Hormesis

Ćwiczenia fizyczneEdit

Indywidualiści z niskim poziomem aktywności fizycznej są zagrożeni wysokim poziomem stresu oksydacyjnego, podobnie jak osoby zaangażowane w bardzo intensywne programy ćwiczeń; jednak osoby zaangażowane w umiarkowanie intensywne, regularne ćwiczenia doświadczają niższych poziomów stresu oksydacyjnego. Wysoki poziom stresu oksydacyjnego został powiązany przez niektórych ze zwiększoną zapadalnością na różne choroby.

Twierdzono, że ten związek, charakteryzujący się pozytywnymi efektami przy pośredniej dawce stresora (ćwiczenia), jest charakterystyczny dla hormezy. Należy jednak zaznaczyć, że istnieją dowody na to, że stres oksydacyjny związany z intensywnymi ćwiczeniami może mieć długoterminowe korzyści zdrowotne. Sugerowałoby to, że stres oksydacyjny, sam w sobie, stanowi przykład hormezy (patrz rozdział dotyczący hormezy mitochondrialnej), ale ćwiczenia fizyczne nie.

AlkoholEdit

Uważa się, że alkohol ma działanie hormetyczne w zapobieganiu chorobom serca i udarom mózgu, chociaż korzyści z lekkiego picia mogły zostać wyolbrzymione.

W 2012 r. naukowcy z UCLA odkryli, że niewielkie ilości (1 mM, czyli 0,005%) etanolu podwoiły długość życia Caenorhabditis elegans, okrągłego robaka często wykorzystywanego w badaniach biologicznych, który został zagłodzony z innych składników odżywczych. Wyższe dawki 0,4% nie wpłynęły korzystnie na długość życia. Natomiast robaki poddane działaniu 0,005% nie rozwijały się normalnie (ich rozwój został zatrzymany). Autorzy twierdzą, że robaki używały etanolu jako alternatywnego źródła energii w przypadku braku innych składników odżywczych, lub zainicjowały reakcję stresową. Nie testowali wpływ etanolu na robaki karmione normalną dietą.

Metylortęć i jaja krzyżówkiEdit

W 2010 roku, praca opublikowana w czasopiśmie Environmental Toxicology & Chemistry wykazała, że niskie dawki metylortęci, silnego zanieczyszczenia neurotoksyczne, poprawiła szybkość wylęgania jaj krzyżówki. Autor badania, Gary Heinz, który prowadził badania dla U.S. Geological Survey w Patuxent Wildlife Research Center w Beltsville, Md., stwierdził, że inne wyjaśnienia są możliwe. Na przykład, jest to możliwe, że stado studiował może być siedliskiem jakiegoś niskiego, subkliniczne zakażenia i że rtęć, dobrze znany jako antybakteryjne, mógł zabić zakażenie, które inaczej zranić reprodukcji w untreated birds.

Efekty w starzeniu sięEdit

Jeden z obszarów, gdzie pojęcie hormezy został zbadany szeroko w odniesieniu do jego zastosowania jest starzenie się. Ponieważ podstawowa zdolność przeżycia każdego systemu biologicznego zależy od jego zdolności homeostatycznych, biogerontolodzy zaproponowali, że wystawienie komórek i organizmów na łagodny stres powinno skutkować adaptacyjną lub hormonalną odpowiedzią z różnymi korzyściami biologicznymi. Ten pomysł teraz zbierał wielki ciało wspierający dowód pokazujący że powtarzająca się łagodna ekspozycja stresu ma przeciw starzeniu się efekty. Ćwiczenie jest paradygmatem dla hormezy w tym względzie. Niektóre z łagodnych stresów używanych do takich badań nad zastosowaniem hormezy w badaniach starzenia się i interwencji są szok cieplny, napromieniowanie, prooksydanty, hipergrawitacja, i ograniczenia żywności. Niektóre inne naturalne i syntetyczne cząsteczki, takie jak celastrole z ziół leczniczych i kurkumina z przyprawy kurkumy zostały również uznane za mające korzystne efekty hormetyczne. Takie związki, które wywołują korzystne dla zdrowia efekty poprzez stymulację lub modulację szlaków odpowiedzi na stres w komórkach, zostały nazwane „hormetynami”. Hormetyczne interwencje zostały również zaproponowane na poziomie klinicznym, z różnymi bodźcami, wyzwaniami i działaniami stresogennymi, które mają na celu zwiększenie dynamicznej złożoności systemów biologicznych u ludzi.

