Hormesis

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Möglichkeiten der biologischen Wirksamkeit

Hormesis (griech.: „Anregung, Anstoß“, engl.: adaptive response) ist die schon von Paracelsus formulierte Hypothese,[1] dass geringe Dosen schädlicher oder giftiger Substanzen eine positive Wirkung auf den Organismus haben können. Sie wird heute in der Definition weiter gefasst.[2] Bei medizinisch wirksamen Substanzen ist ein solcher dosisabhängiger Umkehreffekt gut nachweisbar (z. B. Digitalis, Colchicin oder Opium). Bei einer Reihe anderer Verbindungen und der Wirkung von radioaktiver Strahlung wird die Hypothese in Fachkreisen sehr kontrovers diskutiert.

Hormetische Effekte zeichnen sich durch eine nach oben oder unten geöffnete J- oder U-förmige Dosis-Wirkungs-Kurve aus (z. B. rote Kurve im Bild rechts). Hormetische Effekte kommen in unterschiedlichen Kontexten vor und haben unterschiedliche ihnen zugrundeliegende Mechanismen.[2]

Strahlenhormesis[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Vereinzelt konnten hormetische Effekte von ionisierender Strahlung (Radioaktivität) nachgewiesen werden. Hier wird auch von Strahlenhormesis (engl. radiation hormesis oder radiation homeostasis) gesprochen.[3][4]

Die Krebsmortalität war unter den Nukleararbeitern mit einer durchschnittlichen arbeitsplatzbedingten Strahlenexposition, die nur ein kleines Vielfaches der natürlichen Hintergrundstrahlung betrug, in einigen Studien 15 bis 20 % geringer als die in der allgemeinen Bevölkerung.[5] Allerdings ist bekannt, dass eine arbeitende Population grundsätzlich gesünder ist als der allgemeine Bevölkerungsdurchschnitt, da dieser auch alle aus körperlichen Gründen arbeitsunfähigen Menschen beinhaltet, was man als Healthy worker effect bezeichnet.

Auch das Einatmen von radioaktivem Radon oder das Trinken radonhaltigen Wassers (Radonbalneologie) soll das Immunsystem stimulieren und so die Gesundheit fördern. Epidemiologische und tierexperimentelle Untersuchungen liefern bisher widersprüchliche Ergebnisse. Die extrem geringen Wirkungen kleiner Strahlendosen sind schwer zu interpretieren, da sie einerseits von der natürlichen Strahlenexposition als auch von anderen krebserregenden Faktoren aus Ernährung und Luftverschmutzung schwer zu unterscheiden sind.

Linear no-threshold model[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Fachleute für Strahlenschutz gehen daher konservativ (im Sinne von „zur sicheren Seite hin“) von einer linearen Dosis-Wirkungs-Kurve (engl. Linear no-threshold model, abgekürzt LNT) ohne Schwellenwert und somit einem Schädigungspotential auch bei beliebig niedrigen Strahlendosen aus. Die Befunde über eine stimulierende oder hormetische Wirkung kleiner Dosen werden von vielen internationalen Gremien wie Internationale Strahlenschutzkommission (ICRP), das BEIR Komitee der Akademie der Wissenschaften der USA und das Komitee der Vereinten Nationen über die Wirkung der atomaren Strahlung (UNSCEAR) als nicht hinreichend überzeugend angesehen, um von der linearen Dosis-Wirkungs-Beziehung ohne Schwellenwert abzuweichen.[6] Es wird jedoch angezweifelt, dass die LNT-Methode die richtige Abschätzung ergibt; diese soll eher aus Strahlenschutzgründen als Oberabschätzung der Gefahren betrachtet werden.[7][8][9] Das LNT-Modell ignoriert nicht nur die eventuelle Strahlenhormesis, sondern auch die wohlbekannte Fähigkeit der Zellen, Erbgutschäden zu reparieren, sowie die vom Organismus, beschädigte Zellen zu entfernen.[7] Diese beiden Mechanismen bewirken, dass eine kleine Dosis über längere Zeit weniger gefährlich ist als eine große Dosis über kurze Zeit.

Mitohormesis[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Mitochondriale Hormesis oder kurz Mitohormesis wird ein biochemischer Prozess genannt, bei welchem die Aktivierung von Mitochondrien zu einer vermehrten Bildung von freien Radikalen in der Zelle führt, welche letztlich zu einer Aktivierung der zelleigenen Abwehr gegen Sauerstoffradikale führt.

