호메시스(Hormesis)는 적은 양의 스트레스나 독소가 건강 및 장수에 좋은 효과를 줄 수 있는 현상입니다. 즉 “적당한 운동이나 소량의 와인 섭취가 몸에 이롭게 작용할 수 있다.”라는 효과이며 호메시스라고도 불립니다.
요약: 호메시스(Hormesis) 효과 5개
- 수명의 증가를 가져올 수 있습니다.
- 스트레스에 대한 저항력을 가져 옵니다.
- 종양 발생율을 감소 시킵니다.
- 노인성 인지인식의 개선을 가져옵니다.
- 신경퇴행성 질환 및 심혈관 질환의 위험이 낮을 수 있습니다.
호메시스(Hormesis)의 뜻은 무엇인가요?
호메시스(Hormesis)의 사전적 의미는 독성학자들(toxicologists)이 사용하는 용어로, 환경적 요소(Environmental agent)에 대한 반응이 낮은 용량에서는 도움이 되거나 자극적인 효과를 주고, 높은 용량에서는 해롭거나 독성을 나타내는 두 단계 반응을 말합니다.
또 다르게는 환경적 요인에 대한 두 단계의 용량-반응 관계로, 낮은 용량의 화학제는 유익한 효과를, 높은 용량은 기능 억제나 독성을 유발할 수 있다는 개념입니다. 호메시스 구역 내에서, 어떤 스트레스 요인에 대한 낮은 용량의 생물학적 반응은 일반적으로 유리합니다. 예를 들어, 산소의 경우 생명체가 호흡을 통해 저량(공기 중)이 필요하지만, 높은 양에서는 임상적 환경에서조차 독성을 나타낼 수 있습니다.
생물학 및 의학 분야에서는 “적당한(보통 간헐적인) 스트레스에 대한 세포와 유기체의 적응 반응” 으로 정의됩니다 . 예를 들면 허혈성 전처리, 운동, 식이 에너지 제한, 특정 식물화학물질의 저용량 노출 등이 있습니다.[참고1]
- 독성학:
- 환경적인 외부 물질이나 다른 종류의 스트레스 요인에 대한 용량과 반응 사이의 관계를 설명하는 현상입니다.
- 이는 낮은 용량에서는 유익한 효과를, 높은 용량에서는 해로운 효과를 나타내는 이중 단계 반응을 의미합니다.
- 생리학 및 영양학:
- 저용량 결핍에서 , 고용량의 잠재적 독성에 이르는 범위를 가집니다.
- 항상성(Homeostasis) 이상 또는 이하의 생리적 농도는 생물에게 부정적 영향을 미칠 수 있으며, 호메시스 구역은 균형 잡힌 영양의 항상성(Homeostasis) 지역입니다.
- 약리학:
- 어떤 약물이나 치료제가 효과적이고 안전하게 작용하는 농도 범위가 있음을 의미합니다.
- 이 구역에서는 약물이 원하는 치료 효과를 제공하면서 부작용의 위험을 최소화할 수 있습니다.
- 너무 낮은 용량에서는 효과가 부족하고, 너무 높은 용량에서는 독성이나 부작용이 증가할 수 있으므로, 이 이상적인 범위를 찾는 것이 중요합니다.
호메시스(Hormesis)의 기원은 어떻게 되나요?
호메시스라는 용어 자체는 그리스어 ‘hórmēsis’에서 유래되었으며, 이는 ‘신속한 움직임’ 또는 ‘열정’을 의미합니다. 이 용어는 1943년에 처음 영어 문헌에 등장했습니다.
역사적으로 이러한 개념은 고대부터 존재했습니다. 특히 미트리다티즘(Mithridatism)은 가장 유명한 예 중 하나로, 독소에 대한 면역을 만들기 위해 작은 양의 독소에 정기적으로 노출시키는 방법을 시도한 옛 폰투스 왕국의 왕 미트리다테스 6세의 이름에서 유래되었습니다.
