L’âge scientifique d’un concept ancien: l’hormèse

Quand une petite dose a le pouvoir de guérir

«Snap the Whip» de Winslow Homer, 1872, l’un des favoris d’Homère. Les parents ne doivent pas surprotéger leurs enfants des petits stress de la vie. Il peut y avoir une «bénédiction dans un genou écorché».

Source: Metropolitan Museum of Art, domaine public

«Si les parents se précipitent pour les aider à sortir de la détresse, les enfants n’ont pas l’occasion d’apprendre qu’ils peuvent souffrir et se rétablir seuls», écrit Wendy Mogel dans son livre intitulé « La bénédiction d’un genou écorché». (2001) Elle a ajouté: «Les parents doivent préparer les enfants à des conditions difficiles en leur apprenant à tolérer certains stress et extrêmes. à travers une blessure “( Préface à Twilight of the Idols ) et à sa maxime plus couramment citée,” Ce qui ne me détruit pas me rend plus fort. “( Maxims et Flèches , tiré de Twilight of the Idols). , une perturbation de l’homéostasie) avec laquelle un enfant ou un adulte peut faire face avec succès, est une marque de résilience. (Pour une discussion plus approfondie du stress, voir mon précédent blog, The Obliterative, Dislocating Effects of Stress, https://bit.ly/2C7UeWO.)

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Paracelsus, alchimiste et médecin né en 1493, qui croyait que l’alchimie était censée être utilisée pour préparer des médicaments.

Source: Images Wellcome Trust, domaine public

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Quantifier l’exposition implique le concept de dose et a été décrit à travers l’histoire. Les anciens Grecs ont écrit «Rien dans l’excès» sur le temple d’Apollon à Delphes. (Tsatsakis et al., Rapports de toxicologie , 2018), et Paracelsus, alchimiste et médecin du XVIe siècle, ont écrit: «Toutes choses sont du poison et rien n’est sans poison; seule la dose ne constitue pas un poison. »(cité dans Gohlke et Allison, Obesity , 2013; Pai-Dhungat et Parikh, Journal de l’Association des médecins de l’Inde , 2015). C’est Claude Bernard, physiologiste du milieu du XIXe siècle, qui a écrit le premier sur la relation dose-effet. (Tsaksakis et al, 2018)

Plus tard au 19ème siècle, Hugo Schulz, professeur de pharmacologie et travaillant avec la levure, a noté qu’environ une douzaine de désinfectants semblaient stimuler la levure à de faibles concentrations tout en inhibant son métabolisme à des concentrations plus élevées. (Calabrese, Mutation Research , 2002; Calabrese, Journal international des sciences moléculaires , 2018) Schulz a interprété cette réponse biphasique comme le “principe explicatif” de l’homéopathie. (Calabrese, Microbial Cell, 2014.) L’homéopathie est une branche d’étude, proposée pour la première fois par le médecin Samuel Hahnemann (1755-1843), dont les principes fondamentaux sont «similaires à ceux des remèdes similaires» et aux substances capables de conserver leur efficacité biologique, même après des essais répétés substantiels. dilutions. (Ernst, British Journal of Clinical Pharmacology , 2002) Considérée à présent comme une pseudoscience dont les résultats ne sont pas meilleurs que le placebo, elle était extrêmement controversée et représentait alors une menace majeure pour la médecine traditionnelle. (Ernst, 2002) En identifiant sa réponse biphasique avec l’homéopathie, Schulz a commis une erreur de fin de carrière. Il a été complètement discrédité et marginalisé par ses collègues médecins et, avec lui, par sa découverte. (Calabrese, 2014) Pendant des décennies, les chercheurs et les cliniciens ont admis que la dose de médicament suivait un schéma linéaire, «générant une énorme ignorance quant à la connaissance des réactions dans la plage des faibles doses». (Bhakta-Guha et Efferth, Pharmaceuticals , 2015)

Samuel Hahnemann, médecin et fondateur de l’homéopathie, est désormais considéré comme une pseudoscience dont les résultats ne sont pas meilleurs que le placebo. Cette statue en bronze de Charles Henry Niehaus a été consacrée en 1900 et lui est dédiée à Scott Circle, à Washington, DC.

Source: Wikimedia Commons / sous licence Creative Commons Attribution 2.0 Generic

Ce n’est que lorsque le chercheur Charles Southam a entrepris une thèse sur la foresterie (1941) que le concept de ce que l’on a appelé une courbe dose-réponse a été ressuscité. Southam, qui devint plus tard médecin, étudia les effets d’un extrait de cèdre rouge de l’Ouest sur les champignons invasifs. Il a découvert qu’un extrait d’eau chaude de cet arbre était toxique pour les champignons, mais après plusieurs dilutions (c’est-à-dire une concentration très faible), ce même extrait stimulait en réalité la croissance des champignons. Sa thèse initiale, dans laquelle il utilisait pour la première fois le terme hormesis , du grec ancien, empressement, impulsion, mise en mouvement (Tsatsakis et al, 2018) est disponible sur Internet (voir Stone et al, Dose Response , 2018 pour plus de détails). lien) et plus facilement accessible que le papier qu’il a publié avec John Ehrlich dans la revue Phytopathology en 1943 (toujours en attente d’un prêt entre bibliothèques!)

