CMF SportSys Manuale Operativo
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CMF SportSys Nell’economia di una società sportiva di alto livello, l’aspetto medico-riabilitativo è di primaria importanza. Il trattamento di una patologia osteo-mio-articolare o nel periodo post-operatorio, deve essere efficace in tempi brevi in modo da accelerare il recupero dell’atleta. Le nuove conoscenze di biologia molecolare sulla patogenesi delle malattie acute e croniche e la risposta cellulare ai vari stimoli patogeni hanno consentito ad esperti di biofisica e biologia molecolare di mettere a punto un nuovo trattamento con campi magnetoelettrici complessi a campo variabile, tessuto specifici. Questa nuova tecnologia permette di curare in modo selettivo sia l’aspetto flogistico, sia quello rigenerativo del tessuto, nonché di intervenire sulla sintomatologia dolorosa; ciò è possibile grazie al recupero dell’omeostasi sia cellulare che tessutale. La CMF dedicata allo sport, prevede una serie di 15 programmi dedicati alla traumatologia sportiva, attraverso i quali si può abbattere il dolore l’edema e l’infiammazione molto velocemente, ma si può ridurre di molto i tempi di guarigione delle fratture ossee muscolari e tendinee. E’ molto utile nella riparazione di micro lesioni cartilaginee. La macchina prevede anche una soluzione per il jet lag e per la riduzione dello stress ossidativo dopo intensi allenamenti o gare sportive. 1 BioLogic CMF SportSys Perché utilizzare i Campi Magnetoelettrici Complessi nella Medicina dello sport? 1. 2. Perché questo elettromedicale evoluto accoppia due funzioni importanti nella traumatologia sportiva: • La funzione antinfiammatoria, antiedemigena e analgesica. • La funzione rigenerativa molecolare, cellulare e tessutale Perché è dotato di programmi funzione-specifica e quindi utilizzabile con lo stesso criterio con cui si userebbero dei farmaci. 3. Perché sono onde atermiche di bassa e bassissima intensità e frequenza. 4. Perché non è un semplice elettromedicale, ma un sistema dotato di vari induttori che sono adatti ai vari tipi di trattamenti che possono essere locali o sistemici. 5. Perché non interferisce con le protesi metalliche e anzi, ne agevola la riparazione ossea periprotesica. 6. Perché è una terapia non invasiva. Il paziente non avverte correnti o calore. 7. Perché non ha limiti di profondità in quanto rispetto ai segnali magnetici il corpo è quasi trasparente. 8. Perché pur essendo tecnologicamente molto evoluta, è di facile utilizzo e può essere di grande supporto alle terapie manuali. 9. Perché necessitano poche sedute per raggiungere un risultato clinico. 10. Perché ha due dei 15 programmi dedicati al Jet Lag sempre molto importante negli atleti professionisti e soprattutto allo stress ossidativo, causa fondamentale dell’affaticamento e dell’usura dell’atleta. 11. Perché usare dei segnali magnetoelettrici Complessi per ottenere queste funzioni? 2 È stato dimostrato chiaramente da Ludwig mediante l’analisi di Fourier [Ludwig, 1993] che i segnali ultrafini vengono riconosciuti con facilità rispetto al rumore di fondo se essi presentano un "pattern": i segnali che l’organismo riesce a riconoscere tra una molteplicità di segnali interferenti sono altamente complessi, cioè sono composti da diverse bande di frequenza. Infatti il segnale complesso raggiunge il sistema biologico come una ripetizione di segnali deboli, ma tra loro correlati in uno schema fisso, ed è proprio la ripetitività di tale schema che distingue il segnale "vero" dal rumore di fondo. Il segnale che presenta dei pattern riconoscibili viene veicolato da una portante che ha la capacità di portare l’informazione. Per un principio di omogeneità di sistema, le cellule tendono a riconoscere i segnali in relazione all’affinità elettiva con i propri campi endogeni. Le affinità devono essere sia in termini di frequenza che di intensità. Un dato molto importante è dato poi, dalle caratteristiche d’onda dei campi che devono rispettare l’incoerenza del sistema cellula o per meglio dire la “quasi coerenza”. Si identifica questo processo come una forma di sintonizzazione fra campi endogeni esogeni e campi di disturbo ambientali. Le sensibilità osservate in tali processi biologici di modulazione elettromagnetica sono dell’ordine di 10-7 V/cm nello spettro