Hormeze je termín používaný v biologii a farmakologii k popisu příznivého účinku nízké dávky toxinu nebo stresoru. Hormetická reakce je obvykle dvoufázová, přičemž nízké dávky stresoru mají stimulační účinek a vysoké dávky mají inhibiční účinek.
"Co nás nezabije, to nás posílí."
- Friedrich Nietzsche
Hormesis je odvozeno z řeckého slova hórmēsis, což znamená "rychlý pohyb" nebo "uvést do pohybu". Poprvé ji popsal německý farmakolog Hugo Schulz v roce 1888, když prováděl studie na kvasinkách. Všiml si, že předávkováním kvasinek malým množstvím toxických nebo jedovatých látek místo toho, aby kvasinky usmrtil, se vlastně kvasinky rostou rychleji. Ve vědecké literatuře se termín hormesis poprvé použili Southam a Ehrlich v roce 1943 v článku zkoumající dřevokazné houby.
Příznivý stresový faktor nebo zkušenost eustresu je v literatuře popisován také jako hormetický stresor. Obecně se hormezí rozumí biologický účinek nějakého stresového faktoru v organismu, kdy malé množství je prospěšné a posiluje organismus, ale velké množství je téměř toxické. Mezi příklady hormetických stresorů patří fyzický trénink, opalování, plavání pod širým nebem, rostlinné fytochemikálie, a . dočasné omezení kalorií.
Obrázek: Hormésis řídí pleiotropní program podporující přežití.
Zdroj: Zimmermann, A. & Bauer, M. & Kroemer, G. & Madeo, F. & Carmona-Gutierrez, D. (2014). Když méně znamená více: hormeze proti stresu a nemocem. Microbial Cell 1 (5): 150–153.
Hormesis představuje hlavní evoluční strategii, která je omezena individuálními biologickou odolností nebo plasticitou. Tyto integrační a adaptivní reakce mají u všech druhů podobné kvantitativní rysy, které z nich činí klíčový evoluční faktor. Každý organismus je proto schopen inteligentně definovat míru biologické výkonnosti a na druhé straně náklady na takovou zvýšenou výkonnost za jakýchkoli okolností nebo situací.
Reakce na hormetické výzvy jsou koordinovány napříč mnoha orgánovými systémy za účasti autonomních molekulárních mechanismů v buňkách a signálů přenášených mezi různými tkáněmi. Například cvičení a hladovění přinášejí bioenergetické výzvy pro více orgánových systémů., přičemž reakce svalů, jater, nervových sítí a tukové tkáně jsou důležité zejména během cvičení.
Mechanisticky se zdá, že hormezi provádí celá řada fyziologických buněčných procesů, které ve spolupráci sbíhají ke zvýšené odolnosti vůči stresu a dlouhověkosti. Cvičení může působit proti stárnutí na základě hormetického vztahu mezi dávkou a odezvou: nedostatek fyzické aktivity i přetrénování jsou nepříznivé, ale pravidelné a mírné cvičení je prospěšné prostřednictvím reaktivních forem kyslíku (ROS) zprostředkovaných prekondicioningem.
Obrázek: Hormeze a fyzické cvičení.
Zdroj: (2015): Pingitore, A. et al. Cvičení a oxidační stres: potenciální účinky antioxidačních dietních strategií při sportu. Nutrition 31 (7–8): 916–922.
Zvířecí modely ukázaly, že k hormezi může dojít po akutním zranění nebo při nástupu chronického onemocnění. Příkladem pro to jsou metabolické problémy po úrazu u mrtvice, infarktu myokardu a traumatických poranění tkání a chirurgických zákroků. Hormetické signály vycházející ze stresované tkáně mohou být přenášeny do vzdálených tkání, což je přirozený jev nazývaný "vzdálené podmiňování", který pomáhá organismu přežít ve stresových a náročných situacích.
Obrázek: Příklady metabolické hormeze v těle.
Zdroj: Calabrese, E. & Mattson, M. (2017). Jak hormeze ovlivňuje biologii, toxikologii a medicínu? NPJ Stárnutí a mechanismy nemocí. 3 (1): 1–8.
Moderní teorie hormeze vychází z přehledu z roku 2001 o. Toxikologické vědy -časopis, který zkoumal účinky téměř 700 různých chemických látek v těle. Studie zjistila, že křivka závislosti dávky na účinku vykazuje tvar písmene U nebo J v závislosti na velikosti dávky. Malé dávky byly užitečné a čím vyšší tato dávka byla, tím toxičtější se látka stávala. Toto pozorování bylo potvrzeno při zkoumání vztahu mezi dávkou a odezvou u těchto látek až 9 000 různých látek.
Hormésis byla v toxikologii téměř 70 let opomíjena, ale ve světle nedávných studií se hormésis dočkala uznání jako důležitější faktor než prahové hodnoty při vysvětlování účinků různých látek.
Obrázek: Hormetická křivka odezvy na dávku.
Zdroj: Calabrese, V. & Cornelius, C. & Dinkova-Kostova, A. & Calabrese, E. & Mattson, M. (2010). Buněčné stresové reakce, paradigma hormeze a vitageny: nové cíle pro terapeutický zásah u neurodegenerativních poruch. Antioxidanty a redoxní signalizace 13 (11): 1763–1811.
///
Jedná se o výňatek z připravované knihy The Resilient Being, která navazuje na knihu Biohacker's Handbook. Knihu si již můžete předobjednat a podpořit tak naši práci!