بیوالكتریسیته، شاخه ای که به طب فیزیکی می رسد
بیوالكتریسیته، شاخه ای که به طب فیزیکی می رسد
نویسنده: سید محمدرضا فاطمی
درمان بسیاری از بیماری‌ها به وسیله برخی از الگوهای خاص درمانی انجام می‌پذیرد كه ریشه در طب باستان دارد. این الگوهای درمانی به عنوان طب جایگزینAlternative medicine)) هستند كه از آن در مواردی كه طب نوین در درمان مستاصل می‌شود استفاده می‌شود. اثرات درمانی ناشی ازروش های طب فیزیكی كه با استانداردهای اثرات درمانی حرارت، صدا، تحریك الكتریكی اعصاب و عضلات، انواع ماساژها، رفلكسوپاتی، طب سوزنی و سایر موارد مشابه بر روی بیماری‌های غیرقابل درمانی از قبیل دردهای مزمن (سردردها، كمردردها، دردهای عضلانی و...) درد مایوفاسیال، خستگی مزمن و الگوهای دردی كه با آناتومی اعصاب هماهنگی ندارد.
درمان با الكتریسیته به زمان پزشكان یونان باستان بر می‌گردد كه از مارماهی برای درمان بیماران صعب‌العلاج خود استفاده می‌كردند. با ساخت اولین دستگاه توسط گالوانی الكتروتراپی مدرن شروع و بشر توانست برای درمان بسیاری از بیماری‌های عصبی و عضلانی نظیر درد، تورم، كاهش التهاب، انتقال دارو به داخل بدن، تقویت عضلات، رفع ناتوانی ناشی از فلج عضلات، رشد عصب، كنترل بی اختیاری ادرار، ناتوانی جنسی، عوارض ناشی از درمان های جراحی، اسكولیوز، ناتوانی تنفسی ناشی از ضعف عضلات، اندام های مصنوعی الكتریكی و سایر موارد مشابه از طریق تحریك عصب و عضله اقدام كند. جالب اینكه توضیح خاصی بر چگونگی اثرات درمانی این روش ها به لحاظ علمی وجود نداشت. اندازه گیری دقیق خصوصیات سلولی نقطه آغازین بیوالكتریسیته و كشف این علم بود و این معما حل شد. بیوالكتریسیته شاخه ای نوپا از طب الكترومغناطیس است و این طب نیز قسمتی مهم از یكی از تخصص های پزشكی مدرن به نام طب فیزیكی را تشكیل می‌دهد. در طب فیزیكی علاوه بر درمان های معمول این رشته از انواع انرژی مانند : نور، صوت، حرارت، مغناطیس و الكتریسیته با استانداردهای مشخص برای درمان بیماری‌ها استفاده می‌شود.
با كشف بیوالكتریسیته مشخص شد كه تمامی سلول‌های غیر عضلانی و عصبی دارای یك پتانسیل الكتریكی ثابت هستند كه مقدار الگوی آن در هنگام بیماری و در هنگام سلامتی كاملا متفاوت است. این سیستم الكتریكی دارای یك میدان الكتریكی است كه از طریق یك سیستم ارتباطی الكتریكی مجزا ولی در ارتباط با سیستم های عصبی، هورمونی و خونی است و تحت كنترل و نظارت است كه بسیاری از عوامل درونی و برونی بر آن تاثیر گذارند. در سیستم بیوالكتریسیته كه واحد آن سلول است، سلول به عنوان ژنراتور الكتریكی عمل می‌كند كه می‌تواند دو نوع الكتریسیته مشتمل بر پتانسیل فعالیت و پتانسیل ساكن را ایجاد كند. این اختلاف پتانسیل می‌تواند یك میدان الكتریكی در اطراف سلول ایجاد كند. به‌علاوه جریان الكتریكی در سر راه خود با بافت هایی كه خاصیت مقاومتی و خازنی دارند بر خورد دارد. میدان الكتریكی حاصله توسط یك سلول با تاثیر بر سلول های مجاور و نهایتا كل بدن ایجاد یك میدان الكتریكی می‌كند. سلول ها كه در واقع جزء اصلی سیستم بیوالكتریسیته هستند اندازه ای در حدود 10 تا 60 میكرومتر دارند. در مقایسه این سیستم با الكترونیك ساخته دست بشر می‌توان گفت در سیستم های الكترونیكی الكترون جابجا می‌شود اما در بیوالكتریسیته یون ها و اتم های دارای بار الكتریكی جابجا می‌شوند كه بسیار بزرگتر و سنگین‌تر است. سیستم بیوالكتریسیته سیستمی مرطوب است و در محیط هدایتی نمكی فعالیت می‌كند و در واقع مولكول های آب كه اطراف یون ها را احاطه کرده‌اند خود به اندازه و وزن آنها می‌افزایند و فقط با عبور از كانال های غشاء سلول این مولكول های آب از آنها جدا می‌شوند.