미트리다테스 6세는 독이 배불리 먹으면 독성이 없어진다고 믿었고, 그는
“독을 마실 때마다 기분이 좋아지는 것 같다”
라고 말했습니다. 그러나 결국 미트리다테스 6세는 적에게 패하여 자살했고, 그의 사체를 발견한 로마인들은 그의 시신에서 다양한 독물을 검출하였습니다.
미트리다티즘은 오늘날에도 여전히 사용되고 있으며, 특히 군대와 비밀요원들 사이에서 인기가 있습니다. 미트리다티즘은 또한 일부 의학적 상태를 치료하는 데 사용될 수 있습니다. 예를 들어, 알레르기가 있는 사람들은 점점 더 많은 양의 알레르겐을 섭취함으로써 알레르기 증상을 줄일 수 있다고 믿습니다.
이처럼 호메시스는 오랜 역사를 가진 개념이며, 낮은 용량의 스트레스나 독소가 오히려 생명체에 유익한 효과를 줄 수 있다는 이중적인 반응을 설명합니다. 하지만, 이 현상의 정확한 생화학적 기전은 아직 명확히 밝혀지지 않았으며, 계속해서 연구가 진행되고 있습니다.
호메시스(Hormesis)의 발전사를 알려주세요!
다양한 시대와 과학자들의 연구를 통해 발전해 왔습니다. 이 복잡한 개념의 역사를 순서대로 정리하면 다음과 같습니다.[참고3]
- 1880년대: 독성학자 루돌프 아르트(Rudolf Arndt)는 저용량의 스트레스가 세포를 자극하고 성장을 촉진할 수 있지만, 고용량의 스트레스는 세포를 손상시킬 수 있다는 것을 발견했습니다. 이는 초기 연구 중 하나로 간주됩니다.[참고2]
- 20세기 초: 휴고 슐츠(Hugo Schulz)는 아르트의 연구를 확장하여 다양한 물질과 생물학적 시스템에서 관찰했습니다. 슐츠는 낮은 농도의 독소가 생물학적 시스템의 성장이나 활동을 촉진할 수 있음을 보여주었습니다.
- 1943년: 호메시스라는 용어가 과학적 용어로 처음 도입되었습니다. Chester Southam과 John Ehrlich는 Red Cedar 나무에서 추출한 물질이 낮은 농도에서 곰팡이의 신진대사를 향상시킨다는 관찰을 바탕으로 이 용어를 사용했습니다.
- 1950년대: 생화학자 Thomas Luckey는 다양한 항생제 처리로 가금류에서 이러한 효과가 일어난다고 보고했습니다. Luckey의 연구는 화학적 호르미시스뿐만 아니라 이온화 방사선 호르미시스로 확장하는 데 기여했습니다.
- 1970년대와 1980년대: 다양한 분야의 과학자들이 이 효과의 발생을 보고했습니다. 이 시기에는 다학문적인 부활을 경험했으며, 제약 산업을 포함한 여러 분야에서 호메시스 효과를 기반으로 한 연구가 활발히 이루어졌습니다.
- 1990년대: 에드워드 J. 칼라브레스는 역사적, 현대적 용량 반응 문헌에 대한 보다 체계적이고 엄격한 평가를 개발했습니다. 그의 연구는 매우 일반적이며 생물학적 모델, 측정된 종말점 및 화학적 분류에 독립적임을 밝혀냈습니다.
- 21세기 초기: 생물학, 독성학, 제약, 환경 건강 분야에서 광범위한 응용을 발견했습니다. 이는 생물학적 가소성에 대한 정량적 설명을 제공하고, 생물학적 시스템의 광범위한 다양성에도 불구하고 일관되고 통합적인 일련의 관찰을 설명할 수 있다는 것을 보여주었습니다.
호메시스의 예시는 무엇입니까?
- 일산화탄소: 일산화탄소는 신경전달물질로서 중요한 역할을 하며, 소량은 유익하지만 과다 노출은 일산화탄소 중독을 유발합니다.
