Experimentelle Studie:
Mehr Zellenergie durch Kleinsche Felder
Mit seiner experimentellen Studie ging Jonas Heisterkamp von der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg der Frage nach, ob Kleinsche Felder die Energieproduktion von Zellen steigern können. Dafür untersuchte er die Mitochondrien - die "Kraftwerke" der Zellen - und verwendete dafür unter Leitung von Prof. Dr. Brigitte König ein Zellmodell für menschliche Immunzellen.
Unter Anwendung der Kleinschen Felder wurde die mitochondriale Aktivität anhand des Bioenergetischen Gesundheitsindex (BHI) über verschiedene Zeiträume (1h, 4h, 8h, 24h) gemessen. Dies erlaubte es dem Forscher, die Wirkung der Kleinschen Felder auf die mitochondriale Bioenergetik von Immunzellen zu untersuchen.
Wissenswertes
Die Untersuchung der Mitochondrien erfolgte mithilfe des Bioenergetischen Gesundheitsindex (Bioenergetic Health Index - BHI). Dabei werden chemische Modulatoren verwendet, die Einfluss auf die Atmungskette nehmen. Gemessen wurde unter anderem:
- die Sauerstoffverbrauchsrate (OCR, mitochondrialer Stoffwechsel)
- die ATP-Produktion
- die Maximalatmung
- die Reserveatmungskapazität
- das Protonenleck
Der Bioenergetische Gesundheitsindex gibt Auskunft über den Gesundheitszustand von Mitochondrien. Diese Beurteilung der mitochondrialen Bioenergetik kann als eine Art Frühwarnsystem des Körpers eingesetzt werden, da viele Erkrankungen mit Dysfunktionen der Mitochondrien einhergehen und inflammatorische Prozesse in Zellen des Immunsystems einen erhöhten Energiebedarf besitzen. Der BHI stellt somit einen Biomarker dar, der Erkenntnisse über mögliche Beschwerden oder Krankheiten dadurch liefern kann, dass das metabolische Potential der Zellen über ihre Mitochondrien bestimmt wird.
Als Zielzellen wurden in der Studie THP-1-Zellen, die als Modell für menschliche Immunzellen dienen, sowohl als Suspensions-, als auch als PMA-differenzierte Zellen verwendet.
als Zellmodell
Kleinsche Felder
Bessere Leistungsfähigkeit der "Zellkraftwerke"
Erhöhte Aktivität der Mitochondrien
Die Ergebnisse zeigen, dass bereits nach 1 Stunde Stimulation eine erhöhte mitochondriale Atmung und ATP-Produktion messbar war. So stieg die Zellenergieproduktion (ATP) innerhalb der ersten Stunde um 58 %. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Kleinsche Felder die mitochondriale Leistungsfähigkeit verbessern können.
Mitochondrien arbeiten effizienter
Die Maximalatmung stieg um 227 %, die Reserveatmungskapazität um 448 %. Für beide Parameter gilt: Je höher, desto besser.
Stabilisierung der Zellaktivität
Nach 24 Stunden pendelte sich die Zellaktivität auf ein stabiles Niveau ein, was auf eine langfristige Anpassung und Regulation der Mitochondrien hinweist.
Hinweis auf regulative Wirkung der Kleinsche Felder
Langfristige Anpassung der Mitochondrien
Nach 4 Stunden Stimulation gingen die Werte für Reserveatmungskapazität und ATP-Produktion leicht zurück, was auf eine metabolische Anpassung hindeutet. Nach 8 Stunden Stimulation stabilisierten sich die Werte, und nach 24 Stunden wurde ein BHI von 1,51 gemessen, was eine langfristige Regulation der Zellenergieprozesse nahelegt.
Mitochondrienfunktion messen mit dem BHI
Was bedeuten Maximalatmung & Co?
Der Bioenergetische Gesundheitsindex (BHI) hilft dabei, mitochondriale Dysfunktionen zu erkennen, die oft mit chronischen Erkrankungen oder Energieproblemen einhergehen. Der Index basiert auf mehreren Parametern, darunter:
- Basalatmung: Sauerstoffverbrauch für die grundlegenden Zellfunktionen. Sie zeigt den derzeitigen Grundzustand der Energieversorgung der Zellen auf und ist somit ein Maß für die benötigte Energiemenge, die zur Aufrechterhaltung der Grundfunktionen notwendig ist.
