Verschiedenes » Hormesis und Alterung

Das Konzept der Hormesis dürfte vielen der hier regelmäßig vorbeischauenden Foren-Lesern bereits bekannt sein, es wurde ja schon öfter in verschiedenen Threads erwähnt. Dabei ist das Thema aber definitiv ein eigenes Thread wert.

Doch fangen wir noch einmal ganz von vorne an:

Was ist Hormesis überhaupt?

Zitat

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Hormesis (griech.: „Anregung, Anstoß“, engl.: adaptive response) ist die schon von Paracelsus formulierte Hypothese, dass geringe Dosen schädlicher oder giftiger Substanzen eine positive Wirkung auf den Organismus haben können.

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http://de.wikipedia.org/wiki/Hormesis


Klingt erst einmal ziemlich merkwürdig, nicht wahr?

Dieses biologische Phänomen lässt sich dadurch erklären, dass der Körper in gewissem Umfang in der Lage ist, auf Streßfaktoren mit einer Gegenregulation zu reagieren. Ist die Dosis des schädlichen Einflusses geringer als die durch ihn angestoßene Aktivierung der Kompensationsmechanismen, hat man unter dem Strich einen positiven (!) Effekt durch die Schädigung erzielt.

Ein typisches Beispiel, in dem das Konzept der Hormesis greift, ist Sport. Sport verursacht zunächst einmal Schäden am Organismus. Wählt man die Dosis nicht zu hoch, beginnt der Körper, nicht nur die Schäden zu reparieren, sondern die Reparatur schießt quasi über das Ziel hinaus. Nennt man beim Sport nicht Hormese, sondern Superkompensation oder halt Training. Ist in dem Fall aber gleichbedeutend.

Vor diesem Hintergrund kann man sich vielleicht auch ein wenig entspannter zurücklehnen, wenn es um Gifte geht, die in Spuren in unserem Alltag unvermeidbar sind. Geringe Level von toxischen Substanzen könnten uns evtl. sogar zuträglich sein, wenn sie nicht gerade im Körper im Laufe der Zeit auf "suprahormetische" Mengen eingelagert werden.

Was hat Hormesis mit Alterung zu tun?

Ehe ich den Beitrag zu lang werden lasse, möchte ich mich einmal mehr auf Josh Mitteldorf beziehen. Er hat das Konzept der Hormese schon mehrfach in seinem Blog erwähnt und mit seinen Erkenntnissen aus der Evolutionstheorie verknüpft. In einem aktuellen Blogeintrag wunderschön auf den Punkt gebracht:

What Doesn’t Kill Me Makes Me Stronger
http://joshmitteldorf.scienceblog.com/20...es-me-stronger/

Solltet ihr euch unbedingt einmal durchlesen! Kurz zusammengefasst:

Alterung ist ein Kunstgriff der Natur, starke Schwankungen der Todesraten in einer Population auszugleichen, damit wir nicht alle auf einmal sterben und die Gefahr des Aussterbens der gesamten Art besteht.

Da der Mechanismus der Alterung existiert, um starke Schwankungen der Populationsstärke zu vermeiden, muss die Alterung logischerweise pausieren, wenn die äußeren Bedingungen dramatisch hart werden! Im Gegenzug muss ein Leben im Schlaraffenland auch die Alterungsgeschwindigkeit deutlich anheben, da die Bevölkerungszahl sonst wegen einer hohen Geburtenrate explosionsartig ansteigen würde. Die durch günstige Bedingungen steigende Geburtenrate wird evolutionär mit einer raschen Alterung des Individuums kompensiert.

Macht doch Sinn, oder?

Möchtest du eine Auszeit von der Alterung, dann sorge für hormetisch wirksame Reize!

Doch, auch karzinogene Substanzen können hormetisch wirksam sein.

DNA-Schäden entstehen schließlich nicht nur, sie werden auch repariert. Die Präzision unseres Körpers zur Reparatur der Erbstubstanz ist phänomenal, zumindest wenn das Außmaß der Schädigung nicht auf einmal ZU große Ausmaße animmt. ALLERDINGS: Es ist evolutionär NICHT "gewollt", dass wir möglichst lange leben! Unsere zellulären Reparatursysteme schalten ab einem gewissen biologischen Alter um auf den Modus "ist nich mehr so wichtig":

Smart molecules, Really smart molecules, and the “B team”
http://joshmitteldorf.scienceblog.com/20...and-the-b-team/

Evolutionär gesehen macht das Sinn, individuell betrachtet ist das eine Tragödie.

Vorsicht vor karzinogenen Substanzen, wenn das "B-Team" bereits spielt!

Alkohol ist übrigens karzinogen!