Das Konzept der Mitohormesis wurde von Michael Ristow aufgestellt und bewiesen[10][11]. Diese unerwartete Beobachtung wurde nachfolgend vielfach auch an weiteren Modellorganismen und von anderen Arbeitsgruppen reproduziert.[12][13][14]

Hierauf aufbauend konnte Ristow erstmals zeigen, dass die seit langem bekannte gesundheitsfördernde und lebensverlängernde Wirkung von Ausdauersport ebenfalls auf der Wirkung von freien Radikalen bzw. reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) beruht. Zusammen mit Matthias Blüher in Leipzig gelang ihm der Nachweis, dass Antioxidantien der Diabetes-vorbeugenden Wirkung von Sport entgegenwirken bzw. diese vollkommen verhindern, indem Antioxidantien der Bildung freier Radikale entgegenwirken[15].

Die daraus resultierende Fragwürdigkeit antioxidativer Nahrungsergänzungsmittel mit möglicher schädlicher Wirkung im Menschen wurde auch in der internationalen Presse eingehend diskutiert.[16][17][18][19]

Mehrere Metaanalysen kamen analog hierzu unabhängig von Ristow zu dem Schluss, dass die Gabe von bestimmten Antioxidantien (beta-Carotin, Vitamin A und Vitamin E) beim Menschen die Entstehung von Krankheiten einschließlich Krebs fördert.[20][21]

Verwandte Konzepte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Immunstimulantien (z. B. Echinacea-Produkte) sollen das Immunsystem des Körpers unspezifisch aktivieren, um so Infektionen abzuwehren. Dies ist eine hormetische Wirkung im engeren Sinn, die Effekte sind jedoch meist nicht wissenschaftlich sicher belegt.
  • Die Homöopathie verwendet Giftstoffe in extrem verdünnter Form als Heilmittel gegen Krankheiten, die vermeintlich dieselben Symptome aufweisen, wie durch die unverdünnten Giftstoffe beim Gesunden verursacht werden. Die Heilwirkung hatte jedoch der Begründer der Homöopathie, Samuel Hahnemann, einer „im innern Wesen der Arzneien verborgene[n], geistartige[n] Kraft“[22] zugeschrieben. Nach den Vorstellungen der meisten Homöopathen werden durch das Potenzieren ausschließlich die unerwünschten Wirkungen der Substanz reduziert, die erwünschten Wirkungen jedoch nicht. Viele Homöopathen glauben außerdem, dass durch das Zubereitungsverfahren die erwünschte Wirkung verstärkt wird. In der Praxis werden oft so hohe Verdünnungen („Hochpotenzen“) verwendet, dass kaum noch ein Molekül des ursprünglichen Stoffes in einer Medikamentendosis enthalten ist. Zur Begründung der Hochpotenzen ging Hahnemann davon aus, dass sich hier „die Materie […] roher Arznei-Substanzen […] zuletzt gänzlich in ihr individuelles geistartiges Wesen auflöse“.[23] Heute behaupten Protagonisten der Homöopathie einen „Gedächtniseffekt“ des als Verdünnungsmittel benutzten Wassers.[24] Kritiker schreiben etwaige Therapieerfolge dem Placeboeffekt zu.[25]

Zitat[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

„All Ding' sind Gift und nichts ohn' Gift; allein die Dosis macht, dass ein Ding kein Gift ist.“

Paracelsus - Die dritte Defension wegen des Schreibens der neuen Rezepte[26]

