Feldern, für die Wirksamkeit, die Expositionsdauer sowie die Dosis können für eine Standardisierung der klinischen Praxis genutzt werden.

Herbert Eder

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