Molti enzimi e molti recettori paiono sensibili a stimolazioni di tipo fisico, oltre che chimico [Adey, 1988; Popp et al., 1989; Tsong and Gross, 1994]. La membrana cellulare, grazie alle sue proprietà bioelettriche, è il sito dove più probabilmente si possono esercitare influenze di tale tipo [Kell, 1988; Smith, 1994a], anche se possibili candidati sono anche le grandi macromolecole organizzate in unità ripetitive, come gli acidi nucleici [Popp, 1985], o le proteine del citoscheletro, in particolare i microtubuli [Hameroff, 1988].
Sul piano molecolare, si sa che molti elementi con funzioni recettoriali, strutturali ed enzimatiche sono sensibili alle variazioni di campi elettromagnetici deboli: fotorecettori [Alberts et al., 1989], clorofilla [Alberts et al., 1989], recettori a 7 domini trans-membrana [Bistolfi, 1989], G-proteine [Adey, 1988], protein chinasi cAMP-dipendente [Byus et al., 1984], proteina chinasi C [Adey, 1988], acetilcolinesterasi [Dutta et al., 1992], recettori (aggregazione) [Chiabrera, 1984], cromosomi [Kremer et al., 1988], biopolimeri proteici e lipidici [Hasted, 1988], Na+/K+ ATPasi [Liu et al., 1990], lisozima [Shaya and Smith, 1977].
Il trasferimento di segnali sia chimici che elettromagnetici dalla superficie esterna della cellula attraverso la membrana consiste nella trasmissione di variazioni conformazionali e moti oscillatori delle proteine che hanno dei "domini" (segmenti della molecola) trans-membranari. È stato sostenuto che in questo processo di trasmissione giocano un ruolo chiave le porzioni di proteine che hanno strutture fibrose ad elica o a foglietto pieghettato [Bistolfi, 1989]. Tali strutture sono caratterizzate da notevole ordine e disposizione in sequenze ripetitive, nonché dall’esistenza di legami idrogeno tra i residui amminici di aminoacidi adiacenti e disposti longitudinalmente lungo la fibra. Queste strutture proteiche sono caratteristiche in quanto possono risuonare secondo modi di vibrazione non lineari, per l’interazione con campi elettromagnetici.
Il prototipo di questo tipo di recettori è la batteriorodopsina, il recettore della luce nella retina, che consiste di ben 7 ?-eliche ordinatamente disposte in senso trasversale al piano della membrana su cui è disposta. In questo tipo di recettore-trasduttore, l’eccitazione derivante dall’assorbimento del fotone è accoppiata al pompaggio di un protone ed allo stabilirsi di un potenziale trans-membrana.
Bisogna però notare che questa struttura a 7 ?-eliche che attraversano la membrana la si trova anche in un’ampia famiglia di glicoproteine che sono coinvolte nei sistemi di trasmissione cellulari accoppiati alle G-proteine: i recettori ?-adrenergici, i recettori muscarinici per l’acetilcolina, vari recettori per neuropeptidi, i recettori per peptidi chemiotattici nei globuli bianchi e persino dei sistemi di mutuo riconoscimento delle cellule di lievito coinvolti nella fusione replicativa [Alberts et al., 1989]. È quindi probabile che questi caratteristici motivi strutturali rendano suscettibili di modulazione elettromagnetica i sistemi di trasmissione in cui sono presenti.
Studi eseguiti sulla modulazione elettromagnetica della produzione di collagene da parte di osteoblasti sono in accordo con questa veduta, che implica l’accoppiamento tra recettori a 7 ?-eliche e G-proteine. Infatti è stato dimostrato che negli osteoblasti l’ormone paratiroideo si lega a recettori esterni ed attiva l’enzima adenilato ciclasi tramite l’intermediazione di una G-proteina. Un campo elettromagnetico di frequenza 72 Hz e gradiente elettrico di 1-3 mV/cm inibiva per il 90% l’attivazione dell’adenilato ciclasi, senza interferire né col legame del recettore, né con l’enzima stesso. Di conseguenza, l’effetto inibitorio è stato attribuito al blocco della G-proteina [Adey, 1988].
L’AMP ciclico (cAMP) è un importante elemento del controllo della funzione di molti enzimi, soprattutto in quanto un suo aumento intracellulare costituisce un messaggio attivante per le protein-chinasi (enzimi che fosforilano le proteine). In precise condizioni sperimentali di frequenza e durata di esposizione, la protein chinasi cAMP dipendente di linfociti umani è stata inibita da onde elettromagnetiche (campo di 450 MHz modulato in ampiezza a 16 Hz). Anche la protein chinasi di tipo C, il cui coinvolgimento in importanti processi cellulari ed anche nella cancerogenesi è fuori discussione, è modulabile da onde elettromagnetiche [dati di Byus, cit. in Adey, 1988].
L’organizzazione del DNA nei cromosomi risente di influenze di natura elettromagnetica, come dimostrato in un’ampia serie di lavori dal gruppo di Kremer [Kremer et al., 1988]. Gli autori hanno usato il modello fornito dai cromosomi giganti degli insetti (per la precisione, larve di Acricotopus lucidus), che sono facilmente visibili e studiabili al microscopio. È noto che quando l’informazione deve essere trascritta dal DNA al RNA, i cromosomi (bastoncini compatti contenenti migliaia di geni impacchettati e stabilizzati da proteine istoniche) devono parzialmente de-condensarsi, mostrando, nel segmento interessato, degli zaffi ("puffs", nella terminologia inglese) di materiale genetico che fuoriesce dal bastoncello. Questo fenomeno è fortemente e significativamente inibito, nel senso che gli zaffi sono molto più piccoli, dall’irradiazione del cromosoma con frequenze attorno a 40 GHz e 80 GHz e di potenza di appena 6 mW/cm2 La natura non-termica del fenomeno fu dimostrata da molti esperimenti di controllo [Kremer et al., 1988].
