ITPD20080200A1 - Apparecchiatura per rendere disponibili ioni endogeni in un organismo - Google Patents

Description

APPARECCHIATURA PER RENDERE DISPONIBILI IONI

ENDOGENI IN UN ORGANISMO

Descrizione

La presente invenzione si riferisce ad una apparecchiatura per rendere fisiologicamente disponibili ioni endogeni in un organismo.

Da tempo sono studiati gli effetti dei campi magnetici a frequenza estremamente bassa (ELF, extremely low frequency) sia su sistemi biologici, animali e vegetali, sia su sistemi non biologici (ad esempio, soluzioni acquose di ioni). Particolare attenzione à ̈ stata posta sugli effetti dei campi magnetici a bassa intensità e bassa frequenza sovrapposti ad un campo magnetico statico.

In quest'ottica si deve inquadrare il brevetto US 4818697 relativo ad una tecnica per aumentare la permeabilità di ioni attraverso membrane, in particolare membrane cellulari, sfruttando campi magnetici ELF. Questa tecnica prevede di aumentare la permeabilità di un determinato ione attraverso una membrana, soggetta al campo magnetico statico terrestre o ad un qualsiasi altro campo magnetico statico arbitrariamente scelto, sovrapponendo a questo campo magnetico statico un campo magnetico variabile modulato con una frequenza F proporzionale al rapporto Q/m tra carica Q e massa m dello ione secondo la relazione che definisce la frequenza di ciclotrone Fc, ovvero

2Ï€ Fc= Q/m B0

dove Q e m sono la carica e la massa dello ione espresse rispettivamente in Coulomb e in kg, e B0l'intensità del campo magnetico statico espressa in Tesla. Questa tecnica, che prevede l'impiego di bobine di Helmholtz per la generazione del campo magnetico variabile, permetterebbe di regolare con una velocità e un grado di precisione prima sconosciuti gli scambi ionici tra l'esterno e l'interno di un corpo cellulare.

Recentemente, sulla scia di questo crescente interesse per la materia sono stati fatti importanti passi avanti nella comprensione dei fenomeni fisici sottesi alle interazioni tra campi magnetici ELF e sistemi biologici e non biologici, come attestano i numerosi articoli scientifici pubblicati sull'argomento in questi ultimi anni.

Rilevante à ̈ risultato essere l'articolo scientifico ad opera di E. Del Giudice, M. Fleischmann, G. Preparata e G. Talpo, “Gli irragionevoli effetti dei campi magnetici ELF su un sistema di ioni†, pubblicato da Bioelectromagnetics 23:522-530 (2002), e qui incorporato come riferimento e supporto delle affermazioni scientifiche che sono alla base della presente invenzione.

Più in dettaglio, nell'articolo di Del Giudice et al. si fa riferimento ad un esperimento, condotto su un sistema non biologico di ioni a temperatura ambiente, in cui si prova la possibilità di indurre microscopiche scariche ioniche di una particolare specie ionica applicando simultaneamente due campi magnetici paralleli, dei quali uno statico e piuttosto debole B0e l'altro alternato e molto più debole Bc, dove Bc~ 10<-3>B0, la cui frequenza coincide con la frequenza di ciclotrone della specie ionica scelta. Durante l'esperimento si erano osservate scariche ioniche di durata sino a 20 s e di ampiezza sino a 10 nA e si notava che gli scambi di energia molto più ampi indotti dall'agitazione termica apparivano non giocare alcun ruolo di sorta (il cosiddetto “problema kT†).

Gli autori di questo articolo hanno analizzato il problema nel quadro dell'elettrodinamica quantistica arrivando alle seguenti conclusioni:

- come già dimostrato in precedenti articoli, le molecole di acqua nel liquido e gli ioni in soluzione sono coinvolti, nel loro stato di base, in configurazioni ordinate coerenti, denominate domini di coerenza CD;

- gli ioni sono in grado di muoversi senza collidere gli uni con gli altri in intorni spaziali concentrici ai suddetti domini di coerenza dell'acqua;

- a causa della coerenza, in tali intorni gli ioni possono seguire orbite classiche coassiali ai campi magnetici statici.

Introducendo per facilità di descrizione alcune semplificazioni concettuali, secondo il suddetto articolo, gli spazi interstiziali che attorniano i domini di coerenza dell'acqua e che nel seguito per semplicità saranno denominati con il termine di frontiere dei domini di coerenza (C.D.F, Coerence Dominium Frontier), sono regioni ben definite dello spazio che circondano ogni dominio di coerenza CD. Più precisamente un CDF à ̈ lo spazio compreso tra il margine del CD, identificabile con una sfera avente raggio pari a 500 A°, ed una sfera concentrica avente raggio di 750 A°. In questo spazio le collisioni molecolari sono pressoché nulle (entropia praticamente nulla ovvero kT=0). In un CDF possono entrare per processi diffusivi solo gli ioni positivi disciolti nell'acqua. Considerata l'assenza di collisioni molecolari all'interno di un CDF, anche un debole campo magnetico statico B0come quello terrestre può indurre la rotazione degli ioni su orbite circolari con frequenza angolare pari alla frequenza di ciclotrone Fcdi ciascuna specie ionica.

