Что такое гормезис простыми словами
Гормезис
Гормезис (от греч. hórmēsis быстрое движение, стремление) — стимуляция какой-либо системы организма внешними воздействиями, имеющими силу, недостаточную для проявления вредных факторов. Термин введен С. Зонтманом и Д. Эрлихом в 1943 г. [1]
Радиационный гормезис
Термин радиационный гормезис был предложен в 1980 году Т. Д. Лакки и означает благоприятное воздействие ультрамалых доз облучения.
Механизм радиационного гормезиса на уровне клетки теплокровных животных состоит в инициировании синтеза белка, активации гена, репарации ДНК в ответ на стресс — воздействие малой дозы облучения (близкой к величине естественного радиоактивного фона Земли). Эта реакция в конечном итоге вызывает активацию мембранных рецепторов, пролиферацию спленоцитов и стимуляции иммунной системы. (1994 г. — доклад Международного комитета ООН по действию атомной радиации).
На данный момент теория радиационного гормезиса у людей не имеет достаточно значимых эмпирических подтверждений. На практике обычно используется линейно-квадратическая модель, которая основана на предположении, что любая, даже самая малая, доза облучения вредна.
См. также
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Гормезис» в других словарях:
гормезис — 3.9 гормезис (hormesis): Улучшение прорастания семян, роста или выживаемости (или других ответных реакций) тест растений при малых концентрациях химических веществ или исследуемых почв в почвенных смесях, обладающих токсичностью при использовании … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Биологические эффекты ионизирующего излучения — Ионизирующие излучения являются неотъемлемой частью окружающей человека внешней среды. Живые организмы Земли адаптированы к действию радиации и для нормальной жизнедеятельности им необходимо постоянное облучение в малых дозах. Сложившееся на… … Википедия
Порог дозы — безопасные уровни дозы излучения, которые не обладают поражающим действием на облученный организм любого возраста и на потомство облученных родителей. Опасная доза равна 60 микрорентген[источник не указан 611 дней]. Механизмы… … Википедия
ГОСТ Р ИСО 22030-2009: Качество почвы. Биологические методы. Хроническая фитотоксичность в отношении высших растений — Терминология ГОСТ Р ИСО 22030 2009: Качество почвы. Биологические методы. Хроническая фитотоксичность в отношении высших растений оригинал документа: 3.2 биомасса (biomass): Общая масса побегов, цветов и стручков. Примечания 1 Биомассу измеряют в … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Псевдонаука — (от греч. ψευδής «ложный» + наука; синоним лженаука, близкие по значению термины: паранаука, квазинаука[1], альтернативная наука, неакадемическая наука) деятельность[2] или учение[2], осознанно или неосознанно имитирующие науку … Википедия
Гормезис: чем стресс полезен для здоровья
Многие знаю фразу философа Фридриха Ницше «То, что не убивает нас, делает нас сильнее». Её смысл относился к духовному развитию человека, однако, научные исследования показали, что умеренный дозы стрессовых воздействий на организм могут закалить его и оказать благотворное влияние на физиологическое состояние.
Это явление назвали гормезис. В период, когда организм, подвергаясь внешним неблагоприятным воздействиям, мобилизует внутренние резервы и выставляет против «непрошеных гостей» систему защиты. Но здесь есть одна оговорка: сила воздействия должна быть недостаточной для проявления губительных факторов.
Все это подтвердилось в ходе исследования, проведенного Американской психологической ассоциацией. В научную группу вошли специалисты-психологи, доктора наук из нескольких университетов США. Свое исследование они озаглавили приведенным крылатым выражением. Ученые проанализировали общенациональную выборку людей, переживших неблагоприятные жизненные обстоятельства, а затем замерили показатели их благополучия и психического здоровья. Предварительные данные озвучил автор исследования, доктор философии, доцент психологии в университете города Буффало Марк Сири.
