Hormeze
Hormeze (z řeckého hormeion = posílit) je název pro hypotézu o příznivém působení mírné zátěže (stresu, toxických látek, radiace, fyzické námahy) na živé organismy včetně člověka. Studium hormeze je regulérní vědeckou disciplínou na pomezí biologie, toxikologie a medicíny. Hormetický efekt nebo hormatická reakce je pojem označující pozitivní reakci organismu na látky které ve větším množství přivodí vážná poškození. Hormetický efekt je popisován jako dočasný jev u subletálních dávek. Pozitivní hormetický efekt při delší expozici přechází v poškození chronickou otravou.[1] Nejlépe je efekt popsán a prokázán u radioaktivity. Přesto může být reakce organismu na podnět z více důvodů různá.[2] Hormetický efekt bývá obvykle vnímán ve smyslu dávka-odezva jako stimulace nízkou dávkou a inhibice vysokou dávkou.[3] Obvykle nejsou zmiňovány vedlejší efekty, termín hormetický efekt je tedy termín jenž popisuje jakýkoliv pozitivní efekt indukovaný subletální dávkou zatížení.[4] Jev je dáván také do souvislosti s homeopatií a uváděn zastánci homeopatie. Nicméně technicky jde o reakce organismu, které jsou svou podstatou různé a i hypotézy homeopatie a hormeze se různí.[5]
Podstatou hormeze je více mechanismů, které jsou málo prozkoumány. Zmiňována je například adaptace, schopnost všech živých organismů reagovat na nepříznivé podmínky a bránit se jim. Při jakékoliv zátěži dochází k poškození organismu, kterému se organismus snaží bránit tzv. odpovědí na stres. Při určité nízké míře zátěže je poškození organismu minimální, a zároveň již dochází ke spuštění odpovědi na stres, která zvyšuje odolnost organismu a opravuje poškozené molekulární komponenty. Navíc indukce odpovědi na stres krátkou mírnou zátěží obvykle chrání organismus po delší dobu a i před mnoha dalšími druhy zátěže. Organismus procházející pravidelnou mírnou zátěží tak může být v lepším stavu než organismus izolovaný od jakékoliv zátěže [6].
Historie
Hypotézu hormeze poprvé formuloval pruský farmakolog Hugo Schulz v roce 1888. Zjistil tehdy, že nízké dávky dezinfekčních činidel na bázi rtuti urychlují růst kvasinek. Společně s psychiatrem Rudolphem Arndtem, který nezávisle došel k podobným závěrům, pak zformulovali Arndt-Schulzovo pravidlo: "Nízké dávky jsou stimulující, střední inhibiční, vysoké smrtící." Toto pravidlo není univerzální a bylo postupně nahrazeno koncepcí hormeze. Tímto pravidlem často neoprávněně argumentují zastánci homeopatie a snaží se jím legitimizovat svou víru [7]. Hypotéza hormeze v minulých 120 letech spíše živořila na pokraji zájmu vědy, hlavně kvůli spojování s homeopatií a kvůli nedostatku znalostí o jejích možných molekulárních mechanismech [8]. Při životě ji pomáhal udržovat i americký biolog Thomas D. Luckey, který v roce 1945 objevil, že dobytek krmený antibiotiky rychleji přibývá na váze. Tento jev se využívá dodnes [9]. Současný název hormeze pochází z roku 1943 z práce Southama a Ehrlicha, kteří popsali, že malé dávky toxického extraktu z dřeva stromů sekvojí stimulují množení jejích houbových škůdců [10]. Americký toxikolog Edward J. Calabrese z University of Massachusetts v roce 1976 zjistil, že malé dávky herbicidů stimulují růst máty. Od té doby se hormezí zabýval teoreticky i experimentálně a definitivně ji zpopularizoval mezi vědeckou veřejností [11], [12]. V současnosti jsou významnými badateli na poli hormeze Mark P. Mattson z USA a Michael Ristow ze Švýcarska.
Příklady hormeze
Původně byl pojem hormeze používán pouze v toxikologii a to pro stimulační účinky nízkých dávek toxických látek. Postupně však docházelo k rozšiřování celé koncepce, takže dnes je za hormezi považováno i příznivé působení nízkých dávek radiace (viz radiační hormeze), alkoholu, tepla (sauna), chladu (otužování, kryoterapie), různých druhů fyzikální terapie, půstu, Paleolitické diety, sportu a duševní aktivity [6].
