Hormesis

LiikuntaEdit

Matalan fyysisen aktiivisuuden omaavilla henkilöillä on riski korkeaan oksidatiiviseen stressiin, samoin kuin erittäin intensiivistä liikuntaa harrastavilla henkilöillä; kohtalaisen intensiivistä ja säännöllistä liikuntaa harrastavilla henkilöillä oksidatiivinen stressi on kuitenkin vähäisempää. Jotkut ovat yhdistäneet korkeat oksidatiivisen stressin tasot useiden sairauksien lisääntyneeseen esiintyvyyteen.

On väitetty, että tämä suhde, jolle on ominaista positiiviset vaikutukset stressitekijän (liikunnan) keskisuurella annoksella, on ominaista hormesikselle. On kuitenkin tärkeää huomauttaa, että on olemassa näyttöä siitä, että intensiiviseen liikuntaan liittyvällä oksidatiivisella stressillä voi olla pitkän aikavälin terveyshyötyjä. Tämä merkitsisi sitä, että oksidatiivinen stressi itsessään tarjoaa esimerkin hormesisista (ks. kohta Mitokondriaalinen hormesis), mutta liikunta ei.

AlkoholiEdit

Alkoholin uskotaan hormesisminä ehkäisevän sydänsairauksia ja aivohalvauksia, vaikka kevyen juomisen hyötyjä on saatettu liioitella.

Kolumbian yliopistossa UCLA:ssa tutkijat havaitsivat vuonna 2012, että pienet etanolimäärät (1 mM eli 0,005 %) kaksinkertaistivat biologisissa tutkimuksissa usein käytetyn pyöreän madon Caenorhabditis elegansin eliniän, joka oli jäänyt vaille muitakin ravinteita. Suuremmat, 0,4 %:n annokset eivät tuottaneet elinikähyötyä. 0,005 %:lle altistetut madot eivät kuitenkaan kehittyneet normaalisti (niiden kehitys pysähtyi). Kirjoittajat väittävät, että madot käyttivät etanolia vaihtoehtoisena energianlähteenä muun ravinnon puuttuessa tai että ne olivat käynnistäneet stressireaktion. He eivät testanneet etanolin vaikutusta matoihin, joita ruokittiin normaalilla ruokavaliolla.

Metyylielohopea ja sinisorsan munat Muokkaa

Vuonna 2010 Environmental Toxicology & Chemistry -lehdessä julkaistussa artikkelissa osoitettiin, että pienet annokset metyylielohopeaa, voimakasta hermoja myrkyttävää saastuttavaa ainetta, paransivat sinisorsanmunien kuoriutumisnopeutta. Tutkimuksen tekijä Gary Heinz, joka johti tutkimusta Yhdysvaltain geologian tutkimuskeskuksen Patuxent Wildlife Research Centerissä Beltsvillessä, Md., totesi, että muutkin selitykset ovat mahdollisia. On esimerkiksi mahdollista, että hänen tutkimassaan parvessa saattoi olla jokin matala, subkliininen infektio ja että elohopea, joka tunnetusti on antimikrobinen aine, saattoi tappaa infektion, joka muutoin haittasi lisääntymistä käsittelemättömissä linnuissa.

Vaikutukset ikääntymisessäTiedosto

Yksi alueista, joilla hormesis-käsitettä on tutkittu laajalti sen soveltuvuuden kannalta, on ikääntyminen. Koska minkä tahansa biologisen järjestelmän peruseloonjäämiskyky riippuu sen homeostaattisesta kyvystä, biogerontologit ehdottivat, että solujen ja organismien altistaminen lievälle stressille johtaisi adaptiiviseen tai hormettiseen vasteeseen, jolla olisi erilaisia biologisia hyötyjä. Tämä ajatus on nyt kerännyt paljon tukevaa näyttöä, joka osoittaa, että toistuvalla lievälle stressille altistumisella on ikääntymistä ehkäiseviä vaikutuksia. Liikunta on tässä suhteessa hormesis-paradigma. Joitakin lieviä stressitekijöitä, joita on käytetty tällaisissa tutkimuksissa, joissa tutkitaan hormesiksen soveltamista ikääntymisen tutkimukseen ja interventioihin, ovat lämpöshokki, säteilytys, prooksidantit, hyperpainovoima ja ruoan rajoittaminen. Myös joillakin muilla luonnollisilla ja synteettisillä molekyyleillä, kuten lääkekasveista saatavilla sellastrooleilla ja kurkumasta saatavalla kurkumiinilla, on havaittu olevan hormetiikkaa edistäviä vaikutuksia. Tällaisia yhdisteitä, jotka saavat aikaan terveydelle suotuisat vaikutuksensa stimuloimalla tai moduloimalla solujen stressireaktioreittejä, on kutsuttu ”hormetiineiksi”. Hormogeneettisiä interventioita on ehdotettu myös kliinisellä tasolla erilaisilla ärsykkeillä, haasteilla ja stressaavilla toimilla, joilla pyritään lisäämään ihmisen biologisten järjestelmien dynaamista monimutkaisuutta.