Gli ioni positivi intrappolati all'interno di un CDF sono vincolati nel loro moto circolare a seguire orbite il cui raggio deriva dalla composizione di due forze antagoniste: una, tipica di tutti gli insiemi coerenti, denominata ponderomotrice, che tende ad attirare gli ioni verso il CD (ovvero la sfera di raggio minore) con una forza proporzionale alla sua massa, e l'altra di tipo coulombiano, generata dal potenziale di una nuvola elettronica dislocata sul margine esterno del CDF (ovvero la sfera di raggio maggiore). Il potenziale di questa nuvola elettronica non ha effetti al di fuori del CDF secondo quanto appurato da altri articoli già pubblicati su questa materia.

Se gli ioni rotanti in un CDF con frequenza di ciclotrone Fcsono sottoposti ad un campo magnetico variabile Bc, parallelo al campo statico B0e con intensità efficace non nulla, avente la stessa frequenza di ciclotrone Fco la frequenza di sue armoniche o subarmoniche, allora questi ioni subiscono una precessione di Langvin e abbandonano il CDF.

In campo medico-scientifico à ̈ assodato da tempo il ruolo fondamentale svolto da molti ioni in diversi processi fisiologici ed, in particolare, nei processi di attivazione di alcune reazioni enzimatiche.

Particolarmente importante à ̈ il ruolo svolto da alcuni ioni metallici, ad esempio, Li<+>, Mg<2+>, Ca<2+>, Na<+>, K<+>, Cu<2+>, Zn<2+>, Fe<2+>e Fe<3+>, nell'attivazione di reazioni enzimatiche basate su enzimi metallici (i.e. con ioni metallici integrati nella struttura molecolare, come ad esempio il ferro nella miosina o nell'emoglobina) oppure su enzimi metalloattivati (i.e. capaci di interagire con specifici ioni, ad esempio la calsequestrina con il calcio).

Allo stato attuale à ̈ difficile, se non impossibile, influire in modo efficace sulle reazioni fisiologiche ed in particolare su quelle di tipo enzimatico.

I tentativi di stimolare alcune di queste reazioni agendo sulla quantità presente nell'organismo degli ioni ad esse correlati non hanno prodotto risultati significativi.

È assodato, infatti, che un aumento della quantità di ioni presenti all'interno di un organismo, ottenuto ad esempio per somministrazione esogena, non porta necessariamente ad un aumento della quantità degli stessi ioni effettivamente disponibile per le suddette reazioni. Infatti, una frazione degli ioni somministrati viene immediatamente intrappolata nei CDF dell'acqua presente nell'organismo, mentre la rimanente frazione viene coinvolta in una serie di reazioni metaboliche complesse, al termine delle quali gli ioni coinvolti possono trovarsi combinati in composti chimici tali da risultare non più fisiologicamente disponibili.

Si deve inoltre considerare che le reazioni enzimatiche necessitano di ben specifiche energie di attivazione (note come energie conformazionali) che vengono fornite localmente dall'organismo e che al momento non à ̈ possibile fornire dall'esterno nelle quantità e nei tempi opportuni.

In questa situazione, pertanto, scopo della presente invenzione à ̈ di superare gli inconvenienti della tecnica nota citata, predisponendo una apparecchiatura per rendere fisiologicamente disponibili ioni endogeni all'interno delle cellule di un organismo senza agire sulla quantità di tali ioni presente nell'organismo stesso.

Un ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di mettere a disposizione una apparecchiatura per rendere fisiologicamente disponibili ioni endogeni che permetta di fornire congiuntamente le energie che mettono l'organismo nelle condizioni di attivare specifiche reazioni fisiologiche all'interno o all'esterno delle cellule.

Un ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di mettere a disposizione una apparecchiatura che sia economicamente poco costosa e operativamente del tutto affidabile.

Le caratteristiche tecniche dell'invenzione, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni allegate ed i vantaggi della stessa risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata di una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa, fatta con riferimento alla Figura 1 che mostra uno schema a blocchi dell'apparecchiatura secondo una forma preferita di realizzazione dell'invenzione.

Descrizione dettagliata

L'apparecchiatura per rendere fisiologicamente disponibili in un organismo ioni endogeni secondo la presente invenzione prevede di irradiare con campi elettromagnetici ULF (ultra low frequency) o ELF (extremely low frequency), opportunamente modulati in frequenza ed in intensità, organismi animali o vegetali.

Con il termine campi elettromagnetici ULF ed ELF si deve qui intendere campi a bassa intensità (tra 10<-8>e 10<-4>Tesla) aventi rispettivamente bassissima frequenza (da 0 a 3 Hz) e bassa frequenza (da 3 Hz a 1 kHz).

Utilizzando l'apparecchiatura secondo l'invenzione à ̈ possibile stimolare in un organismo (animale o vegetale) condizioni fisico-chimiche preliminari alla possibile successiva attivazione di particolari reazioni fisiologiche, in modo del tutto non invasivo e senza l'ausilio di prodotti chimici (farmaci, integratori, ecc). In organismi animali, à ̈ possibile, in particolare, realizzare condizioni preliminari all'avvio di reazioni enzimatiche che prevedono il coinvolgimento di ioni metallici.

Più in dettaglio, con riferimento ai concetti di elettrodinamica quantistica già premessi, l'apparecchiatura secondo l'invenzione consente di rendere fisiologicamente disponibili in un organismo ioni endogeni (i.e. già presenti all'interno dell'organismo), altrimenti non utilizzabili dall'organismo in quanto intrappolati nei cosiddetti CDF dell'acqua intracellulare e/o extracellulare.

Gli ioni intrappolati nei CDF non sono stati coinvolti nelle normali reazioni metaboliche dell'organismo e si trovano pertanto in uno stato non combinato che li rende potenzialmente disponibili ad intervenire direttamente in reazioni fisiologiche intercellulari e/o extracellulari, in particolare di tipo enzimatico.

Con il termine intracellulare si intende espressamente far riferimento all'interno delle cellule, mentre con il termine extracellulare si intende far riferimento genericamente all'esterno delle cellule.

Secondo l'invenzione, l'apparecchiatura consente di realizzare le seguenti fasi operative:

(a) una fase di selezione di una specie ionica da rendere fisiologicamente disponibile in un organismo;

(b) una fase di generazione di un campo elettromagnetico ELF o ULF variabile Bc per irradiare un organismo;

(c) una fase di rilevazione dell'intensità del campo magnetico statico locale B0almeno nella sua componente parallela al campo elettromagnetico Bc; e (d) una fase di modulazione dell'onda principale che definisce il campo elettromagnetico variabile Bcper sovrapposizione di un'onda secondaria avente una frequenza compresa nell'intervallo tra 1 e 100 kHz.

Nella fase di selezione, la specie ionica da rendere fisiologicamente disponibile viene scelta in funzione delle specifiche reazioni fisiologiche che si intende favorire in un organismo. Come sarà ripreso più avanti, a tale scopo à ̈ stato elaborato un database che raccoglie le informazioni attualmente disponibili in materia.

Ai fini della presente invenzione, ogni specie ionica à ̈ individuata dal rapporto carica-massa Q/m, espresso in Coulomb/kg. Ad esempio, gli ioni Ca<2+>, Li<+>, Na<+>e Mg<2+>sono individuati con un rapporto Q/m pari rispettivamente a 4,8110<6>C/kg, 13,910<6>C/kg, 4,19 10<6>C/kg e 7,9310<6>C/kg.

La fase di rilevazione dell'intensità del campo magnetico statico locale B0può essere effettuata prima delle suddette fasi (b) e (d) di generazione e di modulazione oppure, in alternativa, durante tali fasi in continuo o ad intervalli di tempo regolari.

Per “campo magnetico statico locale†si deve qui intendere il campo magnetico statico normalmente presente in tutti gli ambienti, che può essere ritenuto costante nel tempo ed à ̈ definito essenzialmente dal campo magnetico terrestre (~ 2- 510<-5>Tesla) o da livelli alterati di quest'ultimo per la presenza di corpi magnetici.

In particolare, come sarà chiarito nel seguito, ai fini della presente invenzione à ̈ importante conoscere il valore del campo magnetico locale B0nella sua componente parallela al campo elettromagnetico variabile Bc, in corrispondenza dello spazio in cui si irradia l'organismo con questo campo elettromagnetico variabile Bc.

Nel seguito per semplicità, con campo magnetico statico locale B0si intenderà la sua componente parallela al campo elettromagnetico variabile Bc.

Operativamente, una volta determinata la specie ionica da rendere fisiologicamente disponibile e nota l'intensità del campo magnetico statico locale B0, si procede ad irradiare l'organismo con il campo elettromagnetico variabile Bcgenerato nella suddetta fase (b) di generazione.

Questo campo à ̈ definito almeno da un'onda principale avente una frequenza pari alla frequenza di ciclotrone Fcdella specie ionica scelta o alla frequenza di armoniche o di subarmoniche di tale frequenza secondo la serie di Bessel. In questo modo, in accordo con le iniziali premesse di elettroquantodinamica, il campo magnetico variabile Bcà ̈ suscettibile di interagire per risonanza con gli ioni della specie ionica scelta intrappolati nei CDF dell'acqua dell'organismo, determinandone così l'espulsione.

A titolo di esempio, le frequenze di ciclotrone Fcper gli ioni Ca<2+>, Li<+>, Na<+>e Mg<2+>, espresse in Hz e calcolate con la già citata espressione 2π Fc= Q/m B0, sono pari rispettivamente ai seguenti valori 0,79459, 2,29413, 0,69264 e 1,31031 moltiplicati per il valore della componente del campo magnetico statico locale B0parallela al campo elettromagnetico variabile Bcespressa in Tesla.

Preferibilmente, l'onda principale à ̈ di tipo impulsivo ed ha intensità media non nulla. Si à ̈ rilevato che ciò favorisce l'espulsione degli ioni dai CDF.

Come sarà chiarito nel seguito, anche l'intensità del campo elettromagnetico variabile Bc può essere opportunamente modulata all'interno dell'intervallo compreso tra 10<-8>e 10<-4>Tesla.

Nella fase (d) di modulazione, all'onda principale che definisce il campo elettromagnetico variabile Bcviene sovrapposta un'onda secondaria avente una frequenza compresa nell'intervallo tra 1 e 100 kHz. L'onda secondaria viene sovrapposta all'onda principale negli intervalli di tempo in cui quest'ultima à ̈ non nulla.

In questo modo, il campo elettromagnetico variabile Bcirradiato sull'organismo presenta sia le proprietà dell'onda principale sia quelle dell'onda secondaria, ed in particolare le due differenti frequenze.

La suddetta modulazione dell'onda principale costituisce una fase operativa fondamentale della presente invenzione in quanto conferisce al campo elettromagnetico variabile Bcla capacità di penetrare all'interno delle cellule dell'organismo e quindi di interagire con gli ioni intrappolati nei CDF dell'acqua intracellulare.

Come provato da noti studi di biofisica, le membrane cellulari di un qualsiasi organismo possono essere assimilate da un punto di vista del loro comportamento elettrico a circuiti comprendenti elementi capacitivi, resistivi e induttivi combinati in serie e/o in parallelo tra loro, secondo schemi che variano a seconda della tipologia di cellula. La presenza in questi schemi elettrici di elementi induttivi combinati con elementi capacitivi fa prevedere l'esistenza di ben definite frequenze di risonanza alle quali le membrane cellulari offrono il minimo di resistenza al passaggio di campi elettromagnetici variabili.

Il depositante ha verificato che molte specie cellulari presentano frequenze di risonanza all'interno dell'intervallo compreso tra 1 kHz e 100 kHz. In quest'ottica assume pertanto significato fondamentale la suddetta fase di modulazione dell'onda principale che definisce il campo elettromagnetico variabile Bc. Infatti, in assenza di tale seconda modulazione, il campo elettromagnetico variabile Bcsarebbe schermato dalle membrane cellulari e potrebbe interagire solo con gli ioni contenuti nei CDF dell'acqua extracellulare.

Con la presente apparecchiatura à ̈ quindi possibile rendere fisiologicamente disponibili in un organismo non solo gli ioni intrappolati nei CDF dell'acqua extracellulare, ma anche gli ioni intrappolati nei CDF dell'acqua intracellulare, e mettere quindi l'organismo nelle condizioni di attivare successive possibili reazioni metaboliche intracellulari che coinvolgono tali ioni.

Vantaggiosamente, come apparirà chiaramente dal seguito della descrizione, l'invenzione consente di rendere disponibili all'interno di un organismo quantità di energia ben definite e soprattutto regolabili, che sono utilizzabili dall'organismo stesso per l'attivazione di possibili successive reazioni fisiologiche che coinvolgono gli ioni espulsi dai CDF. Queste ben definite quantità di energia sono fornite da campi elettrmagnetici di tipo MASER generati dall'espulsione degli ioni dai CDF.

Infatti, sulla base di studi teorici e sperimentali condotti dall'inventore, che hanno consentito di sviluppare ulteriormente i risultati di Del Giudice et al. e di approfondire la conoscenza dei fenomeni fisici che hanno luogo nelle frontiere dei domini di coerenza CDF, in seguito all'espulsione da un CDF di ioni in esso contenuti, gli elettroni orbitanti nella periferia esterna del CDF non sono più sottoposti al campo coulombiano della specie ionica uscita dal CDF e quindi cambiano di orbita producendo una campo elettromagnetico che può essere misurato.

Questo campo elettromagnetico à ̈ un campo coerente di tipo MASER, la cui frequenza dipende dal rapporto Q/m tra la carica Q e la massa m della specie ionica liberata dal CDF e la cui intensità dipende dalla carica Q della specie ionica liberata, dalla massa m della specie ionica liberata e dal rapporto Bc/B0tra l'intensità media del campo elettromagnetico variabile Bce l'intensità del campo elettromagnetico statico B0(sempre inteso nella sua componente parallela al campo elettromagnetico variabile Bc).

La potenza del suddetto campo elettromagnetico coerente di tipo MASER emesso da un CDF Ã ̈ definita dalla formula:

P= Ni [(Q<4>B0<2>(ω R)<2>)/( 6πε°<2>c<3>mr)]

dove: Ni sta per numero di ioni emessi dal CDF; m=massa dello ione emesso; ω velocità angolare sull'orbita ciclotronica; R= raggio del CDF (circa 750 A°); Q carica dello ione emesso; B0valore del campo magnetico statico locale nella componente parallela al campo elettromagnetico Bc; mr rapporto tra la massa dello ione e la massa dell'elettrone; ε° costante dielettrica del vuoto; 6Ï€ angolo solido di uscita dello ione emesso; c velocità della luce.

A tale scopo, in accordo con una soluzione preferita dell'invenzione, la presente apparecchiatura consente ulteriormente di realizzare le due seguenti fasi operative:

(e) una fase di selezione dell'intensità di questi campi MASER; ed

(f) una fase di regolazione in ampiezza del campo elettromagnetico variabile Bc. La selezione dell'intensità dei campi MASER emessi viene effettuata in funzione del tipo di reazioni fisiologiche che si intende stimolare, avvalendosi del supporto di specifici studi medico-scientifici in materia. Questi studi hanno premesso di stabilire per ciascuna reazione fisiologica le specie ioniche ad essa correlate e le quantità di energia che devono essere rese disponibili in un organismo per rendere possibile tale reazione. Come già accennato in precedenza, sulla base di questi studi à ̈ stato elaborato un database che associa a ciascuna reazione fisiologica le specie ioniche da rendere disponibili (con relativi valore del rapporto Q/m) e i valori del rapporto Bc/B0corrispondenti a campi MASER aventi intensità specifica per la reazione stessa.

Infatti, l'intensità dei campi MASER emessi con l'espulsione degli ioni dai CDF à ̈ definita dal valore del rapporto Bc/Botra l'intensità media del campo elettromagnetico variabile Bce l'intensità del campo elettromagnetico statico B0, nonché dalla carica Q e dalla massa m della specie ionica emessa.

Operativamente, dopo aver selezionato l'intensità del campo MASER che si vuole emettere e quindi individuato il corrispondente valore del rapporto Bc/B0, si procede con la fase (f) di regolazione in ampiezza del campo elettromagnetico variabile Bc.

In questa fase l'intensità media del campo Bcviene regolata in funzione del valore rilevato di intensità del campo magnetico statico locale B0per ottenere il predeterminato valore Bc/B0, definendo opportunamente l'ampiezza dell'onda principale e/o dell'onda secondaria.

Come à ̈ noto da studi di biofisica le membrane cellulari presentano una polarizzazione dovuta alla differente distribuzione di specie ioniche tra l'interno e l'esterno delle cellule. L'attivazione di reazioni fisiologiche che coinvolgono specie ioniche, in particolare reazioni enzimatiche, modifica la distribuzione di tali specie ioniche e quindi la polarizzazione delle membrane. Una misura del valore medio della polarizzazione delle membrane cellulari di un organismo à ̈ data dall'impedenza corporea che può essere rilevata tramite un impedenzimetro clinico.

Vantaggiosamente, in accordo con una soluzione preferita dell'invenzione, la presente apparecchiatura consente inoltre di realizzare una fase (g) di rilevazione dell'impedenza di un organismo irradiato con il suddetto campo elettromagnetico ELF o ULF variabile Bc.

Preferibilmente, la fase (g) di rilevazione viene condotta in continuo mentre si irraggia l'organismo con il campo elettromagnetico variabile Bc. In questo modo à ̈ possibile valutare in tempo reale l'efficacia dell'irraggiamento sulla stimolazione delle reazioni fisiologiche scelte e quindi stabilire il tempo di durata della fase (b) di generazione del campo elettromagnetico Bc. Grazie alla misurazione della variazione di impedenza dell'organismo durante l'irraggiamento, à ̈ inoltre possibile individuare empiricamente il valore ottimale della frequenza da assegnare al campo elettromagnetico variabile Bcper stimolare la specie ionica prescelta. Infatti, l'esatto valore della frequenza del campo elettromagnetico variabile Bcin corrispondenza del quale si verifica, per risonanza, l'eccitazione degli ioni prescelti nei CDF, dipende da diversi fattori, quali ad esempio le specifiche caratteristiche chimico-fisiche dell'organismo irraggiato. Dal momento, quindi, che fattori individuali, legati ai singoli organismi, possono influenzare la frequenza che deve essere assegnata al campo elettromagnetico variabile Bcper eccitare gli ioni prescelti nei CDF, risulta particolarmente importante riuscire a regolare in modo preciso tale frequenza in una fase di settaggio dell'apparecchiatura o durante l'irraggiamento dell'organismo stesso con il suddetto campo variabile. Inoltre il valore puntuale del campo magnetico statico B0, impiegato in modo di per sé noto per la determinazione della frequenza di ciclotrone (Fc), à ̈ influenzato da fattori esterni che potrebbero falsare il calcolo della frequenza di ciclotrone (Fc) e che sono costituiti ad esempio dalle strutture in acciaio degli edifici o dall'irraggiamento magnetico di fonti prossime all'apparecchiatura.