По его словам, если смотреть на общую картину, то все выглядит очень прямолинейно: чем больше бедствий пережил человек, тем хуже его психологическое состояние (прослеживается общая угнетенность), и ниже возможность противостоять новым более или менее тяжелым жизненным ситуациям. Однако выборка почти 2400 лиц из общенационального банка показала, что, если индивид подвергался бедственным ситуациям средней тяжести, то его жизненный иммунитет только возрастал. При этом психологическое здоровье оставалось в норме. Эти выводы, по мнению Марка Сири, дают возможность предположить, что психологи, обладая хорошо разработанными психотерапевтическими вмешательствами, смогут добиться сопротивляемости организма внешним факторам и у менее устойчивых к ним пациентам.
Ученые назвали несколько агентов гормезиса, выступающих в качестве тренировки для противостояния организма внешним воздействиям.
Физические нагрузки
Умеренные физические нагрузки – это процесс преодоления трудностей. В процессе тренировок происходят микроразрывы мышц. В ходе заживления стимулируется их рост и развитие. Более того, как установили ученые, в ходе регенерации мышц в организме устраняются различные повреждения, накоплению которых способствует процесс старения организма. В результате мы становимся сильнее и выносливее. Однако чрезмерные нагрузки, превышающие потенциал организма, способны сильно навредить ему и даже привести к возникновению серьезных заболеваний.
Ученые также утверждают, что яды, используемые в сельском хозяйстве в допустимых дозах, попадая к нам в организм с сельхозпродуктами, не носят серьезного вреда и со временем делают нас менее восприимчивыми к таким «добавкам» во фруктах, овощах, злаках.
Голод
Алкоголь
Голландские ученые в течение 40 лет исследовали воздействие алкоголя на организм человека. Их выводы говорят о том, что ежедневное употребление алкоголя в допустимых дозах (в среднем 10-30 грамм) делает человека намного здоровее по сравнению со своими сверстниками, а его продолжительность жизни больше. Но люди, превышающие допустимую дозу при ежедневном употреблении алкоголя (в просторечье – алкоголики), имеют самые плохие показатели здоровья и самую маленькую продолжительность жизни.
Пить ежедневно совсем не обязательно. Если человек относится к категории умеренно выпивающих людей, не страдающих алкогольной зависимостью, у него на 80 процентов снижается смертность от сердечного приступа и почти на 100 процентов вероятность возникновения приступа, который мог бы наступить при обычных обстоятельствах. Это выводы американских ученых, также занимающихся исследованиями последствий регулярного употребления алкоголя. Американцы научно подтвердили тот факт, что ряд сортов вина и пива выступают в роли антиоксидантов, снижают холестерин, разжижают кровь, улучшают состояние сердечно-сосудистой системы и препятствуют образованию камней в желчном пузыре.
Температурные воздействия
Баня, моржевание, контрастный душ – для организма все это сильнейшие стрессы. Но именно они повышают в крови уровень стимулирующих гормонов, что фактически является вакциной от стресса. Кроме того, как их называют, температурные качели тренируют сосуды, улучшают обмен веществ.
Радиация
Не удивляйтесь, но уже найдены научные доказательства, что в малых дозах радиация даже жизненно необходима. Она стимулирует множество функций организма и, в первую очередь, защитные. Группа российских ученых из Института молекулярной биологи РАН им. Энгельгардта, Московского физико-технического института, Научного центра Российской академии наук и Сыктывкарского университета облучили малыми дозами радиации мух-дрозофил. После этого облученные особи прожили дольше, чем обычная муха этого вида. Переведя все это на человеческую физиологию, ученые выяснили, что такая прибавка составила бы для гомо сапиенс восемь лет. Эти результаты опубликовал престижный международный журнал PLoS ONE. Один из авторов исследования доктор биологических наук Алексей Москалев поясняет, что у облученного определенными дозами организма повышается жизнеспособность, он лучше противостоит стрессам. По сути, говорит Москалев, это сродни эффекту закаливания холодной водой. Российские ученые уверены, что их эксперимент подтверждает гипотезу канадского ученого Ганса Салье, который настаивал на пользе слабых стрессов.
Гормезис, клеточная гибель и старение
Статья Isabelle Martins, Lorenzo Galluzzi и Guido Kroemer Hormesis, cell death and aging
опубликована в журнале Aging, август 2011 г., том 3, № 8.
