Андрей Фоменко - Фокус на жизнь: Научный подход к продлению молодости и сохранению здоровья

Термин «гормезис» широко используется в токсикологии — науке, изучающей воздействие ядовитых веществ на организм. Представители этой научной дисциплины руководствуются постулатом, сформулированным в XVI веке Парацельсом: «Всё есть яд, и ничто не лишено ядовитости; одна лишь доза делает яд незаметным» (в другом переводе: «Всё — яд, всё — лекарство; то и другое определяет доза»). Речь идет о веществах, которые в малых дозах оказывают на клетки стимулирующий эффект, а в больших — угнетающий.

По сути дела, вся работа организма построена по принципу гормезиса. Любое вещество, включая гормоны, оказывает положительный эффект лишь в определенных концентрациях, а превышение физиологической нормы ведет к негативным последствиям. Так, мочевая кислота, которая постоянно образуется в организме из продуктов погибших клеток (речь идет о «плановом» обновлении тканей), в нормальных количествах поддерживает работу мозга и благотворно влияет на стенки сосудов. В то же время повышенный уровень мочевой кислоты — это фактор риска развития подагры, гипертонии, атеросклероза, сахарного диабета, ожирения и смерти от всех причин [1].

Еще один пример — дозозависимый (обусловленный размером дозы) эффект глутамата — главного возбуждающего нейромедиатора. В малых количествах он способствует развитию «мягкого» энергетического и окислительного стресса, позволяющего нейронам мобилизоваться и функционировать с максимальной эффективностью. В то же время избыточная концентрация глутамата приводит к перевозбуждению нервных клеток, истощению их ресурсов и гибели [2].

В биологии и медицине термин «гормезис» используется для описания дозозависимой реакции клетки и организма не только на химические вещества, но и на различные факторы внешней и внутренней среды — на любое воздействие, которое может быть рассмотрено как стресс.

Таким образом, ученые сегодня определяют гормезис как «процесс, в котором воздействие низкой дозы химического агента или фактора окружающей среды, вызывающего повреждение в высоких дозах, оказывает адаптивный положительный эффект на клетку или организм» [3].

Гормезис демонстрирует принцип Фридриха Ницше, изложенный в книге «Сумерки богов», — «что не убивает меня, то делает меня сильнее». Речь идет о том, что неконтролируемое чрезмерное действие стрессовых факторов может нанести серьезный урон здоровью и стать угрозой для жизни. В то же время небольшие, дозированные стрессовые нагрузки, напротив, укрепляют организм, улучшают его способности к адаптации.

Как проявляется принцип гормезиса на клеточном и молекулярном уровне? Установлено, что в ответ на умеренное повреждающее воздействие клетки реализуют так называемый горметический ответ, включающий образование цитопротекторных (защищающих клетку) и восстанавливающих белков, таких как антиоксиданты, факторы роста [4]. Таким образом, незначительный стресс, не выходящий за пределы «горметической зоны», помогает клетке мобилизоваться, повысить функциональность, что позволяет как отдельным клеткам, так и всему организму стать сильнее, эффективнее реализовать потенциал здоровья, справиться с болезнями и повысить шансы на выживание.

Один из современных подходов к предупреждению и замедлению возрастных изменений предполагает вмешательства в работу организма, основанные на принципе гормезиса. Специалисты утверждают, что регулярное и контролируемое воздействие некоторых стрессовых факторов на организм стимулирует «ремонтные» системы организма [5].

Основным механизмом, лежащим в основе этого процесса, ученые называют повышение уровня потребления кислорода митохондриями — клеточными структурами, отвечающими за образование энергии. Активация поглощения кислорода, происходящая под воздействием легкого стрессового фактора, приводит к увеличению образования активных форм кислорода (АФК) — однако их концентрация в организме также должна оставаться в пределах «горметической зоны».

АФК, в свою очередь, запускает целый каскад механизмов, улучшающих адаптацию к стрессу, активирующих процессы восстановления и способствующих увеличению продолжительности жизни. Механизм, лежащий в основе увеличения продолжительности жизни за счет стимуляции окислительного стресса, получил название митохондриального гормезиса [6].

Реализация механизма митохондриального гормезиса происходит при воздействии целого ряда умеренных стрессовых факторов. В их числе — ограничение калорий и интервальное голодание, физические упражнения, низкие дозы облучения (ультрафиолетовое, гамма-излучение), тепловые воздействия, «мягкий» психосоциальный стресс. Для достижения эффекта оздоровления организма и увеличения продолжительности жизни важно, чтобы воздействие умеренного стресса носило регулярный, а не единовременный характер.

Клетки сердечной мышцы, пережившие кратковременное кислородное голодание, становятся более тренированными — это повышает их шансы выжить при новой встрече с гипоксией. Специалисты Манчестерского института изучили этот механизм на примере кардиомиоцитов каймановых черепах [7]. Они в эмбриональной стадии проходят через кислородное голодание, а затем во взрослой жизни оказываются устойчивыми к повторному воздействию гипоксии: становятся более чувствительными к уровню кальция, блокируют агрессивные формы кислорода и пр. Исследователи внедряют этот механизм, являющийся примером гормезиса, в кардиологии, повышая устойчивость клеток сердца к гипоксии у больных со склонностью к инфарктам.

Еще один пример реализации механизмов гормезиса — целебное действие кратковременного голодания. Так, ученые из Университета Южной Калифорнии обнаружили, что у мышей, регулярно голодающих 2–4 дня, происходит обновление иммунной системы [8]. Подвергшийся стрессу организм стремится оптимизировать свои ресурсы: он «поедает» постаревшие иммунные клетки, одновременно стимулируя образование молодых и полноценных. Другие исследования показали, что кратковременное голодание снижает риск развития болезни Альцгеймера, омолаживает постаревшие стволовые клетки, активирует гены, ответственные за долголетие.

Изучение механизмов гормезиса имеет большое значение для борьбы с возрастными нарушениями в организме. Так, чрезмерное воздействие стрессов изменяет проницаемость клеточных мембран, приводя к гибели клеток, в то время как горметический дозированный стресс активирует процессы «уборки» внутри клетки, способствуя уничтожению дефектных и неэффективных органелл, например митохондрий. Это помогает клеткам дольше оставаться молодыми и лучше выполнять свою функцию.