Per individuare pertanto il valore ottimale della frequenza del campo elettromagnetico variabile Bc, à ̈ possibile variare in modo discreto la stessa frequenza, opportunamente in un intervallo compreso tra 0.5 e 1.5 della frequenza di ciclotrone (Fc) stimata, misurando al contempo la variazione di impedenza dell'organismo. In particolare, à ̈ opportuno valutare tale variazione di impedenza in un intervallo di tempo, preferenzialmente compreso tra 2 e 180 secondi, consecutivo ad ogni modifica del valore della frequenza. Preferibilmente vengono misurati i valori delle due componenti dell'impedenza, ovvero della resistenza e della reattanza, dell'organismo. Il valore ottimale della frequenza da assegnare al campo elettromagnetico variabile Bcper stimolare la specie ionica prescelta sarà quello in corrispondenza del quale si verifica la massima variazione di impedenza dell'organismo. Allo stesso modo, in funzione degli specifici processi fisiologici su cui si vuole intervenire, sarà possibile selezionare il valore di frequenza del campo elettromagnetico variabile Bcin corrispondenza del quale si verifica la massima variazione di impedenza o di reattanza.

Si sottolinea ancora una volta che le condizioni chimico-fisiche (disponibilità fisiologica di particolari specie ioniche e di energie di attivazione) realizzabili in un organismo mediante il presente metodo sono necessarie, ma non sufficienti, per l'attivazione di particolari reazioni fisiologiche. Infatti, una volta instaurate tali condizioni chimico-fisiche, l'evoluzione di queste reazioni non à ̈ scontata, in quanto potenzialmente dipendente da altri fattori non controllabili e soprattutto variabili da organismo ad organismo.

Con riferimento alle Figure allegate, l'apparecchiatura à ̈ indicata nel suo complesso con 1 e comprende mezzi di generazione 20 di un campo elettromagnetico ELF o ULF variabile Bcavente un'intensità media non nulla, e mezzi di generazione di forme d'onda 30, elettricamente collegati ai mezzi di generazione 20.

Preferibilmente, i mezzi di generazione 20 comprendono una o più bobine di Helmoltz (non illustrate), di tipo di per sé noto, all'interno delle quali viene disposto l'organismo da irradiare con il suddetto campo elettromagnetico variabile Bc. Vantaggiosamente, ognuna di tali bobine di Helmholtz à ̈ contenuta in un involucro metallico in grado di schermare l'organismo disposto al loro interno e l'ambiente circostante da campi elettrici indotti. L'intensità del campo elettromagnetico variabile Bcpuò variare nell'intervallo compreso tra 10<-8>e 10<-4>Tesla.

I mezzi di generazione di forme d'onda 30 sono collegati ai mezzi di generazione 20 e sono atti a generare un segnale di eccitazione per attivare i suddetti mezzi di generazione 20 del campo elettromagnetico variabile Bc.

Il segnale di eccitazione à ̈ dato dalla sovrapposizione di un'onda principale e di un'onda secondaria aventi differenti frequenze. Più in dettaglio, l'onda principale ha una frequenza pari alla frequenza di ciclotrone Fcdi una specie ionica da rendere fisiologicamente disponibile nell' organismo (o alla frequenza di armoniche o di subarmoniche di questa frequenza di ciclotrone), mentre l'onda secondaria ha una frequenza compresa nell'intervallo tra 1 e 100 kHz.

Vantaggiosamente, in accordo con la soluzione realizzativa preferita illustrata nella Figura 1, l'apparecchiatura 1 comprende mezzi di amplificazione di segnali 60 elettricamente interposti tra i mezzi di generazione di forme d'onda 30 e i mezzi di generazione 20 del campo elettromagnetico Bc.

L'apparecchiatura 1 à ̈ provvista inoltre di almeno un magnetometro 40 che à ̈ atto a rilevare l'intensità del campo magnetico statico locale B0in corrispondenza dei mezzi di generazione 20. Preferibilmente, il magnetometro 40 utilizza sensori ad effetto Hall, di tipo di per sé noto, collegati alle bobine di Helmoltz. In particolare, tali sensori ad effetto Hall sono preferenzialmente tre e sono disposti ortogonalmente tra di loro, in modo da rilevare le componenti dell'intensità del campo elettromagnetico statico B0lungo le tre direzioni assiali.

L'apparecchiatura 1 à ̈ provvista inoltre di almeno un impedenzimetro 70, di tipo di per sé noto, collegabile tramite uno o più elettrodi 71 all'organismo mentre viene irradiato con il suddetto campo elettromagnetico variabile Bc. L'impedenzimetro 70 fornisce in tempo reale una misura del valore medio della polarizzazione delle membrane cellulari dell'organismo durante il trattamento.