- 산소: 많은 생물체는 산소와 관계를 유지하며, 저용량은 호흡에 필요하지만 고용량에서는 산화 스트레스를 유발합니다.
- 육체적 운동: 운동 강도는 호메시스 곡선을 나타낼 수 있으며, 적당한 규칙적 운동은 질병 위험을 감소시킬 수 있습니다.[참고1]
- 미토호메시스: 적은 양의 산화 스트레스가 미토콘드리아의 ATP 생성에 긍정적인 효과를 줄 수 있는 가능성에 대해 연구되고 있습니다.
- 커피: 커피에 들어 있는 카페인은 적당히 섭취하면 인지 기능과 집중력을 향상시킬 수 있습니다. 그러나 너무 많이 마시면 불안, 불면증 및 기타 부작용을 유발할 수 있습니다.
- 와인: 와인에 들어 있는 레스베라트롤은 적당히 섭취하면 심장 질환의 위험을 줄일 수 있습니다. 그러나 너무 많이 마시면 간 손상, 암 및 기타 건강 문제를 유발할 수 있습니다.
- 초콜릿: 다크 초콜릿에 들어 있는 플라보노이드는 적당히 섭취하면 혈압을 낮추고 뇌 기능을 향상시킬 수 있습니다. 그러나 너무 많이 먹으면 체중 증가, jerawat 및 기타 부작용을 유발할 수 있습니다.
- 햇빛: 적당한 양의 햇빛은 비타민 D 합성에 필수적이며, 이는 뼈 건강과 면역 체계에 중요합니다. 그러나 너무 많은 햇빛은 햇볕 화상과 피부암을 유발할 수 있습니다.
호메시스는 호르몬 스트레스(hormetic stress)와 관련이 있나요?
호르몬 스트레스(hormonal stress)는 호르몬 변화에 의해 발생하는 스트레스를 말합니다. 예를 들어, 에스트로겐과 프로게스테론 수치의 변화로 인한 PMS(월경전 증후군)나, 코르티솔 수치의 증가로 인한 스트레스가 있습니다. 호르몬 스트레스는 신체적, 정신적 건강에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.
호르메시스는 이 스트레스를 유도함으로써 유기체를 강화하는 역할을 할 수 있습니다. 스트레스에 대한 노출 부족은 신체에 아무런 영향을 주지 않을 수 있지만, 과다 노출은 건강 문제로 이어질 수 있습니다. 호르몬 스트레스는 스트레스가 유익할 수 있는 “최적의 지점”입니다.[참고4]
호르몬 스트레스는 만성 스트레스와 어떻게 다릅니까?
호르몬 스트레스는 건강상의 이점을 제공할 수 있지만 만성 스트레스의 경우에는 그렇지 않습니다. 만성 스트레스의 해로움은 잘 알려져 있습니다.[참고11] 그리고 과도한 호르몬에 노출되는 만성적이고 장기적인 스트레스 요인은 신체의 과정을 방해하고 불안과 우울증부터 심장병 및 소화 장애에 이르기까지 많은 건강 문제의 위험에 처할 수 있습니다.
신체가 스트레스의 원인을 만나면 위협에 대응하는 데 도움이 되는 호르몬이 대량으로 방출됩니다. 찬물에 잠기는 것과 같은 단기적인 스트레스 원인으로 인해 이러한 호르몬은 에너지 공급을 강화하고 신체 조직을 복구하는 데 도움을 줄 수 있습니다.
짧은 간헐적, 저용량 스트레스 요인은 긍정적인 생물학적 반응으로 이어져 손상에 대한 저항력을 향상시킬 수 있으며 이를 호메시스라고 합니다. 대조적으로, 고용량 및 만성 노출은 이러한 메커니즘을 무시하여 손상이나 사망을 초래할 수 있습니다 .[참고11]
호메시스 스트레스의 효과는 무엇입니까?
호르메시스 스트레스, 즉 호르몬 스트레스에 노출되면 신체 기능이 향상되고 더 큰 스트레스에 대한 내성을 키우는 데 도움이 될 수 있습니다.[참고7]
1. 수명의 증가를 가져올 수 있습니다.
