Um eine maximale stimulierende Wirkung auf die Proteinsynthese zu erreichen, sind Mindeststromstärken von ca. 50 μA erforderlich. Die stimulierende Wirkung bleibt bis zu einem Wert von etwa 1000 μA erhalten. Bei höheren Strömen können jedoch Elektrolyseeffekte den Stoffwechsel beeinträchtigen. Die Spannungen an den Grenzflächen von Platin- und Edelstahlelektroden überschreiten nie 1,5 V.

 

Die Anwendung eines bestimmten Stromes bedeutet, dass nur ein kleiner Teil für metabolische Effekte verantwortlich ist. Dies wird besonders deutlich, wenn die Haut nur einseitig mit einer Elektrode verbunden ist, während das andere Ende frei im Puffer schwimmt. In diesem System wird die Haut nicht von den elektrischen Strömen beeinflusst, die offensichtlich nur durch den Puffer von einer Elektrode zur anderen fließen. Mögliche elektrolytische Effekte sind bei den geringen Strömen vernachlässigbar.

 

Die Elektrostimulation scheint in erster Linie und unabhängig davon die Aktivität der Proteinsynthese zu erhöhen, obwohl die nachfolgende Stimulation des Aminosäuretransports zu einer zusätzlichen Erhöhung des Aminosäureeinbaus in die Proteine führt. Die erhöhte Verfügbarkeit freier Aminosäuren durch die elektrische Stimulation gibt dem Proteinstoffwechsel einen zusätzlichen Impuls.

 

Die DNA-Synthese wird durch die elektrische Stimulation nicht beeinflusst, was darauf hindeutet, dass die stimulierenden und hemmenden Effekte auf die Proteinsyntheseaktivität unabhängig von den Effekten auf die Transkriptionsprozesse auftreten. Die metabolische Stimulation hält an, solange das Gewebe lebensfähig bleibt.

 

Ein möglicher Mechanismus für die stimulierende Wirkung des elektrischen Stroms auf die Proteinsynthese und den Aminosäuretransport ist die vermehrte Bildung von ATP, die durch eine erhöhte Protonenmigration als Reaktion auf die elektrische Stimulation hervorgerufen wird. Bei der Elektrostimulation reagieren Elektronen auf der kathodischen Seite mit Wassermolekülen zu Hydroxyl-Ionen, während auf der anodischen Seite Protonen gebildet werden. Dadurch entsteht ein Protonengradient zwischen der anodischen und der kathodischen Grenzfläche und ein Potentialgradient über das Gewebe und das Medium. Daher sollten die Protonen unter dem Einfluss des elektrischen Feldes und des Konzentrationsunterschiedes von der Anode zur Kathode wandern. Wenn die wandernden Protonen die mitochondriale membrangebundene H+-ATPase erreichen, wird ATP gebildet.