Hormeza – revolucija v razumevanju zdravja

Sodobna družba je prežeta s strahom pred izpostavljenostjo snovem in dejavnikom, ki jih ne moremo videti in nadzorovati, najsi bodo to različne vrste sevanj ali pa ostanki strupenih snovi v okolju. A številni od teh dejavnikov so nas spremljali skozi vso zgodovino evolucije in življenje se je moralo nanje prilagoditi. Do te mere, da jih za normalno delovanje organizma celo potrebujemo.

Ko naše telo izpostavimo naporu, na primer nekajkilometrskemu teku, se v mitohondrijih, naših celičnih tovarnah energije, močno poveča proizvodnja prostih radikalov. Ti veljajo za telesu škodljive molekule, saj lahko poškodujejo DNK in prispevajo k slabšanju stanja organizma in nastanku bolezni. Hkrati pa je dobro znano, da so redni zmerni telesni napori eden najučinkovitejših zaščitnih dejavnikov pred vrsto obolenj, ne samo srčno-žilnega sistema, temveč tudi denimo pred demenco in rakom. Kako je to mogoče?

Dr. Michael Ristow, vodja laboratorija za energetsko presnovo na švicarskem Zveznem inštitutu za tehnologijo (ETH) v Zürichu, meni, da pozna odgovor. Zmerno nastajanje prostih radikalov, kakršno povzroči telesni napor, naše celice prisili, da se branijo pred stresom. »Zadeva je podobna cepljenju,« pravi Ristow. »Ponavljajoča se izpostavljenost nizkim ravnem prostih radikalov spodbudi delovanje obrambnega sistema telesa, ne samo proti prostim radikalom, temveč tudi proti drugim škodljivim agensom.« Zmeren celični stres, ki ga povzroči telesni napor, spodbudi naše telo, da se učinkoviteje brani pred škodljivimi dejavniki in učinkoviteje vzdržuje dobro stanje organizma.

Ne gre samo za telesni napor. Arzen je ena najbolj strupenih naravnih snovi, ki naj bi že v izjemno nizkih koncentracijah škodovala organizmu in spodbujala nastanek raka. A ko so Ristow in njegova raziskovalna ekipa to preizkusili na majhnih, črvičkom podobnih organizmih, ki jim pravimo nematode, so ugotovili, da nizki odmerki arzena pravzaprav podaljšujejo njihovo življenjsko dobo. Ko so nizkim odmerkom arzena izpostavili celično kulturo sesalskih celic, so se te začele hitreje razmnoževati. Visoke koncentracije arzena so praviloma usodne, nizki odmerki pa na organizem delujejo spodbujevalno.

Glifosat je totalni herbicid. Z izjemo tistih, ki jim gensko vcepijo odpornost proti njemu, pomori vse rastline. A le, če ga nanje nanesete v zadostni količini. Če rastline izpostavite zelo nizkemu odmerku glifosata, bo to spodbudilo njihovo rast. Zrasle bodo za 20–30 odstotkov bolj, kot če glifosatu sploh ne bi bile izpostavljene.

Vsa živa bitja na Zemlji so nenehno izpostavljena radioaktivnemu ozadju, naravnemu ionizirajočemu sevanju, katerega osrednji vir so kozmični žarki in razpadi radioaktivnih elementov v Zemljini skorji. Za radioaktivno sevanje velja, da je potencialno nevarno tudi v nizkih odmerkih in da tveganje za mutacije DNK in s tem za nastanek raka s povečevanjem doze narašča linearno. A ko je znanstvenike zanimalo, kako se organizem odzove na odsotnost radioaktivnega ozadja, so bili presenečeni. Ko so gojišče paramecijev zaprli v svinčeno škatlo, ki jih je varovala pred radioaktivnim sevanjem iz okolja, so opazili, da se je njihova rast upočasnila. Ko so v škatlo namestili vir nizko radioaktivnega sevanja, ki je posnemal vpliv radioaktivnega ozadja, se je njihov razmnoževalni cikel znova normaliziral. Podobne učinke so opazili še pri več drugih organizmih, tudi podganah. Visoke ravni radioaktivnega sevanja v organizmu povzročijo razdejanje, nizke ravni sevanja so ključne za normalno delovanje organizma.

Snovi in drugi dejavniki, ki so v visokih odmerkih škodljivi za organizem, v nizkih odmerkih delujejo spodbujevalno.

Ali kdo opazi vzorec? Snovi in drugi dejavniki, ki so v visokih odmerkih škodljivi za organizem, v nizkih odmerkih delujejo spodbujevalno. Enako velja tudi denimo za kratkotrajno podhladitev, pomanjkanje kisika, vročinski šok ... Skupen izraz za ta pojav je »hormeza«.

