Elektrische und magnetische Felder in Diagnostik und Therapie - Ein Gebiet zwischen Scharlatanerie und wissenschaftlichem Fortschritt

Roland Glaser

In diesem Beitrag soll versucht werden, einen kurzen, kritischen Überblick über einige der derzeit angebotenen Diagnose- und Therapie-Methoden mit magnetischen, elektrischen und elektromagnetischen Feldern zu vermitteln. Ohne Anspruch auf Vollständigkeit möchte der Autor darstellen, dass dies ein Forschungsfeld moderner medizinischer Biophysik ist, auch wenn es leider durch geschäftstüchtige Scharlatane in starkem Maße in Misskredit gebracht wird. Denn bereits seit den Zeiten eines Franz Anton Mesmer (1734-1815) läuft der Trend zur angeblichen Wunderheilung mit magnetischen und elektrischen Kräften parallel zu einer soliden elektrophysiologischen und biophysikalischen Forschung. Diese hat Methoden entwickelt, die aus der modernen Diagnostik und Therapie nicht mehr wegzudenken sind.

Die Situation beschreibt bereits M. J. Rossbach in seinem „Lehrbuch der physikalischen Heilmethoden" aus dem Jahre 1882: „Bei der Unbekanntschaft mit der näheren Natur dieser geheimnisvollen Kräfte einer- und bei der Merkwürdigkeit der durch diese Kräfte bedingten Wirkungen andererseits kann es nicht auffallen, dass die menschliche Phantasie in der mannigfachsten Weise hierdurch angeregt, oft ein sehr gewagtes Spiel mit denselben trieb und namentlich in der Medicin sehr großartige Hoffnungen erweckte." Leider haben auch die esoterischen Richtungen der „alternativen Medizin" diesen Bereich entdeckt. Entsprechend der griechischen Übersetzung des Wortes esoteros, „der Innere" kann man Esoterik als „Wissenschaft für Eingeweihte", oder, etwas lax, als „Insider-Wissenschaft" übersetzen. Ein Blick ins Internet belehrt uns schnell, was dies in Zusammenhang mit der hier zu behandelnden Thematik bedeutet. Sucht man nämlich nach Parametern für „Bioresonanz-Therapie", „Quantum-Healing", „Radionics", „Kernspin-Resonanz-Therapie" etc., möchte man also wissen, was für Felder welcher Intensität, Frequenz, Modulation diese Verfahren eigentlich verwenden, in welchen Fachzeitschriften solche Daten und entsprechende Wirksamkeitsnachweise publiziert sind, wie die Produzenten auf die, von ihnen als optimal wirksam bezeichneten speziellen Parameter gekommen sind, so findet man nur verschwommene Hinweise ohne konkreten Inhalt. Es handelt sich offenbar um „Insider-Wissen"; nur Eingeweihten zugänglich.

Bioresonanz-Therapie und verwandte Verfahren

Es wird viel Spiegelfechterei mit physikalischen Termini getrieben. Am Beispiel der so genannten „Bioresonanz-Therapie" kann man den Missbrauch der Physik im Dienste der Esoterik gut demonstrieren. Selbstverständlich lassen sich von der Oberfläche des Körpers elektrische Potentiale und Ströme ableiten. Elektrokardiogramm, -enzephalogramm, -myogramm etc. gehören schließlich zu den etablierten Methoden medizinischer Diagnostik. Es lassen sich darüber hinaus auch geringe elektrostatische Potentialdifferenzen zwischen verschiedenen Körperteilen messen. Diese beruhen allerdings im Allgemeinen auf Elektroden-Effekten und sind abhängig von der Leitfähigkeit der Haut, der Schweißbildung und deren Einfluss auf die Elektrodenpolarisationen. In der EKG- und EEG-Technik werden sie gewöhnlich vermieden bzw.elektronisch ausgeblendet.

