Elektromagnetische Felder in der Biologie

In der Medizin werden seit den 1990er Jahren Auswirkungen auf die Gesundheit durch nicht natürliche EMF wie Handystrahlung, WLAN oder das Wechselstromnetz erforscht. Der therapeutische Nutzen von EMF erfährt zunehmend mehr Beachtung.

Zu der Interaktion von niederfrequenten EMF mit biologischen Zellen und Geweben gibt es verschiedene biophysikalische Theorien. Diese sind unter anderem:

  • Niederfrequente Magnetfelder bewirken eine direkte Induktion von elektrischen Strömen und Spannungen
  • Niederfrequente Magnetfelder gehen mit den Zyklotron-Resonanzen von biologisch relevanten Ionen (z.B. Calcium) in einem konstanten Magnetfeld Wechselwirkungen ein
  • Ausbildung einer Zeeman-Aufspaltung von Spektrallinien bzw. Bindungszuständen in Atomen und Molekülen durch ein äußeres Magnetfeld (Zeeman-Effekt). Ein für chemische Vorgänge relevantes Beispiel ist der sogenannte Radikalpaar-Mechanismus.
  • Effekte durch magnetische Partikel (Magnetosome) in Zellen.

Als thematischer Einstieg oder weiterführende Information zu EMF können folgende Quellen dienen:

  • R. H. Funk et al., Electromagnetic effects – From cell biology to medicine. Prog Histochem Cytochem. 43(4), 177-264 (2009). DOI: 10.1016/j.proghi.2008.07.001
  • M. Cifra et al., Electromagnetic interactions. Prog. Biophys. Mol. Biol. 105(3), 223-46 (2011). DOI: 10.1016/j.pbiomolbio.2010.07.003
  • M. S. Markov, Pulsed electromagnetic field therapy history, state of the art and future. Environmentalist, 27, 465-475 (2007). DOI 10.1007/s10669-007-9128-2
  • F. S. Prato et al., Magnetoreception in laboratory mice: sensitivity to extremely low-frequency fields exceed 33 nT at 30 Hz. J. R. Soc. Interface, 10(81), (2013). DOI: 10.1098/rsif.2012.1046
  • C. F. Blackman et al., Influence of Electromagnetic Fields on the Efflux of Calcium Ions From Brain Tissue In Vitro: A Three-Model Analysis Consistent With the Frequency Response up to 510 Hz, Bioelectromagnetics, 9(3), 215-27 (1988), DOI: 10.1002/bem.2250090303
  • A. Pilla, Mechanisms and therapeutic applications of time-varying and static magnetic fields. In F. S. Barnes & B. Greenebaum (Editors), Handbook of Biological Effects of Electromagnetic Fields, Third Edition, 351-412, CRC Press, 2006