E.L.F. (extreme-low frequency) A questo proposito sono state identificate delle finestre biologiche [Adey W.R. 1988] attraverso le quali il segnale diventa efficace sui processi biologici. Questa scoperta permette di immaginare che le caratteristiche bioelettromagnetiche della cellula siano da considerarsi parte del sistema complessivo della fisiologia cellulare. Quali sono i meccanismi d’azione dei CMF nella SportSys? Effetto antinfiammatorio: L’effetto antinfiammatorio è legato prevalentemente alla modulazione delle citochine proinfiammatorie1 e il ripristino dell’attività della Ca-ATPasi2 di membrana. - Effetto antiedemigeno: l’effetto antiedemigeno è legato essenzialmente all’azione dei campi sulle alfa eliche transmembrana in particolare sulle acquaporine3 per effetto del fenomeno di accoppiamento elettroconformazionale4. A ciò si aggiunge un aumento del circolo locale5 ed un’azione di modificazione dello stato redox della matrice EC per dislocamento delle cariche elettrostatiche vicino alla membrana6, oltre che ad un effetto di pompa diamagnetica sull’acqua intra-tessutale. 1 Gómez-Ochoa I, Gómez-Ochoa P, Gómez-Casal F, Cativiela E, Larrad-Mur L. Pulsed electromagnetic fields decrease proinflammatory cytokine secretion (IL-1beta and TNF-alpha) on human fibroblast-like cell culture. Rheumatol Int. 2010 Apr 7 2 Selvam R, Ganesan K, Narayana Raju KV, Gangadharan AC, Manohar BM, Puvanakrishnan R. Low frequency and low intensity pulsed electromagnetic field exerts its antiinflammatory effect through restoration of plasma membrane calcium ATPase activity. Department of Pharmacology and Toxicology, Madras Veterinary College, Vepery, Chennai, India.Life Sci. 2007 Jun 6;80(26):2403-10. Epub 2007 May 1 3 Cady SD, Goodman C, Tatko CD, DeGrado WF, Hong M. Determining the orientation of uniaxially rotating membrane proteins using unoriented samples: a 2H, 13C, AND 15N solid-state NMR investigation of the dynamics and orientation of a transmembrane helical bundle.Department of Chemistry, Iowa State University, Ames, Iowa 50011, USA. J Am Chem Soc. 2007 May 2;129(17):5719-29. Epub 2007 Apr 7. 4 Tsong TY, Liu DS, Chauvin F, Astumian RD. Resonance electroconformational coupling: a proposed mechanism for energy and signal transductions by membrane proteins.Department of Biological Chemistry, Johns Hopkins University School of Medicine, Baltimore, Maryland 21205. Biosci Rep. 1989 Feb;9(1):13-26 5 Y.B. Kirillov, et al., Magnetotherapy for Obliterative Disease of the Vessels of the Legs, Vopr Kurortol Fizioter Lech Fiz Kult, 3, 1992, .. 14-17. 6 Loginov VA. Effect of Pulsed Electromagnetic Field on Charge Changes in Erythrocyte Membrane. Biofizika; 36 (4) p614-620 JUL- AUG 1991 3 - Effetto analgesico: Gli effetti sul dolore sono dovuti a due fattori fondamentali: la modulazione delle ammine biogene all’effetto sui recettori dell’ NMDA per lo spostamento dovuto alle forze rotazionali dello ione Ca++ dal recettore che è calcio-dipendente. L’effetto è da considerarsi morfino-simile. Analizziamo i meccanismi singoli. Modulazione di : ß-endorfina, sostanza P e serotonina Dopamina e serotonina (turnover)7 Effetto sul signaling dello ione Ca++ e sul recettore NMDA calcio-dipendente8 Riduzione dell’interleuchina β9 Nota: I CMF (Complex Magnetic Fields) essendo multifrequenziali, avendo il sequenziamento studiato come array di stringhe, ed ogni stringa rappresenta una funzione, i codici macchina sono programmati per avere in sequenza una serie coerente di funzioni ed essendo segnali a geometria di campo complessa (armoniche multiple) mettono insieme una serie di effetti sincronici. Matsumoto e Tsuda10 hanno dimostrato come alcuni sistemi caotici a cui viene aggiunta l’azione di fluttuazioni, mostrano bruscamente un comportamento collettivo ordinato, come, ad esempio, oscillazioni armoniche. La sovrapposizione di treni d’onda con specifiche caratteristiche in termini di geometria di campo, frequenza e intensità, sono in grado di rimodulare le fluttuazioni spontanee della cellula11. Ogni volta che inviamo al sistema cellula un treno di onde con caratteristiche di pattern, inviamo una frequenza ordinatrice, la quale impone alla cellula la decodifica dell’informazione inviata. 