Hormesis

Fysisk træningRediger

Individer med lavt fysisk aktivitetsniveau er i risiko for høje niveauer af oxidativt stress, ligesom personer, der deltager i meget intensive træningsprogrammer; men personer, der deltager i moderat intensiv, regelmæssig træning, oplever lavere niveauer af oxidativt stress. Høje niveauer af oxidativt stress er af nogle blevet forbundet med den øgede forekomst af en række sygdomme.

Det er blevet hævdet, at dette forhold, der er kendetegnet ved positive virkninger ved en mellemliggende dosis af stressoren (motion), er karakteristisk for hormesis. Det er imidlertid vigtigt at påpege, at der er beviser for, at den oxidative stress, der er forbundet med intensiv motion, kan have langsigtede sundhedsmæssige fordele. Dette ville indebære, at oxidativ stress i sig selv giver et eksempel på hormesis (se afsnittet om mitokondriel hormesis), men at fysisk træning ikke gør det.

AlkoholRediger

Alkohol menes at have en hormesis med hensyn til at forebygge hjertesygdomme og slagtilfælde, selv om fordelene ved let drikkeri måske er blevet overdrevet.

I 2012 fandt forskere fra UCLA, at små mængder (1 mM, eller 0,005 %) ethanol fordoblede levetiden hos Caenorhabditis elegans, en rund orm, der ofte bruges i biologiske studier, som blev udsultet for andre næringsstoffer. Højere doser på 0,4 % gav ingen levetidsfordel. Orme, der blev udsat for 0,005 %, udviklede sig imidlertid ikke normalt (deres udvikling blev standset). Forfatterne hævder, at ormene brugte ethanol som en alternativ energikilde i mangel af anden næring, eller at de havde iværksat en stressreaktion. De testede ikke effekten af ethanol på orme, der fik en normal kost.

Methylkviksølv og gråænderægRediger

I 2010 viste en artikel offentliggjort i tidsskriftet Environmental Toxicology & Chemistry, at lave doser af methylkviksølv, et stærkt neurotoksisk forurenende stof, forbedrede klækningshastigheden af gråænderæg. Forfatteren af undersøgelsen, Gary Heinz, der ledede undersøgelsen for U.S. Geological Survey på Patuxent Wildlife Research Center i Beltsville, Md., erklærede, at andre forklaringer er mulige. For eksempel er det muligt, at den flok, han undersøgte, kunne have haft en lav, subklinisk infektion, og at kviksølv, som er velkendt for at være antimikrobielt, kunne have dræbt den infektion, der ellers skadede reproduktionen hos de ubehandlede fugle.

Effekter i aldringRediger

Et af de områder, hvor begrebet hormesis er blevet udforsket i vid udstrækning med hensyn til dets anvendelighed, er aldring. Da ethvert biologisk systems grundlæggende overlevelseskapacitet afhænger af dets homøostatiske evne, foreslog biogerontologer, at udsættelse af celler og organismer for mild stress skulle resultere i det adaptive eller hormetiske respons med forskellige biologiske fordele. Denne idé har nu fået en lang række beviser, der viser, at gentagen udsættelse for mild stress har en anti-aldringsvirkning. Motion er et paradigme for hormesis i denne henseende. Nogle af de milde belastninger, der anvendes til sådanne undersøgelser af anvendelsen af hormesis i forskning og interventioner vedrørende aldring, er varmechok, bestråling, prooxidanter, hypergravitation og fødevarebegrænsning. Nogle andre naturlige og syntetiske molekyler, f.eks. celastrols fra medicinske urter og curcumin fra gurkemeje, har også vist sig at have hormetiske gavnlige virkninger. Sådanne forbindelser, der fremkalder deres sundhedsfremmende virkninger ved at stimulere eller modulere stressresponsveje i cellerne, er blevet kaldt “hormetiner”. Hormetiske interventioner er også blevet foreslået på klinisk plan med en række forskellige stimuli, udfordringer og stressende handlinger, der har til formål at øge den dynamiske kompleksitet af de biologiske systemer i mennesker.