@Joker
Richtig, die meisten giftigen Spurenelement-Metalle sind zu meiden. Im Grunde sollten alle Toxine, die sich im Körper ANREICHERN, gemieden werden, da durch die Anreicherung immer suprahormetische Level erreicht werden.

Zum Eisen: Essentiell, daher bitte keine strikte Meidung. Aber bitte auch keine Eisenexzesse. Ferritin messen!

Zitat

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Zitat
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Alkohol ist übrigens karzinogen!


In normaler Dosis auch? Sagen wir einen halben Liter Bier am Tag oder einen viertel Liter Wein?

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Wie so häufig bei karzinogenen Stoffen: Es gibt keinen Schwellenwert, aber die statistische Wahrscheinlichkeit steigt mit der Menge, die zu sich genommen wird.

Ja, du hast recht, dass es auch Mutationen gibt, die zu einem Informationsverlust führen und daher nicht von den Reparaturenzymen korrigiert werden können. Allerdings betreffen diese Mutationen dann einzelne Zellen und sind daher erst einmal unproblematisch. Selbst wenn man das Pech hat, das dabei wichtige Tumorsupressoren ausfallen - das ganze findet auf Einzelzellniveau statt. Entartet die Zelle, wird sie von einem gesunden Immunsystem problemlos eliminiert. Problematisch sind hier allenfalls Mutationen in den adulten Stammzellen. Aber auch dieser Pool ist prinzipiell zur Eigenregeneration befähigt.

DNA-Mutationen, die in 100 Jahren einmal problematisch werden könnten halte ich für nicht vordinglich. Bis dahin gehört eine gezielte Gen-Therapie bereits zum Standard. Unser Problem sind die Methylierungmuster, die das Genom instabil werden lassen!

Bezüglich Alkohol und Hormese:

Hormetische Dosierungen dürften in etwa bei 0,1 l Rotwein bei Männern liegen, für Frauen reicht die Hälfte.

Alkohol primär aus Alterspräventionsgründen einzusetzen, halte ich jedoch eher für fragwürdig, denn das kann ordentlich nach hinten losgehen. Wer aber sowieso gerne den Abend mit einem maßvollem Alkoholgenuß abschließt, kann sich zumindest auf den hormetischen Effekt und den günstigen Einfluss auf die Gefäße berufen.

Ist die Mehrzahl der verstorbenen Blutsverwandten an Krebs gestorben, gilt: Finger weg!
Alkoholfreier Rotwein hingegen ist definitiv eine Empfehlung wert, wenn man sich mit dem Geschmack arrangieren kann. Rotwein hat viele wertvolle Inhaltsstoffe!

P.S.: Alkohol bewirkt eine globale DNA-Hypomethylierung. Das ist vermutlich eher kontraproduktiv, da das auch typisch für den Alters-Phänotyp ist (globale Hypomethylierung + CpG-Hypermethylierung)

Im Grunde haben die meisten Typ-B Strategien Hormesis-Charakter:

-Intermittend Fasting
-Kalorienrestriktion
-Methioninrestriktion
-Heilfasten

Der Körper benötigt Nahrung. Durch einen partiellen Entzug werden dem Körper "harte Zeiten" signalisiert,Reparaturprogramme aktiviert und die Alterung gebremst.
Wie immer gilt: Bei Übertreibung kann sich der positive Effekt ins Negative kehren.

Challenging oneself intermittently to improve health.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25552960

Frei übersetzt und zusammengefasst:

Als Konsequenz unseres modernen 'couch potatoe'-Lifestyles werden Signalwege, abgeschaltet, wir sind dann nicht mehr "abgehärtet" und wir werden dadruch anfälliger für Übergewicht, Diabetes, Krebs,sowie neurodegenerative und kardiovaskuläre Erkankungen. Es müsste eine gesamtgesellschaftliche Anstrengung unternommen werden gesündere Lebensstile wieder hoffähig zu machen: Mit Intermittierendem Fasten, Körperlicher Aktivität und einer Ernährung mit Pflanzen, die hormetische Phytochemikalien enthalten.

Wieder einmal glasklare Gedanken von Josh Mitteldorf.
Hier ein Auszug, die Übersetzung stammt von mir:

"Je mehr über die physiologischen Mechanismen der Alterung bekannt ist, um so mehr scheint es, dass einige davon gut vermeidbar sind, andere sehen sogar nach einer aktiven Selbstzerstörung aus. Beispielsweise werden im hohen Lebensalter Gene für schützende Enzyme wie Glutathion oder Ubiquinon einfach abgeschaltet, während Signale die entzündungsfördernd wirken, bis zu einem Punkt hochreguliert werden, bei dem die Entzündung ein Hauptrisikofaktor für Krebs, Herzkerkrankungen und Alzheimer wird.

