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Biophoton – Definition und medizinische Bedeutung

Biophotonen sind ultraschwache Lichtquanten, die von lebenden Zellen ausgesandt werden. Sie spielen eine potenzielle Rolle in der zellulären Kommunikation und biologischen Regulation.

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Wissenswertes über "Biophoton"

Biophotonen sind ultraschwache Lichtquanten, die von lebenden Zellen ausgesandt werden. Sie spielen eine potenzielle Rolle in der zellulären Kommunikation und biologischen Regulation.

Was sind Biophotonen?

Biophotonen sind extrem schwache Lichtemissionen, die von lebenden Organismen – einschließlich Pflanzen, Tieren und Menschen – spontan abgestrahlt werden. Der Begriff setzt sich aus dem griechischen Wort bios (Leben) und dem physikalischen Begriff Photon (Lichtteilchen) zusammen. Diese Lichtquanten liegen im Bereich des sichtbaren und ultravioletten Lichts, sind jedoch so schwach, dass sie mit dem bloßen Auge nicht wahrnehmbar sind. Zu ihrer Messung werden hochempfindliche Photodetektoren benötigt.

Historischer Hintergrund

Die wissenschaftliche Erforschung der Biophotonen geht maßgeblich auf den deutschen Biophysiker Fritz-Albert Popp zurück, der in den 1970er-Jahren systematisch begann, diese ultraschwachen Lichtemissionen zu untersuchen. Popp prägte den Begriff und entwickelte Messverfahren, die eine quantitative Erfassung der Biophotonenemission ermöglichten. Bereits früher hatte der russische Forscher Alexander Gurwitsch in den 1920er-Jahren sogenannte mitogenetische Strahlung beschrieben, die als Vorläuferkonzept der Biophotonenlehre gilt.

Biologische Grundlagen und Entstehung

Biophotonen entstehen als Nebenprodukt biochemischer Reaktionen in Zellen, insbesondere beim oxidativen Stoffwechsel und bei der DNA-Aktivität. Sie werden durch angeregte Moleküle – vor allem reaktive Sauerstoffspezies (ROS) und elektronisch angeregte Moleküle – freigesetzt, wenn diese in ihren Grundzustand zurückfallen. Wichtige Quellen der Biophotonenemission sind:

Mitochondrien (Energiezentralen der Zellen)
Zellmembranen
DNA und Chromatin
Lipidperoxidationsprozesse

Mögliche biologische Funktionen

Die genaue biologische Bedeutung von Biophotonen ist Gegenstand laufender Forschung. Verschiedene Hypothesen und Befunde deuten auf folgende potenzielle Funktionen hin:

Zelluläre Kommunikation

Eine der meistdiskutierten Hypothesen besagt, dass Biophotonen als Signalmoleküle dienen, die Informationen zwischen Zellen und Geweben übertragen. Dies könnte die Koordination biologischer Prozesse auf nicht-chemischem Weg ermöglichen.

Regulation biologischer Prozesse

Biophotonen sollen an der Steuerung von Zellwachstum, Zellteilung und Differenzierung beteiligt sein. Veränderungen in der Biophotonenemission wurden in Zusammenhang mit verschiedenen Erkrankungen beobachtet.

Indikator für oxidativen Stress

Da die Biophotonenemission eng mit dem oxidativen Stoffwechsel verknüpft ist, wird sie als möglicher Biomarker für oxidativen Stress diskutiert. Erhöhte Emissionsraten können auf gesteigerten zellulären Stress hindeuten.

Messung von Biophotonen

Die Messung von Biophotonen erfolgt mittels spezieller Einzelphotonenzähler (engl. Single Photon Counting, SPC), die auf dem Prinzip der Photomultiplier-Röhren oder supraleitender Nanodrahtdetektoren basieren. Die gemessenen Intensitäten liegen typischerweise im Bereich von 10 bis einigen hundert Photonen pro Sekunde und Quadratzentimeter Körperoberfläche. Wichtige Messparameter sind:

Intensität der Emission
Spektrale Verteilung (Wellenlängenbereich)
Zeitlicher Verlauf (Kinetik)
Kohärenzeigenschaften des emittierten Lichts

Biophotonen in der medizinischen Forschung

In der biomedizinischen Forschung wird untersucht, ob Veränderungen der Biophotonenemission diagnostisch nutzbar sind. Studien haben veränderte Emissionsmuster bei folgenden Zuständen und Erkrankungen dokumentiert:

Entzündliche Erkrankungen
Krebserkrankungen
Diabetes mellitus
Neurologische Erkrankungen
Alterungsprozesse

Die klinische Anwendbarkeit ist jedoch noch nicht etabliert und befindet sich im Stadium der Grundlagenforschung.

Kontroverse und wissenschaftliche Einordnung

Die Biophotonenlehre ist innerhalb der Wissenschaft nicht unumstritten. Während die Existenz der ultraschwachen Lichtemissionen von lebenden Organismen messtechnisch gut belegt ist, werden weitergehende Interpretationen – insbesondere zu kohärenten Biophotonen als universelles Kommunikationssystem – kritisch diskutiert. Seriöse Forschung auf diesem Gebiet ist klar von esoterischen oder pseudowissenschaftlichen Anwendungen zu unterscheiden, die den Begriff Biophoton oft ohne wissenschaftliche Grundlage verwenden.

Quellen

Popp, F.A. et al. (1992): Recent advances in biophoton research and its applications. World Scientific, Singapore.
Van Wijk, R. (2014): Light in Shaping Life: Biophotons in Biology and Medicine. Meluna Research, Geldermalsen.
Cifra, M., Fields, J.Z., Farhadi, A. (2011): Electromagnetic cellular interactions. Progress in Biophysics and Molecular Biology, 105(3), 223–246. doi:10.1016/j.pbiomolbio.2010.07.003

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