- ATP-Produktion: Die Effizienz der Energieerzeugung. ATP, kurz für Adenosintriphosphat, ist die universelle Energiewährung in den Zellen und dient als Energiespeicher und -überträger. Es ist ein Maß für die Effektivität der Mitochondrien.
- Protonenleck: Energieverluste durch undichte Stellen in der Mitochondrienmembran.
- Maximalatmung: Die maximale Sauerstoffverbrauchsrate. Sie gibt die maximal mögliche Leistung an, die die Zellkraftwerke unter ihrem aktuellen Stoffwechsel erbringen können. Eine niedrige maximale Atmung kann darauf hinweisen, dass die Mitochondrienzahl vermindert ist oder Schäden an der inneren Mitochondrienmembran bzw. Komponenten der Atmungskette vorliegen. Daher gilt: Je größer die Maximalatmung ist, desto besser.
- Reserveatmungskapazität: Die Fähigkeit der Zellen, auf zusätzliche Energieanforderungen zu reagieren. Übersteigt die Nachfrage das Energieangebot (z.B. durch Steigerung der körperlichen Aktivität), kann die Zelle auf die Reserveatmungskapazität der Mitochondrien zurückgreifen. Somit ist die Versorgung gewährleistet und eine „Energie-Krise“ wird im Normalfall verhindert. Auch hie gilt: Je größer die Reservekapazität ist, desto besser.
- Nicht-mitochondriale Atmung: Prozesse, die Sauerstoff außerhalb der Mitochondrien verbrauchen.
PMA-differenzierte Zellen reagieren anders
Sichtbare Unterschiede zwischen den Zelltypen
PMA-differenzierte Zellen reagierten auf Kleinsche Felder mit höherer ATP-Produktion (+30 % nach 1 Stunde). Um genauere Aussagen treffen zu können, bedarf es weiterer Forschung. Nach 24 Stunden Stimulation sank die mitochondriale Atmung jedoch, was auch hier auf eine Anpassung an das Magnetfeld hindeutet.
Ergebnisse der Studie im Überblick
Die Ergebnisse zeigen, dass Kleinsche Felder die Zellenergieproduktion steigern und langfristig zu einer Anpassung der Mitochondrien führen können. Zusammen mit der stark gestiegenen Maximalatmung resultiert eine hohe Reserveatmungskapazität, die den Schluss zulässt, dass die maximal mögliche Energieproduktion der Mitochondrien durch den Einsatz der Kleinsche Felder erheblich gesteigert werden kann. Die Magnet-Technologie scheint, so der Forscher, die Zellen anzuregen, was eine gesteigerte Zellaktivität zur Folge hat. Weitere Studien mit größeren Zellpopulationen sind notwendig, um die Langzeiteffekte besser zu verstehen.
Hat die Studie Relevanz für den Alltag?
Unser Fazit der Studie
Viele Erkrankungen werden heute mit einer Fehlfunktion der Mitochondrien in Verbindung gebracht. Besonders in Körperbereichen mit hoher Energieanforderung wie der Muskulatur oder dem Nervensystem können geschädigte „Zellkraftwerke“ zu großen Problemen führen. Potenzielle Anwendungsgebiete könnten daher in der Immunmodulation, Zellregeneration und der mitochondrialen Medizin liegen:
Der Gesundheitszustand der "Zellkraftwerke" kann den Gesundheitszustand des gesamten Körpers widerspiegeln. Eine Verbesserung ihrer Leistungsfähigkeit kann sich daher auf alle gesundheitlichen Bereiche positiv auswirken.
Eine verbesserte Leistung der Mitochondrien – wie es die Studie nahe legt - kann die Regenerationsfähigkeit der Zellen fördern und dadurch bei chronischen Ermüdungs- und Alterserscheinungen eine wichtige Rolle spielen.
Die Gesundheit der Mitochondrien hat Auswirkungen auf zahlreiche Krankheitsbilder einschließlich neurodegenerativer Erkrankungen wie Alzheimer, Multiple Sklerose und Parkinson, aber auch auf das Metabolische Syndrom (Diabetes, Adipositas) oder Herz-Kreislauferkrankungen.