Jedem Elektroniker ist verständlich, dass schwache elektrische Potentiale einem Rauschen unterliegen, wenn man sie nur genügend verstärkt. Dieses Rauschen kann man natürlich einer Fourier-Analyse unterziehen, welche ein Spektrum der enthaltenen Frequenzen liefert. Dafür gibt es heute gute und schnelle Software. So weit ist dieses Verfahren physikalisch und mathematisch korrekt. Die Ausrüstung des Bioresonanz-Therapeuten mit Elektroden, elektronischen Verstärkern und Computern sieht auch richtig professionell aus und schafft Vertrauen beim Patienten. Dies ist durch die Betreiber dieser Methoden wohl auch explizit beabsichtigt. Bei allem Wunderglauben ist der moderne Mensch doch immer noch durch technischen Fortschritt zu beeindrucken - ob er will oder nicht. Die Esoterik beginnt, wenn man diesem Spektrum, das aus Messfehlern, elektronischem Rauschen, bei mangelnder Abschirmung eventuell sogar durch Einstrahl-Effekte von außen generiert ist, eine biologische Bedeutung beimisst. Wenn man von „ultrafeinen" Schwingungen spricht, von Resonanzen, die im kranken Körper ausgelenkt und durch invertierte Einstrahlung wieder zu reparieren seien, und ähnlichem Unsinn. Hier gibt es dann auch eine Beziehung zur Homöopathie, denn auch homöopathische Medikamente, senden angeblich solche Schwingungen aus. Bringt man derartige Medikamente in geschlossenen Ampullen kapazitiv in den Stromkreis ein, so soll sich deren Heilkraft nachweisen lassen. Falsche Medikamente verstärken die gemessenen krankheitsspezifischen Frequenzen, richtige dämpfen sie! Nun sind solche Schwingungen weder im Organismus noch in irgendwelchen Arzneimitteln tatsächlich nachgewiesen, noch sind sie biophysikalisch oder physikochemisch vorstellbar. Die Methode beruht folglich auf einer Art Kaffeesatz-Lesen im Fourier-Spektrum eines verrauschten Signals und bietet den Patienten bestenfalls einen Placebo-Effekt. Esoteriker sehen in diesen Dingen eine Analogie zu dem aus der chinesischen Medizin entlehnten Begriff ch'i, den man in diesen Kreisen mit Lebensenergie übersetzt und in den Rang einer thermodynamisch fassbaren Energie erhebt. Dies ist jedoch nach Meinung von Sinologen ebenso falsch wie die angeblich dahinter stehende Biophysik: „Es gibt allerdings keinerlei stichhaltige Anzeichen dafür, dass die chinesischen Denker, die dieses Heilsystem schufen, einen derartigen Begriffsinhalt beabsichtigten" (Unschuld 1980, S.60). Einer der wohl besten Kenner wissenschaftlichen Denkens im alten China, Joseph Needham, übersetzt das Wort ch'i mit „Dunst, Geist, feinster Einfluss, vergleichbar etwa mit dem pneuma der Griechen" (Needham 1979). Nun wäre dies ein Problem der Sinologen. Wir brauchten nicht weiter darauf einzugehen, schlüge man nicht durch diesen Kunstgriff die Brücke zur Thermodynamik, um sich den Anstrich der Wissenschaftlichkeit zu geben. Man operiert dann mit physikalischen Begriffen, als sei das ch'i tatsächlich eine von der Physik akzeptierte Energieform. In Zusammenhang mit der chinesischen Medizin ist auch die in den 50er Jahren des vergangenen Jahrhunderts durch den deutsche Landarzt Dr. Reinhold Voll propagierte Elektroakupunktur zu nennen. Aus Messungen des elektrischen Hautwiderstandes an bestimmten Punkten der Körperoberfläche glaubte dieser weitreichende diagnostische Rückschlüsse ziehen zu können. Begründungen für diese Behauptungen wurden nicht geliefert. Diese „Elektro-Akupunktur nach Voll" ging mit der Abkürzung EAV in die internationale Literatur der alternativen Medizin ein (vgl. Barrett 2001).

