Biophysik versus Biochemie

Die Biochemie ist die Lehre der chemischen Vorgänge in Lebewesen. Die chemischen Reaktionen, die zu einem biologischen Phänomen gehören, werden bis zum Niveau der einzelnen Atome in den Molekülen, erforscht. Durch das Verstehen der Phänomene auf diesem kleinst möglichen Niveau erhofft man sich ein komplettes Verständnis der Lebensvorgänge auf höheren Niveaus, z.B. der Zellen, Organe oder sogar ganzer Organismen, zu erreichen. Die Biochemie hat durch die daraus entwickelte Pharmazie mehr oder weniger eine Monopolposition in der biologischen und medizinischen Forschung erreicht. In der allgemeinen Öffentlichkeit herrscht die Idee vor, dass die Biochemie die wissenschaftliche Grundlagenforschung für das Verständnis des Lebens darstellt und dass die Pharmazie die daraus gewonnen Ergebnisse in die medizinische Praxis umsetzt. 

In den Zellen von lebenden Organismen findet tatsächlich eine ungeheuer Vielfalt von chemischen Reaktionen – biochemische also – statt, z.B. die gesamte Verdauung. Dabei stellte man sich die Zelle anfänglich im Wesentlichen als einen Sack mit Wasser vor, worin die gelösten Stoffe die erforderlichen Reaktionen durchführen. Die Reaktionspartner würden sich dabei aufgrund der temperaturbedingten, willkürlichen Wärmebewegung treffen. Der Vorgang dieser Art von Bewegung ist auch als Diffusion bekannt; das Aufeinandertreffen der korrekten Reaktionspartner ist dabei zufallsbedingt.

Die Forschungen der letzten Jahrzehnte zeigen nun zunehmend, dass dieses Bild im Großen und Ganzen nicht zutrifft. In vielen Fällen sind die Aktionen in der Zelle viel zielgerichteter, als mit Diffusion alleine erwartet werden könnte. Beispiele sind die Weitergabe von Elektronen durch die Komplexe der Atmungskette in den Mitochondrien oder die Funktion der so genannten Motorproteinen, die bestimmte Bewegungsmuster in hoher Taktfrequenz genau wiederholen und dadurch eher technischen Motoren als chemischen Molekülen gleichen. Gewiss findet auch Diffusion noch statt. Auf Grund chemisch-phyikalischer Gesetzmäßigkeiten ist sie nicht zu vermeiden und hat ebenfalls ihre Funktion, aber sie ist nicht hauptsächlich bestimmend für das Überleben der Zelle. 

Es wird immer klarer, dass in den Zellen viel mehr Koordination und Kooperation stattfindet, als durch ausschließliche Diffusion erklärt werden könnte. Vor vielen Jahrzehnten schrieb der bekannte Prof. Lehninger bereits in seinem Lehrbuch der Biochemie:

„Wir sind noch weit davon entfernt, erklären zu können, warum Chymotrypsin ein mehr als 1.000.000.000 mal effektiverer Katalysator ist als je in einem organischen Modell nachgewiesen werden konnte.“

Und vor etwa 10 Jahren veröffentlichte die Universität Amsterdam auf ihrer Website: 

„Während wir bereits viel über Gene und Proteine wissen, ist die folgende Frage immer noch völlig offen: Wie kooperieren Gene, Proteine und andere Moleküle, um die Zelle funktionieren zu lassen? Die Antwort kann nicht aus der Kenntnis der einzelnen Komponenten gefunden werden. Im Gegenteil, das zelluläre know-how resultiert nur aus der Zusammenarbeit vieler Komponenten.“

Durch welchen Mechanismus könnte nun also eine solche Zusammenarbeit zustande kommen? Der beste Kandidat scheint hier das elektromagnetische Feld zu sein. Erstens wissen wir durch unsere heutigen technischen Entwicklungen, dass mit winzigsten elektromagnetischen Signalen (Glasfaserkabel, W-LAN, Bluetooth, etc.) riesige Datenmengen schnell übermittelt werden können. Möglicherweise nutzt die Natur dieses Potential der elektromagnetischen Wellen auf noch effizientere Weise in unseren Zellen aus. Zweitens wissen wir, dass elektromagnetische Wellen in der Biologie kein Hirngespinst sind; im Gegenteil, die bekannten Hirnwellen sind elektromagnetische Wellen. Obwohl wir gelernt haben sie zu interpretieren, wissen wir immer noch nicht genau wie sie entstehen und was ihre Funktion ist. Zumindest ist aber klar, dass mittels der elektromagnetischen Hirnwellen größere Zellenbereiche im Gehirn zusammenarbeiten und sich aufeinander abstimmen.

Diese Fakten und Entwicklungen haben dazu geführt, dass die Zellforschung sich immer mehr von der Biochemie auf die Biophysik verlagert. Weltweit befassen sich viele Forschungsgruppen z.B. mit der Wechselwirkung zwischen elektromagnetischen Feldern und Zellen oder ganzen Organismen. In den USA ging vom National Cancer Institute im Jahr 2010 eine Initiative aus, bei der Krebsforschung auch die physikalischen Aspekte mehr in Betracht zu ziehen. Zu diesem Zweck werden im Moment in 12 Zentren Forschungsgruppen (sogenannte Physical Sciences-Oncology Centers) subventioniert mit der Aufgabe, gerade diese Aspekte in Angriff zu nehmen.

Aufgrund dieser Entwicklungen ist es nur logisch, dass neue Konzepte, wie die VitalfeldTechnologie und deren Behandlungsformen entstehen, welche sich der biophysikalischen Herangehensweise zuwenden. Aus wissenschaftlicher Sicht haben solche Konzepte eine mindestens gleichwertige Berechtigung zu den althergebrachten biochemischen Konzepten.

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