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[[Datei:Hormesis.GIF|mini|hochkant=1.5|Denkbare Abhängigkeiten der Wirksamkeit von der Dosis. Bei der Hormesis wird jedoch davon ausgegangen, dass die biologische Wirkung bei niedriger Dosierung positiv, bei höherer Dosierung negativ ist.]]

'''Hormesis''' (griech.: „Anregung, Anstoß“, engl.: ''adaptive response'') bezeichnet das [[Phänomen]], dass geringe [[Dosis|Dosen]] schädlicher oder giftiger Substanzen und stressauslösender [[Umweltfaktor]]en eine positive Wirkung auf Organismen haben können.<ref name="Hormesis">E. Calabrese et al.: ''HORMESIS: The Dose-Response Revolution.'' In: ''Annu Rev Pharmacol Toxicol'' 43, 2003, S. 175–197, PMID 12195028.</ref> Bei vielen [[Gift]]- und [[Arzneistoff]]en ist ein solcher dosisabhängiger Umkehreffekt schon länger bekannt und gut nachweisbar (z. B. [[Herzglykoside|Digitalis]], [[Colchicin]] oder [[Opium]]). Auch der zur [[Atmung]] lebensnotwendige [[Sauerstoff]] wirkt in höherer Konzentration zellschädigend.<ref name="hoch">{{cite journal |vauthors=Hochberg CH, Semler MW, Brower RG |title=Oxygen toxicity in critically ill adults |journal=American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine |volume=204 |issue=6 |pages=632–641 |doi=10.1164/rccm.202102-0417CI |pmid=34086536 |pmc=8521700 |date=2021-09 |language=en}}</ref>
Bei einer Reihe anderer Substanzen und der [[Niedrigstrahlung|Wirkung ionisierender Strahlung auf Umwelt und Lebewesen]] wird die Hypothese in Fachkreisen sehr kontrovers diskutiert.

Vermutet wird, dass geringe Dosen eines potentiell schädlichen Stoffs bzw. Umweltfaktors eine stimulierende Wirkung haben, indem sie eine bestimmte Anpassung im Organismus provozieren, vergleichbar mit der [[Immunantwort]] bei der Exposition gegenüber bestimmten Erregern oder einer Impfung.<ref name=":2">{{cite journal |first1=Dipita |last1=Bhakta-Guha |first2=Thomas |last2=Efferth |title=Hormesis: Decoding Two Sides of the Same Coin |journal=Pharmaceuticals |volume=8 |issue=4 |pages=865–883 |doi=10.3390/ph8040865 |pmid=26694419 |pmc=4695814 |issn=1424-8247 |date=2015-12-16 |language=en}}</ref><ref name=":0">{{cite journal |first1=R. |last1=Mahalakshmi |first2=J. |last2=Priyanga |first3=Dipita |last3=Bhakta-Guha |first4=Gunjan |last4=Guha |title=Hormetic effect of low doses of rapamycin triggers anti-aging cascades in WRL-68 cells by modulating an mTOR-mitochondria cross-talk |journal=Molecular Biology Reports |volume=49 |issue=1 |pages=463–476 |doi=10.1007/s11033-021-06898-6 |pmid=34739690 |issn=1573-4978 |date=2022-01-01 |url=https://link.springer.com/article/10.1007/s11033-021-06898-6 |language=en}}</ref><ref name=":1">{{cite journal |first1=R. |last1=Mahalakshmi |first2=J. |last2=Priyanga |first3=Dipita |last3=Bhakta-Guha |first4=Gunjan |last4=Guha |title=Hormetic alteration of mTOR–mitochondria association: An approach to mitigate cellular aging |journal=Current Opinion in Environmental Science & Health |volume=29 |pages=100387 |doi=10.1016/j.coesh.2022.100387 |issn=2468-5844 |date=2022-10-01 |url=https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2468584422000629 |language=en}}</ref><ref name="calab2014">{{cite journal |author=Calabrese EJ |title=Hormesis: a fundamental concept in biology |journal=Microbial Cell |volume=1 |issue=5 |pages=145–9 |doi=10.15698/mic2014.05.145 |pmid=28357236 |pmc=5354598 |date=2014 |language=en}}</ref>

