Grundlagenforschung

Chemisch-physikalische Untersuchungen und Modelle zu homöopathischen Hochpotenzen

Die Anfänge

Mit zunehmenden chemischen Kenntnissen (Loschmidt-Konstante, Avogadro-Zahl) kam ab der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts die Frage auf, ob in homöopathischen Hochpotenzen noch Moleküle der Ausgangssubstanz vorhanden seien.

Bereits ab Anfang des 20. Jahrhunderts wurden deshalb Experimente mit Hochpotenzen durchgeführt (Übersicht bei Wurmser 1969). Zunächst wurden Versuche mit Chromatographie und Kapillarspektren durchgeführt, die in unterschiedlichen Untersuchungen bis zu einer Potenz um die D8 das Vorhandensein der Ausgangssubstanz nachweisen konnten.

Einen neuen Impuls gab es durch die Technik, Elemente künstlich radioaktiv zu machen. Hiermit konnte in der homöopathischen Arznei Bromum bis zu einer D18 bei mit der Mehrglasmethode hergestellten Arzneien der Ausgangsstoff nachgewiesen werden. Bei mit der Einglasmethode hergestellten Potenzen zeigte sich sogar noch bei einer C1000 von Phosphor ein Ausschlag auf dem Geigerzähler.

Der vermutete physikalische Faktor und „Imprint-Theorien“

Die Vermutung, dass es einen physikalischen Faktor geben müsse, von dem eine Wirkung der Hochpotenzen abgeleitet werden könnte, führte ab Mitte des 20. Jahrhunderts neben Experimenten auch zur Entwicklung von Modellen, die mögliche physikalische und chemische Prozesse bei der Herstellung von Hochpotenzen zu erklären suchten (ausführliche Übersicht bei Walach 1986).

Barnard und Stephenson (Barnard 1967) machten mit ihrer „Imprint-Theorie“ den Anfang und sahen eine Erklärung für die Wirksamkeit in strukturellen Veränderungen des Lösungsmittels.

Basis für ihre Überlegungen waren Untersuchungen von Smith und Boericke, die bei einer magnetischen Spektrogrammanalyse Unterschiede im OH-Anteil von potenzierter Sulfur-Lösung und unpotenzierter Kontrolle fanden: Der Arzneistoff gebe seine Information an das Lösungsmittel ab, die Spezifität entstehe durch eine bestimmte, vom jeweiligen Stoff abhängige, dreidimensionale Anordnung der Wasserstoffbrücken zu Polymeren – wie in einer Art negativer Schablone. Dabei wurde angenommen, dass durch die Potenzierung Energie zugeführt wird, dann die Polymere bis zu einer kritischen Größe wachsen, auseinanderbrechen und sich selber wieder replizieren. Eine Hochpotenz hätte dann mehr Polymere und damit mehr Information.

In den folgenden Jahrzehnten haben verschiedene Forscher die „Imprint-Theorie“ mit unterschiedlichen Vorstellungen weiterentwickelt: Kumar und Jussal legen den Schwerpunkt der Theorie auf eine bestimmte Anordnung von Dipolen, Sharma auf die von ihm so benannte „Resonante Promotion“, in der es um Wechselwirkungen der Elektronen in der äußersten Elektronenhülle geht, Resch und Gutmann auf das Donor-Akzeptor-Konzept von Lösungsmittelvorgängen, Popp auch die Oszillationen der Wasserstoffbrücken.