In accordo con la soluzione realizzativa preferita illustrata nella Figura 1, i mezzi di generazione di forme d'onda 30 comprendono un primo ed un secondo generatore di forme d'onda 31 e 32 atti a generare rispettivamente l'onda principale e l'onda secondaria. Funzionalmente, il secondo generatore 32 Ã ̈ elettricamente collegato al primo a monte dei mezzi di amplificazione di segnali 60 per consentire la sovrapposizione dell'onda secondaria sull'onda principale prima dell'entrata nei mezzi di generazione 20.

Preferibilmente, il primo generatore di forme d'onda 31 genera un onda principale di tipo impulsivo avente intensità media non nulla, mentre il secondo generatore di forme d'onda 32 à ̈ un generatore di onde sinusoidali.

In accordo con un'altra soluzione realizzativa, i mezzi di generazione di forme d'onda 30 comprendono almeno un generatore di forme d'onda arbitrario, in alternativa ai due generatori 31 e 32. L'utilizzo di un generatore di forme d'onda arbitrario rende inoltre possibile, avvalendosi favorevolmente della tecnologia digitale, sintetizzare un'onda polifonica complessa ovvero più forme d'onda simultanee. In questo modo, si possono rendere fisiologicamente disponibili più ioni contemporaneamente, esercitando un miglior controllo sulle reazioni metaboliche. La stimolazione simultanea di più specie ioniche, infatti, permette di rendere disponibili sia ioni differenti che concorrono ad uno stesso processo metabolico, amplificando così l'effetto prodotto dalle singole specie ioniche, sia ioni differenti coinvolti in diversi processi metabolici. In quest'ultimo caso, per esempio, mentre una specie ionica può favorire una reazione, un'altra può parzialmente inibire la stessa reazione e può essere pertanto utilizzata per regolare l'attività biologica della prima specie.

Vantaggiosamente, l'apparecchiatura 1 Ã ̈ dotata per la sua gestione operativa di un elaboratore elettronico 50 elettricamente connesso al magnetometro 40, all'impedenzimetro 70 e ai mezzi di generazione di forme d'onda 30.

L'elaboratore 50 à ̈ provvisto di un database interno che associa a ciascun tipo di reazione fisiologica le specie ioniche da rendere fisiologicamente disponibili, le intensità dei campi MASER generati dall'espulsione degli ioni dai CDF e gli intervalli di valori di impedenza che si ritengono ottimali per un organismo.

Operativamente, l'elaboratore 50 interviene secondo una determinata logica di controllo sui mezzi di generazione di forme d'onda 30, impostando i valori di frequenza e di ampiezza dell'onda principale e dell'onda secondaria, i quali sono calcolati sulla base delle informazioni contenute nel suddetto database in funzione dell'intensità del campo magnetico statico locale B0rilevata dai mezzi 40.

L'elaboratore 50 definisce inoltre i tempi di durata del trattamento in funzione dei valori di impedenza rilevati sull'organismo.

L'invenzione così concepita raggiunge pertanto gli scopi prefissi.

