ฮอร์มีซิสเป็นความสัมพันธ์แบบสอง เฟสระหว่าง ปริมาณและผลตอบสนองโดยการสัมผัสในปริมาณต่ำจะมีผลดี และการสัมผัสในปริมาณสูงจะยับยั้งการทำงานหรือเป็นพิษ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}ภายในโซนฮอร์ มีซิส การตอบสนองทางชีวภาพต่อ ความเครียดในปริมาณต่ำโดยทั่วไปจะเป็นไปในทางที่ดี ตัวอย่างเช่น การหายใจเอาออกซิเจนซึ่งจำเป็นในความเข้มข้นที่เหมาะสมสำหรับการหายใจในสัตว์แอโรบิก การสัมผัสกับระดับออกซิเจนที่สูงขึ้นอาจมีผลดี แต่จะกลายเป็นพิษในความเข้มข้นสูง^{[ 5 ]}

ในด้านพิษวิทยาฮอร์มีซิสเป็นปรากฏการณ์การตอบสนองต่อปริมาณยาของสารแปลกปลอมหรือสารก่อความเครียดอื่นๆ ในด้านสรีรวิทยาและโภชนาการ ฮอร์มีซิสมีขอบเขตที่ขยายจากภาวะขาดแคลนในปริมาณต่ำไปจนถึงภาวะสมดุล และความเป็นพิษที่อาจเกิดขึ้นได้ในระดับสูง^{[ 6 ]}ความเข้มข้นทางสรีรวิทยาของสารที่สูงกว่าหรือต่ำกว่าภาวะสมดุลอาจส่งผลเสียต่อสิ่งมีชีวิต โดยที่โซนฮอร์มีติกเป็นบริเวณของภาวะสมดุลของโภชนาการที่สมดุล^{[ 7 ]}ในด้านเภสัชวิทยาโซนฮอร์มีติกมีความคล้ายคลึงกับ หน้าต่าง การ รักษา

ในบริบทของพิษวิทยา แบบจำลองฮอร์มีซิสของการตอบสนองต่อปริมาณยาเป็นที่ถกเถียงกันอย่างมาก^{[ 8 ]}กลไกทางชีวเคมีที่ฮอร์มีซิสทำงาน (โดยเฉพาะในกรณีประยุกต์ที่เกี่ยวข้องกับพฤติกรรมและสารพิษ) ยังคงอยู่ภายใต้การวิจัยในห้องปฏิบัติการเบื้องต้นและยังไม่เป็นที่เข้าใจดีนัก^{[ 6 ]}

คำว่า "hormesis" มาจากภาษากรีกhórmēsisซึ่งหมายถึง "การเคลื่อนไหวอย่างรวดเร็ว ความกระตือรือร้น" ซึ่งมาจากภาษากรีกโบราณhormáeinที่แปลว่า กระตุ้น^{[ 4 ]}รากศัพท์ภาษากรีกเดียวกันนี้ยังให้กำเนิดคำว่าhormoneด้วย คำว่า "hormetics" ใช้สำหรับการศึกษาเกี่ยวกับ hormesis ^{[ 6 ]}คำว่า hormesis ถูกรายงานเป็นภาษาอังกฤษครั้งแรกในปี พ.ศ. 2486 ^{[ 4 ]}

รูปแบบหนึ่งของฮอร์มีซิสที่โด่งดังในสมัยโบราณคือ มิธ ริเดทิสซึมซึ่งเป็นการปฏิบัติที่ เชื่อกันว่า มิธริเดตส์ที่ 6แห่งปอนตุสทำให้ตนเองมีภูมิคุ้มกันต่อสารพิษหลายชนิดโดยการสัมผัสกับสารพิษในปริมาณเล็กน้อยอย่างสม่ำเสมอมิธริเดตและเธริแอคยาสมุนไพรหลาย ชนิดที่อ้างว่าสืบเนื่องมาจากสูตรของเขาและในตอนแรกประกอบด้วยเนื้อสัตว์มีพิษ ถูกบริโภคโดยจักรพรรดิ กษัตริย์ และราชินีมานานหลายศตวรรษเพื่อป้องกันพิษและความเจ็บป่วย ในยุคเรเนสซอง ส์ แพทย์ ชาว สวิสชื่อพาราเซลซัสกล่าวว่า " ทุกสิ่งล้วนมีพิษ และไม่มีสิ่งใดปราศจากพิษ ปริมาณเท่านั้นที่ทำให้สิ่งนั้นไม่ใช่พิษ "