Es ist hier nicht der Ort, um über den Sinn der Akupunktur zu schreiben. Eine derartige Diagnose über den Hautwiderstand hat jedoch mit der traditionellen chinesischen Medizin nichts zu tun. Es erscheint erwähnenswert, dass die „Bioresonanz-Therapie" mit all ihren Varianten keine Erfindung der Neuzeit ist, sondern sogar wesentlich älter als Computer, Fourier-Analyse und esoterische Ostasien-Mode. Im Jahre 1882 studierte in Heidelberg ein gewisser Albert Abrams Medizin, ging dann als Arzt nach London, Berlin, Wien und Paris und wurde schließlich Professor für Pathologie am Cooper Medical College und Präsident der Emanuel-Polyklinik in San Francisco. Er untersuchte Veränderungen von Schwingungen elektrischer Potentiale auf der Körperoberfläche, die er „Electronic Reactions of Abrams" (ERA) nannte. Um diese nachzuweisen, entwickelte und verkaufte er Geräte, die er „Oscilloclast", „Electrobioscop", „Biodynamometer" nannte. Er glaubte an Schwingungen im Körper und wertete nicht nur elektrische Vibrationen von Patienten aus, sondern führte auch Ferndiagnosen durch. Grundlage waren eingesandte Bluttropfen und sogar handschriftliche Dokumente, aus deren „Schwingungen" er nicht nur Krankheiten des Absenders ermittelte, sondern sogar Geschlecht, Rasse, Religion und finanzielle Situation. Obgleich Techniker feststellten, dass die von ihm vertriebenen Geräte elektronisch unsinnig waren, gab es im Jahre 1923 allein in den USA 3500 Ärzte, die mit dieser Methode praktizierten. Nach seinem Tod im Jahre 1924 bezeichnete ihn die American Medical Association als den größten Scharlatan des zwanzigsten Jahrhunderts („easily ranked as a dean of all twentieth century charlatans", Edwards 2003). Dies klingt die eine skurrile Anekdote, doch eine Internet-Recherche mit dem Stichwort „Bioresonanz" beweist, dass dieses Thema bis heute nichts an Aktualität verloren hat. Ferndiagnose und -Therapie werden auch heute noch in dieser Branche angeboten. Wenn auch der „Schulmedizin" immer wieder Ignoranz und Arroganz vorgeworfen werden, so lässt sich doch nicht leugnen, dass all unser Wissen aus Empirie gespeist und durch Theorie verarbeitet ist. Wie uns Abb. 1 lehrt, kann man auch die Methoden der Elektro-Magneto-Medizin nach diesem Schema gruppieren. Sowohl wissenschaftlich plausible Mechanismen als auch empirische Erfahrungen, manifestiert in sauberen Tests, können Basis einer klinischen Applikation sein. Nach diesem Prinzip lassen sich diese Verfahren in verschiedene Gruppen einteilen: Solche, die sowohl klinisch erprobt als auch theoretisch verstanden sind; solche, für die es zwar eine theoretische Möglichkeit gibt, die jedoch noch längst nicht die klinische Reife erlangt haben; und schließlich wissenschaftlich unverständliche und klinisch auch nicht ordnungsgemäß getestete Verfahren (Abb. 1). Unseriöse Magnettherapien Wie aus der Abbildung ersichtlich, gehören auch die vielfältig angebotenen Methoden der Therapie mit Permanentmagneten in den Bereich der weder biophysikalisch plausiblen noch als wirksam erwiesenen Verfahren. Dessen ungeachtet ist der Glaube daran, dass die geheimnisvolle Kraft des Magneten auf die Gesundheit des Menschen einwirken könne, seit Franz Anton Mesmer unausrottbar. Die Flut an Annoncen geschäftstüchtiger Produzenten lässt sich kaum mehr überschauen: Magnet-Pflaster, -Binden, -Bandagen, -Gürtel, -Einlegesohlen, -Armbänder, -Matratzen, -Kissen sollen heilsam sein bei nahezu allen Erkrankungen. Man schätzte den Umsatz der entsprechenden Industrie für das Jahr 1999 weltweit auf ca. fünf Milliarden Dollar (Weintraub 1999). Publikationen über Therapieerfolge mit dieser Methode ergeben ein recht zweifelhaftes Bild. In einigen dieser Untersuchungen scheint man einen gewissen Effekt gefunden zu haben, allerdings mit durchaus nicht repräsentativen Gruppen von zehn und weniger Patienten (Brown et al. 2002, Man et al. 1999, Segal et al. 1999, Vallbona et al. 1997, Weintraub 1998); andere fanden zwar einen Effekt, der sich jedoch statistisch nicht absichern ließ (Jacobson et al. 2001); zumeist konnte jedoch keinerlei Einfluss der Magnettherapie auf Fuß- (Caselli et al. 1997, Winemiller et al. 2003), Rücken- oder Schulterschmerz (Collacott 2000, Hong et al. 1982) gefunden werden. Auf eine Anfrage von Ärzten wertete das Centre of Clinical Effectiveness in Australien Publikationen der Jahre 1990 bis 2000 aus und kam zu dem Schluss, dass es bezüglich Magnetbehandlung von Patienten mit Rückenschmerzen keine statistisch belegbaren Heilerfolge gibt (Wasiak et al. 2001).