MitochondriaEdit

Mitochondria są czasami opisywane jako „elektrownie komórkowe”, ponieważ generują większość zaopatrzenia komórki w adenozynotrójfosforan (ATP), źródło energii chemicznej. Reaktywne formy tlenu (ROS) zostały uznane za niepożądane produkty uboczne fosforylacji oksydacyjnej w mitochondriach przez zwolenników teorii wolnorodnikowej starzenia się promowanej przez Denhama Harmana. Teoria wolnorodnikowa sugeruje, że stosowanie związków, które inaktywują ROS, takich jak przeciwutleniacze, doprowadzi do zmniejszenia stresu oksydacyjnego, a tym samym spowoduje wzrost lifespan.

ROS mogą wykonywać istotne i potencjalnie lifespan-promoting rolę jako redox cząsteczki sygnalizacyjne, które przenoszą sygnały z przedziału mitochondrialnego do innych przedziałów komórki. Zwiększone tworzenie ROS w mitochondriach może spowodować reakcję adaptacyjną, która produkuje zwiększoną odporność na stres i długotrwałe zmniejszenie stresu oksydacyjnego. Ten rodzaj odwrotnego efektu odpowiedzi na stres ROS został nazwany mitochondrialną hormezą lub mitohormezą i jest hipotezą odpowiedzialną za odpowiednie wydłużające życie i promujące zdrowie możliwości ograniczenia glukozy i ćwiczeń fizycznych.

Czy ta koncepcja ma zastosowanie do ludzi pozostaje do wykazania, chociaż ostatnie odkrycia epidemiologiczne wspierają proces mitohormezy, a nawet sugerują, że niektóre suplementy antyoksydacyjne mogą zwiększyć częstość występowania choroby u ludzi.

Promieniowanie jonizująceEdit

Hormeza została zaobserwowana w wielu przypadkach u ludzi i zwierząt narażonych na przewlekłe niskie dawki promieniowania jonizującego. Osoby ocalałe po wybuchu bomby atomowej, które otrzymały wysokie dawki, wykazywały skróconą długość życia i zwiększoną śmiertelność z powodu nowotworów, ale przy niskich dawkach promieniowania współczynniki zgonów z powodu nowotworów u osób ocalałych po wybuchu bomby atomowej są mniejsze niż średnie japońskie.

Na Tajwanie nieumyślnie użyto przetworzonej, skażonej promieniotwórczo stali do budowy ponad 100 budynków mieszkalnych, powodując długotrwałe (10 lat) narażenie 10 000 osób. Średnia dawka wyniosła 50 mSv/rok, a podzbiór populacji (1 000 osób) otrzymał w ciągu dziesięciu lat całkowitą dawkę ponad 4 000 mSv. Zgodnie z powszechnie stosowaną teorią liniowego braku progu (LNT) wykorzystywaną przez organy regulacyjne, oczekiwana liczba zgonów z powodu nowotworów w tej populacji wyniosłaby 302, z czego 70 spowodowanych byłoby dodatkowym promieniowaniem jonizującym, a pozostała część naturalnym promieniowaniem tła. Jednakże zaobserwowany wskaźnik zachorowań na raka był dość niski i wynosił 7 zgonów, podczas gdy teoria LNT przewidywałaby 232, gdyby nie byli oni narażeni na promieniowanie z materiałów budowlanych. Wydaje się, że działa tu hormeza promieniowania jonizującego. Opisane przez profesora Charlesa L. Sandersa z Korea Advanced Institute of Science and Technology.

Promieniowanie chemiczne i jonizujące łącznieEdit

Żaden eksperyment nie może być przeprowadzony w doskonałej izolacji. Gruba osłona ołowiana wokół eksperymentu z dawką chemiczną w celu wykluczenia wpływu promieniowania jonizującego jest budowana i rygorystycznie kontrolowana w laboratorium, a na pewno nie w terenie. To samo dotyczy badań nad promieniowaniem jonizującym. Promieniowanie jonizujące jest uwalniane, gdy niestabilna cząstka uwalnia promieniowanie, tworząc dwie nowe substancje i energię w postaci fali elektromagnetycznej. Powstałe w ten sposób materiały mogą następnie swobodnie oddziaływać z dowolnymi elementami środowiska, a uwolniona energia może być również wykorzystana jako katalizator w dalszych oddziaływaniach promieniowania jonizującego.

Wynikające z tego zamieszanie w dziedzinie ekspozycji na niskie dawki (radiacyjne i chemiczne) wynika z braku uwzględnienia tej koncepcji opisanej przez Mothersilla i Seymory’ego.

.