เภสัชกร ชาวเยอรมันHugo Schulzเป็นคนแรกที่อธิบายปรากฏการณ์ดังกล่าวในปี 1888 จากการสังเกตของเขาเองว่าการเจริญเติบโตของยีสต์สามารถกระตุ้นได้ด้วยสารพิษในปริมาณเล็กน้อย เรื่องนี้เชื่อมโยงกับงานของแพทย์ชาวเยอรมันRudolph Arndtซึ่งศึกษาในสัตว์ที่ได้รับยาในปริมาณต่ำ จนในที่สุดก็ก่อให้เกิดกฎ Arndt–Schulzขึ้น^{[ 8 ]} การสนับสนุน โฮมีโอพาธีของ Arndt ส่งผลให้ความน่าเชื่อถือของกฎนี้ลดลงในช่วงทศวรรษ 1920 และ 1930 ^{[ 8 ]}คำว่า "hormesis" ถูกบัญญัติและใช้เป็นครั้งแรกในบทความทางวิทยาศาสตร์โดยChester M. Southamและ J. Ehrlich ในปี 1943 ในวารสารPhytopathologyเล่มที่ 33 หน้า 517–541

ในปี พ.ศ. 2547 เอ็ดเวิร์ด คาลาเบรสได้ประเมินแนวคิดของฮอร์มีซิส^{[ 9 ] [ 10 ]}สารมากกว่า 600 ชนิดแสดงความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและการตอบสนอง แบบรูปตัวยู คาลาเบรสและบอลด์วินเขียนว่า "หนึ่งเปอร์เซ็นต์ (195 จาก 20,285) ของบทความที่ตีพิมพ์มีความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและการตอบสนอง 668 รายการที่ตรงตามเกณฑ์ [ของการตอบสนองแบบรูปตัวยูที่บ่งชี้ถึงฮอร์มีซิส]" ^{[ 11 ]}

คาร์บอนมอนอกไซด์ถูกผลิตขึ้นในปริมาณเล็กน้อยใน อาณาจักร วิวัฒนาการ ต่างๆ โดยมีบทบาทสำคัญในฐานะสารสื่อประสาท (จัดอยู่ในประเภทก๊าซสารสื่อประสาท ) คาร์บอนมอนอกไซด์ที่เกิดขึ้นเองส่วนใหญ่ผลิตโดยเอนไซม์ฮีมออกซิเจเนส การสูญเสียเอนไซม์ฮีมออกซิเจเนสและการสูญเสียการส่งสัญญาณคาร์บอนมอนอกไซด์ที่ตามมานั้นส่งผลกระทบร้ายแรงต่อสิ่งมีชีวิต^{[ 12 ]}นอกจากบทบาททางสรีรวิทยาแล้ว คาร์บอนมอนอกไซด์ในปริมาณเล็กน้อยยังสามารถสูดดมเข้าไปหรือให้ในรูปของโมเลกุลที่ปล่อยคาร์บอนมอนอกไซด์ออกมาเพื่อใช้เป็นสารบำบัดได้^{[ 13 ]}

เกี่ยวกับกราฟเส้นโค้งฮอร์เมติก:

• เขตขาดแคลน: การขาดสัญญาณคาร์บอนมอนอกไซด์มีนัยสำคัญด้านความเป็นพิษ
• เขตฮอร์เมติก / บริเวณภาวะสมดุล: คาร์บอนมอนอกไซด์ในปริมาณเล็กน้อยมีผลดี:
  • จำเป็นในฐานะสารสื่อประสาท
  • มีประโยชน์ในฐานะยา
• เขตพิษ: การสัมผัสมากเกินไปส่งผลให้เกิดพิษคาร์บอนมอนอกไซด์^{[ 14 ]}

