IZ: 4.5 Physik und Medizin: Wer zu spät kommt, den bestraft das Leben

Manche Fachgebiete der Naturwissenschaften haben die Quantenphysik bereits mit sen­sationellem Erfolg integriert. Doch am 6. August 1945, als die Atombombe auf Hiroshi­ma fiel und die ungeheuerlichen Kräfte der angewandten Quantentheorie demonstrierte, wurde die Menschheit mit einem Schlag wachgerüttelt. Das war der dramatische Auf­takt des Atomzeitalters.

Einen konstruktiveren Beitrag leistete die Quantenphysik bei jenen Wunderwerken der Elektronik, die den Grundstein des Informationszeitalters legten. Die Entwicklung von Fernsehapparaten, Computern, CAT-Scannern, Lasertechnik, Raketen und Mobiltelefo­nen läßt sich direkt auf die Quantenmechanik zurückführen.

Doch welche großartigen Fortschritte hat die Biomedizin mit Hilfe der Quantentheorie erzielt? Wir wollen sie in der Reihenfolge ihrer Bedeutung aufführen: Die Liste ist sehr kurz. Es gibt keine. Ich betone zwar die Notwendigkeit, die Prinzipien der Quantenmechanik auch in den Biowissenschaften anzuwenden, damit will ich jedoch nicht sagen, daß man die wert­vollen Erkenntnisse, die mit Hilfe von Isaac Newtons Prinzipien erlangt wurden, über Bord werfen sollte. Die neueren Gesetze der Quantenmechanik machen die Ergebnisse der klassischen Physik nicht überflüssig.

Die Planeten bewegen sich immer noch auf den von der Newtonschen Mathematik berechneten Bahnen. Der Unterschied zwischen den beiden Zweigen der Physik besteht darin, daß sich die Quantenphysik stärker auf die molekulare und atomare Ebene bezieht, während die Newtonschen Gesetze eher für höhere Organisationsformen wie organische Systeme, Menschen oder Bevölkerungen gelten.

Die Manifestation einer Krebserkrankung zeigt sich auf der Makroebene mögli­cherweise als Tumor, doch der Prozeß, der den Krebs ausgelöst hat, begann auf der mo­lekularen Ebene der betroffenen Zellen. Tatsächlich beginnen die meisten biologischen Fehlfunktionen (außer Verletzungen durch physisches Trauma) auf der Ebene der zellu­lären Moleküle und Ionen, daher die Notwendigkeit für eine Biologie, die den Newton­schen und den quantenphysikalischen Ansatz vereint.

Erfreulicherweise hat es bereits einige visionäre Biologen gegeben, die sich für diese In­tegration eingesetzt haben. Vor über vierzig Jahren veröffentlichte der Physiologe und Nobelpreisträger Albert Szent-Györgyi ein Buch mit dem Titel EINFÜHRUNG IN EINE SUBMOLEKULARE BIOLOGIE. [Szent-Györgyi 1960] Er versuchte darin, Biologen und Me­dizinern die Bedeutung der Quantenphysik für biologische Systeme nahezubringen. Lei­der hielten seine traditionell gesinnten Kollegen das Buch für die Phantastereien eines einst brillanten, aber inzwischen leider etwas senilen einstigen Kollegen und betrauerten ihren »Verlust«.Die meisten Biologen haben bis heute die Bedeutung von Szent-Györgyis Buch nicht erkannt, doch die neuen Forschungsergebnisse weisen daraufhin, daß ihnen früher oder später nichts anderes übrig bleibt.

Erinnern Sie sich an die Bewegungen der Proteinmo­leküle, den Grundstoffen des Lebens? Die Wissenschaftler haben erfolglos versucht, diese Bewegungen nach den Gesetzen der Newtonschen Physik zu berechnen. Wahr­scheinlich können Sie schon erraten, warum. Im Wissenschaftsmagazin Nature wurde im Jahr 2000 ein Artikel von V. Pophristic und L. Goodman veröffentlicht, demzufolge die lebenserzeugenden Bewegungen in einem Molekül nicht den Newtonschen, sondern den quantenphysikalischen Gesetzen gehorchen [Pophristic und Goodman 2001]. In sei­nem Kommentar zu diesem Artikel schrieb F. Weinhold:»Wann werden die Chemiebücher endlich eine Hilfe und kein Hindernis zum Verständnis der erforderlichen quantenmechanischen Perspektive bezüglich der Turnstile-Rotation von Molekülen sein?«Er betonte darüber hinaus:»Welche Kräfte steuern die Drehung und Faltung der Moleküle zu ihren kom­plexen Formen? Suchen Sie die Antwort nicht in Ihren Lehrbüchern über Or­ganische Chemie.« [Weinhold 2001]