7 Sieroń A, Labus Ł, Nowak P, Cieślar G, Brus H, Durczok A, Zagził T, Kostrzewa RM, Brus R. Alternating extremely low frequency magnetic field increases turnover of dopamine and serotonin in rat frontal cortex. Clinic of Internal Diseases and Physical Medicine, Medical University of Silesia, Bytom, Poland. [email protected]. Bioelectromagnetics. 2004 Sep;25(6):426-30 8 Manikonda PK, Rajendra P, Devendranath D, Gunasekaran B, Channakeshava, Aradhya RS, Sashidhar RB, Subramanyam C. Influence of extremely low frequency magnetic fields on Ca2+ signaling and NMDA receptor functions in rat hippocampus. Department of Biochemistry, Osmania University, Hyderabad 500007, India. Neurosci Lett. 2007 Feb 14;413(2):145-9. Epub 2006 Dec 28. 9 Rohde C, Chiang A, Adipoju O, Casper D, Pilla AA. Effects of Pulsed Electromagnetic Fields on IL-1beta and Post Operative Pain: A Double-Blind, PlaceboControlled Pilot Study in Breast Reduction Patients.1Division of Plastic and Reconstructive Surgery, Columbia University Medical Center, New York-Presbyterian Hospital, New York, NY. 2Neurosurgery Laboratory, Montefiore Medical Center and the Albert Einstein College of Medicine, Bronx, NY. 3Department of Biomedical Engineering, Columbia University, New York, NY. 4Department of Orthopedics, Mount Sinai School of Medicine, New York, NY. Plast Reconstr Surg. 2009 Nov 17. [Epub ahead of print] 10 Kenji Matsumotoa and Ichiro Tsudab . Extended information in one-dimensional maps aFaculty of Pharmaceutical Sciences, Hokkaido University, Sapporo 060, Japan bBioholonics Project, Research Development Corporation of Japan, Nissho Bldg., 5F, 14-24 Koishikawa 4-chome, Bunkyo-ku, Tokyo 112, Japan Physica D: Nonlinear Phenomena Volume 26, Issues 1-3, May-June 1987, Pages 347-357 11 F. Crescentini, Le Basi Epistemologiche del Sistema Informazionale Biologico- Ed. Simple 2011 ISBN 978-88-6259-330-4 4 Gli effetti rigenerativi Morfogenesi Riparativa Indotta (MRI): Qualsiasi forma di energia impatti un sistema biologico modificando il ∆G° e la dinamica funzionale di alcuni segnalatori multipotenziali come il Ca++i o i recettori accoppiati alle proteine G12 , oppure il sistema di trascrizione genica13, o la cinetica enzimatica, è in grado di modificare l’accensione e lo spegnimento degli Interruttori Molecolari14. Come in una rete booleana stocastica, le pathway derivate dalla modificazione temporanea di questi attrattori omeostatici, sviluppano il processo riparativo ripristinando temporaneamente alcune funzioni silenziate dopo la fine della morfogenesi evolutiva. Se il quantum energetico è in grado di trasferire un’informazione complessa specificata (CSI), induce una “catastrofe” e attrae il sistema verso la realizzazione di un progetto biologico riparativo coerente con la topologia e la struttura dei tessuti da riparare attivando dei creodi con traiettorie temporali stabilizzate e tamponate. Da ciò deriva il ripristino anatomo-funzionale che si realizza, e i tempi di riparazione sono proporzionali all’accelerazione delle cinetiche enzimatiche e alla quantità di enzimi necessari ad una pathway. Dobbiamo ricordare che il processo riparativo è parte integrante del sistema omeostatico geneticamente predeterminato dal quale dipende la nostra sopravvivenza. Qualità e quantità di energia bioattiva Le energie impattanti il sistema biologico esprimono i loro effetti in relazione alla quantità di energia e di informazione che riescono a veicolare. Un’energia si definisce bioattiva quando riesce ad indurre delle variazioni di funzioni di strutture cellulari, in grado di modificare alcune funzioni basali della cellula. Le energie impattanti i sistemi biologici possono modificare la quantità di energia libera, possono variare la temperatura, cedendo calore, oppure possono modificare alcuni dispositivi cellulari come le pompe o i canali ionici, la trascrizione del DNA, o veicolare informazioni bioattive. Queste informazioni riescono ad essere attive solo in determinate “finestre bioelettromagnetiche” precise. Adey e Bawin hanno trovato con loro indagini un'area ristretta di intensità e frequenza in cui le cellule trattate reagiscono. Tuttavia, al di là di queste aree si sono verificate nessuna o solo reazioni minime. L'area di frequenza sperimentalmente accertato è chiamata, nel frattempo, finestra di Adey. Gli esperimenti furono 2, il primo del 1975 in cui utilizzarono una frequenza portante