สิ่งมีชีวิตหลายชนิดมีความสัมพันธ์แบบฮอร์มีซิสกับออกซิเจน ซึ่งเป็นไปตามเส้นโค้งฮอร์มีซิสคล้ายกับคาร์บอนมอนอกไซด์:

• เขตความบกพร่อง: ภาวะขาดออกซิเจน / ภาวะขาดอากาศหายใจ
• เขตฮอร์เมติก / บริเวณภาวะสมดุล
• เขตพิษ: ความเครียดออกซิเดชัน^{[ 5 ]}

ความเข้มข้นของการออกกำลังกายอาจแสดงเส้นโค้งแบบฮอร์เมติก บุคคลที่มีระดับกิจกรรมทางกายต่ำมีความเสี่ยงต่อโรคบางชนิด และบุคคลที่ออกกำลังกายในระดับปานกลางและสม่ำเสมอจะมีความเสี่ยงต่อโรคน้อยลง อย่างไรก็ตาม การออกกำลังกายมากเกินไปและการฝึกฝนมากเกินไปจะเพิ่มความเสี่ยงต่อโรคและเป็นอันตรายต่อสุขภาพ^{[ 15 ]}

ผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากความเครียดออกซิเดชันในปริมาณเล็กน้อยกำลังอยู่ระหว่างการวิจัยในห้องปฏิบัติการ^{[ 16 ]} บางครั้งไมโทคอนเดรีย ถูกอธิบายว่าเป็น "โรงไฟฟ้าของเซลล์" เนื่องจากพวกมันสร้างอะดีโนซีนไตรฟอสเฟต (ATP) ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานเคมีส่วนใหญ่ของเซลล์ อนุมูลอิสระออกซิเจน (ROS) ถูกทิ้งไปเป็นผลพลอยที่ไม่พึงประสงค์ของการฟอสโฟรีเลชันออกซิเดชันในไมโทคอนเดรียโดยผู้สนับสนุนทฤษฎีอนุมูลอิสระของการแก่ชราที่ส่งเสริมโดยเดนแฮม ฮาร์แมนทฤษฎีอนุมูลอิสระระบุว่าสารประกอบที่ทำให้ ROS ไม่ทำงานจะนำไปสู่การลดความเครียดออกซิเดชันและทำให้มีอายุขัยเพิ่มขึ้น แม้ว่าทฤษฎีนี้จะใช้ได้เฉพาะในการวิจัยพื้นฐานเท่านั้น^{[ 17 ]}อย่างไรก็ตาม ในการทดลองทางคลินิก มากกว่า 19 ครั้ง "การแทรกแซงทางโภชนาการและพันธุกรรมเพื่อเพิ่มสารต้านอนุมูลอิสระโดยทั่วไปล้มเหลวในการเพิ่มอายุขัย" ^{[ 18 ]}

ยังต้องพิสูจน์ว่าแนวคิดนี้ใช้ได้กับมนุษย์หรือไม่ แม้ว่า การศึกษา ทางระบาดวิทยา ในปี 2007 จะ สนับสนุนความเป็นไปได้ของไมโตฮอร์มีซิส โดยระบุว่าการเสริมด้วยเบต้าแคโรทีนวิตามินเอหรือวิตามินอีอาจเพิ่มอัตราการเกิด โรค ในมนุษย์ได้^{[ 19 ]}

เชื่อกันว่า แอลกอฮอล์มีฤทธิ์ฮอร์เมติกในการป้องกันโรคหัวใจและโรคหลอดเลือดสมอง^{[ 20 ]}แม้ว่าประโยชน์ของการดื่มในปริมาณน้อยอาจถูกกล่าวเกินจริงไปบ้าง^{[ 21 ] [ 22 ]}จุลินทรีย์ในลำไส้ของบุคคลที่มีสุขภาพดีโดยทั่วไปจะหมักเอทานอลในปริมาณเล็กน้อยตามธรรมชาติ และในบางกรณีที่หายาก ภาวะจุลินทรีย์ในลำไส้ผิดปกติจะนำไปสู่กลุ่มอาการผลิตแอลกอฮอล์เองดังนั้นจึงไม่ชัดเจนว่าประโยชน์ของแอลกอฮอล์นั้นมาจากการบริโภคเครื่องดื่มแอลกอฮอล์หรือเป็นปัจจัยในการรักษาสมดุลในสรีรวิทยาปกติผ่านทางเมตาบอไลต์จากจุลินทรีย์ที่เป็นประโยชน์^{[ 23 ]}

