Ormesi

Esercizio fisicoModifica

Gli individui con bassi livelli di attività fisica sono a rischio di alti livelli di stress ossidativo, così come gli individui impegnati in programmi di esercizio altamente intensivi; tuttavia gli individui impegnati in moderatamente intenso, esercizio regolare esperienza più bassi livelli di stress ossidativo. Alti livelli di stress ossidativo sono stati collegati da alcuni con l’aumento dell’incidenza di una varietà di malattie.

È stato affermato che questa relazione, caratterizzata da effetti positivi ad una dose intermedia del fattore di stress (esercizio), è caratteristica dell’ormesi. Tuttavia, è importante sottolineare che ci sono prove che lo stress ossidativo associato all’esercizio intenso può avere benefici a lungo termine per la salute. Questo implicherebbe che lo stress ossidativo, stesso, fornisce un esempio di ormesi (vedi sezione su ormesi mitocondriale), ma l’esercizio fisico non lo fa.

AlcolModifica

Si ritiene che l’alcol sia ormetico nella prevenzione delle malattie cardiache e ictus, anche se i benefici del bere leggero possono essere stati esagerati.

Nel 2012, i ricercatori della UCLA hanno trovato che piccole quantità (1 mM, o 0,005%) di etanolo raddoppiato la durata della vita di Caenorhabditis elegans, un verme rotondo spesso utilizzato in studi biologici, che erano affamati di altri nutrienti. Dosi più elevate di 0,4% non hanno fornito alcun beneficio di longevità. Tuttavia, i vermi esposti allo 0,005% non si sono sviluppati normalmente (il loro sviluppo è stato arrestato). Gli autori sostengono che i vermi stavano usando l’etanolo come fonte di energia alternativa in assenza di altri nutrimenti, o avevano iniziato una risposta di stress. Non hanno testato l’effetto dell’etanolo sui vermi alimentati con una dieta normale.

Metilmercurio e uova di germano realeModifica

Nel 2010, un documento pubblicato sulla rivista Environmental Toxicology & Chemistry ha dimostrato che basse dosi di metilmercurio, un potente inquinante neurotossico, migliorato il tasso di schiusa delle uova di germano reale. L’autore dello studio, Gary Heinz, che ha condotto lo studio per l’U.S. Geological Survey presso il Patuxent Wildlife Research Center di Beltsville, Md, ha dichiarato che altre spiegazioni sono possibili. Per esempio, è possibile che lo stormo che ha studiato potrebbe aver ospitato qualche infezione bassa, subclinica e che il mercurio, ben noto per essere antimicrobico, potrebbe aver ucciso l’infezione che altrimenti danneggia la riproduzione negli uccelli non trattati.

Effetti nell’invecchiamentoModifica

Una delle aree in cui il concetto di ormesi è stato esplorato ampiamente rispetto alla sua applicabilità è l’invecchiamento. Poiché la capacità di sopravvivenza di base di qualsiasi sistema biologico dipende dalla sua capacità omeostatica, i biogerontologi hanno proposto che l’esposizione di cellule e organismi a uno stress leggero dovrebbe provocare una risposta adattativa o ormetica con vari benefici biologici. Questa idea ha ora raccolto un gran numero di prove a sostegno che dimostrano che l’esposizione ripetitiva allo stress lieve ha effetti anti-invecchiamento. L’esercizio fisico è un paradigma dell’ormesi in questo senso. Alcuni degli stress lievi utilizzati per tali studi sull’applicazione dell’ormesi nella ricerca e negli interventi sull’invecchiamento sono lo shock termico, l’irradiazione, i proxy, l’ipergravità e la restrizione alimentare. Alcune altre molecole naturali e sintetiche, come i celastrols dalle erbe medicinali e la curcumina dalla spezia curcuma sono state trovate per avere effetti benefici ormetici. Tali composti che producono i loro effetti benefici per la salute stimolando o modulando le vie di risposta allo stress nelle cellule sono stati definiti “ormetine”. Gli interventi ormetici sono stati proposti anche a livello clinico, con una varietà di stimoli, sfide e azioni stressanti, che mirano ad aumentare la complessità dinamica dei sistemi biologici negli esseri umani.