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. H. Douglas: Science, hormesis and regulation. In: Hum Exp Toxicol 27, 2008,S. 603–607, PMID 19029255.
  2. a b E. Calabrese et al.: HORMESIS: The Dose-Response Revolution. In: Annu Rev Pharmacol Toxicol 43, 2003,S. 175–197, PMID 12195028.
  3. Anderson: Effects of low-dose radiation on the immune response. In: Biological Effects of Low Level Exposures to Chemicals and Radiation. Ed. E.J. Calabrese. Lewis Pub. Inc., Chelsea, Michigan, USA, 1992; 95–112.
  4. Makinodan: Cellular and subcellular alteration in immune cells induced by chronic, intermittent exposure in vivo to very low dose of ionizing radiation (ldr) and its ameliorating effects on progression of autoimmune disease and mammary tumor growth. In: Low-Dose Irradiation and Biological Defense Mechanisms. eds. Sugahara T, Sagan LA, Aoyama T. Exerpta Medica; Amsterdam, London, New York, Tokyo, Japan, 1992; 233–237.
  5. Kendall, G. M., Muirhead, C. R., MacGibbon, B. H., O'Hagen, J. A., Conquest, A. J., Goodill, A. A., Butland, B. K., Fell, T. P., Jackson, D. A., Webb, M. A., Haylock, R. G. E., Thomas, J. M., Silk, T. J.: Mortality and Occupational Exposure to Radiation: First Analysis of the National Registry for Radiation Workers. Br. Med. J. 304: 220–225 (1992).
  6. Bundesamt für Strahlenschutz: Hormesis (Memento vom 24. Februar 2015 im Internet Archive). Abgerufen am 16. September 2013.
  7. a b M. Tubiana, L. E. Feinendegen, C. Yang, J. M. Kaminski: The linear no-threshold relationship is inconsistent with radiation biologic and experimental data. In: Radiology. Band 251, Nummer 1, April 2009, S. 13–22, doi:10.1148/radiol.2511080671, PMID 19332842, PMC 2663584 (freier Volltext).
  8. The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection, Internationale Strahlenschutzkommission, abgerufen am 31. Juli 2015
  9. Health Impacts, Chernobyl Accident Appendix 2, World Nuclear Association, 2009. Abgerufen am 31. Juli 2015.
  10. Schulz, T. J. et al. (2007): Glucose restriction extends Caenorhabditis elegans life span by inducing mitochondrial respiration and increasing oxidative stress. In: Cell Metabolism. 6(4); 280–293; PMID 17908557
  11. Ristow, M. et al. (2011): Extending lifespan by increasing oxidative stress. In: Free Rad Biol Med 51, 327-336; PMID 21619928
  12. Yun, J & Finkel, T. (2014): Mitohormesis in: Cell Metabolism, 19, 757-766; PMID 24561260
  13. Ristow, M (2014): Unraveling the truth about antioxidants: mitohormesis explains ROS-induced health benefits. in: Nature Medicine, 20, 709–711; PMID 24999941
  14. Shadel, G.S. & Horvath, T.L. (2015): Mitochondrial ROS signaling in organismal homeostasis. in: Cell, 163, 560-569; PMID 26496603
  15. Ristow, M. et al. (2009): Antioxidants prevent health-promoting effects of physical exercise in humans. In: Proc Natl Acad Sci106: 8865-8870; PMID 19433800
  16. [1]The New York Times: Vitamins Found to Curb Exercise Benefits
  17. [2] BBC: Vitamins "undo exercise efforts"
  18. [3]Der Spiegel: Vitaminpillen bremsen positive Wirkung von Sport
  19. [4]Deutsches Ärzteblatt: Warum Sport nur ohne Vitamine die Gesundheit fördert
  20. Bjelakovic, G. et al. (2007): Mortality in randomized trials of antioxidant supplements for primary and secondary prevention: systematic review and meta-analysis. In: JAMA 299(7); 842-857; PMID 17327526
  21. Bjelakovic, G. et al. (2012): Antioxidant supplements for prevention of mortality in healthy participants and patients with various diseases. In: Cochrane Database Syst Rev 14; CD007176; PMID 22419320
  22. Zitat aus Samuel Hahnemann: Organon der Heilkunst., 6. Auflage, § 20.
  23. Samuel Hahnemann: Organon der Heilkunst., 6. Auflage, § 270.
  24. Lionel R. Milgrom: Homeopathy, fundamentalism, and the memory of water. In: Curr Oncol 14 (2007), 221–222, PMID 18080011, PMC 2133095 (freier Volltext).
  25. Deutsche Apotheker Zeitung online: „Immer noch keine Evidenz für die Homöopathie“, 22. Februar 2016
  26. Drittes Kapitel in: Philippus Theophrastus Aureolus Bombastus von Hohenheim ("Paracelsus"), Labyrintus und Irrgang der vermeinten Artzet: Item, Siben defensiones, oder Schirmreden. 1574, Verlag Petrus Perna, Basel, Schweiz

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Wiktionary: Hormesis – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen