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HORMESISY

ENVEJECIMIENTO

Volume 7, Issue 1, Pages 1-82 (January 2008)Hormesis

HORMESIS

HORMESIS

HISTORIA

Hormesis (Griego HORMO = Excitar) es la estimulación positiva de cualquier sistema biológico por dosis pequeñas de un agente tóxico.

Hormología es el estudio de este tipo de excitación o estimulo. Las dosis bajas de muchos agentes evocan efectos biopositivos, grandes dosis producen efectos bio-negativos. El mensaje es simple :

“ Las dosis pequeñas y grandes inducen resultados fisiológicos opuestos”

HISTORIA

“La dosis es lo que hace el veneno”

PARACELSO

(1493 - 1541)

HISTORIA

La palabra Hormesis la empleo por vez primera Southam y Erlich en 1943 para nombrar el efecto observado cuando querían determinar la concentración de compuestos fenólicos mas efectiva en la madera para protegerla del ataque de los hongos.

” Cada estímulo en una célula viva produce una actividad que esinversamente proporcional a la intensidaddel estímulo” (Ley de Arnold-Schulz) 1888

HISTORIA

“Todos los mecanismos vitales, por muy variados que sean, tienen un fin, mantener la constancia del medio interno, ... lo que es la condición de la vida libre".

Claude Bernard (1813-1878)

HISTORIA

"Organization for Physiologícal Homeostasis"

Physiological Reviews (9:399-443;1928),

Walter B. Cannon

1928

HISTORIA

“Síndrome de adaptación general”

1950

SELYE

(1907-1982)

DEFINICIÓN

DEFINICIÓN

El fenómeno biológico resultante del estimulo positivo para las células fruto de la respuesta adaptativa sobre los mecanismos de mantenimiento y reparación, para mantener la homeodinamia ante una situación de estrés de pequeña intensidad e intermitente provocada por cualquier estresor.

DEFINICIÓN

2 PARAMETROS FUNDAMENTALES PARA OBTENER UN EFECTO BIOLOGICO POSITIVO

1- INTENSIDAD DEL ESTIMULO

2- DURACCIÓN DEL ESTIMULO

CURVA HORMÉTICA

RESPUESTA LINEAL

CURVA HORMÉTICA

CURVA HORMÉTICA

MEDICIÓN DEL ESTRÉS CELULAR

HSP

Heat

Shock

Proteins

HSP

Heat

Shock

Proteins

Las proteínas de estrés son aquellas proteínas celulares cuya expresión es inducida en elevada cantidad por aquellos agentes que producen situaciones de estrés: calor, isquemia, acidosis, ionóforos, metales pesados, etc.

CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LAS PROTEÍNAS DE ESTRÉS

HSP

Heat

Shock

Proteins

Es una respuesta de todas las células y de todos los organismos.


HSP

Heat

Shock

Proteins

Algunas de estas proteínas sólo se sintetizan en condiciones de estrés; otras son componentes celulares habituales y el estrés aumenta su producción.


HSP

Heat

Shock

Proteins

Las primeras que se descubrieron son las que se producen en respuesta al aumento de la temperatura, de ahí que se denominaran proteínas de shock térmico (HSPs o heat shock proteins). Estas siglas se mantienen para referirse, en general, a las proteínas de estrés.


HSP

Heat

Shock

Proteins

la funcion típica de un chaperon es asistir a unacadena naciente de polipeptidos a alcanzar suconformacion funcional comonueva proteina y despuesayudar a esa proteina a llegaral sitio de la celula donde la proteina va a ejercer sufunción.


HSP

Heat

Shock

Proteins

HSP ¿BUENAS/MALAS?

Our results confirm the ability of resveratrol to suppress the proliferation of human prostate cancer cells with a typical apoptotic feature, interfering with the expression of HSPs70.( AnticancerRes. 2003 Nov-Dec;23(6C):4921-6.)

Our results demonstrate that the inhibitory effect of HSP70 on caspase-3 activation is sufficient to inhibit apoptosis and that HSP70 exhibits regulatory functions to c-Jun N-terminalkinase and ERK phosphorylation in hyperosmolarity-induced apoptosis.( J. Biol. Chem., Vol. 280, Issue 8, 6634-6641, February 25, 2005)

EJEMPLOS EPIDEMIOLÓGICOS Y CLINICOS DE HORMESIS

MEDICIÓN DEL ESTRÉS

Evaluation of heat shock protein 70 as a biomarker of environmental stress. (Biomarkers ;Volume: 9 Number: 2 Page:139 – 155;2004)

TIPOS DE ESTRESORES

1-Estresores de tipo físico

(Temperatura, Radiaciones, Campos electromagnéticos, gravedad, ejercicio)

2-Estresores de tipo químico

(Fármacos, sustancias tóxicas, nutrición)

3-Estresores de tipo biológico

(Virus, bacterias, parásitos)

4-Estresores de tipo psicosociales.

EJEMPLOS EPIDEMIOLÓGICOS Y CLINICOS DE HORMESIS

RADIACIÓNES IONIZANTES

TEMPERATURA

CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS

LÁSER

EJERCICIO FÍSICO

ESTRESORES DE TIPO FÍSICO

Luckey (1990) comprobó el efecto de la Hormesis en el campo de la exposición tanto aguda como crónica a las radiaciones.

CRÓNICAEl porcentaje de mortalidad por leucemia en 130.000 trabajadores expuestos a radiación fue inferior al del grupo de trabajadores no expuestos <0.01 (Gilbert et al., 1989; Abbatt et al., 1983; Gribbin et al., 1993; Kendallet al., 1992).

ESTRESORES DE TIPO FÍSICORADIACIÓNES IONIZANTES

CRÓNICA

Presumiblemente la radiación en dosis bajas active el sistema inmune y este destruye las células madre alteradas de la leucemia. Este concepto lo apoyan numerosos estudios que muestran un aumento de la actividad de los componentes del sistema inmune. (Sugahara et al., 1992)


Acute exposure to ionizing radiation is exemplified by the 86,520 Japanese survivors of atomic explosions ; 41,372 were in the exposed cohort. The total cancer mortality and leukemiamortality rates of lightly exposed survivors were consistently less than that of the control population. (Shimizu et al., 1992).


AGUDA

Radiation hormesis in cancer mortality was found in 32,000 United States and 22,000 British military observers of atmospheric nuclear explosions(Robinette et al., 1985; Darby et al., 1988).

The cancer mortality rate of Canadian military observers was only 88% of carefully selected military controls(Raman et al., 1987). The leukemiamortality rate of the Canadian observers was only 40% of that of the unexposed controls.


AGUDA

En la situación actual la suplementación con radiaciones ionizantes en dosis bajas promete aumentar la calidad de vida y un nuevo estado de salud para las personas del siglo 21.Large radon clinics in Russia are used to treat a variety of minor disease problems (Bogoljubov, 1988).


APARATO LOCOMOTOR

OFTALMOLOGÍA

CARDIOLOGÍA

NEUROLOGÍA

ESTRESORES DE TIPO FÍSICOTEMPERATURA

APARATO LOCOMOTOR

Thermal preconditioning prevents peritendinous adhesions and inflammation. (Clin Orthop. 2002 Dec(405):258-66)

Postoperative stiffness and adhesion formation around repaired and immobilized Achilles tenotomies are prevented using a model of heat shock protein induction .(J.Surg Res. 2004 Aug;120(2):225-9)


OFTALMOLOGÍA

Effect of thermal preconditioning before excimer laser photoablation. ( J Korean Med Sci. 2004 Jun;19(3):437-46)

NEUROLOGÍA

Thermal preconditioning and heat-shock protein 72 preserve synaptic transmission during thermal stress. ( J Neurosci. 2002 Jan 1;22(1):RC193)


CARDIOLOGÍA

Heat shock transcription factor 1 protects cardiomyocytes from ischemia/reperfusion injury. ( Circulation. 2003 Dec 16;108 (24): 3024-30. Epub 2003 Nov 17)

Backtable heat-enhanced preconditioning: a simple and effective means of improving function of heart transplants. ( Ann Thorac Surg. 2001 Jul;72(1):107-12; discussion 112-3)


ESTRESORES DE TIPO FÍSICOCAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS

Cytoprotection by electromagnetic field-induced hsp70: a model for clinical application. (J Cell Biochem. 2000 Sep 7;79(3):453-9)

A magnetic field-responsive domain in the human HSP70 promoter. ( J Cell Biochem. 1999 Oct 1;75(1):170-6)

Initial interactions in electromagnetic field-induced biosynthesis. ( J Cell Physiol. 2004 Jun;199(3):359-63)

ESTRESORES DE TIPO FÍSICOLÁSER

Low-level laser irradiation attenuates production of reactive oxygen species by human neutrophils. ( J Clin Laser Med Surg. 2003 Jun;21(3):165-70.)



1) Estrés oxidativo

2) Daño ADN

3) Daño Proteínas

4) Inducción Trombosis

ESTRESORES DE TIPO FÍSICORADIOFRECUENCIA NO ABLATIVA

El aumento de temperatura produce un estimulo del TGF-beta y este a su vez estimula la formación de HSP-47 que es una proteína que protege al pro colágeno tipo I durante su síntesis y secreción, así como una disminución de la expresión de MMP-1 y MMP-2

TGF-Beta

The 47-kDa heat shock protein (HSP47) is an endoplasmic reticulum (ER)- resident molecular chaperone that specifically recognizes the triple helical region of collagen and is required for productive folding and maturation of collagen molecules. Only in the presence of HSP47, collagen type I molecules can be assembled into the correctly folded triple helices. ( Biol Sci Space. 2004 Oct;18(3):118-119.)