Перевод: Евгения Рябцева
Резюме
Часто низкие дозы токсинов или других стрессогенных факторов не только не наносят организму вреда, но и активируют адаптивные стресс-реакции, формирующие устойчивость организма к высоким дозам этих же агентов. Наиболее наглядным примером этого феномена, известного как «гормезис», является ишемическое прекондиционирование – ситуация, когда короткие эпизоды ишемии защищают мозг и сердце от продолжительного недостатка кислорода и питательных веществ. Многие молекулы, вызывающие гибель клеток, одновременно запускают аутофагию – цитопротекторный механизм, в основе которого лежит переваривание внутриклеточных структур, представляющих собой потенциальную опасность, преимущественно митохондрий. Воздействие высоких доз подобных агентов вызывает пермеабилизацию (изменение проницаемости) внешних мембран митохондрий и гибель клетки. Низкие дозы таких цитотоксичных соединений, напротив, способны запускать несколько механизмов гормезиса, что может объяснить способность индукторов аутофагии, таких как ресвератрол и низкокалорийная диета, увеличивать продолжительность жизни.
Гормезис (неологизм, происходящий от древнегреческого слова «hormaein», буквально означающего «приводить в движение, побуждать, понукать») представляет собой благоприятную биологическую реакцию на безвредные дозы токсинов и других стрессогенных факторов. Стимулирующие гормезис соединения инициируют адаптивную стресс-реакцию, обеспечивающую формирование устойчивости клеток и организмов к высоким (обычно губительным) дозам того же агента. Теоретически, гормезис может быть представлен единым или несколькими механизмами, позволяющим(и) клеткам, подвергшимся стрессогенному воздействию, избегать физиологического старения и гибели и, соответственно, потенциально способен оказывать определенное влияние на (пато)физиологию старения. Таким образом, эффект подходов, которые, согласно имеющимся данным, увеличивают продолжительность жизни многих видов, такие как низкокалорийная диета и прием ресвератрола 1, может быть обусловлен запуском механизмов гормезиса [7, 8]. В данной статье мы проанализируем молекулярные сигнальные каскады, связывающие клеточный стресс с гибелью клетки, а также механизмы их разобщения, запускаемые при развитии реакции гормезиса.
Механизмы чрезмерной активации, ведущие к апоптотической гибели клеток
Тем не менее, ингибирование каспаз редко полностью предотвращает гибель клеток (хотя в некоторых случаях оно сглаживает морфологические проявления апоптоза) [10, 25-27], так как при этом в игру могут вступать многочисленные каспазо-независимые механизмы [9, 28, 29]. Например, нарушение проницаемости митохондриальной мембраны может приводить к высвобождению апоптоз-индуцирующего фактора (АИФ) и кофилина, оба из которых выступают в роли каспазо-независимых эффекторов клеточной гибели 31. Это перемещает механизм управления клеточной гибелью на уровень митохондрий, а точнее, на уровень митохондриальных мембран, нарушение проницаемости которых регулируется множеством эффекторов и процессов, в том числе различными классами стресс-активируемых киназ [24, 34-43], белком-супрессором опухолевого роста p53 44, эпигенетическими изменениями 47, (де)ацетилазами [52, 53], нарушениями клеточного цикла [54, 55] и повреждениями ядра 57.
Аутофагия как цитопротективный механизм
Макроаутофагия (которую мы обычно называем «аутофагией») представляет собой механизм лизосомальной деградации, при запуске которого фрагменты цитоплазмы (органеллы или цитозоль) заключаются внутрь пузырьков, окруженных двухслойной мембраной (аутофагосом), которые сливаются с лизосомами, где происходит их деградация под действием лизосомальных ферментов гидролаз 84. Важно отметить, что на многих уровнях аутофагия и апоптоз проявляют выраженное взаимное влияние 87.
Результатом аутофагии может быть удаление поврежденных потенциально опасных митохондрий, повышающее порог запуска механизмов клеточной гибели под действием агентов, индуцирующих нарушение проницаемости внешней мембраны митохондрий, или других стрессогенных факторов. Таким образом, как избирательная аутофагия митохондрий (митофагия), так и аутофагия в целом способны снижать предрасположенность клеток к апоптозу [1, 76, 88-90].