MitokondrierRediger

Mitokondrier beskrives undertiden som “cellulære kraftværker”, fordi de genererer det meste af cellens forsyning af adenosintrifosfat (ATP), en kilde til kemisk energi. Reaktive iltarter (ROS) er blevet betragtet som uønskede biprodukter af oxidativ fosforylering i mitokondrier af tilhængerne af den frie radikalteori om aldring, som Denham Harman har været fortaler for. Ifølge teorien om frie radikaler skulle brugen af stoffer, der inaktiverer ROS, såsom antioxidanter, føre til en reduktion af oxidativt stress og dermed til en forøgelse af levetiden.

ROS kan spille en væsentlig og potentielt livsforlængende rolle som redox-signalmolekyler, der overfører signaler fra mitokondriekompartmentet til andre dele af cellen. Øget dannelse af ROS i mitokondrierne kan forårsage en adaptiv reaktion, som giver øget stressresistens og en langsigtet reduktion af oxidativ stress. Denne form for omvendt effekt af reaktionen på ROS-stress er blevet kaldt mitokondriel hormesis eller mitohormesis og antages at være ansvarlig for de respektive livsforlængende og sundhedsfremmende egenskaber ved glukoserestriktion og fysisk træning.

Hvis dette koncept gælder for mennesker, er det endnu ikke vist, selv om nyere epidemiologiske fund understøtter processen med mitohormesis og endda tyder på, at nogle antioxidanttilskud kan øge sygdomsprævalensen hos mennesker.

Ioniserende strålingRediger

Hormesis er blevet observeret i en række tilfælde hos mennesker og dyr, der er blevet udsat for kroniske lave doser af ioniserende stråling. A-bombeoverlevende, der modtog høje doser, udviste forkortet levetid og øget kræftdødelighed, men ved lave strålingsdoser er forholdet mellem kræftdødeligheden hos A-bombeoverlevende mindre end for japanske gennemsnit.

I Taiwan blev genbrugt radiokontamineret stål utilsigtet anvendt i opførelsen af over 100 lejlighedsbygninger, hvilket forårsagede langtidseksponering (10 år) af 10.000 mennesker. Den gennemsnitlige dosishastighed var 50 mSv/år, og en delmængde af befolkningen (1 000 personer) modtog en samlet dosis på over 4 000 mSv i løbet af ti år. I henhold til den bredt anvendte LNT-teori (Linear No Threshold), som anvendes af reguleringsorganer, ville de forventede kræftdødsfald i denne befolkning have været 302, hvoraf 70 skyldes den ekstra ioniserende stråling, mens resten skyldes naturlig baggrundsstråling. Den observerede kræftfrekvens var imidlertid ret lav, nemlig 7 kræftdødsfald, mens LNT-teorien ville have forudsagt 232 dødsfald, hvis de ikke havde været udsat for stråling fra byggematerialerne. Ioniserende strålingshormesis synes at være på spil. Beskrevet af professor Charles L. Sanders, Korea Advanced Institute of Science and Technology.

Kemisk og ioniserende stråling kombineretRediger

Ingen forsøg kan udføres i perfekt isolation. Tyk blyafskærmning omkring et kemisk dosisforsøg for at udelukke virkningerne af ioniserende stråling bygges og kontrolleres strengt i laboratoriet, og bestemt ikke i felten. På samme måde gælder det samme for undersøgelser af ioniserende stråling. Ioniserende stråling frigives, når en ustabil partikel afgiver stråling, hvorved der skabes to nye stoffer og energi i form af en elektromagnetisk bølge. De resulterende stoffer er derefter frie til at interagere med alle miljøelementer, og den frigivne energi kan også bruges som katalysator i yderligere interaktioner med ioniserende stråling.

Den deraf følgende forvirring på området for lavdosiseksponering (stråling og kemikalier) skyldes manglende hensyntagen til dette begreb, som beskrevet af Mothersill og Seymory.