Хормезис: Защо малкото увреждане е задължително за здравето

Спортуването уврежда мускулните влакна. Студената вода натоварва сърцето и кръвоносните съдове (сърдечно-съдовата система). Сауната кара протеините в клетките да променят формата си. Гладуването лишава клетките от храна.

И въпреки това всички тези натоварвания постоянно водят до по-добра функция на тялото. Това става не въпреки увреждащия ефект, а заради него.

Биолозите имат дума за това странно явление: хормезисХормезисМалко стрес ни прави по-издръжливи. Много стрес ни вреди. Важно е какво количество приемаме.Виж в Decode →. То описва ситуация, при която връзката между дозата и ефекта на някои стресори не е права линия, а U-образна или обърната U-образна. Малко количество причинява ефект, който е обратен на този от голямо количество. Малко увреждане води до приспособяване и укрепване. Голямо увреждане води до реална вреда.

Разбирането на хормезиса не е само за учени. То обяснява защо много на пръв поглед различни практики – от вдигане на тежести до студена вода, от саунаСауна / Heat ShockКогато си на горещо, тялото ти започва да произвежда нови защитни протеини.Виж в Decode → до периодично гладуване – имат един и същ молекулярен механизъм.

Историческото откритие и токсикологията

Хормезисът е открит за пръв път в науката за отровите (токсикологията), в област, която е далеч от здравето и дълголетието. Учени забелязват, че малки дози от някои отровни вещества понякога стимулират растежа на клетките, вместо да го спират.

Самата дума идва от гръцкото "hormáein", което означава "да стимулираш". Терминът е дефиниран ключово в голям обзор от Едуард Калабрезе и Линда Болдуин, публикуван в списание Nature (2003). Този обзор събира данни от хиляди изследвания и показва, че U-образната или обърната U-образна връзка доза-ефект е по-често срещана в биологията, отколкото се е смятало.

В контекста на здравето, хормезисът е механизмът, който обяснява защо умереният стрес ни прави по-силни, докато постоянният или прекомерен стрес ни вреди.

Три молекулярни пътя

Хормезисните адаптации при различните стресори не са случайни – те водят до специфични защитни механизми в клетките.

Топлинните шок протеини (HSPs): Когато тялото е подложено на топлинен стрес, например при физическо натоварване (мускулите може да се нагорещят до 39-40°C), сауна или гореща вана, клетките започват да произвеждат "heat shock proteinsHeat Shock ProteinsТова е аварийният екип за поправка на белтъци, който започва да действа, когато си на сауна или имаш треска.Виж в Decode →", главно HSP70 и HSP90. Тези "шаперонни" протеини имат важна роля: те намират протеини, които са се развалили или не са се "сгънали" правилно, и ги поправят, или ги подготвят за разграждане.

Това е важно не само при моментален топлинен стрес. HSPs помагат да се избегне натрупването на "грешно сгънати" протеини, които се струпват и причиняват болести като АлцхаймерБолест на АлцхаймерТова е най-честият вид деменция. Тя започва безсимптомно години преди да се появят първите признаци.Виж в Decode → и Паркинсон. Изследвания от Финландия (на Лaуканен и екип, публикувани в JAMA Internal Medicine и JAMA Neurology) показват, че хората, които често ходят на сауна, имат по-малък риск от сърдечни болести и деменция. Тези данни са от "наблюдателни" проучвания, което значи, че не доказват причина и следствие. Механизмът е логичен, но е нужна още работа, за да се потвърди връзката.

Пътят Nrf2: Когато тялото е изложено на умерен оксидативен стресОксидативен стресТова е като "ръжда" на клетките. Малко "ръжда" винаги има, но много е сериозен проблем.Виж в Decode → (който се получава при тренировка, студена вода или от полифеноли в растителните храни), се активира транскрипционният фактор Nrf2 (nuclear factor erythroid 2-related factor 2). Когато Nrf2 се активира, той влиза в ядрото на клетката и кара тялото да произвежда свои собствени антиоксидантни ензими: супероксид дисмутаза (SOD), каталаза и глутатионГлутатионВътрешният антиоксидант на тялото. Той е по-ефективен от всеки витамин C, приеман като добавка.Виж в Decode → пероксидаза.