In der [[Toxikologie]] bezeichnet Hormesis die Dosis-Wirkungs-Abhängigkeit gegenüber einem [[Xenobiotikum]] oder anderen Stressfaktoren.
Aus der [[Physiologie]] und [[Ernährungswissenschaft]] ist bekannt, dass der Organismus in einem bestimmten Dosis-Bereich zur [[Selbstregulation]] (Homeostase) fähig ist, während es unterhalb dieses Bereichs zu Mangelerscheinungen und oberhalb zur Toxizität kommen kann.<ref name="mattson">{{cite journal |first1=M. P |last1=Mattson |date=2007 |title=Hormesis defined |journal=Ageing Research Reviews |volume=7 |issue=1 |pages=1–7 |doi=10.1016/j.arr.2007.08.007 |pmid=18162444 |pmc=2248601 |language=en}}</ref><ref>{{cite journal |first=D. P. |last=Hayes |title=Nutritional hormesis |journal=European Journal of Clinical Nutrition |volume=61 |issue=2 |pages=147–159 |doi=10.1038/sj.ejcn.1602507 |pmid=16885926 |issn=1476-5640 |date=2007 |language=en}}</ref>
In der [[Pharmakologie]] wird der sichere Anwendungsbereich als [[Therapeutische Breite]] bezeichnet.

Hormetische Effekte können durch eine nach oben oder unten geöffnete J- oder U-förmige [[Dosis-Wirkungs-Kurve]] dargestellt werden (denkbar wäre z. B. die rote Kurve im Bild rechts). Hormetische Effekte kommen in unterschiedlichen Kontexten vor und haben unterschiedliche ihnen zugrundeliegende Mechanismen.<ref name="Hormesis" />

In jüngster Zeit wurde das Konzept bzw. die Hypothese vor allem von [[Edward Calabrese]] vertreten.

== Strahlenhormesis ==
Vereinzelt konnten hormetische Effekte von [[Ionisierende Strahlung|ionisierender Strahlung]] (Radioaktivität) nachgewiesen werden. Hier wird auch von ''Strahlenhormesis'' (engl. ''radiation hormesis'' oder ''radiation homeostasis'') gesprochen.<ref name="low-dose radiation">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.</ref><ref name="ionizing radiation">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.</ref>

Die Krebsmortalität war unter Nukleararbeitern mit einer durchschnittlichen arbeitsplatzbedingten Strahlenexposition, die ein kleines Vielfaches der natürlichen Hintergrundstrahlung betrug, in einigen Studien 15 bis 20 % geringer als die in der allgemeinen Bevölkerung.<ref name="Exposure to Radiation">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).</ref> 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-Effekt]] bezeichnet.

Auch das Einatmen von radioaktivem [[Radon]] oder das Trinken radonhaltigen Wassers ([[Radonbalneologie]]) soll einen positiven Einfluss auf rheumatische Erkrankungen sowie chronisch degenerative Erkrankungen der Gelenke oder der Wirbelsäule haben.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.bfs.de/DE/themen/ion/umwelt/radon/wirkungen/heilkuren.html |titel=Radon-Heilkuren |werk=BfS |datum=2023-08-31 |sprache=de |abruf=2024-01-28}}</ref> Epidemiologische und tierexperimentelle Untersuchungen liefern bisher widersprüchliche Ergebnisse. Die extrem geringen Wirkungen kleiner Strahlendosen sind schwer zu interpretieren, da sie einerseits von der [[Strahlenexposition#Strahlenexposition durch natürliche Quellen|natürlichen Strahlenexposition]] als auch von anderen [[Karzinogen|krebserregenden]] Faktoren aus Ernährung und Luftverschmutzung schwer zu unterscheiden sind.

