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Aplicações eletromagnéticas em biologia e medicina




Examinando a relação sutil e complicada entre organismos vivos e campos eletromagnéticos.

O tópico do eletromagnetismo pode ser confuso e controverso, mas eu acho intrigante e fascinante. A história da aplicação e pesquisa de campos eletromagnéticos (EMF) tem sido atolada em sigilo e suspeita, nada mais do que os primeiros projetos patrocinados pelo governo americano, cujas atividades nunca foram claramente descritas. Antes de começarmos a construir um modelo de trabalho para o uso de EMF em medicina e saúde, revisaremos alguns termos e parâmetros fundamentais importantes.

Um campo magnético (MF) é uma força magnética que se estende para fora de um ímã e pode ser estática ou dinâmica. Esses MFs são produzidos por correntes elétricas e, especificamente, como resultado do movimento de elétrons em direções 1 (DC) ou 2 (AC). Na corrente CA, a eletricidade está se movendo para frente e para trás e, como resultado, produz um campo magnético dinâmico. Quanto maior a corrente, maior o campo magnético. Um EMF, por definição, refere-se a um campo magnético dinâmico ou flutuante e contém um campo elétrico e um campo magnético. Uma especificação que muitas vezes é referenciada é a taxa ou frequência de energia eletromagnética, que se refere ao número de flutuações e é expressa em hertz ou ciclos por segundo. Outro parâmetro importante usado para descrever ou caracterizar um EMF é o comprimento de onda, e como os EMFs são tipicamente conceituados como ondas com picos e vales, o comprimento de onda é a distância entre as cristas de uma onda.

Uma corrente DC tem uma frequência zero em contraste com os raios gama e cósmicos, que em comparação, têm uma frequência muito alta. Todos os EMFs são capazes de viajar pelo espaço a uma grande distância e podem exercer efeitos de longe. Esses campos carregam energia e podem ser descritos em termos de partículas (fótons) ou ondas, demonstrando características de ambos. É importante notar que os fótons são pacotes de energia que podem variar em termos da quantidade de energia que carregam. O nível de energia de um fóton está relacionado à frequência que ele carrega, com fótons de frequência mais alta tendo níveis de energia mais altos. A Figura mostra como o espectro eletromagnético e a luz visível formam uma pequena porção do espectro total.


Biofísica Médica

Outra distinção importante que devemos fazer é a dos campos endógenos (produzidos no corpo) versus campos exógenos (produzidos fora do corpo). Esses campos exógenos podem ser subdivididos em campos naturais (campo geomagnético da Terra) versus campos artificiais ou artificiais, como transformadores, linhas de eletricidade, dispositivos médicos, aparelhos e transmissores de rádio. Em biofísica médica, um EMF ionizante (gama ou raios-x) refere-se à energia de radiação forte o suficiente para perturbar o núcleo da célula e desalojar elétrons de uma molécula.

A ionização tem sido descrita em um continuum de força de muito forte a muito fraco. Os raios gama e raios-X de alta energia (alta frequência) têm alto potencial ionizante, enquanto a radiação de luz visível tem fraca capacidade ionizante. Vários tipos de exposição à radiação são preocupantes, incluindo a exposição aguda (curta duração) a campos de alta energia, que têm sido extensivamente estudados. No entanto, tão ou possivelmente mais importantes são as exposições mais prolongadas (de maior duração) à radiação ionizante não fraca ou fraca encontradas em aplicações domésticas, de trabalho e recreativas comuns. A exposição prolongada ao que é geralmente considerado ou classificado como, radiação não ionizante na faixa de baixa frequência (300-10.000 Hz), à faixa de frequência extremamente baixa (ELF; 1-300 Hz), é uma questão importante que consideraremos.

Respostas paradoxais

Embora se saiba que exposições prolongadas a EMFs fortemente ionizantes podem causar danos significativos em tecidos biológicos, estudos epidemiológicos recentes implicaram exposições a longo prazo a EMFs de baixa frequência, oscilantes, não ionizantes e exógenos – como aqueles emitidos por linhas de energia – como tendo riscos para a saúde. Ao mesmo tempo, houve descobertas através de pesquisas que também sugerem que a radiação ELF pode ter efeitos terapêuticos de cura no tecido.

Semelhante à "especificidade" observada em drogas (na medida em que, uma determinada droga terá como alvo um conjunto de receptores que levam a um efeito terapêutico), também a radiação eletromagnética pode ser configurada de tal maneira que leve a um efeito (s) específico (s). O processo de configuração teve um ponto de partida lógico, ou seja, observar como são as correntes elétricas endógenas do tecido atualmente. Quando examinamos correntes biológicas, como atividade nervosa / muscular, descarga cardíaca e atividade elétrica cerebral usando eletromiografia, eletrocardiografia ou eletroencefalografia, respectivamente, não se pode deixar de especular sobre a natureza da inteligência que está sendo transportada pelos fracos EMFs que estão sendo criados.

A exploração desse fenômeno pode ter grande valor diagnóstico e terapêutico. Tem sido proposto que alterações nos EMF endógenos de células e tecidos podem levar à doença, com a restauração de EMFs corretos levando à cicatrização tecidual. Correções físicas à parte, há um crescente corpo de evidências sugerindo que a "autocorreção" psicológica é possível, o que significa que somos capazes de autorregular e corrigir nosso perfil eletromagnético individual.

Além disso, como toda a matéria viva emite algum nível de radiação através de nossos EMFs endógenos, isso pode ajudar a explicar os efeitos positivos de muitas formas de terapias, desde imagens positivas e biofeedback até acupuntura e trabalho de polaridade. Para aqueles leitores que têm dificuldade em entender ou apreciar a possibilidade de respostas paradoxais, ou seja, como a radiação eletromagnética pode ser muito boa e / ou muito ruim para nós, usamos uma analogia de farmacoterapia para esclarecimento. É difícil imaginar uma droga historicamente mais terapeuticamente importante do que a penicilina em termos do número de vidas que salvou e da morbidade poupada por seu uso. Mesmo assim, 15% a 20% da população é alérgica a ela, e uma proporção pequena, mas significativa, dessas pessoas terá uma reação anafilática à droga, colocando-as em risco de hospitalização e até morte. Apesar desta sensibilidade incomum à droga, continua a ser um medicamento importante com benefícios bem definidos.

Da mesma forma, existe um fenômeno semelhante em relação à radiação elétrica ou eletromagnética. Provavelmente existem indivíduos suscetíveis na população que reagem adversamente à radiação eletromagnética dentro de certas faixas de frequência com base em seu perfil eletromagnético endógeno único. Esse fator de suscetibilidade será discutido em uma seção posterior. Um exemplo do efeito paradoxal pode ser o caso da melatonina, que é secretada pela glândula pineal e pensada para regular os biorritmos. A melatonina é conhecida por ser oncostatica, interrompendo certo crescimento do câncer. Baixos níveis de aplicação de campo eletromagnético pulsado (PEMF) demonstraram suprimir a melatonina, suprimindo assim um efeito anticancerígeno e interrompendo funções circadianas, como o sono. Uma área natural para estudo seria identificar como a alteração da dosagem ou configuração eletromagnética pode estimular a produção de melatonina, melhorando assim a disfunção do sono ou a experiência de jet lag.¹

Aplicações da Bioeletromagnetismo

Há uma distinção adicional entre os dispositivos bioeletromagnéticos (BEM) – sejam eles térmicos ou não térmicos. Certas modalidades produzem calor nos tecidos e outras não. Não térmico biológico significa que uma modalidade não causa aquecimento significativo do tecido maciço. Fisicamente não térmico refere-se a estar abaixo do limite de ruído térmico em temperaturas fisiológicas.² O nível de energia no ruído térmico é muito menor do que o necessário para causar o aquecimento do tecido, de modo que qualquer aplicação fisicamente não térmica é automaticamente biologicamente não térmica. Algumas aplicações tradicionais que usam radiação eletromagnética incluem toda a família de terapias conhecidas como agentes eletrofísicos. Estes são discutidos em mais detalhes mais adiante nesta seção, mas geralmente são usados com o objetivo de reduzir a dor, espasmos musculares, inflamação e / ou melhorar o estado de circulação superficial / profunda e o potencial de cicatrização subsequente.

É importante notar que a energia eletromagnética é frequentemente usada para avaliar ou auxiliar no processo de diagnóstico quando usada em eletromiografia, biofeedback, eletroencefalografia, eletrorretinografia e em exames de imagem, como ressonância magnética, tomografia por emissão de pósitrons, tomografia computadorizada (TC), ultrassom e aplicações de radiografia. As dosagens de energia variam com todas essas aplicações, com algumas sendo radiação ionizante (raios-x / TC).

Agentes Eletrofísicos

Existem várias novas áreas de aplicação de EMF, incluindo reparo ósseo, cicatrização de feridas, estimulação nervosa, regeneração de tecidos, terapia de osteoartrite e eletroacupuntura. A cura de fraturas ósseas sem união usando vários tipos de energia eletromagnética, incluindo correntes elétricas de baixo nível (microcorrentes), tornou-se popular. Ultra-sônico (ondas de rádio) também têm sido usados para a cicatrização óssea com resultados semelhantes. Finalmente, os PEMFs tornaram-se populares no Canadá, Europa e Ásia, menos nos Estados Unidos, mas seu uso também está crescendo.

A eficácia do tratamento de reparo ósseo eletromagnético foi confirmada em ensaios duplo-cegos.³˒⁴ A FDA aprovou o uso de PEMFs para fins de reparo ósseo. No Canadá, o uso de PEMF é muito comum na reabilitação em ambos os setores hospitalares e ambulatoriais. Os PEMFs são usados para o tratamento da osteoartrite, enxaquecas e em síndromes de dor regionais complexas ou estados de dor simpaticamente mantidos (anteriormente conhecidos como RSD). Seu uso generalizado não tem sido associado a efeitos colaterais significativos, e eles são geralmente considerados mainstream e terapêuticos.

Interessante é que foram evidências empíricas (observacionais) coletadas por fisioterapeutas praticantes (PTs) ao aplicar PEMFs em pacientes que tiveram fraturas de ossos longos com trauma concomitante de tecidos moles que alertaram os cirurgiões ortopédicos sobre as possíveis propriedades curativas aceleradas dessa forma de radiação, o que levou a uma eventual aplicação na cicatrização óssea. Relatos empíricos semelhantes de PTs no campo estimularam o desenvolvimento de tecnologia de micro-corrente e terapia a laser de baixo nível para eventualmente encontrar um lugar em ortopedia e cirurgia estética, respectivamente. Havia evidências científicas básicas no nível in vitro e in vivo para todas essas formas de energia eletromagnética antes das aplicações clínicas, mas não foi até muitos anos após a montagem da evidência empírica, que o financiamento se tornou disponível para realizar estudos de validação mais sofisticados que confirmassem as observações dos PTs.

Em qualquer caso, o uso de EMFs para o reparo da fratura óssea recalcitrante representa um passo em direção à aceitação e compreensão da importância que essa forma de energia representa no processo de cicatrização e na vida em geral. O trabalho coletivo de Athenstaedt,⁵ Burr,⁶ e Becker⁷ todos agiram para lançar luz sobre o papel potencialmente importante que a eletricidade desempenha na organização e funcionamento dos seres vivos. O trabalho de Funk et al⁸ elucidou melhor a relação entre transportadores iônicos e canais iônicos com a ação elétrica de células e tecidos. As concentrações de íons atuam como gatilhos com gradientes elétricos concomitantes sendo rastreados ao longo de cascatas de sinalização até que a expressão gênica seja alterada no núcleo. A ideia de que todo o tecido vivo está em movimento, ressoando em campos alternados (ELF EMF), é fundamental para o paradigma eletromagnético biológico.

Eletromedicina

Há uma variedade desconcertante de dispositivos eletromédicos no mercado hoje – muitos dos que estão sendo usados em fisioterapia / medicina. O que os diferencia uns dos outros são as especificações de parâmetros tipicamente expressas na linguagem da eletroterapia como forma de onda (bifásica assimétrica, bifásica simétrica, etc.), frequência, pulso de fase e duração da explosão, polaridade e amplitude. Esses termos descrevem as características essenciais dos dispositivos de eletroterapia usados na medicina hoje. Dispositivos como estimulação elétrica neuromuscular transcutânea (TENS), corrente interferencial (IFC), corrente contínua (DC), microcorrente (MENS), estimulação de alta voltagem e estimulação elétrica muscular (EMS) têm sua própria assinatura eletromagnética única, mas geralmente não são térmicos dentro da faixa normal de valores de intensidade do paciente.

Outras formas de energia espectral eletromagnética incluem as várias formas de energia luminosa usadas em lasers e energia sonora usada em aplicações ultra-sônicas. O uso de ondas de luz e som na medicina é amplo em aplicação e essas formas de energia podem ser térmicas ou não térmicas, dependendo das especificações de potência / intensidade, com a profundidade de penetração sendo determinada principalmente pelo comprimento de onda na fototerapia e frequência na eletroterapia. Outras formas de energia térmica na medicina incluem diatermia de ondas curtas, micro-ondas e hidroterapia. Outras aplicações não térmicas incluem estimulação elétrica percutânea (PENS), iontoforese, radiofrequência (RF), terapias infravermelhas e ultravioletas.

Pensa-se que os EMFs exógenos não térmicos têm o potencial de exercer efeitos biológicos significativos em organismos vivos. Estes efeitos podem ser prejudiciais ou benéficos, dependendo dos parâmetros de exposição e dos fatores de suscetibilidade (biosensibilidade). A membrana celular é talvez o local mais provável de transdução (conversão de energia) de bio-efeitos EMF. Os pesquisadores propuseram mudanças nos mecanismos de ligação e transporte da membrana celular e/ou deslocamento ou deformação de moléculas polarizadas. Os efeitos biofísicos pelos quais os EMFs podem agir sobre as biomoléculas são complexos demais para este relatório. No entanto, o trabalho de Liboff pode ser útil para aqueles inclinados a estudar mais profundamente esse fenômeno.⁹⁻¹¹

Riscos biológicos dos CEM (EMF)

Houve muitos relatórios no passado ligando a exposição crônica a EMFs com vários tipos de morbidades, incluindo vários tipos de câncer e, mais recentemente, diabetes. Alegações de exposições excessivas a micro-ondas (telefones celulares) causando tumores cerebrais foram exploradas e os resultados continuam a ser debatidos.

Há evidências de que a função cerebral pode ser alterada com a exposição crônica à radiação de 900 MHz produzida artificialmente por um gerador usando ratos como sujeitos em estudo.¹² Esses autores em particular tentaram reproduzir os níveis médios de exposição humana encontrados na vida diária de todas as fontes, mas isso foi difícil, uma vez que os níveis de radiação variam de pessoa para pessoa. A eletropoluição, ou eletricidade suja, como às vezes é chamada, é onipresente e difícil de medir completamente de todas as suas fontes. Por esta razão, uma avaliação de risco precisa é um desafio neste momento e ajuda a explicar os achados controversos que existem na literatura hoje.

Há muitas opiniões defendidas por tantas agências governamentais e grupos de interesses especiais, incluindo a Organização Mundial da Saúde, cuja força-tarefa sobre o assunto concluiu que não há evidências suficientes para implicar a EMF na leucemia infantil, que foi, e é, talvez a patologia mais suspeita ligada à EMF.¹³

O governo canadense parece concordar e disse que não vê uma ligação clara entre os níveis comuns de exposição eletromagnética e qualquer morbidade.¹³ No entanto, algumas pesquisas de fato ligam as exposições a EMF a uma série de efeitos na saúde, incluindo distúrbios neurodegenerativos (esclerose lateral amiotrófica), leucemia, aborto espontâneo e depressão clínica. Vários estudos encontraram aumentos significativos no risco relativo para condições, como leucemia, como resultado de exposições a EMF de fontes como transmissores de rádio e linhas de transmissão elétrica.¹⁴⁻¹⁶ No Reino Unido, uma solução talvez mais prudente decorrente de uma interpretação mais cautelosa da literatura até o momento levou a uma política de construção que proíbe que novos edifícios residenciais sejam erguidos dentro de 60 metros das linhas de energia existentes.

Um estudo recente de Havas et al descobriu que os EMFs estavam implicados na elevação dos níveis de açúcar no sangue em pacientes com diabetes e naqueles com pré-diabetes.¹⁷ Ele descobriu que, manipulando os níveis de EMF no ambiente (eletricidade suja), ele poderia controlar os níveis de glicose plasmática. Ele continuou explicando que essa pode ser a razão pela qual os pacientes com diabetes frágil têm tanta dificuldade em regular os níveis de açúcar no sangue.

Além disso, ele estima que até 5 a 60 milhões de diabéticos em todo o mundo podem ser afetados por altos níveis de radiação EMF. Havas refere-se a indivíduos hiperglicêmicos suscetíveis a EMF como diabéticos tipo 3. Ao contrário daqueles com diabetes tipo 1 e 2, cuja doença é causada pela falta de insulina ou resistência à insulina, respectivamente, o paciente diabético tipo 3 tem glicose elevada como resultado de gatilhos ambientais.¹⁷

Conclusão

A interação entre organismos vivos e campos eletromagnéticos parece ser sutil e complicada, com a pesquisa atual apenas tendo arranhado a superfície deste tópico. O futuro trará melhores e maiores esforços de pesquisa e, esperançosamente, descobrirá a relação misteriosa e pouco compreendida entre EMF e vida. As primeiras descobertas de Robert Becker de que a lesão e a cura têm suas próprias características atuais e, mais tarde, Pohl observando um campo elétrico em células vivas em cultura dão credibilidade à possibilidade de que os organismos vivos tenham uma organização eletricamente mediada.¹⁸

Sabemos agora que o osso exibe um efeito piezo-elétrico através de suas propriedades eletromecânicas tais que o peso -As forças de rolamento agem para sinalizar para as células indiferenciadas no osso se devem se tornar osteoblastos ou osteoclastos - consistente com a lei de Wolff de remodelação óssea. Nossa observação em astronautas (osteopenia não induzida pela gravidade) é consistente com esses achados.

É interessante notar que a propriedade piezoelétrica do osso tem sido atribuída à rede colágena inerente ao osso. Se essa observação for precisa, as implicações seriam significativas porque o colágeno é fundamental para órgãos e tecidos moles, especialmente o sistema miofascial.¹⁹ Novamente, para aqueles tão inclinados, uma obra-prima visual na forma de um DVD intitulado "Passeando Sob a Pele" foi criada pelo cirurgião Jean-Claude Guimberteau, MD, e não decepcionará os interessados em descobrir a arquitetura das estruturas colagenosas subdérmicas. Usando microscopia de alta potência, seu trabalho o levará a uma jornada nunca vista antes, que suporta a conexão entre a energia eletromagnética e o organismo vivo.


Referências:

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