HSP-47

Heat shock protein (HSP) 47 is a specific chaperone of procollagen. This heat shock protein is responsible for the correct three-dimensional organization of procollagen and its control-quality prior secretion. ( Ann N Y Acad Sci. 2004 Jun;1019:223-7.)

HSP-47

ESTRESORES DE TIPO FÍSICOEJERCICIO

ESTRESORES DE TIPO FÍSICOISQUEMIA-REPERFUSIÓN

El pre-condicionamiento isquémico disminuye la formación de radicales hidroxilo relacionados con la repercusión en un modelo de isquemia-reperfusión miocárdica regional en el conejo. (Free Radical Research, July 2005:39(7):747-754)

FÁRMACOS

SUPLEMENTOS

NUTRICIÓN

XENOBIÓTICOS

RADICALES LIBRES

ESTRESORES DE TIPO BIOQUÍMICO

FÁRMACOS

Pharmacological preconditioning with low-dose cyclosporine or FK506 reduces subsequent ischemia/reperfusion injury in rat kidney. ( Transplantation. 2001 Dec15;72(11):1753-9)

Specific induction of the 70-kD heat stress proteins by the tyrosine kinase inhibitor herbimycin-A protects rat neonatal cardiomyocytes. A new pharmacological route to stress protein expression? ( J ClinInvest. 1996 Feb 1;97(3):706-12.)

ESTRESORES DE TIPO QUÍMICO

ESTRESORES DE TIPO NUTRICIONAL

a) ALCOHOL

b) APORTE DE CALORÍAS


a) VITAMINAS Y MINERALESVitamin C is a toxin at high doses - to cancer cells and to normal cells. At lower doses, however, it apparently has a hormetic effect -suppressing cancer incidence, but stimulating its growth rate after cancer becomes a part of the organism.


a) VITAMINAS Y MINERALESHIERROIron as the malignant spirit in successful ageing. (Ageing Research Reviews. January 2003,Vol 2,(1)

Iron accumulation during cellular senescence. (Ann N Y Acad Sci. 2004 Jun;1019:365-7)

Effect of iron depletion on cardiovascular risk factors: studies in carbohydrate-intolerant patients.( Ann N Y Acad Sci. 2002 Jun;967:342-51)

Chronic Iron Administration Increases Vascular Oxidative Stress and Accelerates Arterial Thrombosis. (Circulation. 2003;107:2601.)


a) VITAMINAS Y MINERALES

Effect of iron depletion on cardiovascular risk factors: studies in carbohydrate-intolerant patients. At NID (Near iron deficiency), a significant increase of HDL-cholesterol (p < 0.001) and reductions of blood pressure (p < 0.001), total and LDL-cholesterol (p < 0.001), triglyceride (p < 0.001), fibrinogen (p < 0.001) and glucose and insulin responses to oral glucose loading (p < 0.001) were noted, while homocysteine plasma concentration remained unchanged. ( Ann N Y Acad Sci. 2002 Jun;967:342-51)


ALCOHOL

Ethanol and hormesis. ( Crit RevToxicol. 2003;33(3-4):407-24.)


APORTE DE CALORÍAS

Masoro, E.J., Hormesis and the AntiagingAction of Dietary Restriction. (Experimental Gerontology, 33:61-66, 1998,)

Probably the strongest evidence that life-prolonging caloric restriction is a low intensity stressor is its effects on the glucocorticoid system. ( Journal of Gerontology: Biological Sciences 1991; 46: B171-B179)


APORTE DE CALORÍASEvolutionary biologist Linda Partridge of University College London and colleagues wanted to determine whether the life-span gain results from reduced cumulative damage, such as that inflicted by metabolic byproducts known as reactive oxygen species, or from some other factor. In flies it would therefore appear that dietary restriction works by increasing the capacity to tolerate accumulated damage. The mechanism of this increased vigor is currently unknown but of obvious import.(Sci. Aging Knowl. Environ., Vol. 2005, Issue 8, pp. pe5, 23 February 2005)


APORTE DE CALORÍASKirwood; mecanismo de adaptaciónevolutiva, la reducción temporal de ingestade alimentos produce un aumento en los niveles de dedicacion al mantenimiento y reparación somático.(Evolution Int J Org; 2000 Jun;54(3):740-50)

Induction of heat shock protein 70 (HSP-70) is associated with inhibition of hormone-sensitive steroidogenesis and interruption of cholesterol translocation to or into the mitochondria.( Mol Endocrinol. 1995 Nov;9(11):1431-40)

XENOBIÓTICOS

Hormesis as a biological hypothesis. Calabrese EJ, Baldwin LA. ( Environ Health Perspect. 1998 Feb;106 Suppl 1:357-62.)