Četudi gre za enega bistvenih bioloških pojavov, večina ljudi za hormezo sploh še nikoli ni slišala. Razlogi za to so stari več kot sto let.

Na robu znanosti

Načelo, da imajo iste snovi v nizkih odmerkih zdravilen, v visokih pa škodljiv učinek, bi lahko hitro zamešali s homeopatijo. Razlika je v tem, da homeopati trdijo, da je moč njihovih zdravil tem večja, tem bolj razredčen je pripravek, najmočnejša pa da so takrat, ko v pripravku obstaja le še »spomin« na aktivno učinkovino. V nasprotju s tem ima snov, ki deluje hormetično, zelo jasen razpon odmerka, v katerem so opazni spodbujevalni učinki, in prag, nad katerim so učinki zaviralni.

A ravno podobnost z načeli homeopatije je razlog, da hormeza v strokovnih krogih še vedno velja za obskuren koncept. Njen najzgodnejši odkritelj, nemški farmakolog Hugo Schulz, ki je spodbujevalne učinke nizkih odmerkov kemikalij preiskoval na kvasovkah, je namreč svoje odkritje razglasil za dokaz delovanja homeopatije. »Schulz je s tem naredil grozno napako. Zaradi tega je bil do konca svoje profesionalne kariere marginaliziran, z njim pa tudi njegovo odkritje,« pravi dr. Edward Calabrese, toksikolog z Univerze v Massachusettsu.

Izraz hormeza, ki izhaja iz grške besede za vzburjenje, sta v znanstveni literaturi sicer prvič uporabila ameriška znanstvenika Chester Southam in John Ehrlich, ko sta leta 1943 opisovala učinek izvlečka lubja rdeče cedre na glive. Za širše zavedanje o tem pojavu v modernem času pa je zaslužen predvsem Edward Calabrese. Zadnjih 20 let svoje kariere je namreč posvetil osveščanju znanstvene skupnosti o obstoju učinka hormeze. »Uradna medicina je v spopadu s homeopatijo zmagala, ob tem pa skoraj ubila koncept hormeze. A zamisel je težko ubiti,« nam je napisal v korespondenci po elektronski pošti. »Veliko, morda celo večina dejavnikov in snovi deluje hormetično. To sem pokazal v več kot 400 znanstvenih člankih o hormezi. Ne samo živali in ljudje, tudi rastline in mikroorganizmi se odzovejo enako. Hormeza je ključna za življenje.«

Calabrese ima v svoji zbirki na tisoče znanstvenih študij, pri katerih je razmerje med odmerkom in učinkom določene snovi ali dejavnika izrisalo hormetično krivuljo. In opazil je zanimiv vzorec. Izboljšanje funkcije, ki ga lahko dosežemo z nizkimi odmerki stresnih dejavnikov, je omejeno. V primerjavi s kontrolno skupino, ki dejavniku ni izpostavljena, je maksimalno izboljšanje le od 30- do 70-odstotno. In zanj to pomeni mejo biološke prilagodljivosti organizmov. »Ta omejitev po mojem velja tudi za izboljšanje človeškega spomina, podaljšanje življenja ali pa izboljšanje pridelka kmetijskih rastlin.«

Vsakdanja hormeza

Hormeza je v naših življenjih bolj prisotna, kot si mislimo, samo nekoliko drugačno perspektivo je treba uporabiti. Zmerna izpostavljenost Sončevemu obsevanju je ključna za tvorbo vitamina D v telesu. Prekomerna izpostavljenost Sončevemu obsevanju povečuje tveganje za nastanek kožnega raka. Prekomerno pitje alkohola spodbuja nastanek cele vrste obolenj, tudi raka. Občasen kozarec vina ima koristne učinke na dolgoživost. Kofein je v visokih odmerkih smrtno nevaren, skodelica kave pa ima spodbujevalne učinke.

»Po hormetičnem principu delujejo tudi vitamini in druga esencialna mikrohranila,« pravi dr. Lucija Perharič, predsednica Slovenskega toksikološkega društva.

»Pomanjkanje selena je denimo škodljivo, a hitro ga je lahko tudi preveč. Ima zelo ozko terapevtsko okno.« Enako velja za druge esencialne kovine, kot sta železo in cink.

Tudi številna zdravila delujejo po principu hormeze. »Tako na primer nekatera pomirjevala delujejo najprej in v majhnem odmerku poživljajoče, v večjem, farmakološkem delovanju pa pomirjajoče,« pravi dr. Borut Štrukelj s katedre za farmacevtsko biologijo na ljubljanski Fakulteti za farmacijo.

Morda najboljši primer tradicionalnega zanašanja na učinek hormeze pa je post. Občasno pomanjkanje hrane, tako imenovana kalorična restrikcija, v telesu povzroči stres, ki sproži presnovni obrat. Ko nam zmanjka zalog glikogena, telo začne za energijo uporabljati maščobe, ki jih pretvori v ketonska telesa. Hkrati s presnovnim obratom telo zažene tudi proces avtofagije, ki razgradi in »reciklira« okvarjene dele celic ter jih uporabi za energijo.