MitocondriModifica

I mitocondri sono talvolta descritti come “centrali elettriche cellulari” perché generano la maggior parte della fornitura della cellula di adenosina trifosfato (ATP), una fonte di energia chimica. Le specie reattive dell’ossigeno (ROS) sono state considerate come sottoprodotti indesiderati della fosforilazione ossidativa nei mitocondri dai sostenitori della teoria dei radicali liberi dell’invecchiamento promossa da Denham Harman. La teoria dei radicali liberi suggerisce che l’uso di composti che inattivano i ROS, come gli antiossidanti, porterebbe a una riduzione dello stress ossidativo e quindi produrrebbe un aumento della durata della vita.

I ROS possono svolgere un ruolo essenziale e potenzialmente favorevole alla durata della vita come molecole di segnalazione redox che trasmettono segnali dal compartimento mitocondriale ad altri compartimenti della cellula. L’aumento della formazione di ROS all’interno dei mitocondri può causare una reazione di adattamento che produce una maggiore resistenza allo stress e una riduzione a lungo termine dello stress ossidativo. Questo tipo di effetto inverso della risposta allo stress ROS è stato chiamato ormesi mitocondriale o mitohormesis ed è ipotizzato essere responsabile delle rispettive capacità di prolungamento della vita e di promozione della salute della restrizione di glucosio e dell’esercizio fisico.

Se questo concetto si applica agli esseri umani rimane da dimostrare, anche se recenti risultati epidemiologici supportano il processo di mitohormesis, e suggeriscono anche che alcuni integratori antiossidanti possono aumentare la prevalenza della malattia negli esseri umani.

Radiazioni ionizzantiModifica

L’ormesi è stata osservata in un certo numero di casi in esseri umani e animali esposti a basse dosi croniche di radiazioni ionizzanti. I sopravvissuti alla bomba atomica che hanno ricevuto alte dosi hanno mostrato una durata della vita ridotta e un aumento della mortalità per cancro, ma a basse dosi di radiazioni i rapporti di morte per cancro nei sopravvissuti alla bomba atomica sono inferiori a quelli delle medie giapponesi.

In Taiwan, l’acciaio radiocontaminato riciclato è stato inavvertitamente utilizzato nella costruzione di oltre 100 condomini causando l’esposizione a lungo termine (10 anni) di 10.000 persone. Il tasso medio di dose era di 50 mSv/anno e un sottoinsieme della popolazione (1.000 persone) ha ricevuto una dose totale di oltre 4.000 mSv in dieci anni. Secondo la teoria LNT (Linear No Threshold), ampiamente utilizzata dagli organismi di regolamentazione, le morti per cancro previste in questa popolazione sarebbero state 302, di cui 70 causate dalle radiazioni ionizzanti extra e il resto dalle radiazioni naturali di fondo. Tuttavia il tasso di cancro osservato è stato piuttosto basso, 7 morti per cancro, quando 232 sarebbero state previste dalla teoria LNT se non fossero stati esposti alle radiazioni dei materiali da costruzione. L’ormesi delle radiazioni ionizzanti sembra essere al lavoro. Descritto dal professor Charles L. Sanders, Korea Advanced Institute of Science and Technology.

Radiazioni chimiche e ionizzanti combinateModifica

Nessun esperimento può essere eseguito in perfetto isolamento. Una spessa schermatura di piombo intorno a un esperimento di dose chimica per escludere gli effetti delle radiazioni ionizzanti viene costruita e rigorosamente controllata in laboratorio, e certamente non sul campo. Lo stesso vale per gli studi sulle radiazioni ionizzanti. La radiazione ionizzante viene rilasciata quando una particella instabile rilascia radiazioni, creando due nuove sostanze ed energia sotto forma di onda elettromagnetica. I materiali risultanti sono poi liberi di interagire con qualsiasi elemento ambientale, e l’energia rilasciata può anche essere usata come catalizzatore in ulteriori interazioni con le radiazioni ionizzanti.

La confusione che ne deriva nel campo dell’esposizione a basse dosi (radiazioni e chimica) deriva dalla mancanza di considerazione di questo concetto come descritto da Mothersill e Seymory.