ในปี 2010 บทความในวารสารEnvironmental Toxicology & Chemistry แสดงให้เห็นว่า เมทิลเมอร์คิวรีในปริมาณต่ำซึ่งเป็นสารมลพิษที่เป็นพิษต่อระบบประสาทอย่างรุนแรง ช่วยเพิ่มอัตราการฟักไข่ ของเป็ด มัลลาร์ด ได้ ^{[ 24 ]}แกรี่ ไฮนซ์ ผู้เขียนงานวิจัย ซึ่งเป็นผู้นำการศึกษาให้กับสำนักงานสำรวจทางธรณีวิทยาแห่งสหรัฐอเมริกาที่ศูนย์วิจัยสัตว์ป่าแพทักเซนต์ในเบลท์สวิลล์กล่าวว่ามีคำอธิบายอื่นๆ ที่เป็นไปได้ ตัวอย่างเช่น ฝูงนกที่เขาศึกษาอาจมีการติดเชื้อในระดับต่ำที่ไม่แสดงอาการ และปรอทซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีว่าเป็นสารต้านจุลชีพ อาจฆ่าเชื้อที่อาจเป็นอันตรายต่อการสืบพันธุ์ในนกที่ไม่ได้รับการรักษา^{[ 24 ]}

มีการสังเกตปรากฏการณ์ฮอร์มีซิสในหลายกรณีในมนุษย์และสัตว์ที่สัมผัสกับรังสีไอออนไนซ์ในปริมาณต่ำเรื้อรัง ผู้รอดชีวิตจากระเบิดปรมาณูที่ได้รับรังสีในปริมาณสูงมีอายุขัยสั้นลงและอัตราการเสียชีวิตจากโรคมะเร็งเพิ่มขึ้น แต่ผู้ที่ได้รับรังสีในปริมาณต่ำมีอัตราการเสียชีวิตจากโรคมะเร็งต่ำกว่าค่าเฉลี่ยของชาวญี่ปุ่น^{[ 25 ] [ 26 ]}

ในไต้หวัน มีการใช้เหล็กที่ป นเปื้อนกัมมันตรังสี รีไซเคิล โดยไม่ได้ตั้งใจในการก่อสร้างอาคารอพาร์ตเมนต์กว่า 100 หลัง ทำให้ประชาชน 10,000 คนได้รับรังสีในระยะยาว อัตราปริมาณรังสีเฉลี่ยอยู่ที่ 50 มิลลิซีเวอร์ต่อปี และประชากรกลุ่มย่อย (1,000 คน) ได้รับปริมาณรังสีรวมมากกว่า 4,000 มิลลิซีเวอร์ในระยะเวลาสิบปี ในแบบจำลองเชิงเส้นแบบไม่มีเกณฑ์ ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยหน่วยงานกำกับดูแล คาดการณ์ว่าจะมีผู้เสียชีวิตจากโรคมะเร็งในประชากรกลุ่มนี้ 302 ราย โดย 70 รายเกิดจากรังสีไอออนไนซ์ส่วนเกิน และส่วนที่เหลือเกิดจากรังสีพื้นหลังตามธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม อัตราการเกิดโรคมะเร็งที่สังเกตได้นั้นค่อนข้างต่ำเพียง 7 ราย ในขณะที่แบบจำลอง LNT คาดการณ์ว่าจะมีผู้เสียชีวิตจากโรคมะเร็ง 232 ราย หากพวกเขาไม่ได้รับรังสีจากวัสดุก่อสร้าง ดูเหมือนว่าปรากฏการณ์ฮอร์มีซิสของรังสีไอออนไนซ์จะมีบทบาท^{[ 27 ]}