=== Linear no-threshold model ===
{{Hauptartikel|LNT-Modell}}
Fachleute für [[Strahlenschutz]] gehen daher konservativ (im Sinne von „zur sicheren Seite hin“) von einer linearen Dosis-Wirkungs-Kurve (engl. '''''Linear no-threshold model''''', [[LNT-Modell]]) ohne Schwellenwert und somit einem [[Strahlenrisiko|Schädigungspotential]] auch bei beliebig niedrigen [[Strahlendosis|Strahlendosen]] aus. Die Befunde über eine stimulierende oder hormetische Wirkung kleiner Dosen werden von vielen internationalen Gremien wie der [[Internationale Strahlenschutzkommission|Internationalen Strahlenkommission]] (ICRP), dem BEIR-Komitee der Akademie der Wissenschaften der USA und dem [[UNSCEAR|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.<ref>Bundesamt für Strahlenschutz: [https://www.bfs.de/DE/themen/ion/wirkung/hormesis/hormesis.html Hormesis]. Abgerufen am 6. März 2018.</ref> Es wird jedoch angezweifelt, dass die LNT-Methode die richtige Abschätzung ergibt; diese soll eher aus Strahlenschutzgründen als Oberabschätzung der Gefahren betrachtet werden.<ref name="M. Tubiana, L. E 2009">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}}.</ref><ref>[https://www.icrp.org/publication.asp?id=ICRP%20Publication%20103 The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection], [[Internationale Strahlenschutzkommission]], abgerufen am 31. Juli 2015</ref><ref>{{Webarchiv |url=http://www.world-nuclear.org/info/Safety-and-Security/Safety-of-Plants/Appendices/Chernobyl-Accident---Appendix-2--Health-Impacts/ |wayback=20140617140115 |text=Health Impacts, Chernobyl Accident Appendix 2}}, World Nuclear Association, 2009. Abgerufen am 31. Juli 2015.</ref>

== Mitohormesis ==
[[Mitochondrien|Mitochondriale]] Hormesis oder kurz ''Mitohormesis'' wird ein biochemischer Prozess genannt, bei welchem die Aktivierung von [[Mitochondrien]] zu einer vermehrten Bildung von [[Sauerstoffradikale|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.<ref>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</ref><ref>Ristow, M. ''et al.'' (2011): ''Extending lifespan by increasing oxidative stress''. In: ''Free Rad Biol Med'' 51, 327-336; PMID 21619928</ref> Diese Beobachtung wurde nachfolgend vielfach auch an weiteren Modellorganismen und von anderen Arbeitsgruppen reproduziert.<ref>Yun, J & Finkel, T. (2014): ''Mitohormesis'' in: ''[[Cell Metabolism]]'', 19, 757-766; PMID 24561260</ref><ref>Ristow, M (2014): ''Unraveling the truth about antioxidants: mitohormesis explains ROS-induced health benefits.'' in: ''[[Nature Medicine]]'', 20, 709–711; PMID 24999941</ref><ref>Shadel, G.S. & Horvath, T.L. (2015): ''Mitochondrial ROS signaling in organismal homeostasis.'' in: ''[[Cell (Zeitschrift)|Cell]]'', 163, 560-569; PMID 26496603</ref>

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. [[Reaktive Sauerstoffspezies|reaktiven Sauerstoffspezies (ROS)]] beruht. Zusammen mit [[Matthias Blüher]] in [[Leipzig]] gelang ihm der Nachweis, dass [[Antioxidans|Antioxidantien]] der [[Diabetes mellitus|Diabetes]]-vorbeugenden Wirkung von Sport entgegenwirken bzw. diese vollkommen verhindern, indem Antioxidantien der Bildung freier Radikale entgegenwirken<ref>Ristow, M. ''et al.'' (2009): ''Antioxidants prevent health-promoting effects of physical exercise in humans''. In: ''Proc Natl Acad Sci''106: 8865-8870; PMID 19433800</ref>.