약한 스트레스(약한 산화 스트레스, 세포 증식 억제제, 열 쇼크, 저산소증, 칼로리 제한 포함)는 수명을 연장할 수 있습니다. [참고13] 또한 벌레를 대상으로 한 연구에서 열에 노출시킨 동물이 열에 대한 내성이 증가할 뿐만 아니라, 노출되지 않은 벌레보다 25% 더 오래 살 수 있었다는 사실이 밝혀졌습니다.
이는 적절한 수준의 환경 스트레스가 생명 연장에 긍정적인 영향을 미칠 수 있음을 시사합니다.[참고7]
2. 스트레스에 대한 저항력을 가져 옵니다.
를 지연시키며 일부 스트레스에 대한 저항력을 증가시키는 것으로 나타납니다. [참고13] [참고14]그리고 가벼운 식이 스트레스, 예를 들어 칼로리 제한 또는 간헐적 단식은 동물 실험에서 잠재적인 건강상의 이점을 제공하는 것으로 나타났습니다. 이러한 스트레스 형태는 알레르기, 자가면역 질환, 관상동맥 심장 질환의 심각성을 예방하거나 완화하는 데 도움이 될 수 있습니다.[참고8]
3. 종양 발생율을 감소 시킵니다.
다이옥신을 처리한 쥐가 부신과 췌장의 종양과 간 종양의 상당한 감소를 보였으며 저선량 방사선 또는 셀레늄과 같은 금속에 노출된 후 종양 발생률 감소가 발견 되었습니다. 폐종양 및 고환암에서도 관찰되었습니다.[참고15]
또한 호메시스(다양한 투여량에서 치료 양식의 다양한 작용 방식이 존재하는 것으로 정의됨)의 개념에 기초하여, 암 관리의 모든 측면에서 화학요법과 방사선요법의 ‘재배치’가 필요할 수 있습니다.[참고16]
4. 노인성 인지인식의 개선을 가져옵니다.
기분 좋게 좌절감을 주는 인지 작업, 예를 들어 온라인 비디오 게임을 하는 것도 호르메시스 반응을 활성화할 수 있습니다. 연구에 따르면, 이러한 활동에 참여하는 노인들은 기억력, 균형 및 근력 향상과 같은 다양한 건강상의 이점을 경험했습니다.[참고10]
5. 신경퇴행성 질환 및 심혈관 질환의 위험이 낮을 수 있습니다.
사우나 사용으로 인한 열 스트레스는 수명 연장과 관련이 있으며, 사우나를 사용하는 사람들은 신경퇴행성 질환 및 심혈관 질환의 위험이 낮을 수 있습니다. 이는 신체가 열 스트레스에 적응함으로써 건강상의 이점을 얻을 수 있음을 보여줍니다.[참고9]
호메시스를 어떻게 활성화하나요?
호르메시스(Hormesis)는 경미한 반복적인 스트레스 자극이나 스트레스의 유익한 효과를 설명하는 용어로, 궁극적으로 해로운 과정에 대한 방어력을 강화합니다. 호르몬의 영향은 세포 및 분자 수준에서 분명히 발견되지만, 안타깝게도 임상 수준에서 호메시스의 효과에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다.
호르몬 효과를 나타낼 수 있는 자극이나 도전의 예로는 식이 제한, 신체적, 정신적 운동, 심지어 사회적, 정신적 자극까지 포함됩니다. 식이 제한은 유기체를 영양 스트레스에 놓이게 하여 특정 연령 관련 변화에 대응할 수 있는 여러 생화학적 복구 경로를 자극합니다.
- 냉수 노출
- 찬물에 몸을 담그면 호르몬적 스트레스 반응을 활성화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 집 욕조등에서 편안하게 냉찜질을 쉽게 할 수 있습니다.
- 열 노출
- 추위와 마찬가지로 뜨거운 온도도 호르몬 스트레스를 유발할 수 있습니다. 사우나에 앉아 있으면 가벼운 열 스트레스의 이점을 누릴 수 있습니다.