di 147 MHz con un'ampiezza modulante ELF, ed il secondo esperimento del 1976 campi ELF a frequenza variabile. effetti rigenerativi che richiedono maggiore comprensione di dettagli epistemologici che ci possano condurre a dirimere alcuni passaggi biologici che ad oggi sono le frontiere avanzate dell’embriologia molecolare il cui padre è Gerald M. Edelman15 che ha introdotto la topobiologia. Questa scienza si occupa delle interazioni fra le superfici cellulari e tra queste ed i substrati. Tali interazioni 12 I recettori accoppiati alle proteine G (o GPCR) sono una famiglia di recettori biologici che comprende i recettori colinergici muscarinici, i recettori adrenergici, dopaminergici, serotoninergici, i recettori cannabinoidi e i recettori degli oppiacei e delle purine. Le proteine G rappresentano il livello intermedio nella gerarchia organizzativa di gestione della comunicazione tra recettori ed enzimi effettori o canali ionici. Le proteine G consistono di tre subunità , e . I nucleotidi guaninici si legano alla subunità , che è provvista di attività enzimatica, catalizzando la . Tutte e tre le subunità sono ancorate alla conversione del GTP in GDP. Le subunità e rimangono associate a formare un unico complesso membrana plasmatica mediante la catena di un acido grasso, legata alle proteine G per mezzo di una reazione chiamata prenilazione. 13 Goodman R, Henderson AS (1991a): Transcription in cells exposed to extremely low frequency electromagnetic fields: A review. Bioelectrochem Bioenerget 25:335-355. 14 Un interruttore molecolare è una molecola in grado di essere convertita reversibilmente in due o più stati stabili. Le molecole possono passare tra gli stati differenti in risposta a cambiamenti quali quelli di pH, luce, temperatura, una corrente elettrica, microambientali, o la presenza di un ligando. In alcuni casi viene utilizzata una combinazione di stimoli. Le più vecchie forme di interruttori molecolari sintetici sono rappresentate dagli indicatori di pH, che mostrano colori distinti in funzione del pH. Attualmente gli interruttori molecolari sintetici rivestono interesse nel campo della nanotecnologia per l'applicazione nei computer molecolari. Gli interruttori molecolari sono importanti anche in biologia dato che molte funzioni biologiche si basano su di essi, per esempio nella regolazione allosterica e nella visione. Costituiscono uno dei più semplici esempi di macchina molecolare. 15 G.M Edelman, Topobiologia -introduzione all’embriologia molecolare- Ed. Bollati Boringhieri 1993 5 dipendono dalla sede in cui hanno luogo e hanno l’effetto di modificare la regolazione cellulare. Poiché si occupa principalmente dei meccanismi di sviluppo, la topobiologia riveste un immediato interesse per lo studio dei rapporti fra embriologia ed evoluzione morfologica. I meccanismi topobiologici sono mediati dalle superfici e dai movimenti delle cellule, ma, allo stesso tempo, sono geneticamente determinati. Essi collegano quindi la genetica dello sviluppo agli eventi chimici e meccanici che interessano le membrane ed i movimenti cellulari a diversi livelli di organizzazione, eventi chimici e meccanici che si estendono in modo coordinato da gene alla cellula ai collettivi di cellule, per ritornare al gene. La topobiologia riguarda non soltanto la sede, ma anche il tempo scandito dagli eventi epigenetici, cioè dai cambiamenti negli stati cellulari, dovuti a stati cellulari precedenti ed alle interazioni verificatesi in sedi particolari durante la crescita e lo sviluppo. La morfogenesi riparativa è un termine che racchiude tre principi fondamentali: la riparazione in termini di forma, struttura e funzione, nonché il timing e la specificità dei target biologici tessutali. Da ciò si possono definire la dermomorfogenesi riparativa, la miomorfogenesi riparativa, l’osteomorfogenesi riparativa, la neuromorfogenesi riparativa, l’angiogenesi riparativa, ecc. Naturalmente tutti questi meccanismi vengono attivati in sequenza e sincronizzati, nonché ipercontrollati nella riparazione tessutale, in quanto qualsiasi riattivazione morfogenetica deve avere una topologia ed una tempistica ben controllate per non permettere sviluppi di tessuti anomali da un punto di vista qualitativo e quantitativo. Ora tornando alla definizione dei segnali fisici in grado di riattivare un programma riparativo tessutale, dobbiamo fare delle inevitabili precisazioni e dare risposta ai seguenti quesiti: 1. I segnali devono avere caratteristiche tali da essere omogenei con quelli endogeni. 