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Hormesis y envejecimiento

Hormesis y envejecimiento

La hormesis es la respuesta que ofrece el organismo al tratar de adaptarse a un agente tóxico o dañino para mantener la homeostasis. Este proceso puede retrasar el envejecimiento del organismo, por eso es conveniente saber en qué consiste y cómo podemos activarlo si queremos vivir más y mejor.

Índice

¿Qué es la hormesis?

La hormesis puede definirse como “el proceso por el cual la exposición a una dosis baja de un agente químico o bien un factor ambiental, que es dañino a dosis altas, induce una respuesta adaptativa y/o un efecto benéfico en la célula o el organismo”.

Es decir, es un proceso por el cual las células del organismo se adaptan a un factor externo potencialmente dañino, logrando un efecto beneficioso para el organismo, así como sobrevivir a las situaciones lesivas que tienen que soportar debidas a los cambios que sufre constantemente el medio ambiente que les rodea.

Los agentes horméticos más importantes son la radiación, el calor, los metales pesados, los antibióticos, el etanol, los agentes prooxidantes, el ejercicio y la restricción alimentaria.

Este concepto se viene estudiando desde hace décadas, pero no fue hasta el 2002 cuando a través de una publicación de Calabrese y Baldwin (Defining Hormesis) se dio a conocer y empezó a aceptarse de forma definitiva. Aún se desconoce mucho sobre él, aunque se cree que no existe un mecanismo único, sino varias vías que son capaces de desencadenar la hormesis.

La hormesis originalmente se describió como un fenómeno de dosis-respuesta caracterizado por una estimulación a dosis baja y una inhibición a dosis alta. Es decir, primero hay una dosis inicial dependiente de una respuesta tóxica, seguida por una respuesta compensadora/ rebote.

Hormesis y estrés oxidante

El estrés oxidante es un desequilibrio entre las moléculas oxidantes, principalmente las especies reactivas de oxígeno y de nitrógeno (ERO y ERN) y las moléculas antioxidantes, que favorece a las primeras, generando así un ambiente celular en el cual se propiciará el daño oxidante a las biomoléculas (lípidos, proteínas y ADN).

Desde su aparición, los organismos aérobicos han tenido que convivir y lidiar con una gran cantidad de ERO/ERN. La constante exposición de los organismos a los cambios ambientales, a la contaminación o a diversos compuestos quiímicos puede generar un incremento en las ERO/ERN, lo que representa una posibilidad de modificar el balance en el estado redox celular, conduciendo al estrés oxidante. No obstante, no solo las interacciones ambientales pueden generar ERO/ERN, también el metabolismo celular normal, como la respiración, el estilo de vida, la dieta y la edad son factores que pueden inducir dicho estado.

Todos los organismos poseen diversos mecanismos antioxidantes para contrarrestar este proceso, como compuestos enzimáticos (p. ej. la catalasa, las superóxido dismutasas y las peroxidasas) y no enzimáticos (p. ej. las vitaminas E, C y A y el glutatión reducido), que eliminan o neutralizan el daño oxidativo.

El problema es que esta respuesta celular puede desequilibrarse en algunas ocasiones, causando daños permanentes.

En los últimos años han aumentado enfermedades crónicas como las autoinmunes, metabólicas, cardiovasculares, tumorales… en parte porque vivimos más tiempo, pero también por nuestra forma de vida, el tabaquismo, el sedentarismo, la obesidad, nuevas toxinas, el abuso de drogas o incluso de medicamentos… Todo lo cual nos causa un severo estrés oxidativo.

Por ello, las diversas respuestas celulares ante la inducción de un estado de estrés oxidante es considerado como un fenómeno de hormesis. La respuesta hormética es transitoria, dinámica y puede ser mediada por la activación o inactivación de enzimas, por la modificación de una gran cantidad de genes o bien por ambos procesos.

Cuando las células de los mamíferos se exponen a dosis bajas de agentes oxidantes, modifican los niveles de expresión de los genes que participan en la respuesta hormética en un intervalo de tiempo aproximadamente de 9 h. Así, la respuesta hormética podría semejarse a una respuesta inmune de vacunación; no obstante, a diferencia de esta última, la respuesta hormética no guarda memoria a largo plazo (no dura más allá de las 30 h), por lo que, para poder volver a lograr esa respuesta hormética beneficiosa, hay que volver a exponer a las células al agente inductor. Es decir, para vernos beneficiados por la hormesis, es necesario que sometamos a nuestro organismo a los agentes horméticos de manera periódica.

La participación en estos sistemas amortiguadores redox no solo depende de la magnitud del cambio en el estado redox, sino también de la fase del ciclo o momento metabólico en el que se encuentra la célula. Por eso, el envejecimiento puede influir en la respuesta hormética de nuestro organismo ante ciertos agentes.

El efecto hormético durante la senescencia y el envejecimiento

El envejecimiento es un fenómeno biológico complejo e inevitable que se relaciona con la pérdida de las capacidades fisiológicas, bioquímicas y estructurales de un organismo.