Caloric Restriction, Hormesis, and what they teach us about Evolution
http://joshmitteldorf.scienceblog.com/20...bout-evolution/

Zitat

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In der Tat sehr interessant, Prometheus! Die Frage ist, warum macht der Körper das? Sind wir letztlich doch auf ein relalativ schnelles Ende "programmiert" um Platz für neues Leben zu schaffen und ist damit jeder Versuch einer Lebensverlängerung, die womöglich auch natürliche genetische Funktionen verändert, nicht letztlich wider wider die Natur und muß dann auch irgendwie "bezahlt" werden?

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Ja, Altern ist ein vollständig natürlicher Prozess!

Und du hast selbstverständlich Recht. Altern ist eine sehr erfolgreiche evolutionäre Strategie. Schaffen wir es, die Alterung abzuschaffen, hebeln wir damit letztlich unsere eigene natürliche Evolution aus.
Plakativ formuliert: die Affen würden sich durch Selektion schneller weiterentwickeln als wir.

Der Punkt ist nur: Die Evolution haben wir mit Hilfe der Zivilisation längst ausgeschaltet. Säuglingsterblichkeit? Natürlich, aber längst abgeschafft. Tod durch banale Infektionen? Es gibt Antibiotika. Warum retten wir Menschen mit Herzinfarkt? Der Evolution tut man damit keinen Gefallen...

Andererseits leben wir mittlerweile nicht mehr unter den Bedingungen der Steinzeit. Auch die Evolution würde im modernen Lebensumfeld längere Lebensspannen selektieren.

Auf lange Sicht werden wir die Evolution aber sowieso in die eigene Hand nehmen (müssen).

Zitat von La_Croix im Beitrag #3

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Bezüglich deiner Frage zur Radioaktivität und Hormesis, damit hab ich mich auch schon mal beschäftigt. Auslöser war damals, dass in Experimenten Mäuse eine relativ lange Zeit in Käfigen auf verstrahltem Waldboden von Tschernobyl gehalten wurden un diese danach nicht kränker waren als andere Mäuse und sie danach eine hohe Strahlendosis, die normalerweise zu schweren Schäden oder Tot führte unbeschadet überstanden. Eine Abhärtung gegen Ionisierende Strahlung und damit ein Hormesiseffekt durch Radioaktivität ist also definitiv bei Säugetieren möglich! [...]
Bis wir genaueres zur Hormesis durch Strahlung wissen, können wir ja hoffen, dass die nächste Röntgenuntersuchung oder der Transatlantik Flug weniger Schaden in den Zellen anrichtet, als bei der durch diese Schäden aktivierten Reparaturen wieder hergestellt wird.

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Zitat

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Bei der Einschätzung der Strahlenwirkung folgte bisher die Lehrmeinung dem LNT-Modell (engl. Linear No Threshold), das davon ausgeht, dass die Gefährlichkeit von Strahlung linear mit abnehmender Dosis fällt. Dr. O’Leary und ihr Team konnten nun aber nachweisen, dass beispielsweise die Expression von MAT2A, einem Tumor-Suppressor-Gen, durch einen Abschnitt der nicht-kodierenden RNA** mit dem Namen PARTICLE reguliert wird. Dieser wiederum lässt sich bereits durch sehr niedrig dosierte Strahlung aktivieren. Sie scheint Auswirkungen auf die Methylierung zu haben. Diese steuert die Expression oder Stilllegung von bestimmten Genen im Zellkern.

„Ob das einen Einfluss auf das Krebsrisiko hat, lässt sich mit unseren heutigen Untersuchungen noch nicht sagen, aber es ist nicht ausgeschlossen“, sagt Dr. O’Leary. „Viel wichtiger aber ist die Tatsache, dass wir zeigen konnten, dass es Strahlenwirkungen gibt, die bisher überhaupt nicht bekannt waren. Das ist ein völlig neues Forschungsgebiet.“

Die Forscher konnten damit untermauern, dass die Auswirkungen auch geringster Dosen physiologische Veränderungen in den Zellen nach sich ziehen, die über die Mutation von Genen, wie man sie als Strahlenschäden bisher kannte, weit hinausgehen. Das LNT-Modell verliert damit seine Gültigkeit bei schwacher Bestrahlung.

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http://www.helmholtz-muenchen.de/aktuell...6741/index.html

Am Rande bemerkt: Epigenetik mal wieder. War ja zu erwarten.

