Cardiovascular diseases: searching for alternative solutions to the problem from a biophysical perspective
DOI:
https://doi.org/10.64108/imh.2025.1.1.57Ключові слова:
серцево-судинні захворювання, хронічні неінфекційні захворювання, квантова кардіологія, квантовий патогенез, магнітокардіологія, електромагнітне поле ЗемліАнотація
Сучасна кардіологія стрімко розвивається завдяки досягненням технічної революції. Прогрес кардіології за останні 50 років був колосальним і очевидним. Значну роль в успішній трансформації кардіології відіграє розширення технічних можливостей візуалізації та можливість використання штучного інтелекту. Ці інновації забезпечують діагностичну точність і прогрес в інтервенційній кардіології. Проте серцево-судинні захворювання залишаються серйозною глобальною медичною проблемою. Серцево-судинні захворювання (ССЗ) є основною причиною смертності в усьому світі та займають перше місце в структурі хронічних неінфекційних захворювань (НІЗ). Оскільки захворюваність на ССЗ та НІЗ досягла рівня пандемії в усьому світі, пошук нових та альтернативних шляхів вирішення проблеми продовжується та є актуальним. Серцево-судинні захворювання продовжують залишатися проблемою для сучасних вчених у біомедичній галузі. Огляд присвячений пошуку нових напрямків для розв'язання проблеми серцево-судинних захворювань у майбутньому.
Матеріали і методи: загально наукові і теоретичні методи були використані у теоретичному дослідженні. В огляді описані нові напрямки як квантова кардіологія, магнітокардіологія, концепт біофотонового сигналінгу, вплив електромагнітних полів Землі на патогенез серцево-судинних захворювань.
Висновки: 1) Біофізичний напрямок розвитку кардіології є інваріантним та важливим напрямом поглиблення медичної парадигми, який відкриває нові шляхи вирішення проблеми серцево-судинних захворювань.
2) Дослідження особливостей електромагнітної комунікації клітин серцево-судинної системи є важливим завданням та викликом для сучасних учених, яке відкриє механізми клітинної інтеграції в єдиний організм.
3) Знання фундаментальних аспектів електромагнітної комунікації клітин серцево-судинної системи та всього організму стануть новою основою для поглиблення парадигми патогенезу ССЗ та НИЗ, дозволять розкрити аспекти електромагнітного впливу серця на інші внутрішні органи та тканини, а також на взаємний електромагнітний обмін енергією та інформацією на рівні.
4) Знання фундаментальних аспектів електромагнітної комунікації клітин серцево-судинної системи та всього організму дадуть можливість зрозуміти те, як саме електромагнітні параметри та механізми функціонування в тілі людини пов'язані з електромагнітними параметрами та хронобіологічною динамікою електромагнітного поля Землі.
Завантажити
Посилання
1. AHA. A century of progress against cardiovascular disease. https://www.heart.org/en/around-the-aha/a-century-of-progress-against-cardiovascular-disease (accessed on 25 March 2025)
2. Restrepo Tique, M., Araque, O., and Sanchez-Echeverri, L.A. (2024). Technological Advances in the Diagnosis of Cardiovascular Disease: A Public Health Strategy. Int J Environ Res Public Health. 21(8), 1083. doi: 10.3390/ijerph21081083.
3. Vervoort, D., Tam, D.Y., and Wijeysundera, H.C. (2022). Health Technology Assessment for Cardiovascular Digital Health Technologies and Artificial Intelligence: Why Is It Different? Can J Cardiol. 38(2), 259-266. doi: 10.1016/j.cjca.2021.08.015.
4. Di Cesare, M., Perel, P., Taylor, S., Kabudula, C., Bixby, H., Gaziano, T.A., McGhie, D.V., Mwangi, J., Pervan, B., Narula, J., Pineiro. D., and Pinto, F.J. (2024). The Heart of the World. Glob Heart. 19(1), 11. doi: 10.5334/gh.1288.
5. WHO. Cardiovascular diseases (CVDs). https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/cardiovascular-diseases-(cvds) (accessed on 25 March 2025)
6. The Lancet. (2022). Non-communicable diseases: what now? Lancet 399(10331), 1201. doi: 10.1016/S0140-6736(22)00567-0.
7. Taschetto, D. (2025). Rewriting the Quantum “Revolution”. Studies in History and Philosophy of Science 109, 72-88. doi:10.1016/j.shpsa.2024.12.006.