Es ist übrigens interessant, dass bei diesen Tests in vielen Fällen ein starker Placeboeffekt auftrat, d.h. eine Schmerzlinderung durch Auflagen, die magnetisch gar nicht aktiv waren. Bei magnetisch aktiven Auflagen wurde der Effekt in einigen Studien geringfügig gesteigert. Berücksichtigt man jedoch die Möglichkeit, dass der Patient durch einfachen Kontakt mit einem eisernen Gegenstand entschlüsseln kann, ob der Magnet tatsächlich aktiv ist, so lässt sich dieser kleine Zuwachs an Effekten leicht erklären. Der Placeboeffekt wird eben verstärkt, wenn der Patient weiß, dass er tatsächlich einen Magneten auf dem Knie hat! Wie aber sieht es mit der viel zitierten Wirksamkeit solcher Methoden bei Tieren aus? Häufig wird daran erinnert, dass Magnettherapie mit großem Erfolg im Pferdesport angewandt wird. Wenn sich Pferde, immun gegenüber der Reklame der Magnettherapie-Anbieter, durch Magnetbandagen kurieren lassen, so wird argumentiert, dann könne doch wohl kein Placeboeffekt vorliegen. Sicher sind Pferde weniger placeboanfällig als Menschen, doch auch Tiere sind für jede Zuwendung dankbar und dadurch indirekt zu beeinflussen. Vom weit verbreiteten Wunderglauben unter Jockeis wollen wir ganz schweigen! Barrett (2003) kommt nach Sichtung der Literatur zu diesem Thema ebenfalls zu dem Schluss, dass die Effektivität dieser Art Magnettherapie in keiner Weise belegt sei. Er zitiert außerdem einige Gerichtsurteile, die in den USA in letzter Zeit diesbezüglich ausgesprochen wurden. 1998 wurde die Firma Magnetherapy, Inc. (Riviera Beach, Florida) zu einer Strafe von 30 000 $ verurteilt, verbunden mit der Auflage, die Behauptung zurückzunehmen, dass das Tragen von Magneteinrichtungenam Körper in der Nähe von Infektionsherden Arthritis, Migräne, Ischias oder Knöchel-Sporn-Schmerzen lindern könne. Auch die Firma Tectonic Magnets kam mit dem Gesetz in Konflikt. Ihre Prospekte enthalten Empfehlungsschreiben von Leistungssportlern und Golfern, in denen zum Teil behauptet wird, die Produkte der Firma heilten verschiedene schmerzhafte Verletzungen und trügen zur Rekonvaleszenz von Muskeln und Gelenken bei. Der Generalstaatsanwalt von Texas hat feststellen lassen, dass diese Behauptungen falsch und unbegründet sind und die Produkte nach texanischem Gesetz in die Kategorie nicht zugelassener Medizingeräte fallen. Die FDA (Food and Drug Administration) warnte die Firmen im Jahr 1997, weiterhin die Behauptung aufzustellen, diese Produkte wirkten über Durchblutungsänderungen. Die FTC (Federal Trade Commission) erwirkte eine Verfügung, welche zwei Gesellschaften verbietet, unbegründete Behauptungen über ihre Produkte zu verbreiten (Magnetic Therapeutic Technologies, Irving, Texas und Pain Stops Here! Inc, Baiting Hollow, N.Y.). Letztere verkauften magnetisiertes Wasser gegen Krebs, Gallensteine etc. Im August 2000 stellte ein Gericht fest (Consumer Justice Center, Laguna Niguel, California), dass ein lokales Schuhgeschäft falsche und betrügerische Behauptungen aufstellt, wenn behauptet wird, ihre „MagneForce"- Schuhe korrigierten „magnetic deficiency" und behöben über Kreislaufänderungen Fuß- und Rückenbeschwerden. Diese Reklame wurde von der Firma bereits wenige Tage nach dem Beschluss von der Webseite gestrichen. Kürzlich wurden auch die Firma Media Maverick, Inc. (California) und ihre Manager Mark Jones und Charles Cody mit einer Geldbuße von 800 000 $ belegt, da sie falsche und unbegründete Angaben über die von ihnen vertriebenen magnetischen Armreifen („Balance Bracelets") verbreitet hatten, wonach diese alle möglichen Arten von Schmerzen lindern sollten (Barrett 2004). Doch wir wollen nicht das Kind mit dem Bade ausschütten. Unabhängig von diesen zweifelhaften Produkten gibt es nämlich ein Gebiet medizinischer Anwendung magnetischer Kräfte, das sich in den letzten Jahren stürmisch entwickelt hat und dessen Bedeutung für Diagnose und Therapie unzweifelhaft ist.