Каспазо-зависимый апоптоз ассоциирован с деградацией белка Beclin 1 под действием каспаз. Beclin 1 необходим для запуска первого этапа аутофагии, поэтому активация каспаз чаще всего приводит к ингибированию механизма аутофагии [16, 91, 92]. Это отражает общую тенденцию, согласно которой проапоптотические сигналы приводят к подавлению функционирования систем, обеспечивающих выживаемость.
Некоторые распознающие стресс молекулярные механизмы могут одновременно индуцировать аутофагию и апоптоз. Это относится, например, к белкам BH3 (а также к фармакологическим препаратам – миметикам BH3), что может избавлять Beclin 1 от ингибирующих взаимодействий с белками семейства BCL-2, создавая благоприятные условия для запуска аутофагии, а также стимулировать нарушение проницаемости внешней мембраны митохондрий путем активации BAX или BAK 96. Считается, что относительно высокая концентрация разных представителей семейства Bcl-2, также как их внутриклеточная локализация и активированное состояние могут определять механизм (аутофагию или апоптоз), индуцируемый белками BH3 или их миметиками [66, 67]. Более того, стресс, испытываемый эндоплазматическим ретикулумом, также может приводить к запуску аутофагии или апоптоза, в зависимости от взаимодействия пороговых эффектов, которое ученым еще предстоит расшифровать [88, 102, 103]. Согласно одному из возможных сценариев, слабый стресс может индуцировать реакцию аутофагии, повышающую порог для индукции апоптоза. Такая схема представляет собой типичный вариант гормезиса (рис. 1).
Рисунок 1. Аутофагия и гормезис. В нормальных условиях аутофагия способствует поддержанию клеточного гомеостаза путем удаления потенциально опасных митохондрий (или других поврежденных органелл) и утилизации белковых агрегатов. Это может замедлять старение и увеличивать продолжительность здоровой жизни за счет повышения порогового количества повреждений, достижение которого приводит к нарушению функционирования клетки или ее гибели. В данном случае высокие дозы агентов, одновременно стимулирующих аутофагию и гибель клеток (например, миметиков BH3), являются токсичными (А); низкие дозы этих же агентов могут запускать реакцию гормезиса и, таким образом, способствовать адаптации клеток к стрессовым условиям (В). (MOMP – изменение проницаемости внешней мембраны митохондрий, mitochondrial outer membrane permeabilization.)
Аутофагия как механизм замедления старения
Фармакологические и генетические манипуляции, направленные на увеличение продолжительности жизни, индуцируют аутофагию в клетках различных модельных организмов, в том числе дрожжей, круглых червей и мух-дрозофил. При этом ингибирование аутофагии часто (возможно, и всегда) препятствует увеличению продолжительности жизни этих организмов. Эта закономерность распространяется на увеличение продолжительности жизни, индуцируемое низкокалорийной диетой, генетической или фармакологической активацией сиртуина 1, ингибированием белка-мишени рапамицина млекопитающих (mTOR) с помощью рапамицина, а также на применение ингибитора деацетилазы гистонов спермидина [3, 4, 81, 104-107]. Существует косвенное доказательство того, что воздействие одного из этих стимулов, сиртуина 1 (активация которого происходит при применении низкокалорийной диеты и ресвератрола и является индуктором аутофагии), запускает механизм гормезиса. Одним из наиболее известных примеров гормезиса является ишемическое прекондиционирование (ИПК), при котором кратковременные эпизоды ишемии защищают мозг от последующего более сильного и продолжительного снижения поступления кислорода и питательных веществ. В данной системе применение ресвератрола может имитировать эффекты ИПК; при этом как ресвератрол, так и МПК индуцируют аналогичные изменения в профиле ацетилирования белков клеток мозга [53].