Le concept d’hormesis a connu une «résurgence» dans les années 1980 lorsque l’Environmental Protection Agency (EPA) et d’autres organismes de réglementation se sont intéressés à l’estimation des risques de cancer et ont utilisé l’hormesis pour interroger, après une contamination toxique, «Comment propre est-il propre?» (Calabrese, 2002)

Bien que certains chercheurs soutiennent qu’il n’existe pas de définition claire de l’hormesis (Mushak, Science de l’Environnement total, 2013; Tsatsakis et al, 2018), la plupart acceptent qu’elle «définisse une relation dose-réponse en deux phases» dans laquelle stimulent un effet bénéfique et des doses élevées ont un effet inhibiteur ou toxique. (Zimmermann et al, Microbial Cell, 2014) Mais tous ne s’accordent pas pour dire que la stimulation à faible dose est nécessairement un effet bénéfique et que «la stimulation ne doit pas être confondue avec le bénéfice». (Mushak, 2013) Par exemple, lorsque les bactéries sont traitées avec un ” sous-létale »d’antibiotiques, ils peuvent développer« une poussée de populations résistantes ». (Zimmermann et al, 2014)

«La danse de la mort: l’apothicaire», aquatinte colorée de Thomas Rowlandson, 1816. «J’ai un secret pour guérir chaque maladie…»

Source: Wellcome Trust Images, sous licence Creative Commons 4.0.

Cependant, en général, l’ hormesis est considéré comme une eustresse – un bon stress – et peut s’appliquer non seulement aux toxines, mais également à d’autres perturbations de l’homéostasie, notamment celles provoquées par des contraintes chimiques, thermiques et radiologiques. (Murugaiyah et Mattson, Neurochemistry International , 2015; Gemmes et Partridge, Cell Metabolism , 2008) Par exemple, il reflète la résilience acquise (analogue au concept d’ immunité acquise ) (Stone et al 2018) qui se développe avec de faibles doses de lumière solaire, composés phytochimiques, exercice et restriction calorique associés à une nutrition adéquate, c’est-à-dire «les stress de la vie quotidienne» (différenciés de très fortes doses de ces mêmes stress toxiques). Cela peut même aider à expliquer la prétendue hypothèse d’hygiène , à savoir: que les allergies et l’asthme sont plus fréquents aujourd’hui parce que les enfants sont initialement moins exposés à certains agents pathogènes. (Gems and Partridge, 2008) Hormesis crée une courbe dose-réponse typique en forme de U ou en forme de J (ou inversée) (Stone et al, 2018), parfois appelée courbe bimodale ou bidirectionnelle. .

Le plus grand cèdre rouge occidental connu. C’est sur un extrait de cèdre rouge de l’Ouest que Southam a expérimenté sur des champignons et a découvert une stimulation à faible dose et une inhibition à haute dose, le motif qu’il a appelé «hormesis». Photo de Wsiegmund.

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Cette relation dose-réponse de Hormesis a été qualifiée d’aspect «l’aspect le plus important en toxicologie» et elle a été ignorée pendant tant d’années comme un «angle mort historique en toxicologie». (Calabrese, EMBO Reports, 2004). implications significatives »pour le développement de médicaments et la résistance à la maladie, il est enfin« arrivé à l’âge adulte »(Calabrese, 2018). Par exemple, de nombreux médicaments, y compris ceux utilisés pour traiter l’anxiété, l’épilepsie et la maladie d’Alzheimer, présentent des caractéristiques hormonales. (Calabrese, 2018) Il en va de même pour la production de cortisol dans notre corps: nos glucocorticoïdes ont des effets biphasiques, notamment un rôle dans l’amélioration de la fonction synaptique et de la plasticité adaptative (par exemple, dans le remodelage dendritique.) (McEwen , Chronic Stress , 2019)

Un patient souffrant des effets indésirables du traitement à l’arsenic. Lithographie colorée, ca. 1850. Parfois, une très petite dose d’une substance peut être thérapeutique, tandis qu’une grande dose peut être toxique. Crédit: James Morison.

Source: Images Wellcome Trust / Domaine public

L’aspect le plus prévisible de l’hormèse est que ses effets stimulateurs à faible dose sont «généralement modestes», mais que la réponse est indépendante du modèle biologique, du paramètre final ou de l’agent inducteur. (Calabrese, 2018) En raison de la réponse modeste, l’hormèse peut ne pas être détectée ou être difficile à reproduire et sa détection dépend de la qualité du protocole de recherche, du nombre de doses / concentration, de l’espacement des doses lors de l’administration de la faible dose, et la puissance statistique de l’étude. (Calabrese et Mattson, Nature Partner Journals , 2017) De plus, il existe plusieurs types de dosage, y compris la dose d’exposition, la dose absorbée, la dose administrée et la dose biologiquement efficace. (Tsatsakis et al, 2018)

Bocal à médicaments pour comprimés de mercure, Italie, 1731-1770. Il y a des années, le mercure était utilisé pour traiter la syphilis, mais il est clair qu’il est très toxique à fortes doses.

Source: Images Wellcome Trust, Science Museum, Londres.

Conclusion : la courbe dose-réponse de l’hormèse, reflétant une stimulation bénéfique à faible dose et une inhibition à forte dose (toxicité), a souvent été négligée ou ignorée pendant des années en raison de son association initiale avec la pseudoscience de l’homéopathie. Bien que les recherches impliquant un extrait d’arbre dilué et son effet sur les champignons envahissants au début des années 1940 aient suscité un regain d’intérêt pour le phénomène de la relation dose-réponse, ce n’est que dans les années 1980, dans le contexte des polluants environnementaux, que l’hormèse a été largement étudiée. Aujourd’hui, il existe littéralement des milliers d’exemples de hormesis. Le concept peut même être pertinent pour l’éducation des enfants: permettre aux enfants de faire l’expérience d’un peu de stress, comme un genou écorché, peut leur permettre de supporter une exposition à des stress beaucoup plus importants dans la vie. Parfois, une blessure pousse la vigueur et une petite dose a le pouvoir de guérir.