8. Conrad, P.A., Mazet, J.A., Clifford, D., Scott, C., and Wilkes, M. (2009). Evolution of a transdisciplinary "One Medicine-One Health" approach to global health education at the University of California, Davis. Prev Vet Med. 92(4), 268-74. doi: 10.1016/j.prevetmed.2009.09.002.
9. Rae, A. (2004). Quantum Physics: Illusion or Reality? Cambridge: Cambridge University Press.
10. Davies, P. C. W. (2010). The Ghost in the Atom: A Discussion of the Mysteries of Quantum Physics. Cambridge: Cambridge University Press.
11. Schrödinger E. (1992). What is Life?: With Mind and Matter and Autobiographical Sketches. Cambridge: Cambridge University Press.
12. Marais, A., Adams, B., Ringsmuth, A.K., Ferretti, M., Gruber, J.M., Hendrikx, R., Schuld, M., Smith, S.L., Sinayskiy, I., Krüger, T.P.J., Petruccione, F., and van Grondelle, R. (2018). The future of quantum biology. J R Soc Interface 15(148), 20180640. doi: 10.1098/rsif.2018.0640.
13. Graham, R.F., Gregory, D.S., and Yuan-Chung, C. (2011). Quantum effects in biology. Procedia Chemistry 3, 38-57. doi:10.1016/j.proche.2011.08.011.
14. Cao, Y., Romero, J., Olson, J.P., Degroote, M., Johnson, P.D., Kieferová, M., Kivlichan, I.D., Menke, T., Peropadre, B., Sawaya, N.P.D., Sim, S., Veis, L., and Aspuru-Guzik, A. (2019). Quantum Chemistry in the Age of Quantum Computing. Chem Rev. 119(19), 10856-10915. doi: 10.1021/acs.chemrev.8b00803.
15. Gupta, V.P. (2016). Principles and Applications of Quantum Chemistry. V.P. Gupta -Academic Press. doi.org:10.1016/C2014-0-05143-X.
16. Wells, J.D. (2020). Discovery Beyond the Standard Model of Elementary Particle Physics. In Springerbriefs in Physics Ser. Springer: Nature Switzerland AG.
17. Paganini, P. (2023). Fundamentals of Particle Physics: Understanding the Standard Model. Cambridge: Cambridge University Press.
18. Hübsch, T. (2023). Advanced Concepts in Particle and Field Theory. Cambridge: Cambridge University Press.
19. Nevoit, G., Filiunova, O., Potyazhenko, M., Mintser, O., Bumblyte, I.A., and Vainoras, A. (2023). Modern biophysical view of electromagnetic processes of the phenomenon of life of living biological systems as a promising basis for the development of complex medicine: towards the concept of Bioelectronic Medicine. Journal of Complexity in Health Sciences 2(6), 49–66.doi:10.21595/chs.2023.23867.
20. Nevoit, G., Landauskas, M., McCarty, R., Bumblyte, I.A., Potyazhenko, M., Taletaviciene, G., Jarusevicius, G., and Vainoras, A. (2025). Schumann Resonances and the Human Body: Questions About Interactions, Problems and Prospects. Applied Sciences 15(1), 449. doi:10.3390/app15010449.
21. Mintser, O.P., Potyazhenko, M.M., and Nevoit, G.V. (2021). Magnetoelectrochemical Theory of Metabolism. Conceptualization., Kyiv-Poltava: Interservice. (Ukranian)
22. Mintser, O., Potiazhenko, M., and Nevoit, G. (2023). Informational analytical representations of the magneto-electrochemical theory of life and health. Journal of Applied Interdisciplinary Research 2, 91–98. doi:10.26693/jmbs07.05.232.
23. Navickas, Z., Marcinkevicius, R., Telksniene, I., Telksnys, T., and Ragulskis M. (2024). Structural stability of the Hepatitis C model with the proliferation of infected and uninfected hepatocytes. Mathematical and Computer Modelling of Dynamical Systems, Taylor & Francis Group 30(1), 51-72. doi:10.1080/13873954.2024.2304808.
24. Davydov, A.S. (1982). Biology and Quantum Mechanics. Oxford: Pergamon Press.
25. Davydov, A.S. (1977). Solitons and energy transfer along protein molecules. Journal of Theoretical Biology 66 (2), 379–387.
26. Davydov, A.S. The theory of contraction of proteins under their excitation. Journal of Theoretical Biology. 1973, 38(3), 559–569.
27. Levin, M. (2014). Endogenous bioelectrical networks store non-genetic patterning information during development and regeneration. J. Physiol. 592(11), 2295-2305. doi:10.1113/jphysiol.2014.271940.