Ovviamente, essa potrà assumere, nella sua realizzazione pratica, anche configurazioni diverse da quella sopra illustrata senza che, per questo, si esca dal presente ambito di protezione.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura per rendere fisiologicamente disponibili in un organismo ioni endogeni comprendente: - almeno un magnetometro (40) atto a rilevare l'intensità del campo magnetico statico locale (B0) nella regione in cui detto organismo à ̈ posizionato per definire la frequenza di ciclotrone (Fc) di una specie ionica da rendere fisiologicamente disponibile in detto organismo; - mezzi di generazione (20) di un campo elettromagnetico ELF o ULF variabile (Bc) avente un intensità media non nulla, comprendenti una o più bobine di Helmholtz, i quali sono suscettibili di irradiare detto organismo con detto campo elettromagnetico variabile (Bc); - mezzi di generazione di forme d'onda (30), i quali sono elettricamente collegati a detti mezzi di generazione (20) di un campo elettromagnetico (Bc) e sono atti a generare un segnale di eccitazione per attivare detti mezzi di generazione (20), detto segnale di eccitazione essendo dato da almeno un'onda principale, avente una frequenza pari alla frequenza di ciclotrone (Fc) di una specie ionica da rendere fisiologicamente disponibile in detto organismo o alla frequenza di armoniche o di subarmoniche di detta frequenza di ciclotrone (Fc), in modo tale che il campo elettromagnetico variabile (Bc) sia in grado di interagire con gli ioni di detta specie ionica intrappolati in CDF presenti nell'acqua dell'organismo, provocando, per risonanza, l'espulsione di detti ioni da detti CDF, rendendoli così fisiologicamente disponibili per successive reazioni metaboliche; - almeno un impedenzimetro (70) collegabile a detto organismo mentre à ̈ irradiato con il suddetto campo elettromagnetico variabile (Bc); caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di controllo elettronici i quali variano la frequenza di detto campo elettromagnetico variabile (Bc) impostando una successione di valori discreti, in particolare all'interno di un intervallo di valori compreso tra 0.5 e 1.5 di detta frequenza di ciclotrone (Fc), valutano, per mezzo di detto impedenzimetro (70), la variazione di impedenza di detto organismo in un intervallo di tempo compreso tra 2 e 180 secondi consecutivo ad ogni valore impostato di frequenza di detto campo elettromagnetico variabile (Bc), ed individuano il valore ottimale della frequenza da assegnare a detto campo elettromagnetico variabile (Bc) per stimolare detta specie ionica prescelta, essendo tale valore ottimale quello in corrispondenza del quale si verifica la massima variazione di impedenza di detto organismo.
2. 2. Apparecchiatura per rendere fisiologicamente disponibili in un organismo ioni endogeni secondo la rivendicazione 1, in cui detto segnale di eccitazione per attivare detti mezzi di generazione (20) à ̈ dato dalla sovrapposizione di almeno un'onda principale, avente una frequenza pari alla frequenza di ciclotrone (Fc) di una specie ionica da rendere fisiologicamente disponibile in detto organismo o alla frequenza di armoniche o di subarmoniche di detta frequenza di ciclotrone, (Fc), e di almeno un'onda secondaria avente una frequenza compresa nell'intervallo tra 1 e 100 kHz, corrispondenti alle frequenze di risonanza di molte specie cellulari, in modo tale che il campo elettromagnetico variabile (Bc), così modulato, sia in grado di interagire con gli ioni di detta specie ionica intrappolati in CDF presenti nell'acqua intracellulare di dette specie cellulari dell'organismo, provocando, per risonanza, l'espulsione di detti ioni da detti CDF, rendendoli così fisiologicamente disponibili all'interno delle cellule per successive reazioni metaboliche intracellulare e/o extracellulari.
3. 3. Apparecchiatura per rendere fisiologicamente disponibili in un organismo ioni endogeni secondo la rivendicazione 1, in cui detto magnetometro (40) à ̈ provvisto di tre sensori ad effetto Hall disposti ortogonalmente tra di loro, in modo da rilevare le componenti dell'intensità di detto campo elettromagnetico statico B0lungo le tre direzioni assiali.
4. 4. Apparecchiatura per rendere fisiologicamente disponibili in un organismo ioni endogeni secondo la rivendicazione 1, in cui ognuna di dette bobine di Helmholtz à ̈ contenuta in un involucro metallico in grado di schermare l'organismo disposto al loro interno e l'ambiente circostante da campi elettrici indotti.
5. 5. Apparecchiatura per rendere fisiologicamente disponibili in un organismo ioni endogeni secondo la rivendicazione 1, comprendente mezzi di amplificazione di segnali (60) i quali collegano elettricamente detti mezzi di generazione di forme d'onda (30) con detti mezzi di generazione (20) di un campo elettromagnetico (Bc).
6. 6. Apparecchiatura per rendere fisiologicamente disponibili in un organismo ioni endogeni secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi di generazione di forme d'onda (30) comprendono almeno un generatore di forme d'onda arbitrario atto a generare detto segnale di eccitazione.
7. 7. Apparecchiatura per rendere fisiologicamente disponibili in un organismo ioni endogeni secondo la rivendicazione 6, in cui detto generatore di forme d'onda arbitrario sintetizza digitalmente un'onda polifonica complessa in grado di rendere fisiologicamente disponibili diverse specie ioniche simultaneamente.
8. 8. Apparecchiatura per rendere fisiologicamente disponibili in un organismo ioni endogeni secondo la rivendicazione 2, in cui detti mezzi di generazione di forme d'onda (30) comprendono: - un primo generatore di forme d'onda (31) per generare detta onda principale; e - un secondo generatore di forme d'onda (32) per generare detta onda secondaria, in particolare un'onda secondaria sinusoidale.
9. 9. Apparecchiatura per rendere fisiologicamente disponibili in un organismo ioni endogeni secondo le rivendicazioni 5 e 8, in cui detto secondo generatore di forme d'onda (32) à ̈ elettricamente collegato a detto primo generatore di forme d'onda (31) a monte di detti mezzi di amplificazione di segnali (60) per consentire la sovrapposizione di detta onda secondaria su detta onda principale e generare così detto segnale di eccitazione.
10. 10. Apparecchiatura per rendere fisiologicamente disponibili in un organismo ioni endogeni secondo la rivendicazione 2, comprendente un elaboratore elettronico (50), il quale à ̈ collegato a detti mezzi di generazione di forme d'onda (30) e a detto magnetometro (40), detto elaboratore (50) definendo la frequenza e l'ampiezza di detta onda principale e di detta onda secondaria in funzione del valore rilevato di intensità del campo magnetico statico locale (B0) ed in funzione della specie ionica da rendere fisiologicamente disponibile al fine di ottenere, al momento dell'espulsione degli ioni da detti CDF, campi MASER di predeterminata intensità.