Todos los seres vivos envejecen y, entre otros motivos, lo hacen por la aparición de una serie de enfermedades relacionadas con la edad que aparecen por la respuesta al estrés oxidante, ya que existe un aumento en la generación de ERO/ERN, principalmente por alteraciones en las funciones bioenergéticas, y una disminución en las vías de reparación y en los sistemas antioxidantes.

Los daños generados por este desbalance pueden conducir a desórdenes neurodegenerativos, neoplasias, enfermedades autoinmunes y enfermedades con alteración mitocondrial como la diabetes y el Alzheimer, entre otras.

La teoría del envejecimiento por acumulación de daño oxidante en las biomoléculas fue propuesta hace más de 50 años por Harman y afirma que las ERO generadas en el metabolismo normal, como por ejemplo la respiración mitocondrial, conducen al deterioro de las funciones celulares y finalmente a la muerte.

Pero también existe evidencia experimental que demuestra que las ERO pueden participar en vías de señalización involucradas en el mejoramiento de la salud y la inducción de la longevidad en algunas especies.

Esta discrepancia podría explicarse gracias a la hormesis. La exposición continua de dosis baja de estrés oxidante, agentes citostáticos, choque térmico, restricción calórica e hipoxia, entre otros, puede generar una respuesta hormética o de adaptación, haciendo que el organismo responda mejor a eventos posteriores de mayor estrés, activando mecanismos de señalización y reparación, permitiendo retrasar el envejecimiento y enfermedades asociadas, lo que en último término podría aumentar la longevidad.

Por lo tanto, la hormesis puede ser un proceso de protección y reparación que evite la senescencia celular y la muerte o, al menos, que la retrase.

Tratamientos horméticos para aumentar la longevidad

Por todo ello, es importante conocer y comprender los mecanismos que conllevan el envejecimiento y los determinantes de la longevidad para reducir los efectos de las enfermedades asociadas a la edad y favorecer un envejecimiento saludable.

Para empezar, hay que mantener la homeostasiscelular del organismo coordinando algunos procesos como las vías de señalización insulina/factor de crecimiento insulínico 1 (IGF-1), la vía AMPK, las sirtuinas

Todo esto se puede hacer adoptando una serie de medidas relacionadas con la alimentación, la temperatura, el ejercicio físico, etc.

Aumentando la resistencia al estrés, a través de las vías de señalización conservadas y de los sistemas de mantenimiento, se puede mejorar nuestra salud y aumentar el tiempo de vida.

Dentro de las intervenciones aceptadas para disminuir o retrasar el envejecimiento destacan la restricción calórica (RC) o restricción dietética (ayuno intermitente), las intervenciones farmacológicas y el ejercicio, ya que todos ellos aumentan el metabolismo de la mitocondria y la formación moderada de ERO que incrementan la resistencia al estrés, la defensa antioxidante y aumentan la longevidad.

Además, con el estrés alimenticio se ha logrado prevenir o disminuir la severidad del cáncer, derrames cerebrales, enfermedad coronaria, enfermedad autoinmune, alergias, enfermedad de Parkinson y de Alzheimer. Esto se consigue con prácticas como el ayuno en días alternos y ayuno a corto plazo, restricción de la cantidad o de la frecuencia de admisión, etc.

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Ideas clave

  • La hormesis es el proceso por el cual la exposición a una dosis baja de un agente químico o bien un factor ambiental, que es dañino a dosis altas, induce una respuesta adaptativa y/o un efecto benéfico en la célula o el organismo.
  • Los agentes horméticos más importantes son la radiación, el calor, los metales pesados, los antibióticos, el etanol, los agentes prooxidantes, el ejercicio y la restricción alimentaria.
  • Todos los seres vivos envejecen y, entre otros motivos, lo hacen por la aparición de una serie de enfermedades relacionadas con la edad que aparecen por la respuesta al estrés oxidante.
  • La exposición continua de dosis baja a estos agentes hace que el organismo responda mejor a eventos posteriores de mayor estrés, permitiendo retrasar el envejecimiento y enfermedades asociadas.
  • El ayuno intermitente o el ejercicio pueden favorecer la hormesis.

Enfermedades relacionadas

Fuente: Norma Edith López-Diazguerrero, Viridiana Yazmín González Puertos, René José Hernández-Bautista, Adriana Alarcón-Aguilar, Armando Luna-López y Mina Königsberg Fainstein. Hormesis: lo que no mata, fortalece. Gaceta Médica de México. 2013;149:438-47Rattan SI, Fernandes RA, Demirovic D, Dymek B, Lima CF. Heat stress and hormetin-induced hormesis in human cells: effects on aging, wound healing, angiogenesis, and differentiation. Dose-Response. 2009;7:90-103.

Redacción: Irene García

Supervisión editorial: Tomás Duraj

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