Četudi gre za enega osnovnih bioloških pojavov, večina ljudi za hormezo sploh še nikoli ni slišala. Razlogi za to tičijo v preteklosti – pred več kot sto leti so jo po nesreči povezali s homeopatijo.

A ne gre samo za alternativne vire energije. »Takšni presnovni obrati vplivajo na številne signalne poti, ki spodbujajo nevroplastičnost in odpornost možganov proti poškodbam in boleznim,« v lani objavljeni študiji ugotavljajo nevroznanstvenik dr. Mark Mattson in sodelavci z ameriškega Nacionalnega inštituta za raziskave staranja. Hormetični učinek je širši od preproste okrepitve tistega dela telesa, ki je pod stresom. »Pogosta ugotovitev v raziskavah hormeze je, da izpostavljenost nizkim ravnem ene vrste stresa spodbudi zaščito telesa proti več različnim vrstam stresa.«

V imenu evolucije

Za Marka Mattsona, sicer tudi profesorja na Univerzi John Hopkins, je hormeza ena ključnih evolucijskih prilagoditev. Življenje se je namreč razvilo v sovražnem okolju, polnem potencialnih nevarnosti. »Da so lahko preživeli in se razmnoževali, so morali naši daljni človeški predniki večino časa porabiti za iskanje hrane, bodisi z nabiranjem rastlinja ali pa z lovljenjem živali. V veliko primerih je bila zaloga hrane zelo omejena, to pa je pomenilo preživetveno prednost za tiste, ki so lahko prenesli in se prilagodili obdobjem pomanjkanja hrane.« Telesni napor, kakršen je potreben denimo za uplenitev jelena, lahko primerjamo z nekajkilometrskim tekom. »Vzdržljivostni tek ne krepi zgolj mišic in srca, temveč izboljša tudi možganske funkcije,« navaja Mattson. Ko se borimo za preživetje, moramo biti na vrhuncu svojih sposobnosti.

Prehranjevanje z rastlinami, ki vsebujejo telesu potencialno škodljive snovi, razširi nabor hrane in poveča možnost preživetja. »Številne rastline, ki jih uživamo, vsebujejo snovi, ki škodljivo učinkujejo na celice. Ti naravni ’pesticidi’ so tipično grenkega okusa.« Ker rastline ne morejo pobegniti pred plenilci, so morale pač razviti druge načine obrambe. Številne rastline, ki so tudi danes del človeške prehrane, tako vsebujejo toksične snovi, a v dovolj nizkih odmerkih, da nam ne morejo škoditi, hkrati pa v ravno prav nizkih odmerkih, da imamo po zaslugi učinka hormeze od njih dejansko koristi. Mattson je celo prepričan, da je to poglavitni mehanizem, ki pogojuje dokazano koristne učinke uživanja sadja in zelenjave na zdravje.

V sodobnem času se je, ugotavlja Mattson, število stresnih dejavnikov v našem okolju v zahodnem svetu močno zmanjšalo. Razvili smo tehnologije, ki so nam omogočile nenehno dostopnost energijsko bogate predelane hrane in izničile večino potreb po fizični izčrpanosti. »Kot posledica sodobnega življenja so signalne poti, odgovorne za ugodne učinke okoljskih stresnih dejavnikov, neaktivne, s tem pa so ljudje dovzetnejši za obolenja, kot so diabetes, srčno-žilne bolezni, raka in nevrodegenerativne bolezni.« Enostavno nam je preveč udobno za naše dobro.

Čas za spremembe?

Širše zavedanje o učinku hormeze ne bo bistveno spremenilo osnovnih priporočil za zdravo življenje. Ta je še vedno mogoče strniti v zmerno prehranjevanje, zmerno gibanje in zmernost nasploh. Nenazadnje to zapoveduje že star latinski rek: Mensuram serva, modus in re est optimus omni., oziroma Mere se drži, mera je najboljša v vsaki stvari. A na nekaterih področjih bo vendarle treba odgovoriti na težka vprašanja.