- 식이 제한
- 식사량이나 빈도를 줄이면 가벼운 식사 스트레스가 발생할 수 있습니다. 예를 들어 간헐적 단식과 같은 식습관을 시도해 볼 수도 있습니다.
- 운동
- 정기적인 중간 강도의 운동은 호르몬적 스트레스 반응을 활용하는 또 다른 방법입니다. [참고5]
- 도전적인 인지 활동
- 당신을 편안한 영역의 가장자리까지 밀어붙이는 정신 활동도 도움이 될 수 있습니다.
- 모바일 게임, 유튜브, 보드 게임 또는 바둑과 같은 전략 게임을 시도해 볼 수 있습니다.
최고의 호르몬 스트레스 요인은 무엇입니까?
심박수를 높이거나 낮추는 고강도 인터벌 트레이닝(HIIT)은 가장 친숙한 호르몬 스트레스 요인입니다. 호르몬 스트레스를 유발하는 다른 활동으로는 찬물 샤워나 얼음 목욕, 뜨거운 사우나 등이 있습니다.
식이제한(단식)은 호르메시스 인가요?
조절된 칼로리 제한 또는 간헐적 단식을 통해 에너지 섭취를 줄이면 수명이 늘어나고 부분적으로 세포 스트레스 저항을 증가시키는 호메시스 메커니즘을 통해 다양한 조직을 질병으로부터 보호합니다[참고6]
냉수 노출 호메시스가 무엇인가요?
냉수 노출 호메시스는 찬 물로 몸에 생리학적 충격을 가할 때 활성화되는 일종의 호르몬 스트레스입니다. 이 호르몬적 스트레스 요인을 활성화하려면 찬물로 샤워하거나, 찬물에서 수영하거나, 얼음 욕조에 몸을 담그는 것이 좋습니다.
이는 장수의 한 축으로 저온 환경은 수명을 연장하는 명백한 메커니즘중 하나입니다. 노화의 원인중 하나로 지목되고 있는 단백질 응집은 저온상태 유지로 인해 PA28γ(유도 프로테아좀)을 선택적으로 유도 한다는 사실이 밝혀 졌습니다. 이는 추위로 인한 장수 필요 단박질 분해의 연령 관련 결핍을 개선합니다.
이 저온 유지는 헌팅전병 및 근위축성 측삭 경화증(ALS)과 같은 노화질병에 특히 효과적인 것으로 나타났습니다.[참고12]
- 신진대사 감소
- 면역 체계 강화
- 세포 응집 감소
- 단백질 응집 감소
음식으로 호메시스를 활성화 할 수 있나요?
반복해서 언급하자면, 호르메시스(hormesis)는 유기체가 저용량의 독성 물질에 노출될 때 발생하는 자극 효과입니다. 신체는 음식과 식물에서 발견되는 식물성 영양소로 인해 세포에서 호메시스를 활성화할 수 있습니다.
그리고 폴리페놀이 풍부한 식물은 신체의 호르몬 메커니즘을 활성화하고 결과적으로 신체는 항산화제 및 기타 보호 분자를 생성하기 시작합니다. 식물에는 신체가 보다 효율적으로 기능하도록 자극하는 수백 가지의 다양한 식물 화학 물질이 포함되어 있습니다.
호르몬 스트레스에 좋은 음식은 무엇입니까?
보라색 포도나 블루베리의 색소에는 폴리페놀이 풍부합니다. 많은 야채를 포함하는 널리 연구된 지중해 식단에는 폴리페놀과 비타민과 항산화제가 풍부한 음식이 포함됩니다. 게다가 향신료, 허브, 엑스트라 버진 올리브 오일(EVOO)을 포함한 식품 드레싱에는 호르몬 효과가 있는 여러 성분이 포함되어 있습니다. [참고17]
그 결과 기억장애, 우울증, 심혈관질환 등 각종 질병의 발병이 눈에 띄게 감소한 것으로 나타납니다. 더불어 녹차, 블루베리, 올리브 오일, 레드 와인, 감귤류, 히비스커스 차, 콩, 다크 초콜릿, 커큐민, 링곤베리 및 기타 여러 향신료와 허브는 폴리페놀이 풍부하고 건강에 긍정적인 효과가 있는 가장 많이 연구된 성분 중 하나입니다.