2. Devono avere la capacità di inviare una serie di informazioni sequenziate, che inneschino gerarchicamente l’espressione genica delle proteine enzimatiche e strutturali necessarie specificamente alla riparazione del tessuto leso. 3. Devono essere scevre da effetti collaterali 4. Non devono alterare la temperatura dei tessuti in via di riparazione 5. Devono agire unicamente sui tessuti lesi, lasciando inalterati i tessuti sani 6. Devono innescare il meccanismo riparativo senza far perdere alle cellule la capacità endogena di controllo. 1R- I segnali inviati ad un sistema biologico, devono per definizione essere più simili possibili ai segnali endogeni, per il motivo che i dispositivi cellulari sono predisposti a processare segnali “già conosciuti” in termini di intensità di campo ed i sistemi di captazione del segnale sono dedicati a questa funzione nell’ambito dei parametri endogeni, come per esempio il glicocalice Che si comporta come amplificatore biofisico di segnali: Il potenziale Zeta del glicocalice è causa di rumore elettromagnetico, generato dalla vibrazione delle molecole e dalle fluttuazioni delle loro cariche e dei loro legami. A differenza dei sistemi lineari di comunicazione, come la televisione, radio, telefono, dove si fa di tutto per sopprimere tutte le frequenze senza contenuto informativo, il rumore di fondo del glicocalice è estremamente utile. Tra input e output esiste un rapporto non-lineare: quando l’input scende al di sotto di un determinato valore di soglia, non c’è più nessun output. Però un segnale molto debole può essere elevato al di sopra del valore di soglia quando incontra un giusto livello di rumore; quindi il segnale evoca una risonanza che può amplificarlo in misura adeguata. Se il rumore è poco, il segnale non aumenta; se il rumore è troppo grande il segnale viene soppresso. Questo fenomeno della risonanza stocastica consente anche di percepire separatamente impulsi che arrivano contemporaneamente. ( Moss e Weisenfeld 1995). I segnali CMF sono di intensità pari al campo magnetico endogeno, che partendo da segnali in µT arrivano alle cellule in nT, ossia abbastanza vicino ai segnali endogeni che sono in pT, considerando tutte le dispersioni α-β-γ dovuti ai vari strati tessutali e alle loro specifiche caratteristiche dielettriche. 6 2R- Devono poter inviare dei pattern di informazioni coerenti con una funzione specifica, serie data da informazioni contenute in una serie di codici bioattivi, caratterizzati in frequenza, intensità, geometria di campo e tempo inviate in sequenza temporale. Il livello di restrizione di un’informazione codificata con codici non alfanumerici, ma quadridimensionali, permette di non disperdere la qualità dell’informazione stessa mantenendone la capacità di trasferimento. Gli assunti di Bateson qualificano la comunicazione dal punto di vista cibernetico.16 I CMF inviano segnali complessi che sono differenziati per funzione indotta. Esistono segnali in grado di modulare per esempio i neuropeptidi o le citochine proinfiammatorie, mentre a maggior livello di complessità, i “cluster informativi” inviati, attivano sequenzialmente una serie di segnalatori che a loro volta attivano il processo morfogenetico riparativo. Per quanto complesso sia il sistema biologico, alcune “chiavi” molecolari che sono un numero abbastanza limitato, determinano a cascata l’attivazione di pathways tutte facenti parte della funzione innescata ab initio, come dimostrato da M. Levin.17 Ciò spiega la necessità di segnali ad alto livello di complessità come quelli dei CMF e la multifrequenzialità degli stessi, oltre che la necessità di inviare segnali attraverso una portante ad alta frequenza modulata, che ci dà la maggior probabilità di trasmettere un’informazione senza, o con il minimo possibile di interferenze esterne. 3R- I dati in nostro possesso derivati da migliaia di casi trattati sia nella terapia del dolore che nella medicina rigenerativa fisica, non hanno mai evidenziato effetti collaterali seppur minimi. La ragione di ciò è da attribuire a segnali estremamente deboli e assimilabili per intensità al campo geomagnetico. E’ lapalissiano che se fossero nocivi gli uni, lo sarebbero anche gli altri, anche se il campo geomagnetico è statico e i CMF sono campi pulsati. 