Hormesis er et begreb, der bruges inden for biologi og farmakologi til at beskrive en gavnlig effekt af en lav dosis af et giftstof eller en stressfaktor. Den hormonelle respons er generelt bifasisk, hvor lave doser af stressfaktoren har en stimulerende effekt, og høje doser har en hæmmende effekt.
"Det, der ikke slår os ihjel, gør os stærkere."
- Friedrich Nietzsche
Hormesis stammer fra det græske ord hórmēsissom betyder "hurtig bevægelse" eller "at sætte i bevægelse". Det blev først beskrevet af den tyske farmakolog Hugo Schulz i 1888, da han udførte studier på gær. Han bemærkede, at man ved at udsætte gæren for små mængder giftige stoffer i stedet for at dræbe gæren, faktisk fik gæren til at vokse hurtigere. I videnskabelig litteratur bruges udtrykket hormesis blev første gang brugt af Southam og Ehrlich i 1943 i en artikel der undersøgte trænedbrydende svampe.
Den gavnlige stressfaktor eller oplevelsen af eustress beskrives også i litteraturen som en hormonel stressfaktor. Generelt betyder hormesis den biologiske effekt af en eller anden stressfremkaldende faktor i kroppen, hvor en lille mængde er gavnlig og styrker kroppen, men en stor mængde er næsten giftig. Eksempler på hormetiske stressfaktorer er fysisk træning, solbadning og friluftssvømning, plantefytokemikalier, og midlertidig kaloriebegrænsning.
Billede: Hormesis styrer et pleiotropisk pro-overlevelsesprogram.
Kilde: Zimmermann, A. & Bauer, M. & Kroemer, G. & Madeo, F. & Carmona-Gutierrez, D. (2014). Når mindre er mere: Hormesis mod stress og sygdom. Mikrobiel celle 1 (5): 150–153.
Hormesis repræsenterer en central evolutionær strategi, der er begrænset af individuelle biologiske modstandskraft eller plasticitet. Disse integrerende og adaptive reaktioner har samme kvantitative træk på tværs af arter, hvilket gør dem til en vigtig evolutionær faktor. Hver organisme er derfor i stand til at intelligent at definere, i hvilken grad biologisk ydeevne opstår, og i den anden ende omkostningerne ved en sådan forbedret ydeevne under enhver omstændighed eller situation.
Reaktioner på hormetiske udfordringer koordineres på tværs af flere organsystemer og involverer autonome molekylære mekanismer i celler og signaler, der overføres mellem forskellige væv. Træning og faste fremtvinger f.eks. bioenergetiske udfordringer for flere organsystemer., med reaktioner fra muskler, lever, neurale netværk og fedtvæv, som er særligt vigtige under træning.
Mekanistisk set synes hormesis at blive udført af en række fysiologiske cellulære processer, som i samarbejde konvergerer mod øget stressresistens og lang levetid. Motion kan modvirke aldring i kraft af et hormetisk dosis-respons-forhold: mangel på fysisk aktivitet og overtræning er begge ufordelagtige, men regelmæssig og moderat motion er gavnlig via reaktive iltarter (ROS) medieret prækonditionering.
Billede: Hormesis og fysisk træning.
Kilde: Pingitore, A. et al. (2015). Træning og oxidativ stress: potentielle effekter af antioxidante koststrategier i sport. Ernæring 31 (7–8): 916–922.
Dyremodeller har vist, at hormesis kan forekomme efter akut skade, eller når en kronisk sygdom er opstået. Eksempler på dette er metaboliske udfordringer efter slagtilfælde, myokardieinfarkt og traumatiske vævsskader og kirurgi. Hormetiske signaler fra et væv under stress kan kommunikeres til fjerntliggende væv, et naturligt fænomen, der kaldes "fjernkonditionering", som hjælper organismen med at overleve i stressende og udfordrende situationer.
Billede: Eksempler på metabolisk hormesis i kroppen.
Kilde: Calabrese, E: Calabrese, E. & Mattson, M. (2017). Hvordan påvirker hormesis biologi, toksikologi og medicin? NPJ Aldring og sygdomsmekanismer 3 (1): 1–8.
Den moderne hormesis-teori er baseret på en gennemgang fra 2001 af Toksikologiske videnskaber -journal, som undersøgte virkningerne af næsten 700 forskellige kemikalier i kroppen. Undersøgelsen viste, at dosis-respons-kurven viser en U- eller J-formet kurve, afhængigt af dosisens størrelse. Små doser var nyttige, og jo højere dosis, jo mere giftigt blev stoffet. Denne observation er blevet bekræftet ved at se på dosis-respons-forholdet for op til 9.000 forskellige stoffer.
Hormesis har været forsømt i toksikologien i næsten 70 år, men i lyset af de seneste undersøgelser er hormesis blevet anerkendt som en vigtigere faktor end tærskelværdier til at forklare virkningerne af forskellige stoffer.
Billede: Hormetisk dosis-respons-kurve.
Kilde: Calabrese, V. & Cornelius, C. & Dinkova-Kostova, A. & Calabrese, E. & Mattson, M. (2010). Cellulære stressresponser, hormesis-paradigmet og vitagener: nye mål for terapeutisk indgriben i neurodegenerative lidelser. Antioxidanter og redox-signalering 13 (11): 1763–1811.
///
Dette er et uddrag af den kommende bog The Resilient Being, som er en opfølgning på Biohacker's Handbook. Du kan forudbestille bogen allerede nu og støtte vores arbejde!