Ein Dogma der Strahlenbiologie fällt: Strahlenhormesis gibt es tatsächlich:

Effect of Low Doses (5-40 cGy) of Gamma-irradiation on Lifespan and Stress-related Genes Expression Profile in Drosophila melanogaster
http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0133840

Nikotin ist nach wie vor giftig, auch ohne die 4.800 toxischen Begleitstoffe im Tabakrauch.
Aber wie Paracelsus schon sagte: Die Dosis macht das Gift...

Über die Stimulation des dopaminergen Systems verursacht Nicotin ein erhebliches Suchtpotential.
Hier eine interessante Arbeit, die einen möglicherweise positiven Einfluss von Nicotin auf das dopaminerge System von Parkinson untersucht:

Tobacco, coffee, and Parkinson's disease
Caffeine and nicotine may improve the health of dopaminergic systems
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1125458/

Nicotin-Analoga verbessern die Kognition bei Mäusen:

Cognitive Improvements in a Mouse Model with Substituted 1,2,3-Triazole Agonists for Nicotinic Acetylcholine Receptors
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25978789

Nicotin wirkt auch auf horonelle Achsen: Steigerung von Cortisol, Wachstumshormon und Prolactin - gezeigt bei männlichen Rauchern:

Nicotine from cigarette smoking increases circulating levels of cortisol, growth hormone, and prolactin in male chronic smokers.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/6818588

Nachaktive Mäuse bekommen durch Nikotin einen verbesserten Glukosestoffwechsel. Gesteuert via Hypothalamus:

Nighttime Administration of Nicotine Improves Hepatic Glucose Metabolism via the Hypothalamic Orexin System in Mice
http://press.endocrine.org/doi/10.1210/e...ub%3Dpubmed&;

Sehr interessant im Sinne von Hormesis: Eine gerade neu erstellte Gift-Datenbank:

VenomKB
https://venomkb.herokuapp.com//

Gibt man z.B. als Suchbegriff "cancer" ein, erhält man eine Trefferliste mit Verweisen zu Giften mit Effekten auf verschiedene Krebsarten:

gifte.jpg - Bild entfernt (keine Rechte)

VenomKB, a new knowledge base for facilitating the validation of putative venom therapies
http://www.nature.com/articles/sdata201565


Die Dosis macht das Gift....

Die neuen Erkenntnisse zur Hormese, von denen ich hier schon berichtet habe, werden zwangsläufig bald auch die Risikobewertung für Krebserkrankungen verändern:

The Integration of LNT and Hormesis for Cancer Risk Assessment Optimizes Public Health Protection
http://dx.doi.org/10.1097/HP.0000000000000382

Wenn man Hefezellen über einige Generationen hinweg einem hormetischen Reiz (z.B. Litocholsäure) aussetzt, leben sie nicht nur länger, sondern verbessern sie evolutionär auch ihre Widerstandsmechanismen. Die nächsten Hefe-Generationen kommen dannn besser mit der Litocholsäure zurecht. Schöner Nebeneffekt: Die Hefezellen leben längerm auch wenn man die Litocholsäure anschließend weglässt. Und zwar nicht zu knapp: Im Experiment konnte die Lebensspanne so VERFÜNFFACHT werden:

Zitat

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For the studies, the researchers exposed yeast to lithocholic acid, an aging-delaying natural molecule that Titorenko discovered in a previous study. In so doing, they created long-lived yeast mutants that they dubbed "yeast centenarians."

These yeast mutants lived five times longer than their normal counterparts because their mitochondria -- the part of the cell responsible for respiration and energy production -- consumed more oxygen and produced more energy than in normal yeast. The centenarians were also much more resistant to oxidative damage, which is another process that causes aging.

"This confirms that lithocholic acid, which occurs naturally in the environment, can not only delay yeast aging but can also force the evolution of exceptionally long-lived yeast," Titorenko explains.

Reprogramming aging

The next step? Using yeast centenarians to test two types of aging theories:

1. Programmed aging theories claim that organisms are genetically programmed to have a limited lifespan because aging serves some evolutionary purpose. That would mean that there are active mechanisms that cause aging and limit lifespan.

2. Non-programmed aging theories contend that aging doesn't serve an evolutionary purpose. Therefore, an evolved mechanism whose main goal is to cause aging or limit lifespan simply cannot exist. What's more, non-programmed aging theories posit that any exceptionally long-lived organism must grow slower and reproduce less efficiently than an organism whose lifespan is limited at a certain age.

By producing long-lived yeast mutants and culturing them separately from normal yeast, Titorenko and his team were able to show that the centenarians grow and reproduce just as efficiently as the non-centenarians -- thereby confirming programmed aging theories.

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Yeast mutants unlock the secrets of aging
https://www.sciencedaily.com/releases/20...70131104409.htm

Kommentar Prometheus:
Nebenbei auch noch ein klarer Punktsieg für programm-artige Alterstheorien...