4R- I CMF sono campi atermici per cui non alterano in nessun modo la temperatura basale dei tessuti. La caratteristica dei CMF è data dalla bassissima frequenza e intensità di campo, per cui il trasferimento energetico sui tessuti è minimo o nullo. 5R- I segnali complessi delle CMF attivano i processi riparativi senza coinvolgere i tessuti sani. Ciò è dovuto al fatto che i tessuti sani hanno caratteristiche dielettriche diverse rispetto a quelli malati o lesi, ragion per cui quando si innesca il processo che va sotto il nome di transizione epitelio-mesenchimale, (epitelio-mesenchimal transition18, EMT), che è alla base dei sistemi di riparazione, i CMF agiscono su questo processo che è termodinamicamente più lontano dall’equilibrio, accelerandone la cinetica. Per fare un esempio: se noi volessimo mettere delle palline da ping pong, in una scatola già piena di palline, nessuna di esse ci potrebbero entrare, ma se noi avessimo una scatola mezza vuota, ci entrerebbero molte palline. Ciò è quello che si verifica nei tessuti malati, sono “scatole mezze vuote” in cui possiamo far affluire i quanti energetici necessari per riacquisire l’omeostasi. Basta pensare che la differenza di potenziale transmembrana di una cellula tumorale rispetto a quella sana è ridotto fino ad 1/3. Ricordiamo però che I CMF non trasferendo energia, riattivano i sistemi energetici endogeni aumentando la respirazione cellulare, l’energia dei sistemi viene fatta produrre in maniera endogena19 e ciò permette una ripolarizzazione cellulare senza eccedenza energetica, in relazione al ripristino funzionale delle pompe ioniche ATP-dipendenti. 16 «L’essenza e la raison d’être della comunicazione è la creazione di ridondanza, di significato, di struttura, prevedibilità, informazione, e la riduzione della componente casuale mediante ‘restrizioni’» (G. Bateson, Stile, grazia e informazione nell’arte primitiva, in Verso un’ecologia della mente, trad. it., Adelphi, Milano 199010, p. 164). 17 Levin M. Bioelectromagnetics in morphogenesis. Department of Cytokine Biology, The Forsyth Institute, Boston, Massachusetts 02114, USA. [email protected]. Bioelectromagnetics. 2003 Jul;24(5):295-315. 18 Il processo di EMT permette ad una cellula epiteliale di distaccarsi dal sito del tessuto primario acquistando così la capacità di migrare. Le cellule epiteliali sono cellule altamente polarizzate e sono connesse le une alle altre da giunzioni cellulari. Le cellule di fenotipo mesenchimale invece non stabiliscono contatti intercellulari e sono dotate di capacità migratoria. Durante la EMT le cellule epiteliali perdono le giunzioni intercellulari, con conseguente distacco dalle altre cellule circostanti. Quindi le cellule che effettuano la EMT acquisiscono caratteristiche mesenchimali, necessarie per migrare lontano. 19 M. Blank* and L. Soo Enhancement of cytochrome oxidase activity in 60 Hz magnetic fields; Department of Physiology and Cellular Biophysics, Columbia University, 630 W. 168 Street New York, NY 10032, USA 7 Ogni quanto di energia induce una quantità di reazioni chimiche di regolazione. Pensando ad una foglia su cui impatta la luce solare, ogni quanto energetico richiede 140 reazioni chimiche di aggiustamento. 6R- Non alterando la cellula nelle sue funzioni fondamentali omeostatiche, qualsiasi processo venga attivato, rimane sotto il controllo dei sistemi di regolazione endogeni cellulari e tessutali. NB. La numerazione con “R” identifica la risposta ai 6 quesiti delle pagine precedenti. La medicina rigenerativa fisica si occupa delle tecniche fisiche di induzione della riparazione molecolare, cellulare e tessutale, incrementando l’espressione genica delle proteine morfogenetiche ed incrementando il signaling cellulare20 come le pathway delle chinasi o altre (vedi capitolo sul signaling) o la trasformazione epitelio mesenchimale, tramite l’azione sulle strutture di legame cellula-cellula come le gap junction.21 Data la complessità del sistema riparativo22, dobbiamo riassumerne gli effetti indotti come segue: Riparazione molecolare Incremento delle hsp Ripolarizzazione delle membrane, effetto sui canali ionici e sulle proteine