Hormesis

Fysisk träningEdit

Individer med låg fysisk aktivitet löper risk att drabbas av höga nivåer av oxidativ stress, liksom personer som deltar i mycket intensiva träningsprogram; personer som deltar i måttligt intensiv, regelbunden träning upplever dock lägre nivåer av oxidativ stress. Höga nivåer av oxidativ stress har av vissa kopplats samman med ökad förekomst av en rad olika sjukdomar.

Det har hävdats att detta förhållande, som kännetecknas av positiva effekter vid en mellanliggande dos av stressfaktorn (motion), är karakteristiskt för hormesis. Det är dock viktigt att påpeka att det finns bevis för att den oxidativa stress som är förknippad med intensiv träning kan ha långsiktiga hälsofördelar. Detta skulle innebära att oxidativ stress i sig ger ett exempel på hormesis (se avsnittet Mitokondriell hormesis), men att fysisk träning inte gör det.

AlkoholEdit

Alkohol tros ha en hormonell verkan när det gäller att förebygga hjärtsjukdomar och stroke, även om fördelarna med lätt drickande kan ha överdrivits.

Under 2012 fann forskare vid UCLA att små mängder (1 mM eller 0,005 %) etanol fördubblade livslängden hos Caenorhabditis elegans, en rundmask som ofta används i biologiska studier, som svalt på andra näringsämnen. Högre doser på 0,4 % gav ingen livslängdsfördel. Maskar som utsattes för 0,005 % utvecklades dock inte normalt (deras utveckling avstannade). Författarna hävdar att maskarna använde etanol som en alternativ energikälla i avsaknad av annan näring, eller att de hade inlett en stressreaktion. De testade inte effekten av etanol på maskar som fick en normal kost.

Metylkvicksilver och gräsänders äggRedigera

Under 2010 visade en artikel som publicerades i tidskriften Environmental Toxicology & Chemistry att låga doser av metylkvicksilver, en potent neurotoxisk förorening, förbättrade kläckningshastigheten hos gräsänders ägg. Författaren till studien, Gary Heinz, som ledde studien för U.S. Geological Survey vid Patuxent Wildlife Research Center i Beltsville, Md, uppgav att andra förklaringar är möjliga. Det är till exempel möjligt att den flock som han studerade kan ha haft någon låg, subklinisk infektion och att kvicksilver, som är välkänt för att vara antimikrobiellt, kan ha dödat infektionen som annars skadade reproduktionen hos de obehandlade fåglarna.

Effekter vid åldrandeRedigera

Ett av de områden där begreppet hormesis har undersökts i stor utsträckning när det gäller dess tillämplighet är åldrande. Eftersom den grundläggande överlevnadsförmågan hos alla biologiska system är beroende av dess homeostatiska förmåga, föreslog biogerontologer att om celler och organismer utsätts för mild stress bör det resultera i en adaptiv eller hormetisk reaktion med olika biologiska fördelar. Denna idé har nu fått ett stort antal stödjande bevis som visar att upprepad mild stressexponering har effekter mot åldrande. Motion är ett paradigm för hormesis i detta avseende. Några av de milda påfrestningar som används för sådana studier om tillämpningen av hormesis i forskning om åldrande och interventioner är värmeschock, bestrålning, prooxidanter, hypergravitation och matrestriktioner. Vissa andra naturliga och syntetiska molekyler, t.ex. celastroler från medicinska örter och kurkumin från kryddan gurkmeja, har också visat sig ha gynnsamma hormetiska effekter. Sådana föreningar som ger sina hälsofrämjande effekter genom att stimulera eller modulera stressresponsvägar i cellerna har benämnts ”hormetiner”. Hormetiska interventioner har också föreslagits på klinisk nivå, med en mängd olika stimuli, utmaningar och stressande åtgärder, som syftar till att öka den dynamiska komplexiteten hos de biologiska systemen hos människor.

MitokondrierRedigera

Mitokondrier beskrivs ibland som ”cellulära kraftverk”, eftersom de genererar merparten av cellens förråd av adenosintrifosfat (ATP), en källa till kemisk energi. Reaktiva syrearter (ROS) har betraktats som oönskade biprodukter av oxidativ fosforylering i mitokondrierna av förespråkarna för den fria radikalteorin om åldrande som förespråkas av Denham Harman. Enligt teorin om fria radikaler skulle användningen av föreningar som inaktiverar ROS, t.ex. antioxidanter, leda till en minskning av den oxidativa stressen och därmed till en ökning av livslängden.

ROS kan spela en viktig och potentiellt livslängdsfrämjande roll som redoxsignalmolekyler som överför signaler från mitokondriekompartmentet till andra delar av cellen. Ökad bildning av ROS i mitokondrierna kan orsaka en adaptiv reaktion som ger ökad stresstålighet och en långsiktig minskning av oxidativ stress. Denna typ av omvänd effekt av svaret på ROS-stress har benämnts mitokondriell hormesis eller mitohormesis och antas vara ansvarig för de respektive livstidsförlängande och hälsofrämjande egenskaperna hos glukosrestriktion och fysisk träning.

Om detta koncept gäller för människor återstår att visa, även om nya epidemiologiska fynd stöder processen med mitohormesis och till och med tyder på att vissa antioxidanttillskott kan öka sjukdomsprevalensen hos människor.

Joniserande strålningRedigera

Hormesis har observerats i ett antal fall hos människor och djur som utsatts för kroniska låga doser av joniserande strålning. Överlevande från A-bomben som fick höga doser uppvisade förkortad livslängd och ökad cancerdödlighet, men vid låga strålningsdoser är kvoten av cancerdödsfall hos överlevande från A-bomben mindre än kvoten för det japanska genomsnittet.

I Taiwan användes återvunnet radiokontaminerat stål av misstag vid byggandet av mer än 100 flerbostadshus, vilket orsakade långtidsexponering (10 år) av 10 000 personer. Den genomsnittliga doshastigheten var 50 mSv/år och en delmängd av befolkningen (1 000 personer) fick en total dos på över 4 000 mSv under tio år. Enligt den allmänt använda LNT-teorin (Linear No Threshold), som används av tillsynsmyndigheter, skulle de förväntade cancerdödsfallen i denna befolkning ha varit 302, varav 70 skulle ha orsakats av den extra joniserande strålningen och resten skulle ha orsakats av den naturliga bakgrundsstrålningen. Den observerade cancerfrekvensen var dock ganska låg, 7 dödsfall i cancer, medan 232 skulle ha förutsetts enligt LNT-teorin om de inte hade utsatts för strålning från byggnadsmaterialen. Hormesis av joniserande strålning tycks vara verksam. Beskrivs av professor Charles L. Sanders, Korea Advanced Institute of Science and Technology.

Kemisk och joniserande strålning i kombinationEdit

Inget experiment kan utföras i perfekt isolering. Tjock blyskärm runt ett experiment med kemisk dos för att utesluta effekterna av joniserande strålning byggs och kontrolleras rigoröst i laboratoriet, och absolut inte i fält. På samma sätt gäller detsamma för studier av joniserande strålning. Joniserande strålning frigörs när en instabil partikel avger strålning och skapar två nya ämnen och energi i form av en elektromagnetisk våg. De resulterande ämnena är sedan fria att interagera med alla miljöelement, och den frigjorda energin kan också användas som en katalysator i ytterligare interaktioner med joniserande strålning.

Den resulterande förvirringen inom området för exponering av låga doser (strålning och kemikalier) uppstår på grund av att man inte tar hänsyn till detta begrepp, så som det beskrivs av Mothersill och Seymory.