وجود بافت ها با خصوصیات امپدانسی و خازنی متفاوت از سرعت هدایت در این سیستم می‌كاهد و در نتیجه سرعت هدایت جریان الكتریسیته در بیوالكتریسیته بسیار كمتر از سیستم های الكترونیكی است. در بیوالكتریسیته توقف وجود ندارد، سلول مجبور است حتی در طی استراحت با جابجا كردن مداوم یون‌ها و اتمها این اختلاف پتانسیل را حفظ كند تا از نشت و خروج شارژهای الكتریكی درون سلول ممانعت به‌عمل آورد. این فعالیت حدود شصت درصد فعالیت متابولیسمی و انرژی تولیدی توسط سلول را به‌خود اختصاص می‌دهد. اگر این فعالیت برای لحظه ای متوقف شود سلول خواهد مرد.
یك سیستم بیوالكتریسیته مشتمل بر غشاء سلولی، پمپ های یونی، كانال های انتشار یونی و نهایتا پلاریته‌ها است.
غشاء سلولی كه به عنوان صفحات خازنی عمل می‌كند دارای ضخامتی معادل 5 تا 5/7 نانومتر هستند كه از مولكول های پروتئولیپیدی در دو لایه تشكیل شده است. انتهای لیپیدی قسمت مركزی را تشكیل می‌دهد. این غشاء و نسبت به عبور الكتریسیته مقاوم است. هر سلول با توجه به عملكرد خود اختلاف پتانسیل از 10 تا 200 میلی ولت را می‌تواند ایجاد كند. برای مثال اگر اختلاف پتانسیل را 100 میلی ولت و قطر غشاء را 5 نانومتر در نظر بگیریم در هر میلی متر غشاء ولتاژی معادل 30000 ولت برقرار است. ولتاژی كه بسیاری از عایق های ساخت بشر نمی تواند در برابر آن مقاومت كند. پمپ ها و كانال‌های یونی هر كدام برحسب ولتاژ و اندازه خود اجازه عبور مواد با پلاریته و اندازه خاص خود را می‌دهند.
در بیوالكتریسیته دو خاصیت به نام های پیزوالكتریك و پیزوالكتریك معكوس مطرح می‌شود. در پیزوالكتریك تغییر شكل و وارد آمدن استرس های مكانیكی می‌تواند منجر به تغییر خصوصیت الكتریكی سلول و بافت شود. در پیزوالكتریك معكوس ارائه جریان الكتریكی می‌تواند منجر به تغییر شكل سلول شود.
به طور كلی در درون سلول های بدن مواد از لحاظ پلاریته دارای سه نوع خصوصیت هستند :
1- تك قطبی 2- دو قطبی 3- خنثی
چنانچه این مواد در مجاورت یك میدان الكتریكی قرار گیرند هر كدام به شكلی واكنش نشان می‌دهند یعنی مولكول های تك قطبی به سمت قطب مخالف حركت می‌كنند و دو قطبی‌ها در سمتی قرار می‌گیرند كه به سمت قطب های ناهمنام باشند و در غیر قطبی‌ها هم به جز لرزشی اندك تغییری ایجاد نمی‌شود، حال اگر این میدان متغیر باشد یعنی جای قطب های منفی و مثبت تغییر كند مولكول های دوقطبی شروع به چرخش می‌كند..
بافت های همبند موجود در لیگامنت، تاندون، غضروف و استخوان خصوصیات پیزوالكتریك دارند، كه میزان پتانسیل در هر نقطه از این بافت ها متناسب با استرس مكانیكی وارده بر آن نقطه است و با تغییر میزان و جهت این استرس مكانیكی خصوصیات الكتریكی این مناطق نیز تغییر می‌كند. این پتانسیل از 10 تا 150 میلی ولت متغیر است. در اینجا در واقع هر سلول هنگامی كه در معرض استرس مكانیكی قرار می‌گیرد تغییر پتانسیل می‌دهد و آنچه كه اندازه‌گیری شده است در واقع اثر تجمعی اختلاف پتانسیل سلول های مجاور است. سطحی كه تحت كشش قرار می‌گیرد دارای بار مثبت و سطحی كه تحت فشار قرار می‌گیرد دارای بار منفی تری می‌شود. در واقع جریان الكتریكی حاصله نحوه قرارگیری سلول ها و تعداد آنها را تعیین می‌كند. این پتانسیل ها به دنبال خود تغییر در متابولیسم و تعیین سرعت تكثیر سلولی را به دنبال دارد لذا تاندون ها، عضلات و استخوان‌ها بر اساس نیروی مكانیكی وارد بر آن نقطه تقویت و یا تضعیف می‌شوند. بررسی‌ها نشان می‌دهد كه فعالیت پروتئین ها متاثر از تغییر شكل و بار الكتریكی مجاور آنها است. لذا بیوالكتریسیته از خارج از طریق تغییر شكل پروتئین و تغییر محیط الكتریكی اطراف آن می‌تواند بر فعالیت پروتئین ها اثر بگذارد.