ไม่สามารถทำการทดลองใดๆ ได้โดยแยกอย่างสมบูรณ์ การสร้างเกราะตะกั่วหนาๆ รอบการทดลองปริมาณสารเคมีเพื่อขจัดผลกระทบของรังสีไอออนไนซ์นั้นต้องทำและควบคุมอย่างเข้มงวดในห้องปฏิบัติการ และแน่นอนว่าไม่ใช่ในภาคสนาม เช่นเดียวกันนี้ก็ใช้ได้กับการศึกษารังสีไอออนไนซ์เช่นกัน รังสีไอออนไนซ์จะถูกปล่อยออกมาเมื่ออนุภาคที่ไม่เสถียรปล่อยรังสีออกมา ทำให้เกิดสารใหม่สองชนิดและพลังงานในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าวัสดุที่เกิดขึ้นจะสามารถโต้ตอบกับองค์ประกอบสิ่งแวดล้อมใดๆ ก็ได้ และพลังงานที่ปล่อยออกมายังสามารถใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการโต้ตอบของรังสีไอออนไนซ์เพิ่มเติมได้อีกด้วย^{[ 28 ]}

ความสับสนที่เกิดขึ้นในด้านการสัมผัสในปริมาณต่ำ (รังสีและสารเคมี) เกิดจากการขาดการพิจารณาแนวคิดนี้ตามที่ Mothersill และ Seymory อธิบายไว้^{[ 29 ]}

ทหารผ่านศึกสงครามอ่าว (1991) ที่ประสบกับอาการป่วยเรื้อรังจากโรคสงครามอ่าว (GWI) มีแนวโน้มที่จะได้รับความเครียดจากสารเคมีที่เป็นพิษและ/หรือรังสี^{[ 30 ]} ผลกระทบ ที่ทำให้ดีเอ็นเอเสียหาย ( genotoxic ) จากการสัมผัสเช่นนี้ สามารถเอาชนะได้อย่างน้อยบางส่วนโดย เส้นทาง การซ่อมแซมการตัดนิวคลีโอไทด์ ของดีเอ็นเอ (NER) เซลล์น้ำเหลืองจากทหารผ่านศึก GWI แสดงให้เห็นระดับการซ่อมแซม NER ที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ^{[ 30 ]}มีการเสนอแนะว่าความสามารถ NER ที่เพิ่มขึ้นในทหารผ่านศึกที่ได้รับสารพิษนั้นน่าจะเป็นการตอบสนองแบบฮอร์เมติก นั่นคือ การตอบสนองการป้องกันที่เกิดขึ้นจากการสัมผัสในสนามรบ^{[ 30 ]}

หนึ่งในพื้นที่ที่มีการสำรวจแนวคิดของฮอร์มีซิสเพื่อการประยุกต์ใช้คือเรื่องการแก่ชรา^{[ 31 ] [ 32 ]}เนื่องจากความสามารถในการอยู่รอดขั้นพื้นฐานของระบบชีวภาพใดๆ ขึ้นอยู่กับความสามารถ ในการรักษา สมดุลภายในร่างกายนักชีววิทยาผู้สูงอายุจึงเสนอว่าการทำให้เซลล์และสิ่งมีชีวิตสัมผัสกับความเครียดเล็กน้อยควรส่งผลให้เกิดการตอบสนองแบบปรับตัวหรือแบบฮอร์มีซิสพร้อมประโยชน์ทางชีวภาพต่างๆ

ฮอร์เมซิสชี้ให้เห็นว่าสารอันตรายมีประโยชน์ มีข้อกังวลว่าแนวคิดนี้ถูกกลุ่มล็อบบี้ นำไปใช้ เพื่อลดทอนกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมของสารพิษบางชนิดที่เป็นที่รู้จักกันดีในสหรัฐอเมริกา^{[ 33 ]}