Die daraus resultierende Fragwürdigkeit [[Antioxidans|antioxidativer]] [[Nahrungsergänzungsmittel]] mit möglicher schädlicher Wirkung im Menschen wurde auch in der internationalen Presse eingehend diskutiert.<ref>[https://www.nytimes.com/2009/05/12/health/research/12exer.html][[The New York Times]]: Vitamins Found to Curb Exercise Benefits</ref><ref>[http://news.bbc.co.uk/2/hi/health/8043456.stm] [[British Broadcasting Corporation|BBC]]: Vitamins "undo exercise efforts"</ref><ref>[https://www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/0,1518,624117,00.html][[Der Spiegel]]: Vitaminpillen bremsen positive Wirkung von Sport</ref><ref>[https://www.aerzteblatt.de/nachrichten/36532/Diabetes_Warum_Sport_nur_ohne_Vitamine_die_Gesundheit_foerdert.htm][[Deutsches Ärzteblatt]]: Warum Sport nur ohne Vitamine die Gesundheit fördert</ref>

Mehrere Metaanalysen kamen analog hierzu unabhängig von Ristow zu dem Schluss, dass die Gabe von bestimmten Antioxidantien ([[Carotine|beta-Carotin]], [[Vitamin A]] und [[Tocopherol|Vitamin E]]) beim Menschen die Entstehung von Krankheiten einschließlich Krebs fördert.<ref>Bjelakovic, G. ''et al.'' (2007): ''Mortality in randomized trials of antioxidant supplements for primary and secondary prevention: systematic review and meta-analysis''. In: ''[[Journal of the American Medical Association|JAMA]]'' 299(7); 842-857; PMID 17327526</ref><ref>Bjelakovic, G. ''et al.'' (2012): ''Antioxidant supplements for prevention of mortality in healthy participants and patients with various diseases''. In: ''[[Cochrane Library|Cochrane Database Syst Rev]]'' 14; CD007176; PMID 22419320</ref>

== Siehe auch ==
* [[Arndt-Schulz-Regel]]
* [[Arsenikesser]]
* [[Mithridatisation]]
* [[Homöopathie]]

== Literatur ==
* E. J. Calabrese: ''Hormesis: a conversation with a critic.'' In: ''Environ Health Perspect'' 117, 2009, S. 1339–1343, PMID 19750095
** mit L. A. Baldwin: [http://scholarworks.umass.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1001&context=calabrese_edward ''Hormesis: the dose-response revolution.''] In: ''[[Annu Rev Pharmacol Toxicol]]'' 43, 2003, S. 175–197, PMID 12195028
* [[Richard Friebe]]: ''Hormesis – Das Prinzip der Widerstandskraft. Wie Stress und Gift uns stärker machen.'' Hanser, München 2016, ISBN 978-3-446-44311-2.
* Jocelyn Kaiser: ''Hormesis: Sipping From a Poisoned Chalice.'' [[Science]], Band 302, Nr. 5644, 2003, S. 376–379, [[doi:10.1126/science.302.5644.376]].
* K. T. Kitchin, J. W. Drane: ''A critique of the use of hormesis in risk assessment.'' In: ''[[Hum Exp Toxicol]]'' 24, 2005, S. 249–253, PMID 16004188
* P. Mushak: ''Ad hoc and fast forward: the science of hormesis growth and development.'' In: ''[[Environ Health Perspect]]'' 117, 2009, S. 1333–1338, PMID 19750094
* G. A. Zapponi und L. Marcello: ''Low-dose risk, hormesis, analogical and logical thinking.'' In: ''Ann NY Acad Sci'' 1076, 2006, S. 839–857, PMID 17119261

== Weblinks ==
{{Wiktionary}}
* ''[https://www.bfs.de/DE/themen/ion/wirkung/hormesis/hormesis.html Mögliche positive Wirkungen ionisierender Strahlung - Hormesis]'', [[Bundesamt für Strahlenschutz]]

== Einzelnachweise ==
<references responsive />

[[Kategorie:Pharmakologie]]
[[Kategorie:Strahlenbiologie]]
[[Kategorie:Strahlentherapie]]
[[Kategorie:Biochemie]]

Hormesis - Versionsgeschichte

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