Es geht um den Einsatz supraparamagnetischer Nanopartikel auf verschiedenen Gebieten. Bei der „Magnetseparation" oder „Immuno-Magnet-Technik" werden solche Partikel an monoklonale Antikörper gekoppelt, die als Antigen eine bestimmte Zellart oder auch bestimmte in Lösung oder Suspension befindliche Makromoleküle haben. Heftet sich dieser Komplex dort an, so reichen geringe Magnetfeld-Gradienten, um diese magnetisch markierten Zellen oder Makromoleküle aus dem Gemisch herauszuziehen oder aber sie an bestimmten Punkten im Körper zu konzentrieren. Eine andere zukunftsträchtige Methode wird unter der Bezeichnung „Magnetic Drug Targeting" geführt. Dabei werden Wirkstoffe mit solchen Nanomagneten versehen und diese dann magnetisch an den Orten ihrer Bestimmung konzentriert. So kann man zum Beispiel die Chemotherapie von Krebs optimieren, d.h. eine magnetisch zugängliche Krebsgeschwulst behandeln, ohne den Körper unnötig zu belasten (Hafeli 2004, Fricker 2001, Alexiou 2003). Auch die magnetisch verstärkte Hyperthermie zur Krebsbekämpfung ist im Kommen. Hier nutzt man die Tatsache, dass sich Organe, angereichert mit magnetischen Nanopartikeln, im Hochfrequenzfeld stärker erwärmen als das umgebende Gewebe (Moroz et al. 2002). Auf wissenschaftlichem Fundament steht auch die in letzter Zeit eingeführte Methode der Magnetstimulation. Sie wurde möglich, als man über Kondensatoren verfügte, leistungsfähig genug, um in Spulen kurze Magnetpulse in Tesla-Stärke zu erzeugen. Genau genommen, andelt es sich natürlich nicht um eine wirklich „magnetische" Stimulation. Nicht das Magnetfeld löst den Reiz aus, sondern magnetisch induzierte Wirbelströme im Gewebe (s. Abb. 2). Diese Methode erlangt insbesondere in der Neurologie steigende Bedeutung. Durch geschickte Anordnung der Spulen können Wirbelströme mehr oder weniger gezielt in bestimmten Hirnbereichen induziert werden. Neben dem Vorteil der anatomischen Selektivität der Reizung ist diese Methode im Gegensatz zur Implantation von Elektroden nicht invasiv (McLean et al. 2003). Allerdings gibt es auch warnende Stimmen, die auf mögliche Nebenwirkungen dieser starken Magnetpulse hinweisen (Hill et al. 2000).

Therapien durch pulsierende elektromagnetische Felder

Damit kommen wir zu der unübersichtlich großen Zahl verschiedener medizinischer Anwendungen pulsierender Felder, die sich unter der Abkürzung PEMF-Therapie (pulsierende elektromagnetische Felder) zusammenfassen lassen. Im weitesten Sinne gehören auch die TENS-Methoden dazu, die „transkutane elektrische Nerven-Stimulation", die man mit mehr oder weniger gutem Erfolg zur Lösung von Muskelverspannungen einsetzt. Während jedoch beim TENS unmittelbar spürbare elektrische Reize ausgelöst werden, induziert durch Elektroden auf der Haut, glaubt man bei PEMF entweder an eine direkte Wirkung der Magnetfelder einer externen Spule oder an die Wirkung der dadurch induzierten Wirbelströme. Die bei PEMF verwendeten Magnetfelder sind allerdings viel zu schwach, um durch Wirbelströme Reize auszulösen. Schmidt-Rohlfing et al. (2000) werteten 37 klinische Studien aus, durchgeführt an insgesamt 3379 Patienten. Sie kommen zu dem Schluss, dass der Einsatz von pulsierenden elektromagnetischen Feldern bei orthopädischen Krankheitsbildern bislang wissenschaftlich nicht belegt ist. Es ist schwer, die vielfältigen und immer wieder mit neuen Namen belegten Arten der PEMF-Methoden zu überblicken. Hierzu zählen Verfahren, die zum Beispiel als „Pulsierende Signaltherapie" (PST), „MultiBioSignal-Therapie" (MBST) oder, wie bereits erwähnt, „Kernspin-Resonanz-Therapie" bezeichnet werden. Letztere Bezeichnung führt Patienten leicht in die Irre, erinnert sie doch - physikalisch völlig unbegründet - an den Begriff „Kernspin- Resonanz-Tomographie". Es gibt zu diesen Verfahren kaum wissenschaftliche Publikationen, sodass man auf Firmenprospekte und Presse-Artikel angewiesen ist. Ihnen zufolge gibt es kaum eine Krankheit, die auf diese Weise nicht heilbar wäre, vor allem im Bereich der Orthopädie. Die „Kernspin- Resonanz-Therapie" gibt sich einen wissenschaftlichen Anstrich mit der völlig unbegründeten und physikalisch unsinnigen Behauptung, mit Milli-Tesla-Impulsen bleibenden Einfluss auf den Kernspin körpereigener Atome auszuüben. Zumeist wird argumentiert, damit ließe sich die „kranke körpereigene Signalgebung in die ursprünglich gesunden Bahnen (...) lenken". Dabei wird weder erläutert, was man unter körpereigener Signal-Gebung versteht, noch, wie man diese magnetisch oder elektrisch beeinflussen will. Frequenz, Modulation oder Pulsform werden in diesen Prospekten selten angegeben. Manche Hersteller modulieren diese Felder sogar mit Musik, dem Geschmack des Patienten angepasst (Ortho-Press 2, 2000, S. 50). Bezeichnenderweisebehauptet jeder Produzent, die von ihm verwendete Frequenz oder Modulation sei durch umfangreiche Untersuchungen optimiert, ohne dass je eine Studie publiziert wurde, welche dieses oder ein anderes Optimum nachgewiesen hätte. Nicht alle Hersteller argumentieren mit „ultrafeinen" Schwingungen und anderen esoterischen Mystifikationen. Mitunter findet man Erklärungen von Mechanismen, die dem Laien durchaus sinnvoll erscheinen müssen. Da ist die Rede von der Beeinflussung der Ionenflüsse in den Zellmembranen und von der Orientierung polarer Proteinmoleküle. Auch will man den Blutstrom durch die Ladungen sich bewegender Blutzellen beeinflussen. Oberflächlich betrachtet, mag manches davon logisch und plausibel erscheinen. Der Unsinn wird erst klar, wenn man quantitative Abschätzungen vornimmt. Es wird nicht erwähnt, welche Feldstärken notwendig wären, um diese Effekte zu erzielen. Es fehlen zumeist viele Größenordnungen, um mit den lokalen Feldern in Membranen und im Gewebe zu konkurrieren (Glaser 1996). Es wird vergessen, dass der Körper gut abgeschirmt ist gegenüber eigenen Feldern. Schließlich muss sich eine Nervenbahn vor dem Einfluss einer benachbarten schützen. Die Reklame lebt davon, dass dies der Bürger natürlich nicht wissen kann. Am Rande sei erwähnt, dass in dieser Szene auch vor groben Betrügereien nicht zurückgeschreckt wird. Die Pulsierende Magnet Therapie zum Beispiel basiert angeblich auf „jahrelanger Forschungsarbeit" des amerikanischen Arztes und Biophysikers Dr. Dr. Richard Markoll (Berliner Morgenpost vom 29.9.99). Richard Markoll, seine Frau Ernestine sowie sein Mitarbeiter David H. Trock wurden allerdings im Jahre 2001 wegen betrügerischer Zahlungsforderungen im Zusammenhang mit der Pulsierenden Magnet Therapie von einem amerikanischen Gericht mit Bewährungsstrafen belegt. Robert Markoll selbst wurde ferner für schuldig befunden, die akademischen Titel MD und PhD unberechtigterweise zu führen (Barrett 2003).

PEMF-Therapien bei Knochen- und Gelenkserkrankungen

Ein spezieller Teil der PEMF-Therapie konzentriert sich auf die Heilung von Knochen und Gelenken. Für ein solches Verfahren gibt es tatsächlich eine gewisse, wenn auch noch sehr hypothetische wissenschaftliche Basis. Ausgangspunkte waren einmal das bereits 1892 entdeckte so genannte Wolff‘sche Gesetz des Knochenwachstums, zum anderen die Yasuda-Hypothese. Die auch heute noch gültige Vorstellung von Julius Wolff besagt, dass die Orientierung von Knochenbälkchen nicht genetisch vorgegeben ist, sondern unmittelbar durch ihre mechanische Belastung gesteuert wird. Die Frage nach der Kopplung zwischen lokaler Knochendehnung und Wachstumsorientierung schien eine Lösung gefunden zu haben, als eine japanische Arbeitsgruppe unter der Leitung von Iwao Yasuda im Jahre 1953 erstmalig nachwies, dass die Belastung des Knochens mit der Entstehung elektrischer Signale einhergeht. Ursache dafür sind piezoelektrische Eigenschaften der Knochenproteine und, wie sich später herausstellte, mehr noch die Strömungspotentiale in den Knochenkanälchen. Was lag näher, als die entstehenden elektrischen Ströme für die Wachstumsorientierung oder zumindest für die Wachstumsstimulation der Zellen verantwortlich zu machen und daraus die Schlussfolgerung zu ziehen, dass dieser Prozess, zumal wenn er pathologisch geschädigt ist, elektrisch stimuliert werden kann? Bisher sind mehrere Hundert klinische und tierexperimentelle Publikationen zu diesem Thema erschienen. Leider produzieren bereits einige Firmen entsprechende Therapiegeräte ohne ausreichende Tests. Dabei werden Ströme verschiedener Art direkt appliziert oder durch externe Spulen im Knochen induziert. Auch hier gibt es bereits eine Metastudie, die bisherige Erfolge zwar nicht bestreitet, jedoch auch nicht als gesichert erscheinen lässt (Akai, Hayashi 2002). Obgleich die Ausgangshypothese sinnvoll scheint, weiß man zum Mechanismus der Kopplung zwischen elektrischem Feld und Wachstumsstimulation bisher nur wenig. Prinzipiell scheinen an dem Prozess der Knochenregeneration vor allem drei Arten von Zellen beteiligt zu sein: frei bewegliche Osteoblasten an Knochenoberflächen, die für den Knochenaufbau verantwortlich sind, ferner die ebenso beweglichen Osteoklasten als deren Antagonisten, welche für den Abbau der Knochensubstanz sorgen, und schließlich die Osteozyten. Letztere sind aus Osteoblasten hervorgegangen und haben sich im Zuge der Knochenbildung selbst in der Knochenmatrix eingemauert. Mit jeweils bis zu 80 Fortsätzen von bis zu 15 mm Länge bilden diese Zellen im Knochen untereinander ein chemisch und elektrisch kommunizierendes Netzwerk (Abb. 3). Das Augenmerk konzentriert sich heute auf diese Fortsätze der Osteozyten, die in den engen Kanälchen der Knochenmatrix liegen (Zhang et al. 1997, Hung et al. 1996). Bereits bei kleinen Verbiegungen des Knochens von 0,5 bis 1‰ entstehen Strömungen in dem nur wenige Nanometer breiten, flüssigkeitsgefüllten Spalt zwischen Zellmembran und Knochenmatrix. Lösen diese Strömungen nun unmittelbar zelluläre Signale aus, oder wirken sie über den Umweg durch die entstehenden elektrischen Strömungspotentiale? In jedem Falle werden Osteozyten stimuliert, und offenbar schütten diese dadurch Botenstoffe aus, Wachstumsfaktoren (IGFs), welche in die Balance der Aktivitäten von Osteoblasten und Osteoklasten eingreifen. Prinzipiell scheint hier ein biophysikalischer Ansatz für ein möglicherweise therapeutisch nutzbares Verfahren vorzuliegen. Könnte man nicht Ströme im Knochen erzeugen, die etwa mit der Frequenz der natürlichen Beanspruchung beim Laufen schwanken? Diese würden dann entweder direkt auf das Netzwerk der Osteozyten wirken, oder sie würden indirekt, über die Erzeugung elektrokinetischer Ströme in den Kapillaren, von den Zellen registriert. Es bedarf noch umfangreicher Arbeiten, um den Mechanismus dieses Prozesses zu klären und anschließend technische Möglichkeiten für die Applikation elektrischer Felder optimaler Intensität und Pulsform zu finden. Das Vorpreschen geschäftstüchtiger Scharlatane kann diesem Fortschritt nur schaden. Außer den genannten Verfahren sind inzwischen noch weitere Methoden der Elektrotherapie etabliert, deren Wirkungsweisen biophysikalisch verständlich sind. Als Iontophorese wird eine Methode bezeichnet, in welcher Pharmaka als ladungstragende Moleküle durch einen angelegten Gleichstrom in den Körper eingebracht werden (CraaneVanHinsberg 1997). Im Grunde ist dies einfach eine Beschleunigung der Aufnahme dieser Stoffe durch die Haut. Man verwendet dazu Stromdichten zwischen 0,1 und 0,3 mA/cm2. Ähnlich verhält es sich mit der so genannten Elektro-Chemotherapie, die vorwiegend bei der Behandlung von leicht zugänglichen Krebsgeschwüren effektiv sein könnte (Krassowska et al. 2003, Yen et al. 1999). In diesem Fall werden sehr kurze elektrische Pulse sehr hoher Feldstärke lokal appliziert. Dies führt zum elektrischen Durchbruch der Zellmembranen („electroporation") in dem behandelten Gewebe (Glaser 1996). Für eine kurze Zeit verlieren die Membranen ihre Eigenschaft als Permeabilitätsbarriere; der zuvor applizierte Wirkstoff kann in die Zelle eindringen. Auf diese Weise können Cancerostatica effektiv eingesetzt werden, die wegen schlechter Aufnahme durch die Zellen normalerweise wenig wirksam sind. Diese Methode vermindert gleichzeitig die Gesamtbelastung des Körpers und gewährleistet eine lokale Therapie. Bisher ist dieses Verfahren allerdings erst im Stadium des Tierexperimentes.

Wundheilung durch elektrische Felder

Auch der in Abb. 1 aufgeführten Wundheilung durch elektrische Felder liegt der Gedanke zugrunde, einen in vivo auftretenden Prozess therapeutisch zu nutzen (Zhao et al. 2003, Wang et al. 2003, Grahn et al. 2003).