На сегодняшний день механизмы, посредством которых аутофагия может увеличивать продолжительность жизни, остаются загадкой [108, 109]. Один из очевидных вариантов заключается в цитопротективном, подавляющем апоптоз влиянии аутофагии (см. выше), однако следует учитывать и другие возможности. Например, существует большое количество доказательств того, что ингибирование mTOR (стимулирующее аутофагию, и, возможно, оказывающее и другие метаболические эффекты) замедляет наступление физиологического старения [105, 110-115]. Таким образом, можно предположить, что аутофагия позволяет отсрочить физиологическое старение, индуцируемое повреждающими ДНК агентами 117, а также замедлить процесс истощения стволовых клеток, происходящий на поздних этапах старения 123, однако это еще предстоит доказать. В то же время имеется достаточно убедительное свидетельство в пользу того, что аутофагия выступает в качестве механизма подавления опухолевого роста, позволяющего избежать генетической нестабильности, стимулирующей многоэтапный процесс канцерогенеза [3, 114, 124-130].
Помимо всего этого, аутофагия интенсифицирует оборот клеточных белков, склонных к формированию агрегатов, что снижает концентрацию нейротоксических факторов, в том числе агрегатов белка гентингтина [131]. Однако в возможном влиянии аутофагии на накопление потенциально токсичных внеклеточных белков (таких как бета-амилоид и др.) еще предстоит разобраться [32, 132-134].
На современном этапе неясно, какие (если они есть) из упомянутых предполагаемых механизмов играют наиболее важную роль в способности аутофагии увеличивать продолжительность жизни. Будущие исследования должны внести ясность в этот вопрос, что может оказать решающее влияние на разработку стратегий увеличения продолжительности здоровой жизни человека.
Феномен гормезиса и возможность генетического дефолта.
Феномен гормезиса и возможность генетического дефолта в эволюции биосферы и эволюции человеческого разума
В. П. Казначеев
организма тех высших форм познания, которыми будет
в пол ной и ясной мере обладать тот вид (Homo sapiens) или род,
ко торый нас заменит. И должно быть это геологически скоро, так
как сейчас мы геологически переживаем психозойную эру.
Структура мозга будет изменена по существу и этот организм
выйдет за пределы планеты».
(В.И.Вернадский. Размышления натуралиста.
Простран ство и время в неживой и живой природе.
М.: Наука, 1975. -с. 5-12).
Именно этот принцип сейчас в XXI веке становится наиболее важным. Физическое преобладание в понимании живого вещества, низведение генетических программ до известных сегодня информационных технических устройств (сложных компьютеров или сочетаний) приводит к тому, что по словам Вернадского, само свойство разума становится какой-то прибавочной, дополнительной, крохотной частицей гигантского бесконечного мира Вселенной. Ниже мы коснемся нескольких вопросов, связанных с этими фактами.
По видимому, речь идет о том, что можно изменить и время развертывания генетического кода, т.е. кодирование клетки, кодирование организма может идти в направлении увеличения биологического возраста. Развертывание процессов старения, потерь регенераторного потенциала может быть изменено в обратную сторону, т.е. генетический код может начать развертываться от более старого по времени возраста к более молодому. Это неожиданный вывод, Минская школа [19] и ряд геронтологов пытались найти решение. Но этот вопрос так и остался на уровне нереального, почти фантастического предположения.
В физике, физико-химии, химии известно, что с помощью соответствующих (не только полевых, электромагнитных, гравитационных, но и других) полей можно изменять ход движения процесса, его движение от сложного к простому, от простого к сложному, от хаоса к порядку, от порядка к хаосу. Эта проблема связана с механизмами старения, омоложения, сохранения регенераторно-пластической активности организма человека, озга, нашей памяти. Эта проблема поставлена в XXI веке. Она прямо относится к тематике наших очерков.
Мы уже говорили, что такие программы могут быть вязаны не только с эффектом гормезиса, но и с эффектом апоптоза. Показано, что в генетических структурах клетки могут наступать периодыдеструктуризации ядра, клетка как бы исчезает, возникает своеобразный биологический эволюционный «суицид» и таким образом клетка освобождает место, свое пространство для следующих регенераторных циклов. Об этом мы в одном из очерков подробно говорили. По нашему мнению фрагменты ядра таких клеток (информасомы) несут новую волну «оплодотворения», информации для следующих клеточных генераций.