Ето нещо изненадващо: тези ензими са много по-ефективни антиоксиданти от витамин C или E. Те действат точно там, където е нужно, произвеждат се на място и работят каталитично (което означава, че не се "изчерпват" по време на реакцията). Затова изследвания, в които хората взимат силни антиоксидантни добавки (големи дози витамин C и E) около тренировка, показват, че организмът се адаптира по-слабо. Добавките блокират сигнала за активиране на Nrf2 и така пречат на естествения отговор на тялото.

AMPKAMPKТова е алармата за празен резервоар. Когато я активираш, тялото започва да чисти и да гори.Виж в Decode →, mTORmTORТова е "превключвателят за растеж". Когато е включен, тялото ти гради. Когато е изключен, то чисти.Виж в Decode → и автофагияАвтофагияТова е като вътрешна "сметосъбираща служба" на клетката. Без нея, клетката се задръства с повредени части.Виж в Decode →: Когато клетките са под енергиен стрес – например при гладуване, усилена тренировка или малко храна – те активират AMPK (AMP-activated protein kinase). Това е като "енергиен сензор". AMPK спира mTOR (mechanistic target of rapamycin), който е основният сигнал за растеж на клетките. Така AMPK "натиска спирачката" на клетъчния растеж и стимулира автофагията.

Автофагията е като клетъчен "рециклиращ механизъм". Тя разгражда и рециклира увредени части от клетките, "грешно сгънати" протеини и бактерии. Заради това, че обяснява как работи автофагията в дрождеви клетки (които са подобни на човешките), Йошинори Охсуми получи Нобелова награда за физиология и медицина през 2016 г.

Митофагията е специфична автофагия, която "избира" да разгражда само дисфункционални (неработещи добре) митохондрииМитохондрииМалките електроцентрали във всяка клетка. Здравите митохондрии дават повече енергия и забавят стареенето.Виж в Decode →. Това е важна част от обяснението защо гладуването и спортуването помагат в борбата със стареенето.

Дозата като определящ фактор

Хормезисът е явление, което зависи от дозата на стимула. Ако стимулът е твърде слаб (под прага), адаптацията е незначителна. В оптималния диапаон (зона): тялото се адаптира и става по-силно от преди. Ако стимулът е твърде силен (над прага), той нанася повече щети, отколкото тялото може да поправи или да се адаптира.

Конкретните прагове са:

• Индивидуални — зависят от това колко си във форма, колко си стар и какво ти е общото здравословно състояние.
• Контекстуални — зависят от нивото на стрес, качеството на съня и какво ядеш.

Когато човек е подложен на дълъг стрес, не спи достатъчно или се храни лошо, способността му да се приспособява към хормезис намалява. В такива случаи едни и същи стресори, които иначе биха помогнали на тялото да се адаптира, вместо това му вредят.

Ако разберем това, можем да избегнем често срещана грешка: да натрупваме много различни хормезисни стресори един след друг (интензивна тренировка + студена вода + дълго гладуване + недостатъчен сън), мислейки си, че "колкото повече, толкова по-добре". Всички тези стресори заедно може да надхвърлят капацитета на тялото да се възстановява и да доведат до обратен ефект.

Сауна и студена вода: данните

Сауна: Проучванията на Яри Лауканен от Университета в Куопио, Финландия, проследяват здравето на финландски мъже, които ползват сауна с различна честота. Резултатите показват, че по-честото използване на сауна (4-7 пъти седмично) е свързано с по-малък риск от смърт от сърдечно-съдови заболявания в сравнение с по-рядкото използване (1 път седмично). Ограничения: това са наблюдателни данни, изследването е направено само върху специфична група хора (финландски мъже) и не може да се изключи възможността по-честите потребители на сауна да водят като цяло по-здравословен начин на живот.

Ако имаш високо кръвно налягане (хипертония), сърдечна недостатъчност или нарушения на сърдечния ритъм (аритмии), е важно да се консултираш с лекар, преди да започнеш да ползваш сауна редовно.