Nicht nur über die Zellmembran, sondern auch über Gewebsmembranen verschiedener Organe, auch über die Haut existiert eine permanente elektrische Potentialdifferenz von 20 bis 100 mV. Dabei wirkt das Epithel durch seinen Ionentransport als Generator und gleichzeitig als Dielektrikum. Wird ein solches Epithel verletzt, so entsteht ein lokaler Kurzschluss (Abb. 4). Ein Strom fließt durch die Wunde und erzeugt ein elektrisches Potentialgefälle. Dabei können lokale Feldstärken bis zu 200 V/m entstehen. Dieses Feld wirkt orientierend sowohl auf bewegliche Zellen, wie z.B. Granulozyten, Fibroblasten etc., als auch auf die Wachstumsrichtung von Nervenzellen. Im ersten Fall spricht man von Galvanotaxis, im zweiten Fall von Galvanotropismus. Diese Vorgänge scheinen eine wesentliche Rolle beim Wundverschluss zu spielen und sind insbesondere im Zusammenhang mit Augenverletzungen untersucht. Dies legt natürlich den Gedanken nahe, künstliche elektrische Felder zur Stimulation der Heilung von Wunden zu verwenden bzw. durch künstlich angelegte elektrische Felder Nerven gezielt zusammenwachsen zu lassen. Auch hier ist es problematisch, eine geeignete Technologie zu finden, mit der sich elektrische Felder der erforderlichen Stärke lokal applizieren lassen. Es wird wohl noch eine Zeit vergehen, bis man solche Verfahren effektiv einsetzen kann. Zu den biophysikalisch etablierten Methoden gehören natürlich auch die verschiedenen Arten diathermischer Behandlung. Hier wird der thermische Effekt hochfrequenter Felder genutzt. Während man sich bisher auf die Frequenzbereiche 13-40k Hz („Kurzwellen-Therapie") und 400-2450 MHz („Mikrowellen-Therapie") beschränkte, gibt es inzwischen eine Reihe von Publikationen, die in der Frequenz noch eine Zehnerpotenz höher gehen (Szabo et al. 2003). Entscheidend ist dabei natürlich immer, welches Organ man mit diesen Feldern erreichen will, denn im Mikrowellenbereich ist die Eindringtiefe der Felder bekanntermaßen nicht groß. Allerdings werden auch bereits Applikatoren getestet, die als Katheter in den Körper eingeführt werden können. In diesem Zusammenhang sei noch erwähnt, dass man sogar versucht, mit Hilfe hochfrequenter Felder die Blut-Hirn-Schranke zu beeinflussen. Man denkt daran, durch einen Diathermie-Effekt ein künstliches Fieber zu erzeu- gen und damit die Blut-Hirn-Schranke vorübergehend für Pharmaka gezielt zu öffnen (Lin et al. 1998). Allerdings ist auch diese Methode noch weit entfernt von einem klinischen Einsatz. Schluss Fasst man diese gedrängte Übersicht zusammen, so kommt man zu dem Schluss, dass es tatsächlich viele Möglichkeiten therapeutischer Nutzung elektrischer und elektromagnetischer Felder gibt. Man könnte sogar kühn formulieren: Die Zukunft der Elektro-Magneto-Therapie liegt noch vor uns. Dies erfordert jedoch intensive und sorgfältige Grundlagenforschung, die tatsächlich weltweit auch betrieben wird. Leider ziehen die Aktivitäten der Scharlatane dieses Gebiet in starkem Maße in Misskredit. Aber dies ist nicht neu, und es erscheint tröstlich, dass auch in der Vergangenheit unseriöse Anbieter dem Fortschritt der Elektrotherapie zwar nicht zuträglich waren, ihn jedoch auch nicht verhindern konnten. In diesem Zusammenhang sei abschließend noch einmal aus dem Lehrbuch der physikalischen Heilmethoden von M. J. Rossbach aus dem Jahre 1882 zitiert: „Die Anwendung der Elektricität in der Medicin schloss sich stets eng an jeden Fortschritt in der physikalischen Erkenntniss dieser Kräfte an und unterschied sich von der physikalischen Erforschung nur durch ihre vollständige Kritiklosigkeit und ihren stets bereiten Sanguinismus [hier: Ungestüm], in jeder neu entdeckten Elektricitätsart sofort eine noch segensreichere Panacée [Allheilmittel] gegen alle möglichen Leiden zu finden, als in den vorher bekannten.". Diese Aussage hat bis heute nichts an Aktualität verloren.

Dieser Artikel erschien in ähnlicher Form bereits in der Zeitschrift FGFNewsletter, Ausgabe 1/2004.

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Prof. em. Dr. rer. nat. habil. Roland Glaser: Nach Studium der Biologie Promotion und Habilitation auf dem Gebiet der Radioökologie in Instituten der Akademie der Wissenschaften in Berlin. Ab 1965 Dozent an der Universität Jena, von 1970 bis zur Emeritierung im Jahre 2000 Professor für Biophysik an der Humboldt-Universität zu Berlin. Arbeiten zur Membranbiophysik, später Drittmittelprojekte zur Wirkung elektromagnetischer Felder, u.a. in Bezug zum Knochenwachstum. 1993-1998 Mitglied der Strahlenschutz- kommission beim Bundesministerium für Umwelt als Sachverständiger für nichtionisierende Strahlen. Derzeit Berater-Tätigkeit für die Forschungsgemeinschaft Funk eV. E-Mail: roland(Punkt)glaser(at)rz(Punkt)hu-berlin(Punkt)de

Dieser Artikel erschien im "Skeptiker", Ausgabe 4/2004.