Dennoch ist die Organische Chemie immer noch der mechanistische Grundpfeiler der Biomedizin, obgleich Weinhold moniert, daß dieser Wissenschaftszweig mittlerweile so veraltet ist, daß in den entsprechenden Lehrbüchern die Quantenphysik noch gar keine Beachtung findet. Die konventionelle medizinische Forschung hat keine Ahnung von den molekularen Mechanismen, der Grundlage aller Lebensvorgänge. Hunderte von wissenschaftlichen Studien haben in den letzten fünfzig Jahren festgestellt, daß diese »unsichtbaren Kräfte« aus dem elektromagnetischen Spektrum eine tiefgreifende Wirkung auf alle biologi­schen Regelsysteme haben. Zu diesen »Kräften« gehören Mikrowellen, akustische Fre­quenzen und sogar die neu entdeckten Skalarwellen.

Spezifische Frequenzen und elek­tromagnetische Strahlungsmuster steuern die DNS-, RNS- und Protein-Synthese, verän­dern Form und Funktion der Proteine, kontrollieren die Genregulation, Zellteilung, Zell­differenzierung, Morphogenese (der Prozeß, in dem sich die Zellen zu Organen und Ge­weben zusammenschließen), Hormonausschüttung sowie Nervenwachstum und Nerven­funktion.

Jede dieser Zellaktivitäten ist unabdingbar für die Entfaltung des Lebens. Ob­wohl diese Forschungsarbeiten in den angesehensten biomedizinischen Magazinen ver­öffentlicht wurden, fanden ihre Ergebnisse keinen Eingang in die Lehrpläne der Univer­sitäten [Liboff 2004; Goodman und Blank 2002; Sivitz 2000; Jin et al., 2000; Black­man, et al 1993; Rosen 1992, Blank 1991; Tsong 1989; Yen-Patton 1988].

Vor vierzig Jahren berechnete und verglich eine wichtige Studie der Universität Oxford unter dem Biophysiker C.W.F. McClare die Effizienz von energetischen Signalen mit jener von chemischen Signalen für den Informationstransfer in biologischen Systemen. Seine in den Annalen der New York Academy of Science veröffentliche Studie RESONANCE IN BIOENERGETICS zeigte, daß energetische Signalmechanismen, zum Bei­spiel elektromagnetische Frequenzen, Umweltinformationen hundertfach effizienter weiterleiten als dies bei biochemischen Signalen wie Hormonen oder Neurotransmittern der Fall ist [McClare 1974].

Dieses Ergebnis ist nicht überraschend. In Molekülen entspricht die Information, die übertragen werden kann, der im Molekül verfügbaren Energie. Die chemischen Verbin­dungen, die für die Übertragung der Information erforderlich sind, gehen jedoch mit ei­nem massiven Energieverlust einher, da beim Auf- und Abbau dieser Verbindungen viel Wärme freigesetzt wird. Weil dabei ein Großteil der Energie eines Moleküls verbraucht wird, bleibt nur noch eine kleine Energiemenge übrig, die als Signalenergie dienen kann.

Wir wissen, daß lebendige Organismen Umweltsignale empfangen und interpretieren müssen. Das Überleben ist direkt von der Geschwindigkeit und Effizienz dieser Signal­übertragung abhängig. Ein elektromagnetisches Signal kann mit 186.000 Meilen pro Se­kunde übertragen werden, während diffundierende Substanzen es nur auf weniger als ei­nen Zentimeter pro Sekunde bringen. Energetische Signale sind also 100-mal effizienter und unendlich viel schneller als biochemische Signale.

Welche Art von Signalen würde Ihre Gemeinschaft von Milliarden Zellen bevorzugen? Rechnen Sie es sich doch einmal aus.