Radiační hormeze
Hypotéza radiační hormeze předpokládá příznivé působení nízkých dávek ionizujícího záření (tedy rentgenového, gamma a částicového) na živé organismy včetně člověka [13]. Zatímco vysoké dávky záření způsobují oxidační stres a poškození DNA, takže mohou vyvolat rakovinu, poškození plodu, nemoc z ozáření až smrt, poškození nízkými dávkami může být velmi malé a více než vykompenzované současnou aktivací odpovědi na stres [14]. Odpověď na stres zahrnuje aktivaci mechanismů opravujících DNA a chránících před vznikem rakoviny, takže určité nízké dávky záření mohou být prospěšnější než žádné. Řada klinických studií ukázala, že lidé žijící v oblastech s vyšší přirozenou radiací mají nižší incidenci rakoviny než lidé v okolních oblastech [13]. To platí i o radonu, radioaktivním plynu, který se uvolňuje z podloží a je ve velkém množství přítomen v dolech, jeskyních a minerálních vodách [15]. Příznivých zdravotních účinků radonové radiace využívají například umělé lázně v Jáchymově [1].
Mitohormeze
Mitohormeze je název pro mírné farmakologické přetížení nebo naopak utlumení metabolismu mitochondrií doprovázené zvýšenou produkcí volných radikálů. Tato mírná oxidační a energetická zátěž spouští odpověď na stres a tím paradoxně prodlužuje život a zlepšuje imunitu experimentálních organismů (kvasinek Saccharomyces cerevisiae, háďátek Caenorhabditis elegans, octomilek Drosophila melanogaster a myší Mus musculus)[16]. Předpokládá se, že další typy hormeze (sport, půst, Paleolitická dieta, termoterapie), které prokazatelně fungují i u člověka, jsou ve skutečnosti také mitohormezí, neboť zvýšená produkce volných radikálů je univerzálním projevem mnoha různých druhů zátěže [17]. Z tohoto pohledu je zajímavé, že příznivý efekt mitohormeze lze indukovat některými běžně používanými léky či doplňky stravy. Tento jev byl popsán u statinů, které se používají na snížení cholesterolu [18], [19], metforminu, který se používá na léčbu diabetu [20], D-glukosaminu, který se používá jako doplněk stravy při bolestech kloubů a kyseliny mléčné, která se v těle přirozeně uvolňuje při sportu a je součástí některých potravin i kosmetiky [21].
Odkazy
Reference
- ↑ PROKEŠ, Jaroslav. Úvod do toxikologie. [s.l.]: [s.n.] S. 16.
- ↑ Hormeze [online]. [cit. 2015-08-16]. Dostupné online.
- ↑ The Hormetic Dose-Response Model Is More Common than the Threshold Model in Toxicology
- ↑ MYERS, John Peterson. Hormesis is a flawed theory [online]. [cit. 2015-08-16]. Dostupné online.
- ↑ Posílí nás, co nás nezabije? Záhadná hormese [online]. [cit. 2015-08-16]. Dostupné online.
- ↑ a b Mattson MP: Hormesis defined,
- ↑ Arndt-Schulzův zákon ve skeptickém slovníku
- ↑ Calabrese EJ: Historical blunders: how toxicology got the dose-response relationship half right.
- ↑ Luckey TD: Curriculum,
- ↑ Southam C.M., Erlich J. Effects of extract of western red-cedar heartwood on certain wood decaying fungi in culture. Phytopathol. 1943;33:517–524.
- ↑ Rozcestník na seznam 350+ odborných publikací profesora Calabrese v mezinárodních vědeckých časopisech
- ↑ Medailonek prof. Calabrese s odkazem na profesionální životopis
- ↑ a b Luckey TD: Radiation Hormesis: The Good, the Bad, and the Ugly
- ↑ Feinendegen LE: Low-Dose Cancer Risk Modeling Must Recognize Up-Regulation Of Protection
- ↑ Thompson RE: Epidemiological Evidence for Possible Radiation Hormesis from Radon Exposure: A Case-Control Study Conducted in Worcester, MA.
- ↑ Ristow M: Unraveling the Truth About Antioxidants: Mitohormesis explains ROS-induced health benefits
- ↑ Ristow M:Mitohormesis: Promoting Health and Lifespan by Increased Levels of Reactive Oxygen Species (ROS)
- ↑ Bouitbir J:Opposite effects of statins on mitochondria of cardiac and skeletal muscles: a 'mitohormesis' mechanism involving reactive oxygen species and PGC-1.
- ↑ Calabrese EJ: Hormesis and medicine
- ↑ De Haes W:Metformin promotes lifespan through mitohormesis via the peroxiredoxin PRDX-2
- ↑ Zelenka J: L-Lactate Protects Skin Fibroblasts against Aging-Associated Mitochondrial Dysfunction via Mitohormesis
Knihy
Jaroslav Zelenka: Nečekaný lék, CPress, 2015 [2]
Mark P Mattson, Edward J Calabrese: Hormesis: A Revolution in Biology, Toxicology and Medicine, Humana Press, 2009 [3]
Články
Jaroslav Zelenka: Menší než velké množství: Arzenik, rtuť a oxid uhelnatý jako léky, Vesmír, Vesmír 93, 451, 2014/7 [4]
Jaroslav Zelenka: Věda versus tradiční medicína, Vesmír 90, 360, 2011/6 [5]