پروتئین ها را شاید بتوان یكی از مهم ترین اجزای بیولوژیك خواند. شكل فضایی پروتئین اهمیت بسیار زیادی در فعالیت بیولوژیك آن ایفا می‌كند به عنوان مثال فعالیت بسیاری از آنزیم ها و نحوه اتصال آنها به گیرنده‌هایشان تابع شكل آنها است. الكتریسیته موجب تغییر شكل كانال های غشاء وابسته به ولتاژ است. تغییر شكل پروتئین ها در اثر تماس با میدان الكتریكی می‌تواند میزان نفوذپذیری غشاء را افزایش و یا كاهش دهد. افزایش این مقدار به عنوان مثال باعث افزایش نفوذپذیری كلسیم گشته و موجب تسریع سنتز DNA و بسیاری از فرا یندهای داخل سلولی شود. كاهش نفوذپذیری و در واقع ترمیم غشاء در اثر تماس با الكتریسیته مانع از خروج مواد التهابی می‌شود كه هر كدام از موارد ذكر شده فوق روشی برای درمان بر حسب مورد است.
نكته جالب دیگر این است كه سلول ها فركانس خاصی را شناسائی و تقویت می‌كنند یعنی در یك فركانس به رزونانس در می‌آیند كه به فركانس استوكاستیك معروف است اگر این فركانس رزونانس همان فركانسی باشد كه می‌تواند خصوصیات پروتئینی غشاء را كنترل كند سلول به آن پاسخ می‌دهد.
در ادامه بررسی‌ها مشخص شد كه بیوفوتون های خارج شده از بدن بعد از تماس با منابع تولیدكننده انرژی مانند لیزر و غیره كاملا همدوس است به عنوان مثال لیزر در طول موج 633nm در سطح متیوكندری و در طول موج 965nm بر روی سیتوكروم ها اثر می‌كند. اشعه ماوراء بنفش در فركانس خاصی سرطان ایجاد می‌كند و در طول موج دیگر فقط آفتاب سوختگی می‌دهد و نهایتا اینكه هر كلاس از پروتئین ها به میدان الكتریكی خاصی با نوسان مشخص پاسخ می‌دهند.
یكی از مسایل مهم در مورد بیوالكتریسیته نحوه ارتباط میدان الكتریكی سلول ها با یکدیگر و با كل بدن است. یافته های موجود نشان می‌دهد كه با قطع عصب پتانسیل الكتریكی پوست از بین نمی رود لذا اعصاب نمی توانند عامل انتقال باشد. ولی در اطراف بدن میدانی وجود دارد كه این میدان خطوط خاص و ایزوالكتریكی وجود دارد و سر پلكسوس های براكیال و لومبوساكرال و نخاع نسبت به سطوح خارجی دارای بار مثبت هستند و هرچه به سمت محیط برویم منفی می‌شود. بسیاری از نقاطی كه به نقاط طب سوزنی شناخته می‌شوند بر روی این خطوط واقعند كه دارای امپدانس كمتری دارند. علاوه بر این نقاط، نقاط دیگری نیز وجود دارند كه دارای پتانسیل ثابت الكتریكی هستند و از نقاط مجاور خود مجزا هستند لذا چنانچه این الگوی میدانی الكترومغناطیسی به دنبال صدمات موضعی، تروما، زخم و بیماری تغییر كند یك سیگنال الكتریكی ایجاد می‌شود كه در واقع نقطه شروع فرایند ترمیمی در تصحیح و بر قراری مجدد این سیستم است. مناطقی كه دارای فعالیت متابولیك بالا هستند دارای بار منفی و بر عكس با كاهش فعالیت متابولیك پتانسیل الكتریكی مثبت تر شده است. با ایجاد زخم نیز بار الكتریكی به سرعت تغییر می‌كند.
در آخرین فرضیه بدن به عنوان یك مدار الكتریكی فرض شده است كه در آن، مناطقی كه دارای بافت همبند هستند به عنوان عایق عمل كرده و در مجاورت آنها مایع میان بافتی جریان الكتریكی را منتقل می‌كند. در این تئوری عروق خونی دارای پتانسیل صفر هستند. به نظر می‌رسد یكی از مناطقی كه اطلاعات حاصله از بیوالكتریسیته را شناسائی و ارزیابی می‌كند نوروماتریكس است كه سیستمی در داخل مغز است كه محدود به منطقه خاصی از آن نیست. در این مناطق اطلاعات واصله از طریق سیستم های عصبی، هورمونی و الكتریكی جمع آوری و تصویری از بدن ارائه می‌شود كه قطع جریان به این سیستم می‌تواند منجر به درد شود.مطلب از : ماهنامه مهندسی پزشکیمرجع:
APS therapy دكتر امیر حسین افشانی، دكتر امیر معیار نعیمی، دكتر آرش افشار پاد