RADICALES LIBRES

El peroxido de hidrógeno mediante un efecto hormético y la Vitamina C por su efecto antioxidante, mediante la reducción del estrés oxidativo intracelular, pueden frenar el acortamiento del telómero que con la edad se efectúa en los queratinocitosde la piel. .(J Cell Biochem. 2004 Oct 15;93(3):588)


OZONO

Oxidative stress and potential free radical damage associated with photocopying. A role for ozone?. (Free Radic Res. 2003 Feb;37(2):137-43)

Ozone-induced inactivation of antioxidant enzymes. (Biochimie. 2003 Oct;85(10):947-52)

The ozone tolerance: Enhancement of antioxidant enzymes is ozone dose-dependent in Jurkat cells. ( Free RadicRes. 2003 Nov;37(11):1163-8.)


OZONOOzone pretreatment prevented the increase in serum creatinine levels, the glutathione depletion and the inhibition of superoxide dismutase, catalase and glutathione peroxidase activities induced by cisplatin in the rat kidney. Also, the renal content of thiobarbituric acid-reactive substances was decreased by ozone therapy. These protective effects of ozone were dose dependent. Protection by ozone preconditioning is mediated by the antioxidant system in cisplatin-induced nephrotoxicity in rats. (Mediators Inflamm. 2004 Feb;13(1):13-9.)


VIRUS

BACTERIAS

PARÁSITOS

ESTRESORES DE TIPO BIOLÓGICO

VIRUS y BACTERIAS

“La Longevidad es infecciosa”

Las bacterias estimulan la longevidaden las moscas jóvenes.( SCIENCE August 25, 2004 )


VIRUS y BACTERIAS

El Probiótico E coli Nissle 1917 se ha mostrado eficaz y seguro en mantener la remision de unaforma equivalente al fármacoMesalazina considerado el fármaco de referencia para el tratamiento de la Colitis Ulcerosa.( Gut 2004;53:1617-1623)


PARÁSITOS


PARÁSITOS

La terapia con “lombrices” está dando resultados prometedores en:

COLITIS ULCEROSA

ASMA

ALERGIA

ENFERMEDADES AUTOINMUNES (DIABETES, ESCLEROSIS MÚLTIPLE)( Science, Vol 305, Issue 5681, 171 , 9 July 2004)


PARÁSITOS

Por otro lado en poblaciones humanas contemporáneas los hombres tienen el doble de posibilidades de morir de enfermedades parasitarias que la mujer lo que sugiere que los parásitos contribuyen al aumento de la mortalidad tanto en mamíferos salvajes como en los humanos. (Owens, Science 20 Sept 2002)


MITOHORMESIS

NEUROHORMESIS

HORMETINAS

HORMESIS

A-FÍSICASEjercicio, Temperatura, Irradiación

B-NUTRICIONALESR.calórica, Especies, Micronutrientes

C-MENTALESMeditación, Brain gym, amor

HORMETINAS HSP

El estres mitocondrial subletal con un aumento estoquiometrico de los radicaleslibres puede precipitar muchas de lasalteraciones beneficiosas en la fisiologiacelular producidas por la restriccioncalórica, ayuno intermitente, ejercicio y fitonutrientes.

"Mitohormesis" for health and vitality.(Med Hypotheses. 2005 Oct 17 )

MITOHORMESIS

• Los fitoquimicos de accionneurohormetica como el resveratrol, sulforanos y curcumin pueden proteger a las neuronas del daño y la enfermedadmediante el estimulo de la produccion de enzimas antioxidantes, factoresneurotróficos, chaperones y otrasproteinas que pueden ayudar a la célula a resistir el estrés.

• (Trends in Neurosciences Volume 29, Issue 11 , November 2006, Pages632-639)

NEUROHORMESIS

RESUMEN

El efecto hormético capaz de mantener niveles adecuados de proteínas de estrés produce:

acumulo de proteínas glicosiladas y oxidadas

sistema proteasómico para la degradación de las proteínas anormales

resistencia celular al etanol, peróxido de hidrógeno y UVB

enzimas antioxidantes

Rejuvenation Research. 2004 Spring;7(1):40-8.)

RESUMEN

RESUMEN

Hormesis, puede ser un métodoefectivo para:

-modular el envejecimiento

-la prevención o retardo de lasenfermedades relacionadas con el

-la mejora de la calidad de vida

(Rejuvenation Res. 2004 Spring;7(1):40-8.)

hormesis y envejecimiento - semcc hormesis historia hormesis (griego hormo = excitar) es la...

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