Eine experimentelle Arbeit, die die „Imprint-Theorie“ unterstützte, waren die Untersuchungen des französischen Physikers Louis Rey in Lausanne, der das Verfahren der Thermolumineszenz nutzte (Rey 2002). Er wies darauf hin, dass Wasser durch „Cluster“ von Wasserstoffbrücken ein strukturiertes Medium darstellt, das mit einer spezifischen Veränderung dieser „Cluster“ auf eine zu lösende Substanz reagiert. Wenn sich Wasser in gefrorenem Zustand befindet, können mittels Thermolumineszenz charakteristische Strukturen („defekte Punkte“) im kristallinen Netzwerk spezifisch nachgewiesen werden. Dafür werden Lösungen zunächst auf minus 196 Grad Celsius abgekühlt, durch Bestrahlung aktiviert und dann bis zum Siedepunkt kontrolliert wieder aufgewärmt. Die dabei abgegebene Strahlung zeigte bei Untersuchungen von hochverdünnten potenzierten Lösungen von Natrium- und Lithiumchlorid in Intensität und Spektrum signifikante Unterschiede zum nicht potenzierten Lösungsmittel – für Rey ein Hinweis, dass auch in Hochpotenzen durch den Prozess der Potenzierung in der Lösung für den ursprünglich gelösten Stoff spezifische Wasserbrückenstrukturen entstehen.

Van Wijk (Wijk 2006-1) hat Teile dieses Experiments mit drei Variationen bezüglich der Zeitabstände zwischen Herstellung (He.) und Experiment (Ex.) sowie Bestrahlung (Be.) und Thermolumineszenz-Messung (TM) repliziert. Eine tendenzieller, aber nicht signifikanter Unterschied zeigte sich zwischen einer potenzierten Lithiumchlorid(LiCl)-C15-Potenz (Lösungsmittel Deuteriumoxid: D2O) und einer potenzierten D2O-C15-Kontrolllösung (p=0,059) bei kurzem dreiwöchigem Abstand zwischen He. und Ex. und kurzem einwöchigen Abstand zwischen Be. und TM. Bei beiden Messungen mit längeren Abständen war zwischen diesen beiden Substanzen kein Unterschied nachweisbar. Ein deutlicher Unterschied (p<0,0001) zeigte sich zwischen potenziertem C15-D2O und unpotenziertem D2O bei langen Abständen von 12 Wochen zwischen He. und Ex. und 3 Wochen zwischen Be. und TM, aber nicht bei den kurzen Abständen.

Eine mögliche Erklärung der Ergebnisse ist laut van Wijk, dass durch den Potenzierungsvorgang die physikalische Struktur von D2O so stabilisiert wird, dass die Bestrahlungsenergie länger gespeichert werden kann, was zum Unterschied zwischen potenziertem und unpotenziertem D2O führt. Lithiumchlorid soll die Wasserstoffbrückenbindung unterdrücken können, was für eine begrenzte Zeit den zuvor beschriebenen Stabilisierungsprozess reduzieren könnte und zum Unterschied zwischen potenziertem LiCl und potenzierter Kontrolle geführt haben könnte. Van Wijk weist aber auch darauf hin, dass Erklärungen für das beschriebene Phänomen vage bleiben und weitere Untersuchungen zur Absicherung der Ergebnisse nötig sind. Er diskutiert auch die Untersuchungen von Cowan (Cowan et al 2005), welche zeigten, dass die netzwerkartigen Strukturen von Wasserstoffbrücken in Wasser nur Bruchteile einer Sekunde bestehen (10-15 Sekunden), was gegen die beschriebenen möglichen Erklärungen spreche.

Der systematische Review von Witt

Witt (Witt 2000) hat eine systematische Analyse von 22 Veröffentlichungen im Zeitraum 1951-1997 zu physikalischen Experimenten mit homöopathischen Arzneien durchgeführt, die ein weites experimentelles Spektrum wie Oberflächenspannung, Kristallisation, Dielektrische Eigenschaften, Absorptionsspektren, Raman-Laser-Spektren und Kernresonanzspektren anwandten, um Unterschiede zwischen einer homöopathischen Hochpotenz und einer Kontrolllösung nachzuweisen.

