Wetenschap
Een schakelaar voor de interne klok:onderzoek naar kwantumbiologie voor nieuwe medische therapieën
Een onderzoekssamenwerking heeft de effecten onderzocht van nucleaire magnetische resonantie op de interne klok van cellen op verschillende tijdstippen van de dag en bij zuurstofgebrek.
Verrassend genoeg ontdekten ze dat de klok zowel aan als uit kon worden gezet, afhankelijk van of de behandeling overdag of ’s nachts werd toegediend. Deze waargenomen magnetische veldeffecten komen voort uit kwantumbiologische processen die bekend staan als het radicaalpaarmechanisme.
Elitsa Dimova en Thomas Kietzmann van de Hypoxie and Extracellulaire Matrix Research Unit aan de Universiteit van Oulu, Finland, samen met Margit Egg en Viktoria Thöni van het Institute of Zoology in Innsbruck, en spinbiochemicus Robert Usselman van Florida Tech, VS, voerden de experimenten uit. . De bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Redox Biology .
In hun onderzoek stelden de onderzoekers muiscellen bloot aan therapeutische nucleaire magnetische resonantie (tNMR) om het lang vermoede effect van zwakke magnetische velden op de interne klok van zoogdiercellen te onderzoeken. Kernspinresonantiebeeldvorming is een gestroomlijnde versie van MRI, waarbij een zwak magnetisch veld wordt gecombineerd met een overeenkomstige radiogolf die de waterstofprotonen van bestraalde cellen en weefsels stimuleert om te oscilleren.
De energie die tijdens dit proces wordt overgedragen, wordt na de therapie weer vrijgegeven aan de cellen. Vanwege het aanzienlijk zwakkere magnetische veld en de lagere radiofrequentie is tNMR-behandeling volledig niet-invasief en wordt deze al twintig jaar gebruikt bij de behandeling van aandoeningen zoals artritis, osteoporose en wondgenezing.
Eerdere bevindingen van de Oulu-groep hadden aangetoond dat zuurstofgebrek de stofwisseling en de interne klok kan beïnvloeden, waarbij zuurstofradicalen een belangrijke rol spelen. Resultaten van de Oostenrijkse groep gaven aan dat magnetische resonantie het gehele celmetabolisme kan veranderen, inclusief het downreguleren van het lactaatmetabolisme en het stabiliseren van de celademhaling ondanks zuurstofgebrek. In het laatste onderzoek van de twee teams werd aangetoond dat de interne klok van cellen parallel kan worden in- en uitgeschakeld.
"Dit effect hangt af van het tijdstip van de dag waarop de behandeling wordt toegediend, of dit nu in de vroege ochtenduren of in de eerste helft van de nacht is", legt Dimova uit. "Afhankelijk hiervan wordt de interne klok geactiveerd of gedeactiveerd."
Het grensvlak tussen het fysieke magnetische veld en de levende cel bleek het zuurstofradicaal-superoxide te zijn. Omdat de interne klok, net als de zuurstofsignaleringsroute, een centrale rol speelt bij ziekten zoals een hartaanval, beroerte of kanker, breiden deze onderzoeksresultaten het spectrum van medische behandelingen uit.
Nieuwe benaderingen van de kwantumbiologie en geneeskunde
Verder onderzoek zal uitwijzen of het magnetische veld, de radiogolven of de combinatie van beide in de vorm van tNMR verantwoordelijk zijn voor de waargenomen effecten. De resultaten zijn ook van belang voor de kwantumbiologie en bieden nieuwe inzichten in het zogenaamde radicaalpaarmechanisme. Dit mechanisme is al gebruikt om het vermogen van trekvogels om te navigeren met behulp van het magnetische veld van de aarde te verklaren.
“Onze laatste onderzoeken laten nu zien dat het radicale paarmechanisme niet alleen ten grondslag ligt aan het magnetische gevoel van trekvogels, maar ook een groeiend aantal magnetische veldeffecten kan verklaren in cellen die een enorm therapeutisch potentieel hebben, waaronder de controle van de interne klok, die een rol speelt.” rol bij veel ziekten”, leggen de onderzoekers uit.
‘Kwantumbiologie is al tientallen jaren een gevestigd onderzoeksgebied, maar wordt in de publieke belangstelling nog steeds vaak geassocieerd met esoterie’, legt Egg uit. "Kwantumbiologie houdt zich bezig met alle processen in levende organismen die niet kunnen worden verklaard door de wetten van de klassieke natuurkunde, maar alleen door de principes van de kwantummechanica.
“Beide teams streven ernaar om de kwantumbiologie in de toekomst verder te ontwikkelen. Dit brengt de Universiteit van Oulu dichter bij de Universiteit van Surrey in Groot-Brittannië, die momenteel het enige doctoraatsprogramma in de kwantumbiologie ter wereld aanbiedt en waarmee actieve uitwisseling wordt gezocht. Bij de uitwisseling van personeel zal ook de groep van Gabriela Lorite van de Onderzoekseenheid Micro-elektronica betrokken zijn. Verschillende studenten hebben al grote belangstelling getoond."