결론적으로 호르메시스는 좋은 것인가요, 아님 나쁜 것인가요?
일부는 호르메시스 개념이 미국에서 잘 알려진 독성 물질의 환경 규제를 약화시키기 위해 로비스트들에 의해 활용되었다는 우려를 제기 하기도 합니다. 방사선 호르메시스 가설은 가장 많은 논쟁을 일으켰으며, 현재 정책 결정을 위해 일반적으로 받아들여지는 모델은 선형 무임계 모델(LNT)입니다. 이 모델은 방사선으로 인한 건강상의 부정적 영향과 방사선 용량 사이에 엄격한 선형 의존성이 있음을 가정합니다.
호르메시스는 환경, 건강, 약리학 등 다양한 분야에서 중요한 개념이며, 이에 대한 연구와 논의는 계속되고 있습니다. 그리고 호르몬 효과 자체는 특정 상황에 따라 유익하거나 중립적이거나 해로울 수 있습니다 . 예를 들어, 항생제에 대한 낮은 수준의 노출은 인간 환자에게는 해로울 수 있지만 이론적으로는 박테리아에 유익할 수 있는 해로운 박테리아의 성장을 자극할 수 있습니다. [참고18]
모든 과학 발전은 양면성이 있습니다. 호메시스 효과 또한 양면성이 있으며 이 효과의 적용에 있어서는 신중하게 할 필요가 있으며, 특히 전문가의 도움은 필수적이라 할 것입니다.
여기에 나타난 모든 효과와 이점은 리포트이며, 자신에게 무조건 통용된다는 그 어떤 보장도 없음을 명시하며, 이러한 호메시스 효과를 적용하길 원한다면 의사나 전문기관과 상의하는 것을 권장 합니다.
💡 참고문헌(References)
- 『Hormesis defined,』, Mark P Mattson 1
- 『The origin of hormesis: historical background and driving forces』, D Henschler1
- 『Hormesis: a fundamental concept in biology』, Edward J. Calabrese1
- 『The geroscience agenda: Toxic stress, hormetic stress, and the rate of aging』, Elissa S. Epel
- 『Exercise, oxidative stress and hormesis』, Zsolt Radak
- 『Dietary Factors, Hormesis and Health』,Mark P. Mattson
- 『Dopamine Nation”Finding Balance in the Age of Indulgence“』, Anna Lembke · 2021
- 『Beneficial Effects of Mild Stress (Hormetic Effects)』, Katsuyasu Kouda and Masayuki Iki
- 『Sauna use as a lifestyle practice to extend healthspan』, Rhonda P. Patrick
- 『Video Games and Other Online Activities May Improve Health in Ageing』, Marios Kyriazis and Elisavet Kiourti
- 『Healthy Lifestyle Stress management』, MAYO CLINIC
- 『저온 환경이 수명을 연장하고 질병을 예방하는 4가지 이유는』, 기홍
- 『Hormesis does not make sense except in the light of TOR-driven aging』, Mikhail V. Blagosklonny
- 『Hormesis, aging and longevity』, Eric Le Bourg
- 『Hormesis and dose–response-mediated mechanisms in carcinogenesis: evidence for a threshold in carcinogenicity of non-genotoxic carcinogens』, Shoji Fukushima
- 『The Concept of Hormesis in Cancer Therapy – Is Less More?』, Andy Gaya
- 『Hormetic Effects of Bioactive Compounds from Foods, Beverages, and Food Dressing: The Potential Role in Spinal Cord Injury』, Anna Lucia Fedullo
- 『Hormesis and Pharmacology』, Edward Calabrese
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