MitokondriotEdit

Mitokondrioita kuvataan toisinaan ”solun voimalaitoksiksi”, koska ne tuottavat suurimman osan solun kemiallista energiaa tuottavasta adenosiinitrifosfaatista (ATP). Denham Harmanin edistämän vanhenemisen vapaiden radikaalien teorian kannattajat ovat pitäneet reaktiivisia happilajeja (ROS) mitokondrioissa tapahtuvan oksidatiivisen fosforylaation ei-toivottuina sivutuotteina. Vapaiden radikaalien teorian mukaan ROS:ia inaktivoivien yhdisteiden, kuten antioksidanttien, käyttö vähentäisi oksidatiivista stressiä ja lisäisi siten elinikää.

ROS:illa voi olla olennainen ja mahdollisesti elinikää edistävä rooli redox-signaalimolekyyleinä, jotka välittävät signaaleja mitokondrioista muihin solun osastoihin. Lisääntynyt ROS:n muodostuminen mitokondrioissa voi aiheuttaa sopeutumisreaktion, joka lisää stressinsietokykyä ja vähentää hapetusstressiä pitkällä aikavälillä. Tällaista ROS-stressireaktion käänteisvaikutusta on kutsuttu mitokondriaaliseksi hormesis- tai mitohormesis-ilmiöksi, ja sen oletetaan olevan vastuussa glukoosin rajoittamisen ja liikunnan elinikää pidentävistä ja terveyttä edistävistä ominaisuuksista.

Käytetäänkö tätä käsitettä ihmisiin, on vielä osoittamatta, vaikka viimeaikaiset epidemiologiset havainnot tukevat mitohormesis-prosessia ja viittaavat jopa siihen, että jotkin antioksidanttilisät saattavat lisätä tautien esiintyvyyttä ihmisillä.

Ionisoiva säteily Muokkaa

Hormesis on havaittu useissa tapauksissa ihmisillä ja eläimillä, jotka ovat altistuneet kroonisille pienille ionisoivan säteilyn annoksille. Suuria annoksia saaneilla A-pommista eloonjääneillä esiintyi lyhentynyttä elinikää ja lisääntynyttä syöpäkuolleisuutta, mutta matalilla säteilyannoksilla A-pommista eloonjääneiden syöpäkuolemien suhdeluvut ovat pienempiä kuin japanilaisilla keskimäärin.

Taiwanissa kierrätettyä radioaktiivisesti kontaminoitunutta terästä käytettiin epähuomiossa yli sadan asuinkerrostalon rakentamisessa aiheuttaen pitkäaikaisen (10 vuotta) altistuksen 10 000 ihmiselle. Keskimääräinen annosnopeus oli 50 mSv/vuosi, ja väestön osajoukko (1 000 ihmistä) sai yli 4 000 mSv:n kokonaisannoksen kymmenen vuoden aikana. Sääntelyelinten laajalti käyttämän Linear No Threshold (LNT) -teorian mukaan odotettavissa olevat syöpäkuolemat tässä väestössä olisivat olleet 302, joista 70 olisi aiheutunut ylimääräisestä ionisoivasta säteilystä ja loput luonnollisesta taustasäteilystä. Havaittu syöpätapausten määrä oli kuitenkin melko alhainen, 7 syöpäkuolemaa, kun LNT-teorian mukaan olisi ennustettu 232 kuolemantapausta, jos he eivät olisi altistuneet rakennusmateriaalien säteilylle. Ionisoivan säteilyn hormesis näyttää olevan toiminnassa. Kuvannut professori Charles L. Sanders, Korea Advanced Institute of Science and Technology.

Kemiallisen ja ionisoivan säteilyn yhdistelmä Muokkaa

Kaikkea koetta ei voida suorittaa täysin eristyksissä. Paksu lyijysuojus kemiallisen annoskokeen ympärille ionisoivan säteilyn vaikutusten poissulkemiseksi rakennetaan ja sitä valvotaan tiukasti laboratoriossa, eikä ainakaan kentällä. Samoin sama pätee ionisoivan säteilyn tutkimuksiin. Ionisoiva säteily vapautuu, kun epävakaa hiukkanen vapauttaa säteilyä, jolloin syntyy kaksi uutta ainetta ja energiaa sähkömagneettisen aallon muodossa. Syntyneet aineet ovat sitten vapaita olemaan vuorovaikutuksessa minkä tahansa ympäristön elementtien kanssa, ja vapautunutta energiaa voidaan myös käyttää katalysaattorina uusissa ionisoivan säteilyn vuorovaikutuksissa.

Seuraava sekaannus matala-annosaltistuksen alalla (säteily ja kemikaalit) johtuu siitä, että tätä Mothersillin ja Seymoryn kuvaamaa käsitettä ei ole otettu huomioon.