In eigenen Experimenten mit einem REDEM-Gerät (Resonanzdämpfungs- und Entdämpfungsmessgerät) konnte sie zeigen, dass es bei Herstellung, Lagerung und experimentellen Verwendung der Arzneien eine Vielzahl von Quellen für Fremdmoleküle gibt, die weder der Arznei noch dem Lösungsmittel angehören. Diese können dann zu falsch positiven Ergebnissen führen. In diesen Versuchsreihen mit dem REDEM-Gerät traten zum Teil reproduzierbare Unterschiede zwischen Hochpotenz und Kontrolllösung auf, wenn Glasgefäße und Wasser als Lösungsmittel verwendet wurden. Bei Verwendung von Polyethylengefäßen und Ethanol waren diese jedoch nicht mehr nachweisbar. Es wurde dabei deutlich, dass einzig eine potenzierte Kontrolllösung der Stufe C1 oder in der gleichen Potenzhöhe wie die zu untersuchende Arznei eine zuverlässige Kontrolle bildet.

Unter Berücksichtigung dieser Daten wurde für die systematische Analyse der Experimente ein Score gebildet. Es zeigte sich, dass von den 22 Veröffentlichungen letztlich nur drei eine ausreichende Methodik aufwiesen, vor allem eine nicht potenzierte Kontrolllösung war der Hauptkritikpunkt. Von diesen zeigten zwei Untersuchungen von Demangeat mithilfe der Kernresonanz-Spektroskopie (ein Verfahren, mit dem Mobilität und Strukturiertheit von Wassermolekülen in Lösungen und Gewebe untersucht werden können) ein positiv Ergebnis (Demangeat 1992, 1997).

Demangeat konnte hierbei signifikante Unterschiede für die Relaxationszeiten von Arzneien (Siliciumdioxid, Mangan, Histamin) und Kontrolllösung (NaCl und Wasser, potenziert und unpotenziert) aufzeigen, mit dem expliziten Resümee, dass er dafür keine Erklärung geben könne. Es werden mehrere mögliche Ursachen, wie z.B. pH-Effekte oder mitgelöster Sauerstoff diskutiert, ohne dass dies jedoch die Ergebnisse ausreichend erklären könnte.

Eine ausführliche Darstellung der komplexen Grundlagen der Kernresonanz-Spektroskopie und der Arbeiten von Demangeat sind bei Weingärtner zu finden (Weingärtner 2002). Dort werden außerdem zwei Arbeiten von Aabel und Sukul besprochen, die nach 1997 entstanden, jedoch deutliche methodische Schwächen aufwiesen, so dass sie hier nicht ausführlich dargestellt werden.

Hormesis und Homöopathie

Hormesis ist ein aus der Toxikologie bekannter Vorgang, bei dem geringe Konzentrationen einer Ausgangssubstanz eine stimulierende Wirkung, hohe Dosen aber eine hemmende Wirkung in einem biologischen System ausüben können. Die Reaktion des Organismus ist dosisabhängig: Eine niedrige Dosis führt zu einer stärkeren, eine höhere Dosis zu einer schwächeren Antwort. Ein vergleichbares Phänomen war bereits Ende des 19. Jahrhunderts von Schulz in Experimenten mit Hefekulturen beschrieben worden (sog. „Arndt-Schulz’sche Regel“).

Aktuelle Forschungsarbeiten der letzten Jahre von Calabrese und Kollegen (Calabrese 2010) weisen auf Parallelen zwischen Hormesis und Homöopathie hin: Ähnlich wie in toxikologischen Experimenten beschrieben, versucht bei der homöopathischen Therapie der Organismus, mit einer Gegenreaktion den Heilungs- bzw. Reparaturprozess zu verstärken.

Van Wijk und Wiegant stießen in ihren Arbeiten über Hitzeschockproteine ebenfalls auf das Phänomen der Hormesis. Darin wurde die Regenerationsfähigkeit von Zellkulturen untersucht, an denen zuvor spezifische Schäden durch Hitzeschock bzw. Zellgifte gesetzt worden waren. Anhand von Messungen der Reperaturproteine wurde unter anderem festgestellt, dass die Überlebensraten der Zellen durch bestimmte Noxen gesteigert werden können, wenn diese den Zellen erneut – dann aber nicht mehr in toxischen Dosen, sondern stark verdünnt – zugesetzt wurden. Hier könnte eine Parallele zum Ähnlichkeitsprinzip der Homöopathie vorliegen (van Wijk 2006-2). Wichtige Begriffe bei den Experimenten sind Prä- und Postkonditionierung: Übertragen auf die Homöopathie wurde gefolgert, dass der therapeutische Effekt der homöopathischen Behandlung einen speziellen Fall einer postkonditionierten Hormesis darstellen könnte (Calabrese 2010).