สมมติฐานเรื่องฮอร์มีซิส (Hormesis) ก่อให้เกิดข้อถกเถียงมากที่สุดเมื่อนำมาใช้กับรังสีไอออนไนซ์สมมติฐานนี้เรียกว่า ฮอร์มีซิสจากรังสี (Radiation Hormesis) สำหรับการกำหนดนโยบาย โมเดลการตอบสนองต่อปริมาณรังสีที่ยอมรับกันโดยทั่วไปในชีววิทยารังสีคือโมเดลเชิงเส้นแบบไม่มีเกณฑ์ (Linear No-Threshold Model: LNT) ซึ่งสมมติว่ามีความสัมพันธ์เชิงเส้นอย่างเคร่งครัดระหว่างความเสี่ยงของผลกระทบต่อสุขภาพที่ไม่พึงประสงค์จากรังสีและปริมาณรังสี นั่นหมายความว่าไม่มีปริมาณรังสีที่ปลอดภัยสำหรับมนุษย์

ถึงกระนั้น หลายประเทศรวมถึงสาธารณรัฐเช็กเยอรมนีออสเตรียโปแลนด์และสหรัฐอเมริกามีศูนย์ บำบัด ด้วยเรดอน ซึ่งหลักการทำงานหลักทั้งหมดคือการสันนิษฐานถึงปรากฏการณ์ฮอร์มีซิ สของรังสี หรือผลดีต่อสุขภาพของมนุษย์จากรังสีในปริมาณน้อย ในขณะเดียวกัน ประเทศอย่างเยอรมนีและออสเตรียก็ได้บังคับใช้กฎระเบียบต่อต้านนิวเคลียร์ที่เข้มงวดมาก ซึ่งถูกอธิบายว่าเป็นความไม่สอดคล้องกัน ที่เกิด จากความหวาดกลัวรังสี

สภาวิจัยแห่งชาติสหรัฐอเมริกา ( ส่วนหนึ่งของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติ ) ^{[ 34 ]}สภาแห่งชาติว่าด้วยการป้องกันและการวัดรังสี (หน่วยงานที่ได้รับมอบหมายจากรัฐสภาสหรัฐอเมริกา ) ^{[ 35 ]}และคณะกรรมการวิทยาศาสตร์แห่งสหประชาชาติว่าด้วยผลกระทบของรังสีไอออนไนซ์ ต่างเห็นพ้องกันว่าไม่มีหลักฐานที่ชัดเจนเกี่ยวกับปรากฏการณ์ฮอร์มีซิสของรังสี และกฎเกณฑ์ที่ชัดเจนสำหรับปริมาณรังสี

สภาแห่งชาติว่าด้วยการป้องกันและวัดรังสีซึ่งตั้งอยู่ในสหรัฐอเมริการะบุในปี พ.ศ. 2544 ว่าหลักฐานเกี่ยวกับฮอร์มีซิสของรังสีนั้นไม่เพียงพอ และหน่วยงานป้องกันรังสีควรดำเนินการใช้แบบจำลอง LNT ต่อไปเพื่อวัตถุประสงค์ในการประเมินความเสี่ยง^{[ 35 ]}

รายงานฉบับปี 2548 ที่ได้รับมอบหมายจากสถาบันแห่งชาติฝรั่งเศสสรุปว่าหลักฐานสำหรับการเกิดฮอร์มีซิสที่ปริมาณรังสีต่ำนั้นเพียงพอแล้ว และควรพิจารณา LNT ใหม่ในฐานะวิธีการที่ใช้ในการประเมินความเสี่ยงจากแหล่งกำเนิดรังสีระดับต่ำ เช่น คลังเก็บ กากกัมมันตรังสีใต้ดินลึก^{[ 36 ]}

ฮอร์เมซิสยังคงไม่เป็นที่รู้จักในหมู่สาธารณชนเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งจำเป็นต้องมีการเปลี่ยนแปลงนโยบายสำหรับสารพิษที่อาจเกิดขึ้นเพื่อพิจารณาความเสี่ยงจากการสัมผัสในปริมาณน้อย^{[ 37 ]}

• การจำกัดแคลอรี่
• ไมเคิล ริสโตว์
• ปรากฏการณ์เปตเคา
• ฮอร์มีซิสจากรังสี
• การสั่นพ้องแบบสุ่ม
• มิธริดาติซึม
• ซีโนฮอร์เมซิส
• ความต้านทานต่อความเปราะบาง
• การเติบโตหลังบาดแผลทางใจ
• ยูสเตรส

• สมาคมการตอบสนองต่อขนาดยาระหว่างประเทศ