Prekomeren in kroničen stres je za celice škodljiv. Telo mora imeti po obdobju stresa na voljo dovolj časa za regeneracijo. Najboljši primer je počitek po naporni telesni vadbi. In kot v knjigi z naslovom Hormeza opozarjata Calabrese in Mattson, bi bilo treba v tej luči razmisliti o spremembi načina doziranja številnih zdravil. Trenutno najpogostejši pristop namreč predvideva, da je neka zdravilna učinkovina najučinkovitejša takrat, ko je njena prisotnost v telesu vzdrževana na konstantni ravni. »Ta predpostavka verjetno pri zdravilih, ki delujejo prek mehanizma hormeze, ne velja. Številne učinkovine bi verjetno imele optimalen terapevtski učinek, če bi jih uživali s prekinitvami, ki bi našim celicam omogočile čas za regeneracijo.«

Prav tako je zelo vprašljiv naš odnos do prisotnosti potencialno toksičnih snovi v našem okolju. Za ocenjevanje nevarnosti snovi in dejavnikov, ki lahko povzročijo poškodbe DNK in spodbujajo nastanek raka, v toksikologiji velja načelo linearnosti brez praga učinka (t. i. LNT oz. linear non-threshold model). To pomeni, da za nevarne veljajo še tako majhni odmerki, temu primerno pa naj bi bilo treba izpostavljenost ljudi zmanjšati na minimum. A kot opozarjata Calabrese in Mattson, se to lahko izkaže za kontraproduktivno. »Odstranitev toksične snovi iz okolja, ne da bi poznali njene učinke v nizkih koncentracijah, lahko bolj oslabi zdravje, kot če bi njeno prisotnost v okolju zgolj vzdrževali znotraj hormetičnega razpona.«

Zdrava skepsa

Redki slovenski znanstveniki so seznanjeni z učinkom hormeze. Edini dostopni znanstveni članek, ki jo omenja, sta pred šestimi leti napisali toksikologinji dr. Metoda Lipnik - Štangelj in dr. Lucija Šarc. V njem sta ugotavljali, da nizki odmerki etanola ugodno vplivajo na aktivnost celične kulture astrocitov, ene od vrst možganskih celic.

Lucija Šarc je učinek odkrila po naključju, „ko sem pri eksperimentalnem delu v sklopu doktorskega študija dobila ’čudne rezultate’. Kar dolgo sem iskala razlago za to in se nisem vdala pavšalnemu zaključku, da tu ni prave povezave, saj so seveda najbolj prepričljivi in enostavni za interpretacijo premosorazmerni rezultati.“

Kot pravi Metoda Lipnik - Štangelj, mentorica pri doktorski nalogi Lucije Šarc, se ji je kmalu po objavi članka oglasil Edward Calabrese in jo seznanil s svojim delom.

Občasna izpostavljenost zmernemu stresu iz okolja je koristna za organizem. V zahodnem svetu nam je v minulih desetletjih postalo preveč udobno.

A še danes ni prepričana, da je učinek hormeze nekaj pozitivnega, kar prispeva k zdravju organizma. »Nisem prepričana o univerzalno pozitivnem učinku hormeze na organizem. Raziskave o hormetičnem učinku se praviloma osredotočijo na en sam parameter, a izboljšanje na enem področju se lahko zgodi na račun poslabšanja nekje drugje. To je tako, kot da bi vam kdo vsak dan v kuhinjo stresel kup smeti in vas s tem prisilil, da jo vsak dan počistite. Kuhinja bi sicer bila čista, a verjetno bi se vam zaradi pomanjkanja časa začela nabirati umazanija v drugih sobah.«

Lucijo Šarc skrbi predvsem to, da bi si kdo njene rezultate o spodbujevalnih učinkih alkohola napačno razlagal. „Švicarski zdravnik in alkimist, gospod Paracelzus, je že pred več kot 500 leti zapisal imenitno trditev, ki še vedno popolnoma drži, tudi v moderni toksikologiji: Vse je strup, nič ni neškodljivo, le odmerek loči zdravilo od strupa!“ In to po njenih besedah velja tudi za alkohol. „Žal pri Slovencih predvsem tisti del trditve, ki se nanaša na strup!“ V kontekstu hormeze so, opozarja, zdravilni učinki etanola minimalni in nadomestljivi, škodljivi pa zelo težko, če sploh, popravljivi.

Številne snovi in drugi okoljski dejavniki res delujejo po načelu hormeze, ni pa je mogoče razglasiti za splošno pravilo, opozarja dr. Borut Štrukelj. »Hormeza ni splošno prisotna in ne moremo trditi, da velja za vse snovi, učinkovine in ostale fizikalne vplive na telo.«

S pojmom hormeza se je pri svojem delu večkrat srečal nevrolog dr. Zvezdan Pirtošek, saj ima precej nevroloških zdravil v visokih in nizkih odmerkih nasprotne učinke. »Gre za lepo teorijo, ki se zelo dobro umešča tudi v širšem smislu, kot eden od mehanizmov evolucije.« Ob tem pa opozarja, da še vedno ni popolnoma dokazana. »Je pa na voljo veliko eksperimentalnih podatkov, ki lahko govorijo njej v prid. Gre za pojem, ki je po mojem mnenju po nepotrebnem prežet z nekakšnim nezaupanjem.« Čas je, da se o njem začnemo pogovarjati.