Hormesis

Ejercicio físicoEditar

Los individuos con bajos niveles de actividad física corren el riesgo de padecer altos niveles de estrés oxidativo, al igual que los individuos que realizan programas de ejercicio muy intensos; sin embargo, los individuos que realizan un ejercicio moderadamente intenso y regular experimentan menores niveles de estrés oxidativo. Algunos han relacionado los niveles elevados de estrés oxidativo con el aumento de la incidencia de diversas enfermedades.

Se ha afirmado que esta relación, caracterizada por efectos positivos a una dosis intermedia del estresor (ejercicio), es característica de la hormesis. Sin embargo, es importante señalar que existen pruebas de que el estrés oxidativo asociado al ejercicio intenso puede tener beneficios para la salud a largo plazo. Esto implicaría que el estrés oxidativo, en sí mismo, proporciona un ejemplo de hormesis (véase la sección sobre la hormesis mitocondrial), pero el ejercicio físico no.

AlcoholEditar

Se cree que el alcohol tiene un efecto hormético en la prevención de las enfermedades cardíacas y los accidentes cerebrovasculares, aunque es posible que se hayan exagerado los beneficios del consumo ligero de alcohol.

En 2012, investigadores de la UCLA descubrieron que cantidades minúsculas (1 mM, o el 0,005%) de etanol duplicaban la duración de la vida de Caenorhabditis elegans, un gusano redondo que se utiliza con frecuencia en estudios biológicos, al que se privaba de otros nutrientes. Las dosis más altas del 0,4% no proporcionaron ningún beneficio de longevidad. Sin embargo, los gusanos expuestos al 0,005% no se desarrollaron normalmente (su desarrollo se detuvo). Los autores sostienen que los gusanos utilizaban el etanol como fuente de energía alternativa en ausencia de otra nutrición, o que habían iniciado una respuesta de estrés. No probaron el efecto del etanol en gusanos alimentados con una dieta normal.

Metilmercurio y huevos de ánade realEditar

En 2010, un trabajo publicado en la revista Environmental Toxicology & Chemistry demostró que dosis bajas de metilmercurio, un potente contaminante neurotóxico, mejoraban la tasa de eclosión de los huevos de ánade real. El autor del estudio, Gary Heinz, que dirigió el estudio para el U.S. Geological Survey en el Patuxent Wildlife Research Center de Beltsville, Maryland, declaró que son posibles otras explicaciones. Por ejemplo, es posible que la bandada que estudió haya albergado alguna infección baja y subclínica y que el mercurio, bien conocido por ser antimicrobiano, haya matado la infección que, de otro modo, perjudicaría la reproducción en las aves no tratadas.

Efectos en el envejecimientoEditar

Una de las áreas en las que se ha explorado ampliamente el concepto de hormesis con respecto a su aplicabilidad es el envejecimiento. Dado que la capacidad básica de supervivencia de cualquier sistema biológico depende de su capacidad homeostática, los biogerontólogos propusieron que la exposición de células y organismos a un estrés leve debería dar lugar a una respuesta adaptativa u hormética con diversos beneficios biológicos. Esta idea ha reunido ahora un gran número de pruebas que demuestran que la exposición repetitiva al estrés leve tiene efectos antienvejecimiento. El ejercicio es un paradigma de la hormesis en este sentido. Algunos de los estreses leves utilizados para estos estudios sobre la aplicación de la hormesis en la investigación y las intervenciones sobre el envejecimiento son el choque térmico, la irradiación, los prooxidantes, la hipergravedad y la restricción alimentaria. También se ha descubierto que otras moléculas naturales y sintéticas, como los celastrol de las hierbas medicinales y la curcumina de la especia cúrcuma, tienen efectos beneficiosos para la hormesis. Estos compuestos, que producen sus efectos beneficiosos para la salud estimulando o modulando las vías de respuesta al estrés en las células, se han denominado «hormetinas». También se han propuesto intervenciones hortícolas a nivel clínico, con una variedad de estímulos, retos y acciones estresantes, que pretenden aumentar la complejidad dinámica de los sistemas biológicos en los seres humanos.