28. Levin, M. (2021). Bioelectric signaling: Reprogrammable circuits underlying embryogenesis, regeneration, and cancer. Cell 184(8), 1971-1989. doi: 10.1016/j.cell.2021.02.034.
29. Nevoit, G., Jaruševičius, G., Filyunova, O., Danylchenko, S., Potyazhenko, M., Mintser, O., Bumblytė, I.A, and Vainoras, A. (2025). Magneto-electrochemical theory of metabolism: electromagnetic communication of cells and the role of the extracellular matrix. Biologija 1(71),163-178. doi:10.6001/biologija.2025.71.1.1.
30. Diaz-Vegas, A., Sanchez-Aguilera, P., Krycer, J.R., Morales, P.E., Monsalves-Alvarez, M., Cifuentes, M., Rothermel, B.A., and Lavandero, S. (2020). Is Mitochondrial Dysfunction a Common Root of Noncommunicable Chronic Diseases? Endocr. Rev. 41, bnaa005. doi:10.1210/endrev/bnaa005.
31. Zheng, Y., Zhang, J., Zhu, X., Wei, Y., Zhao, W., Si, S., and Li, Y. (2023). A Mitochondrial Perspective on Noncommunicable Diseases. Biomedicines 11, 647. doi:10.3390/biomedicines11030647.
32. San-Millán, I. (2023). The Key Role of Mitochondrial Function in Health and Disease. Antioxidants 12, 782. doi:10.3390/antiox12040782.
33. Bisaccia, G., Ricci, F., Gallina, S., Di Baldassarre, A., and Ghinassi, B. (2021). Mitochondrial Dysfunction and Heart Disease: Critical Appraisal of an Overlooked Association. Int J Mol Sci. 22(2), 614. doi: 10.3390/ijms22020614.
34. Nevoit, G., Jarusevicius, G., Potyazhenko, M., Mintser, O., Bumblyte, I.A., and Vainoras, A. (2024). Mitochondrial Dysfunction and Risk Factors for Noncommunicable Diseases: From Basic Concepts to Future Prospective. Diseases. 12(11), 277. doi: 10.3390/diseases12110277.
35. Kulovic-Sissawo, A., Tocantins, C., Diniz, M.S., Weiss, E., Steiner, A., Tokic, S., Madreiter-Sokolowski, C.T., Pereira, S.P., and Hiden, U. (2024). Mitochondrial Dysfunction in Endothelial Progenitor Cells: Unraveling Insights from Vascular Endothelial Cells. Biology 13(2), 70. doi:10.3390/biology13020070.
36. Marchi, S., Guilbaud, E., Tait, S.W.G., Yamazaki, T., and Galluzzi, L. (2023). Mitochondrial control of inflammation. Nat Rev Immunol. 23(3), 159-173. doi:10.1038/s41577-022-00760-x.
37. Dabravolski, S.A., Nikiforov, N.G., Eid, A.H., Nedosugova, L.V., Starodubova, A.V., Popkova, T.V., Bezsonov, E.E., and Orekhov, A.N. (2021). Mitochondrial Dysfunction and Chronic Inflammation in Polycystic Ovary Syndrome. International Journal of Molecular Sciences 22(8), 3923. doi:10.3390/ijms22083923.
38. Braczko, A., Kutryb-Zajac, B., Jedrzejewska, A., Krol, O., Mierzejewska, P., Zabielska-Kaczorowska, M., Slominska, E.M., and Smolenski, R.T. (2022). Cardiac Mitochondria Dysfunction in Dyslipidemic Mice. Int J Mol Sci. 23(19), 11488. doi: 10.3390/ijms231911488.
39. Hu, Y., Huang, H., and Xiang, R. (2024). Mitochondrial dysfunction in lipid processing and gastrointestinal disorders. Trends Endocrinol Metab. 35(5), 364-366. doi: 10.1016/j.tem.2024.02.009.
40. Glanz, V.Y., Sobenin, I.A., Grechko, A.V., Yet, S.F., and Orekhov, A.N. (2020). The role of mitochondria in cardiovascular diseases related to atherosclerosis. Front Biosci (Elite Ed). 12(1), 102-112. doi:10.2741/E860.
41. Xu, M., Wang, W., Cheng, J., Qu, H., Xu, M., and Wang, L. (2024). Effects of mitochondrial dysfunction on cellular function: Role in atherosclerosis. Biomed Pharmacother. 174, 116587. doi:10.1016/j.biopha.2024.116587.
