Magnetobiologia - Magnetobiology

A magnetobiologia é o estudo dos efeitos biológicos de campos magnéticos estáticos e de baixa frequência, principalmente fracos, que não causam aquecimento dos tecidos. Os efeitos magnetobiológicos têm características únicas que obviamente os distinguem dos efeitos térmicos; frequentemente são observados para campos magnéticos alternados apenas em intervalos de frequência e amplitude separados. Além disso, eles dependem da presença simultânea de campos magnéticos ou elétricos estáticos e de sua polarização.

A magnetobiologia é um subconjunto da bioeletromagnetismo . Bioeletromagnetismo e biomagnetismo são o estudo da produção de campos eletromagnéticos e magnéticos por organismos biológicos. A detecção de campos magnéticos por organismos é conhecida como magnetorrecepção .

Os efeitos biológicos de campos magnéticos de baixa frequência fracos, menos do que cerca de 0,1 militesla (ou 1 Gauss ) e 100 Hz correspondentemente, constituem um problema de física. Os efeitos parecem paradoxais, pois o quantum de energia desses campos eletromagnéticos é em muitas ordens de valor menor do que a escala de energia de um ato químico elementar. Por outro lado, a intensidade do campo não é suficiente para causar aquecimento apreciável dos tecidos biológicos ou irritar os nervos pelas correntes elétricas induzidas.

Efeitos

Um exemplo de efeito magnetobiológico é a navegação magnética de animais migrantes por meio de magnetorecepção . Muitas ordens de animais, como certas aves, tartarugas marinhas, répteis, anfíbios e peixes salmonóides são capazes de detectar pequenas variações do campo geomagnético e sua inclinação magnética para encontrar seus habitats sazonais. Diz-se que eles usam uma "bússola de inclinação". Determinados crustáceos, lagostas espinhosas, peixes ósseos, insetos e mamíferos foram encontrados para usar uma "bússola de polaridade", enquanto em caracóis e peixes cartilaginosos o tipo de bússola ainda é desconhecido. Pouco se sabe sobre outros vertebrados e artrópodes. Sua percepção pode ser da ordem de dezenas de nanoteslas.

A intensidade magnética como um componente do "mapa" de navegação dos pombos vinha sendo discutida desde o final do século XIX. Uma das primeiras publicações a provar que os pássaros usam informações magnéticas foi um estudo de 1972 sobre a bússola dos tordos europeus por Wolfgang Wiltschko . Um estudo duplo-cego de 2014 mostrou que os robins europeus expostos a ruído eletromagnético de baixo nível entre cerca de 20 kHz e 20 MHz não conseguiam se orientar com sua bússola magnética. Quando eles entraram em cabanas com tela de alumínio, que atenuaram o ruído eletromagnético na faixa de frequência de 50 kHz a 5 MHz em aproximadamente duas ordens de magnitude, sua orientação reapareceu.

Para efeitos sobre a saúde humana, consulte radiação eletromagnética e saúde .

Magnetorecepção

Vários modelos neurobiológicos no processo primário que medeia a entrada magnética foram propostos:

  1. mecanismo de par de radicais : interações específicas de direção de pares de radicais com o campo magnético ambiente.
  2. processos que envolvem material permanentemente magnético (contendo ferro) como magnetita em tecidos
  3. Alterações induzidas magneticamente nas propriedades físicas / químicas da água líquida .
  4. Existência de estados rotacionais de longa duração de algumas moléculas dentro de estruturas de proteínas .

De acordo com o mecanismo de par de radicais, os fotopigmentos absorvem um fóton, que o eleva ao estado singlete . Eles formam pares de radicais singuletos com spin antiparalelo , que, por interconversão singleto-tripleto, podem se transformar em pares tripletos com spin paralelo . Como o campo magnético altera a transição entre o estado de spin, a quantidade de trigêmeos depende de como o fotopigmento está alinhado dentro do campo magnético. Os criptocromos , uma classe de fotopigmentos conhecidos das plantas e relacionados às fotolases , têm sido sugeridos como moléculas receptoras.

O modelo de indução só se aplicaria a animais marinhos porque, como um meio circundante com alta condutividade, apenas água salgada é viável. faltam evidências para este modelo.

O modelo de magnetita surgiu com a descoberta de cadeias de magnetita de domínio único em certas bactérias na década de 1970. Evidência histológica em um grande número de espécies pertencentes a todos os principais filos. As abelhas têm material magnético na parte frontal do abdômen, enquanto nos vertebrados principalmente na região etmóide da cabeça. Experimentos provam que a entrada de receptores baseados em magnetita em pássaros e peixes é enviada através do ramo do nervo oftálmico do nervo trigêmeo para o sistema nervoso central .

Níveis seguros de exposições EM desenvolvidos por diferentes instituições nacionais e internacionais.

Padrões de segurança

A importância prática da magnetobiologia é condicionada pelo nível crescente de exposição eletromagnética de fundo das pessoas. Alguns campos eletromagnéticos em exposições crônicas podem representar uma ameaça à saúde humana. A Organização Mundial da Saúde considera o aumento do nível de exposição eletromagnética nos locais de trabalho como um fator de estresse. Os atuais padrões de segurança eletromagnética, elaborados por muitas instituições nacionais e internacionais, diferem dezenas e centenas de vezes para certas faixas EMF; esta situação reflete a falta de pesquisas na área de magnetobiologia e eletromagnetobiologia. Hoje, a maioria dos padrões leva em consideração os efeitos biológicos apenas do aquecimento por campos eletromagnéticos e da estimulação dos nervos periféricos a partir de correntes induzidas.

Abordagem médica

Os praticantes da terapia magnética tentam tratar a dor ou outras condições médicas por meio de campos eletromagnéticos relativamente fracos. Esses métodos ainda não receberam evidências clínicas de acordo com os padrões aceitos de medicina baseada em evidências. A maioria das instituições reconhece a prática como pseudocientífica .

Veja também

Referências

Leitura adicional

Revistas científicas