Doch was drin … ?

2010 wurden von einer indischen Forschergruppe mit Methoden der Nanotechnologie Hochpotenzen untersucht (Chikramane 2010). Sechs metallische homöopathischen Arzneien (Aurum met. – Gold, Cuprum met. – Kupfer, Stannum met. – Zinn, Argentum met. – Silber, Platinum met. – Platin, Zincum met. – Zink) wurden in den Potenzstufen C6, C30 und C200 untersucht. Die Arzneien wurden als Dilution in 90% Ethanol von den bekannten indischen Herstellern SBL und Dr. Wilmar Schwabe India bezogen.

Dabei konnten mittels Transmissionselektronenmikroskop (TEM) und Feinbereichsbeugung (SAED) Belege für die Existenz der Ausgangssubstanz in Form von Nanopartikeln und deren Aggregaten nachgewiesen werden. Zwischen den einzelnen Potenzstufen gab es bezüglich Form und Größe keine wesentlichen Unterschiede.

Weiterhin konnte mittels eines weiteren Verfahrens (Atomemissionsspektroskopie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-AES)) die Konzentration der Ausgangssubstanz gemessen werden: Mit dem überraschenden Ergebnis, das sich ab der Potenzstufe C6 ein Plateau der Konzentration einstellte, dass sich auch bis zur C200 nicht wesentlich änderte. Die Konzentrationen bewegten sich dabei mit deutlich Unterschieden zwischen den untersuchten Arzneien im Bereich von 80 bis 7000 pg/ml.

Das „Nanoparticle- Cross- Adaption- Sensitization Model’ (NPCAS)“ von Iris Bell

Iris Bell hat die Untersuchungen von Chikramane zu Nanopartikeln und von Van Wijk zur postkonditionierten Hormesis in einem Modell mit Erkenntnissen der Stress- und Nanomedizin Forschung verbunden. Eine ausführliche Darstellung  findet sich in unseren Blogbeiträgen zum Modell.

Fazit

Anhand der aktuell bekannten physikalischen Versuche lässt sich der vermutete physikalische Faktor in Hochpotenzen bisher nicht sicher nachweisen. Zwar gibt es einzelne Arbeiten mit ausreichender methodischer Qualität (Demangeat, in Teilen auch Rey und van Wijk), die auf eine Besonderheit und Spezifität der Struktur einer homöopathischer Hochpotenzen hinweisen, es bleiben dabei aber sehr viele Fragen offen. Die grundsätzliche Frage, ob in Wasser Informationen in Form netzwerkartiger Strukturen gespeichert werden können – häufig auch als „Gedächtnis des Wassers“ bezeichnet –, ist in wissenschaftlichen Kreisen nicht abschließend beantwortet.

Die Zeitschrift Homeopathy hat 2007 eine Sonderausgabe mit einer Vielzahl an Artikeln zu diesem Thema herausgegeben, die zu unterschiedlichen Schlüssen kommen (Homeopathy 2007). Als wichtiger Punkt ist dabei die Aussage im Übersichtsartikel zu dieser Fragestellung von Chaplin (Chaplin 2007) zu sehen: Obwohl er sich letztlich für die Möglichkeit eines Wassergedächtnisses ausspricht, weißt er darauf hin, dass diese Frage nicht damit verwechselt werden dürfe, ob die homöopathische Therapie wirksam sei oder nicht, denn dies sei eine klinische Fragestellung.