42. Suárez-Rivero, J.M., Pastor-Maldonado, C.J., Povea-Cabello, S., Álvarez-Córdoba, M., Villalón-García, I., Talave-rón-Rey, M., Suárez-Carrillo, A., Munuera-Cabeza, M., and Sánchez-Alcázar, J.A. (2021). From Mitochondria to Atherosclerosis: The Inflammation Path. Biomedicines 9(3), 258. doi:10.3390/biomedicines9030258.
43. El-Hafidi, M., Correa, F., and Zazueta, C. (2020). Mitochondrial dysfunction in metabolic and cardiovascular diseases associated with cardiolipin remodeling. Biochim. Biophys. Acta Mol. Basis Dis. 1866(6), 165744. doi:10.1016/j.bbadis.2020.165744.
44. Burleson, K.O., and Schwartz, G.E. (2005). Cardiac torsion and electromagnetic fields: the cardiac bioinformation hypothesis. Med Hypotheses. 64(6), 1109-16. doi: 10.1016/j.mehy.2004.12.023.
45. McCraty, R. (2016). Science of the Heart, Volume 2: Exploring the Role of the Heart in Human Performance. HeartMath.
46. Stroink, G. (2010). Forty Years of Magnetocardiology. In: Supek, S., Sušac, A. (eds) 17th International Conference on Biomagnetism Advances in Biomagnetism – Biomag2010. IFMBE Proceedings, vol 28. Springer, Berlin, Heidelberg. doi:10.1007/978-3-642-12197-5_1.
47. Brisinda, D., Fenici, P., and Fenici, R. (2023). Clinical magnetocardiography: the unshielded bet-past, present, and future. Front Cardiovasc Med. 10, 1232882. doi: 10.3389/fcvm.2023.1232882.
48. Roth, B.J. (2023). Biomagnetism: The First Sixty Years. Sensors. 23(9), 4218. doi:10.3390/s23094218.
49. Ding, H., Crozier, S., and Wilson, S. (2007). A new heart rate variability analysis method by means of quantifying the variation of nonlinear dynamic patterns. IEEE Trans Biomed Eng. 54(9), 1590-7. doi:10.1109/TBME.2007.893495.
50. Sidorenko, L., Sidorenko, I., Gapelyuk, A., and Wessel, N. (2023). Pathological Heart Rate Regulation in Apparently Healthy Individuals. Entropy (Basel) 25(7), 1023. doi: 10.3390/e25071023.
51. Crispino, A., Nicoletti, M., Loppini, A., Gizzi, A., Chiodo, L., Cherubini, C., and Filippi, S. (2025). Magnetic signature of thermoelectric cardiac dynamics. Phys Rev E. 111(1), L012401. doi:10.1103/PhysRevE.111.L012401.
52. Li, K., Rüdiger, H., and Ziemssen, T. (2019). Spectral Analysis of Heart Rate Variability: Time Window Matters. Front Neurol. 10, 545. doi:10.3389/fneur.2019.00545.
53. Dzau, V. and Braunwald, E. (1991). Resolved and unresolved issues in the prevention and treatment of coronary artery disease: a workshop consensus statement. Am. Heart J. 1991, 121, 1244–1263.
54. Dzau, V.J., Antman, E.M., Black, H.R., Hayes, D.L., Manson, J.E., Plutzky, J., Popma, J.J., and Stevenson, W. (2006). The cardiovascular disease continuum validated: clinical evidence of improved patient outcomes: part I: Pathophysiology and clinical trial evidence (risk factors through stable coronary artery disease). Circulation 114(25), 2850-70. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.106.655688.
55. Kim, Su-A., Park, J.B., and O’Rourke, M.F. (2015). Vasculopathy of Aging and the Revised Cardiovascular Continuum. Pulse 3, 141–147. doi:10.1159/000435901.
56. Nevoit, G., Filyunova, О., Kitura, O., Mintser, O., Potyazenko, М., Bumblyte, I.A., and Vainoras, А. (2024). Biophotonics and reflexology: conceptualization of the role of biophotonic signaling. Fitoterapiia. Chasopys, 3, 62–78. doi:10.32782/2522-9680-2024-3-62.
57. Bouligand, Y. (2008). Liquid crystals and biological morphogenesis: Ancient and new questions. Comptes Rendus. Chimie 11(3), 281-296. doi:10.1016/j.crci.2007.10.001.
58. Pophof, B., Henschenmacher, B., Kattnig, D.R., Kuhne, J., Vian, A., and Ziegelberger, G. (2023). Biological Effects of Electric, Magnetic, and Electromagnetic Fields from 0 to 100 MHz on Fauna and Flora. Workshop Report. Health Phys. 124(1), 39-52. doi: 10.1097/HP.0000000000001624.