Студена вода: Данните за хора са по-малко. Контролирано проучване при млади здрави мъже (Sendner et al.) показва, че потапянето в студена вода води до рязко повишаване на норепинефрина и допаминаДопаминТова не е хормонът на удоволствието. Това е молекулата, която ни кара да "искаме да направим нещо".Виж в Decode →. Пикът на норепинефрина е около 300% при температура на водата 14°C. Норепинефринът е силен противовъзпалителен агент, който действа чрез α2-адренергичните рецептори.

Студената вода не е подходяща за всеки: при хора с проблеми в сърдечния ритъм или високо кръвно налягане (хипертония), рязкото охлаждане може да бъде опасно. В такива случаи е особено важно да се консултираш с лекар.

Антиоксидантни добавки и хормезисен блокер

Данни от рандомизирани проучвания при спортисти показват, че приемът на високи дози витамин C (1000 mgМагнезийПовече от половината хора не приемат достатъчно от този минерал — и не знаят, че това е причината да спят зле.Виж в Decode →) и E (400 IU) около тренировка намалява адаптацията, свързана с инсулиновата чувствителност и с някои показатели за митохондриална биогенезаМитохондриална биогенезаТака тялото изгражда нови енергийни фабрики, когато претоварваш старите.Виж в Decode →. Това е в сравнение с групите, които са приемали плацебо.

Механизмът е следният: реактивните кислородни видове (ROS), които се произвеждат по време на тренировка, служат като сигнал за активиране на Nrf2 и за последваща адаптация. Изкуственото неутрализиране на ROS премахва този сигнал и така пречи на адаптацията, която е целта на тренировката.

Умерените количества диетични антиоксиданти от храната (плодове, зеленчуци, полифеноли) не създават същия проблем. Вероятно това е така, защото техните концентрации са значително по-ниски и защото съдържат много други биоактивни молекули с по-сложно действие, отколкото изолираните витамини.

Периодичното гладуване като предизвикателство, което помага на тялото ни.

Когато не ядем за определен период, "хранителните сигнали" спират. Това активира AMPK, който спира mTOR. В резултат на това се включват процеси като автофагия (тялото "почиства" повредени клетки) и митофагия (тялото "почиства" повредени митохондрии). При опити с животни тези процеси водят до по-дълъг живот и по-малко признаци на стареене. При хората има по-малко проучвания и резултатите не са толкова ясни.

Здрави хора могат да правят периодично гладуване (например, да ядат само в рамките на 8 часа на ден или да гладуват 2 дни в седмицата) и обикновено се чувстват добре. Но ако имаш диабет, риск от ниска кръвна захарГлюкозаТова е захарта, която тялото използва като гориво. Ако нивата ѝ са високи за дълго време, това уврежда кръвоносните съдове.Виж в Decode → или проблеми с храненето в миналото, задължително трябва да говориш с лекар преди да започнеш.

Практически протокол

• Тренировките са най-добре проученото "предизвикателство" за тялото, което доказано помага на хората. Преди да добавяш други видове стрес, фокусирай се първо върху тренировките.

• Избягвай да приемаш големи дози антиоксидантни добавки (като много витамин C и E) точно преди или след тренировка. Някои проучвания показват, че те могат да попречат на тялото да се адаптира към тренировката. Антиоксидантите, които приемаш с храната, не създават този проблем.

• Сауна (за здрави хора, които нямат сърдечни проблеми): Проучвания, проведени сред хора във Финландия, показват, че 15-20 минути при 80-90°C са ефективни. Ако имаш хронични заболявания, консултирай се с лекар.

• Студена вода: Можеш постепенно да свикнеш със студена вода, за да намалиш дискомфорта. Да завършиш душа си с хладка вода за 30-90 секунди е лесен начин да започнеш, ако си здрав човек. Ако имаш проблеми със сърцето, консултирай се с лекар.

• Не прекалявай с "предизвикателствата". Разпредели стреса равномерно; осигури си достатъчно сън и добра храна. Ако натрупваш много стрес без достатъчно време за възстановяване, това може да навреди.

Тялото не е машина, която работи най-добре без стрес. То е система, която се адаптира, и работи добре, когато има правилно дозиран стрес, последван от достатъчно възстановяване.