Речь идет о времени движения биологического субстрата и о пространстве. Пространство и время в физике очень подробно изучено, существует концепция пространства и времени, начиная от работ Ньютона, Эйнштейна, существует целый ряд работ по параллельным пространствам и т.д. Это все физика. Спрашивается — как реализуется категория времени в биологических системах? Взаимосвязана ли категория времени с пространством? Что такое биологическое пространство?
3. Вот эти проблемы биологического пространства и биологического времени ставят иначе вопрос в современном естествознании XXI века. Как ни странно, естествознание в различных направлениях начинает смыкаться с историей и палеоисторией. Одними из первых этот вопрос поставили исследователи культуры майя. Например, Хосе Аргуэльес и его сподвижники [8] подчеркивают, что открытие закона времени является важнейшим разделом и задачей XXI века. Автор утверждает, что принятие вместо Григорианского календаря цикличности на тринадцатилунного календаря может отвести предполагаемую космическую катастрофу от планеты Земля, поскольку технократическая структура планеты, которая основана на известных физических размерностях, приводит ко все большему диссонансу ритмов нашего мышления, нашего интеллекта, диссонансу нашей социально-экономической, социально-политической и геофизической жизни, конфликту технократических устройств, приспособлений, дефициту ресурсов, резервов.
В какой-то мере повторяются идеи и слова В.И.Вернадского [12], что живое вещество оказывается заброшенным в великой Вселенной в какой-то самый дальний угол, и, оказывается суть его состоит в белково-нуклеиновом, макро-молекулярном конструкте и не более того.
Это взаимодействие характеризуется тем, что и в косном веществе есть элементы памяти, они могут быть привнесены от косного в косное, от косного в живое, но эта память однолинейна, примитивна; биологические существа нашей биосферы, растительный мир, примитивные живые организмы реагируют на воздействия спинорно-торсионными эфирными полями более сложно и память их углубляется, она, по видимому, может иметь уже временные параметры опережения или памяти прошлого, предсказания будущего и, наконец, появления человеческого интеллекта как проявления самоотражения эволюционного процесса космо-физических механизмов Вселенной в лице человека (человеческом варианте) как частного, отнюдь не решающего случая всего эволюционного космо-физического процесса. Напомним идеи Бома и Прибрама о голографической природе интеллекта.
Значит, проблема структуры времени, его космо-физической значимости первично уходит в понятие живого вещества, интеллекта, биосферных комплексов и косного вещества, которое своими свойствами, и памятью, расширяет их во взаимодействии потоков живого вещества и интеллектуальных потоков.
Таким образом, гормезис, как проблема эволюции, реализованная в процессах апоптоза, может быть еще в малоизвестных нам формах L-вариантов клеток, становится главной в XXI веке. Необходимы поиски таких площадок на поверхности Земли, где бы с помощью наших конструкций, мы бы могли, во-первых, исследовать свойства гормезиса; во-вторых, изучатьсвойства апоптоза, его положительного или отрицательного воздействия в норме, в онкологических, дистрофических процессах и т.д. и, наконец, использовать спинорноторсионные генераторы и соответствующие планетарные площадки для того, чтобы управлять именно этими процессами. Нами (сотрудниками МНИИКА) предложена архитектура и оборудование специального павильона для демонстрации резервов здоровья человека, который получил широкую известность на Всемирной выставке ЭКСПО-92 в Севилье (Испания, 1992).
В центре внимания должно быть очень точное тестирование нашего интеллекта, который, несомненно, в зависимости от этих функций будет меняться и отражать те или иные свойства и качества. По-видимому, предстоит открытие и новых свойств и качеств этого феномена. Недаром Аргуэльес подчеркивает, что переход на календарь с 13-ти лунным интервалом времени (13:20) может быть главным важнейшим принципом ликвидации катастрофы и возрождения телепатических форм взаимодействия (во имя здоровья) у существующих сейчас людей, как в индивидуальном варианте, так и в сообществах, т.е. планета стоит перед глобальной проблемой. Физические проблемы решают свои законы, но ими нельзя объяснить космо-физическую планетарно-эволюционную линию, поток конструкцию времени и потом из времени конструкцию пространства, которые сегодня не решены в естествознании. Это проблема XXI века.
Работа посвящена десятилетию сессии «Повестка XXI века» (Рио-де-Жанейро, 1992 г.)