59. Benediktova, K., Adamkova, J., Svoboda, J., Painter, M.S., Bartos, L., Novakova, P., Vynikalova, L., Hart, V., Phillips, J., and Burda, H. (2020). Magnetic alignment enhances homing efficiency of hunting dogs. Elife 9, e55080. doi:10.7554/eLife.55080.
60. Bertea, C.M., Narayana, R., Agliassa, C., Rodgers, C.T., and Maffei, M.E. (2015). Geomagnetic field (GMF) and plant evolution: investigating the effects of GMF reversal on Arabidopsis thaliana development and gene expression. J Vis Exp 105, 53286. doi:10.3791/53286.
61. Burda, H., Begall, S., Hart, V., Malkemper, E.P., Painter, M.S., and Phillips, J.B. (2020). Magnetoreception in mammals. In: Fritzsch B, ed. The senses: a comprehensive reference. Amsterdam: Elsevier.
62. Agliassa, C., Narayana, R., Bertea, C.M., Rodgers, C.T., and Maffei, M.E. (2018). Reduction of the geomagnetic field delays Arabidopsis thaliana flowering time through downregulation of flowering-related genes. Bioelectromagnet 39, 361–374. doi:10.1002/bem.22123.
63. Agliassa, C., Narayana, R., Christie, J.M., and Maffei, M.E. (2018). Geomagnetic field impacts on cryptochrome and phytochrome signaling. J Photochem Photobiol 185, 32–40. doi:10.1016/j.jphotobiol.2018.05.027.
64. Bartos, P., Netusil, R., Slaby, P., Dolezel, D., Ritz, T., Vacha, M. (2019). Weak radiofrequency fields affect the insect circadian clock. J R Soc Interface 16, 20190285. doi:10.1098/rsif.2019.0285.
65. Hoxha, M., Zappacosta, B. (2023). Meteoropathy: a review on the current state of knowledge. J Med Life 16(6), 837-841. doi:10.25122/jml-2023-0097.
66. The Global Coherence Monitoring System. Heart Math Institute. URL: https://www.heartmath.org/gci/gcms/ (accessed on 25 November 2024)
67. Schumann, W.O., and Konig H. (1954). Uber die Beobachtung von Atmospherics bei geringsten Frequenzen. Naturwissensch. (Germany)
68. Konig, H.L., and Ankermuller, F. (1960). Uber den Einfluss besonders niederfrequenter eletrischer Vorgange in der Atmosphare auf den Menschen. Naturwissenschaften 21, 486–490. (Germany)
69. Konig, H.L., Krueger, A.P., Lang, S, and Sonnig, W. (1981). Biologic effects of environmental electromagnetism. N.Y.: Springer-Verlag.
70. Nunez PL (1995). Towards a physics of neocortex. In: Nunez PL (ed) Neocortical dynamics and human EEG rhythms. N.Y.: Oxford University.
71. Mitsutake, G., Otsuka, K., Hayakawa, M., Sekiguchi, M., Cornélissen, G., and Halberg F. (2005). Does Schumann resonance affect our blood pressure? Biomed Pharmacother. 59(1), S10-4. doi: 10.1016/s0753-3322(05)80003-4.
72. Timofejeva, I., McCraty, R., Atkinson, M., Alabdulgader, A.A., Vainoras, A., Landauskas, M., Siauciunaite, V., Ragulskis, M. (2021). Global study of human heart rhythm synchronization with the Earth’s time varying magnetic field. Applied Sciences. 11(7), 2935.
73. N.W.Qammar, D.Petronaitis, A.Jokimaitis, M.Ragulskis, V.Smalinskas, G.Ziubryte, G.Jarusevicius, A.Vainoras, R.McCraty. Long observation window reveals the relationship between the local earth magnetic field and acute myocardial infarction. Atmosphere. ISSN 2073-4433, MDPI, 2023, vol.14(8), article no.1234. doi:10.3390/app11072935.
74. Nevoit, G., Stankuviene, A., Jaruševičius, G., McCraty, R., Landauskas, M., Potyazhenko, M., Bumblyte, I., & Vainoras, A. (2024). The search for new pathogenesis of cardiorenal syndrome: the effect of local Schumann resonance on the occurrence of episodes of kidney disease and myocardial infarction. Kidneys 13(1), 26–38. doi:10.22141/2307-1257.13.1.2024.438.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 G. V. Nevoit, K. Poderiene, N. Liulka, M. M. Potyazhenko, O. P. Mintser, G. Jarusevicius, A. Vainoras (Автор)
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