Dass durchaus nicht vermutete Überraschungen auftreten, zeigt auch die Arbeit von Chikramane et al., die eine stabile Konzentration der Ausgangssubstanz in Hochpotenzen nachweisen konnte und somit einen materiellen statt eines physikalischen Faktors wieder stärker in den Vordergrund bringt. Bis zu einer D18-Potenz waren schon Anfang des Jahrhunderts die Ausgangssubstanzen nachweisbar.

Interessant sind in diesem Zusammenhang auch Forschungen des französischen Nobelpreisträgers und Entdeckers des HIV-Virus Luc Montagnier. Er hatte elektromagnetische Signale von bakterieller und viraler DNA bis zu einer Verdünnungsstufe von 10-18 nachweisen können (Montagnier 2009-1, 2009-2, siehe auch Science 2010).

Die bei Chikramane auch in C30 und C200 nachgewiesenen Konzentrationen bewegen sich in einem Bereich, bei dem Hormesis-Effekte durchaus vorstellbar sind. Bisher waren diese Überlegungen nur für niedrige und mittlere homöopathische Potenzen vorstellbar. Aber auch die Arbeit von Chikramane lässt Fragen offen: So wurden beispielsweise keine potenzierten Kontrolllösungen verwendet, und es bedarf einer unabhängigen Replikation, bevor weitere Schlüsse daraus gezogen werden können. Differenzierte Überlegungen zu Hormesis Effekten von Nanopartikeln finden sich bei Iris Bell in ihrem „Nanoparticle- Cross- Adaption- Sensitization Modell“.

Gänzlich andere Wege gehen Autoren wie Walach (Walach 2003), Weingärtner (Weingärtner 2005) oder Milgrom (Milgrom 2003). Basierend auf dem Modell der schwachen Quantenphysik (Atmanspacher et al 2002), entwickeln sie Theorien und mögliche Experimente zur Erklärung homöopathischer Wirkungsprinzipien.

Literatur

(1) Atmanspacher H, Römer H, Walach H: Weak quantum theory: Complementary and entanglement in physics and beyond. Found Phys 2002; 32: 379-406 http://arxiv.org/PS_cache/quant-ph/pdf/0104/0104109v2.pdf

(2) Barnard GP, Stephenson JH: Microdose paradox: A new biophysical concept. Journal of the American Institute of Homeopathy 1967; 60: 277-286

(3) Calabrese EJ (ed.): BELLE Newsletter. Biological Effects of Low Level Exposures. Vol. 16 No. 1, April 2010 http://www.belleonline.com/newsletters/volume16/vol16-1FINAL.pdf

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(17) Walach H: Entanglement Model of Homeopathy. Forschende Komplementärmedizin Klassische Naturheilkunde 2003; 10: 192-200 http://content.karger.com/ProdukteDB/produkte.asp?Aktion=ShowAbstract&ArtikelNr=73475&Ausgabe=229609&ProduktNr=224242

(18) Weingärtner O: Kernresonanz-Spektroskopie in der Homöopathieforschung. Essen: KVC Verlag 2002 http://www.kvc-verlag.de/product_info.php?info=p45_Kernresonanz-Spektroskopie-in-der-Homoeopathieforschung.html

(19) Weingärtner O: Komplementarität der physikalischen Forschung zur Homöopathie: Allgemeine homöopathische Zeitung 2005; 250: 169-174 https://www.thieme-connect.de/ejournals/abstract/ahz/doi/10.1055/s-2005-917987

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(22) Witt C: Physikalische Untersuchungen homöopathischer Hochpotenzen. Essen: KVC Verlag 2000 http://www.kvc-verlag.de/product_info.php?info=p51_Physikalische-Untersuchung-homoeopathischer-Hochpotenzen.html

(23) Wurmser L: Die Entwicklung der homöopathischen Forschung. Allgemeine homöopathische Zeitung 1969; 214: 337-354, 394-400, 439-444, 487-499

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[26] Bell IR, Koithan M, Brooks AJ.  Testing the nanoparticle-allostatic cross-adaptation-sensitization model for homeopathic remedy effects. Homeopathy. 2013 Jan;102(1):66-81.