MitocondriasEditar

Las mitocondrias se describen a veces como «centrales eléctricas celulares» porque generan la mayor parte del suministro de trifosfato de adenosina (ATP) de la célula, una fuente de energía química. Los defensores de la teoría de los radicales libres del envejecimiento, promovida por Denham Harman, consideran que las especies reactivas de oxígeno (ROS) son subproductos no deseados de la fosforilación oxidativa en las mitocondrias. La teoría de los radicales libres sugiere que el uso de compuestos que inactivan las ERO, como los antioxidantes, conduciría a una reducción del estrés oxidativo y, por tanto, produciría un aumento de la vida útil.

Las ERO pueden desempeñar un papel esencial y potencialmente promotor de la vida útil como moléculas de señalización redox que transducen señales desde el compartimento mitocondrial a otros compartimentos de la célula. El aumento de la formación de ROS en las mitocondrias puede provocar una reacción adaptativa que produzca una mayor resistencia al estrés y una reducción a largo plazo del estrés oxidativo. Este tipo de efecto inverso de la respuesta al estrés por ROS se ha denominado hormesis mitocondrial o mitohormesis y se hipotetiza que es responsable de las respectivas capacidades de prolongación de la vida y promoción de la salud de la restricción de glucosa y el ejercicio físico.

Queda por demostrar si este concepto se aplica a los seres humanos, aunque recientes hallazgos epidemiológicos apoyan el proceso de mitohormesis, e incluso sugieren que algunos suplementos antioxidantes pueden aumentar la prevalencia de la enfermedad en los seres humanos.

Radiación ionizanteEditar

Se ha observado la hormesis en varios casos en seres humanos y animales expuestos a dosis bajas crónicas de radiación ionizante. Los supervivientes de la bomba atómica que recibieron dosis elevadas mostraron un acortamiento de la vida y un aumento de la mortalidad por cáncer, pero con dosis bajas de radiación las proporciones de muertes por cáncer en los supervivientes de la bomba atómica son menores que las de las medias japonesas.

En Taiwán, se utilizó inadvertidamente acero reciclado contaminado por la radiación en la construcción de más de 100 edificios de apartamentos, lo que provocó la exposición a largo plazo (10 años) de 10.000 personas. La tasa de dosis media fue de 50 mSv/año y un subconjunto de la población (1.000 personas) recibió una dosis total de más de 4.000 mSv durante diez años. Según la teoría de la ausencia de umbral lineal (LNT), ampliamente utilizada por los organismos reguladores, las muertes por cáncer esperadas en esta población habrían sido 302, con 70 causadas por la radiación ionizante adicional y el resto por la radiación natural de fondo. Sin embargo, la tasa de cáncer observada fue bastante baja, con 7 muertes por cáncer, cuando la teoría LNT preveía 232 si no hubieran estado expuestos a la radiación de los materiales de construcción. La hormesis de la radiación ionizante parece estar en funcionamiento. Descrito por el profesor Charles L. Sanders, del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea.

Radiación química e ionizante combinadasEditar

Ningún experimento puede realizarse en perfecto aislamiento. Un grueso blindaje de plomo alrededor de un experimento de dosis química para descartar los efectos de la radiación ionizante se construye y se controla rigurosamente en el laboratorio, y ciertamente no en el campo. Lo mismo ocurre con los estudios de radiación ionizante. La radiación ionizante se libera cuando una partícula inestable libera radiación, creando dos nuevas sustancias y energía en forma de onda electromagnética. Los materiales resultantes son entonces libres de interactuar con cualquier elemento del entorno, y la energía liberada también puede utilizarse como catalizador en nuevas interacciones de radiación ionizante.

La confusión resultante en el campo de la exposición a bajas dosis (de radiación y química) surge de la falta de consideración de este concepto tal y como lo describen Mothersill y Seymory.