Riparazione cellulare transmembrana, incremento del signaling intracellulare e orientamento dei microtubuli. Incremento dell’espressione genica dei morfogeni, incremento del signaling ( Ca++i - NO- protein Riparazione tessutale chinasi, MAP, Wnt, sistema Ca-calmodulina, citochine, ecc) Incremento dell’espressione genica del collageno, dei fattori di crescita, Stimolazione alla differenziazione delle staminali locali e midollari. Stimolazione della neo-angiogenesi e della neo-linfangiogenesi. Stimolazione della neurogenesi della miogenesi dell’osteogenesi della dermogenesi Attivazione dei macrofagi, Controllo dell’infiammazione modulazione delle citochine pro-infiammatorie, riduzione dell’edema, modulazione del signaling pro-infiammatorio, aumento della resistenza cellulare all’ipossia. Bioelectrochemistry and Bioenergetics Volume 45, Issue 2, May 1998, Pages 253-259 20 Emiliani C, Martino S, Stirling JL, Orlacchio A. Influence of cell differentiation and protein kinase C activation on sub-cellular distribution of beta-N-acetylhexosaminidases of HL 60 cells. Dipartimento di Biologia Cellulare e Molecolare, Università degli Studi di Perugia, Italy. Physiol Chem Phys Med NMR. 1995;27(4):369-76. 21 Zeng Q, Hu G, Chiang H, Fu Y, Mao G, Lu D. Abnormal shift of connexin 43 gap-junction protein induced by 50 Hz electromagnetic fields in Chinese hamster lung cells. Microwave Lab., Zhejiang University School of Medicine, Hangzhou 310031, China. Zhonghua Lao Dong Wei Sheng Zhi Ye Bing Za Zhi. 2002 Aug;20(4):260-2. Yamaguchi DT, Huang J, Ma D, Wang PK. Inhibition of gap junction intercellular communication by extremely low-frequency electromagnetic fields in osteoblast-like models is dependent on cell differentiation. Research Service and Geriatrics Research, Education, and Clinical Center, VAMC, West Los Angeles, California, USA. J Cell Physiol. 2002 Feb;190(2):180-8. 22 Costin GE, Birlea SA, Norris DA Trends in wound repair: cellular and molecular basis of regenerative therapy using electromagnetic fields. Institute for In Vitro Sciences, Inc., Gaithersburg, MD 20878, USA. [email protected] Curr Mol Med. 2012 Jan;12(1):14-26. . 8 Dal punto di vista dell’ingegnerizzazione delle macchine atte ad indurre gli effetti di cui sopra, si è reso necessario individuare le funzioni chiave dell’input riparativo, quelle che si possono definire le “chiavi molecolari della riparazione”, attraverso le quali si dà inizio al processo di ricostruzione di un tessuto leso. I programmi macchina del gruppo dei rigenerativi, attivano la morfogenesi riparativa specifica per ogni tessuto, innescando tutta la serie di cascate chimiche morfogenetiche necessarie. La riparazione tessutale guidata con i CMF richiede ½ o 2/3 di tempo in meno di quella fisiologica e produce tessuti riparativi di miglior qualità. 9 I programmi macchina, le loro funzioni e i meccanismi d’azione. Analgesico- azione sui recettori NMDA ( Programma 1 Dolore neuropatico calcio-dipendenti) per dislocazione dello ione calcio, aggancio di fase del segnale Puntale o concentratore lelettronico nocicettivo, modulazione peptiidi algogeni. Riduzione dell’interleuchina β Programma 2 Dolore muscolare Decontratturante- della muscolatura striata azione sul legame actino-miosinico, e sulle canali ionici, ripolarizzazione sinaptica. Puntale o concentratore elettronico Antiartritico- analgesicoProgramma 3 Dolore articolare immunomodulante- modulazione delle Puntale o concentratore citochine proinfiammatorie, analgesia da elettronico controllo del recettore NMDA, controllo dell’edema intra-articolare, controllo delle permeabilità vasale, immunomodulante. Programma 4 Antiedemigeno Antiedemigena- azione sulle acquaporine, Puntale o concentratore effetto di pompa diamagnetica, controllo della elettronico permeabilità vasale. modulazione AntinfiammatorioProgramma 5 Antinfiammatorio delle citochine proinfiammatorie, analgesia da Puntale o concentratore controllo del recettore NMDA, controllo elettronico dell’edema intra-articolare. ripolarizzazione sinaptica. ripristino dell’attività della CaATPasi di membrana. Programma 6 Antibatterico Antibatterico- azione simil-ciclotronica sui batteri in relazione alla carica di membrana, incremento dell’immunità. Effetto batteriostatico. Inibisce la formazione Puntale o concentrare