Hormesis är en term som används inom biologi och farmakologi för att beskriva en gynnsam effekt av en låg dos av ett toxin eller en stressfaktor. Det hormetiska svaret är i allmänhet bifasiskt, där låga doser av stressfaktorn har en stimulerande effekt och höga doser har en hämmande effekt.
"Det som inte dödar oss gör oss starkare."
- Friedrich Nietzsche
Hormesis härstammar från det grekiska ordet hórmēsissom betyder "snabb rörelse" eller "att sätta i rörelse". Hormesis beskrevs för första gången av den tyske farmakologen Hugo Schulz 1888 när han genomförde studier på jäst. Han märkte att genom att predisponera jästen för små mängder toxiska eller giftiga substanser istället för att döda jästen, faktiskt fick jästen att växa snabbare. I vetenskaplig litteratur används termen hormesis användes för första gången av Southam och Ehrlich 1943 i en artikel som undersökte träförstörande svampar.
Den gynnsamma stressfaktorn eller upplevelsen av eustress beskrivs också i litteraturen som en hormetisk stressfaktor. Hormesis innebär i allmänhet den biologiska effekten av någon stressframkallande faktor i kroppen, där en liten mängd är fördelaktig och stärker kroppen, men en hög mängd är nästan giftig. Exempel på hormetiska stressfaktorer inkluderar fysisk träning, solbadning, utomhusbad, Fytokemikalier i växter, och tillfällig kalorirestriktion.
En bild: Hormesis styr ett pleiotropiskt program för överlevnad.
Källa: Zimmermann, A. & Bauer, M. & Kroemer, G. & Madeo, F. & Carmona-Gutierrez, D. (2014). När mindre är mer: hormesis mot stress och sjukdom. Mikrobiell cell 1 (5): 150–153.
Hormesis utgör en central evolutionär strategi som begränsas av individuella biologisk motståndskraft eller plasticitet. Dessa integrativa och adaptiva svar har liknande kvantitativa egenskaper hos olika arter, vilket gör dem till en viktig evolutionär faktor. Varje organism är därför kapabel att på ett intelligent sätt definiera i vilken grad biologisk prestanda uppstår och å andra sidan kostnaden för sådan förbättrad prestanda under alla omständigheter eller situationer.
Reaktioner på hormetiska utmaningar samordnas i flera organsystem och involverar autonoma molekylära mekanismer i celler och signaler som överförs mellan olika vävnader. Träning och fasta innebär t.ex. bioenergetiska utmaningar för flera organsystem, med reaktioner från muskler, lever, neurala nätverk och fettvävnad, vilket är särskilt viktigt under träning.
Mekanistiskt verkar hormesis utföras av en mängd olika fysiologiska cellulära processer som i samarbete konvergerar mot ökad stresstålighet och livslängd. Träning kan motverka åldrande genom ett hormetiskt dos-responsförhållande: brist på fysisk aktivitet och överträning är båda ofördelaktiga, men regelbunden och måttlig träning är fördelaktig via reaktiva syreföreningar (ROS) medierad prekonditionering.
Bild på bilden: Hormesis och fysisk träning.
Källa: Pingitore, A. et al (2015). Träning och oxidativ stress: potentiella effekter av antioxidativa koststrategier inom idrott. Näring 31 (7–8): 916–922.
Djurmodeller har visat att hormesis kan uppstå efter akut skada eller när en kronisk sjukdom har uppstått. Exempel på detta är metaboliska utmaningar efter stroke, hjärtinfarkt, traumatiska vävnadsskador och kirurgi. Hormetiska signaler från en vävnad som utsätts för stress kan kommuniceras till avlägsna vävnader, ett naturligt fenomen som kallas "fjärrkonditionering", vilket hjälper organismen att överleva i stressiga och utmanande situationer.
Bild: Exempel på metabolisk hormesis i kroppen.
Källa: Calabrese, E: Calabrese, E. & Mattson, M. (2017). Hur påverkar hormesis biologi, toxikologi och medicin? NPJ Åldrande och sjukdomsmekanismer 3 (1): 1–8.
Den moderna hormesisteorin baseras på 2001 års översikt över Toxikologiska vetenskaper -journal, där man undersökte effekterna av nästan 700 olika kemikalier i kroppen. Studien visade att dos-responskurvan uppvisar en U- eller J-formad kurva, beroende på dosens storlek. Små doser var till hjälp och ju högre dosen var, desto giftigare blev ämnet. Denna observation har bekräftats genom att titta på dos-responsförhållandet för upp till 9.000 olika substanser.
Hormesis har försummats inom toxikologin i nästan 70 år, men i ljuset av nya studier har hormesis börjat uppskattas som en viktigare faktor än tröskelvärden för att förklara effekterna av olika ämnen.
Bild: Hormetisk dosresponskurva.
Källa: Calabrese, V: Calabrese, V. & Cornelius, C. & Dinkova-Kostova, A. & Calabrese, E. & Mattson, M. (2010). Cellulära stressreaktioner, hormesisparadigmet och vitagener: nya mål för terapeutisk intervention vid neurodegenerativa störningar. Antioxidanter och redoxsignalering 13 (11): 1763–1811.
///
Detta är ett utdrag ur den kommande boken The Resilient Being, som är en uppföljning av Biohacker's Handbook. Du kan förbeställa boken redan nu och stödja vårt arbete!