elettronico di colonie. Riduzione delle tensioni neuro-mio-fasciali Programma 7 Dolore di origine mio- fasciale Progamma 8 Antiedema Incremento di serotonina. Dopamina, endorfine. Modulazione delle amine algogene. Decontratturante sistemico. Effetto antiedemigeno rapido. Azione sulle acquaporine e sulle pompe ioniche Programma 9 Morfogenesi tessutale guidata Stuoia magnetica Puntale o concentratore elettronico Acceleratore sincronico della riparazione Puntale o concentratore tessutale. Modulazione di alcuni importanti elettronico neurotrasmettitori nocicettivi. Modulazione delle citochine proinfiammatorie Incremento delle citochine antinfiammatorie Input rigenerativo poli-tessutale sincronico. 10 Morfogenesi guidata Programma 10 tendinea Stimolazione dei fibroblasti e allineamento Puntale o concentratore delle fibre collagenose per incremento del elettronico cross-linking Programma 11 Osteomorfogenesi guidata Attivazione della cascate osteogenetiche e Puntale o concentratore modulazione di quelle osteoclastogenetiche Mio-morfogenesi guidata Incremento della produzione di actino-miosina elettronico Puntale o concentratore ed aumento qualitativo delle stesse proteine Programma 12 elettronico Riduzione del turnover dei PAG e GAG, Programma 13 Condro-morfogenesi guidata stimolazione della produzione di condroblasti Puntale o concentratore e condrociti. Programma 14 Stress ossidativo Abbattimento dei radicali liberi elettronico Stuoia magnetica Incremento della produzione endogena di Programma 15 Jet Lag beta-endorfina sostanza P e serotonina Stuoia magnetica Modalità di somministrazione della terapia. I programmi da 1 a 6 vanno utilizzati con sedute giornaliere nelle patologie acute e 1 seduta ogni 3 giorni per le patologie croniche. Possono essere sommate e somministrate in sequenza come se si componesse una flebo con vari farmaci. Il programma 7 va utilizzato con 2-3 sedute settimanali a seconda della gravità della patologia. Un numero minimo di 6 sedute. I programmi di rigenerazione, ossia dal programma 8 al 13, con 1 seduta ogni 3 giorni, per 45 giorni tranne che per la rigenerazione cartilaginea. Per quest’ultima, in particolare, la terapia deve essere di 90 giorni come minimo, senza l’ausilio di mesenchimali espanse o peptidi del collageno. I programmi di rigenerazione devono essere somministrati a giudizio del curante in relazione allo stato metabolico del paziente e della dimensione e gravità della lesione. E’ bene, nel limite del possibile non sommare le terapia rigenerative a quelle analgesiche, per non disturbare l’informazione riparativa. Il programma 14 – stress ossidativo- deve essere somministrato subito dopo intensi sforzi fisici, come negli allenamenti intensivi o gare sportive. Sono sufficienti 1° 2 sedute per ripristinare l’omeostasi cellulare. Si somministrano giornalmente. Per l’utilizzo come prevenzione delle patologie degenerative, 1 seduta alla settimana per 10 sedute per ciclo. Il programma 15 – jet lag- si utilizza dopo le trasferte a lunga distanza con sedute giornaliere. Normalmente sono sufficienti 2-3 sedute. 11 Precauzioni Eseguire terapie seguendo i protocolli impostati dal manuale. Non eccedere mai nella sommazione dei programmi, si consiglia di sommare non più di 2 programmi in sequenza. Controindicazioni alla terapia CMF Portatori di pacemaker di neurostimolatori, epilessia, gravidanza e patologie oncologiche pregresse o in atto. ◙ Per la pulizia dello strumento usare solo un panno asciutto. Non usare liquidi soprattutto quelli aggressivi o a base di solventi chimici. Bibliografia Aaron RK, Ciombor DM. Acceleration of experimental endochondral ossification by biophysical stimulation of the progenitor cell pool. Department of Orthopaedics, Brown University, Providence, Rhode Island, USA. J Orthop Res. 1996 Jul;14(4):582-9 Alekseenko AV, Gusak VV (1991) [Treatment of trophic ulcers of the lower extremities using a magnetic field - Article in Russian]. Klin Khir 7:60-63. Cooke, J., and E. C. Zeeman. A clock and wavefront model for control of the number of repeated structures during animal morphogenesis. J. Theor. Biol. 58 (1976): 455-476. Cope, F. W. Biological sensitivity to weak magnetic fields due to biological superconductive Josephson junctions? Physiol. Chem. 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