Hormesis

Von verschiedenen homöopathischen Autoren wird das in der Toxikologie bekannte Phänomen der Hormesis als Erklärung des Ähnlichkeitsprinzips oder auch der Homöopathie insgesamt angeführt. Bisweilen wird die hormetische Wirkungsumkehr als Argument gegen die Unplausibilität der Homöopathie angeführt. Zuletzt wurde die Homöopathie mit Hormesis über die Experimente von Fred Wiegant und Roeland Van Wijk in Verbindung gebracht. Auch Iris Bell baut diese Annahme in ihr nanopartikelbasiertes Modell homöopathischer Arzneien ein.

Historisches

Arndt-Schulz-Regel

In der Mitte der 1880er Jahre beobachtete der Pharmakologe Hugo Paul Friedrich Schulz, dass chemische Desinfektionsmittel in niedrigen Dosen den Stoffwechsel von Hefe stimulieren, während sie ihn in höheren Dosen hemmen. Zusammen mit dem dem Psychologen Rudolf Arndt, ebenfalls an der Universität Greifswald tätig, formulierte er um 1900 die Arndt-Schulz-Regel: Schwache Reize fachen die Lebenstätigkeit an, mittelstarke Reize fördern sie, starke hemmen sie, stärkste heben sie auf. Schulz und Arndt dachten, das wissenschaftliche Prinzip hinter der Homöopathie entdeckt zu haben. Schulz vertrat diese Ansicht bis zu seinem Tod 1932. Von Anfang an griffen verschiedene Homöopathen diese Ansicht bereitwillig auf, unter anderem der deutsche Arzt August Bier. Heute ist bekannt, dass es viele Ausnahmen von der Arndt-Schulz-Regel gibt und diese kein allgemeines, für alle Substanzen geltendes Gesetz ist.

Typische hormetische U-Form der Dosis-Wirkungskurve (Bild: Homöopedia)

Hormesis – Definition

Der Begriff Hormesis wurde allerdings erst später geprägt, nämlich von Chester Southam, einem Doktoranden der Forstwirtschaft an der Universität von Idaho, der ihn sowohl in seiner Doktorarbeit 1941 als auch in einer Veröffentlichung 1943 benutzte. „Hormesis“ steht seitdem für Prozesse, in denen Zellen oder Organismen verschieden gerichtete Reaktionen zeigen, wenn sie wachsenden Dosen einer Substanz oder einer anderen Einflussgröße (zum Beispiel einem sensorischem Reiz) ausgesetzt werden. Hormetische Dosis-Wirkungs-Kurven zeigen eine charakteristische zweiphasige U- oder J-Form, oft eine stimulierende Wirkung bei niedrigen Dosen und eine hemmende Wirkung bei höheren Dosen.

Während das biologische Phänomen der Hormesis mittlerweile gut dokumentiert ist, wird sowohl seine Allgemeingültigkeit als auch seine Bedeutung unterschiedlich beurteilt.

Hormesis ist nicht Homöopathie

Unterschiede zwischen Hormesis und Homöopathie

Bereits der Professor und Pharmakologe Wolfgang Heubner (1877–1957) kritisierte in der Folge von August Biers Veröffentlichungen eine Verallgemeinerung der Arndt-Schulz-Regel heftig. Abgesehen davon, dass es nicht wirklich erstaunlich ist, dass Reizstoffe in sehr hoher Dosierung die Tendenz haben, organische Vorgänge zu schädigen oder sogar vollständig zu lähmen, wies er darauf hin, dass es schwer ist, allgemeingültige Gesetzmäßigkeiten in den Wirkungen verschiedenster Giftstoffe zu finden. Die von Arndt und Schulz gemachten Beobachtungen gelten nur für ganz bestimmte Arzneistoffe, aber keineswegs für alle.

Edward Calabrese, der sich jahrelang mit dem Phänomen der Hormesis beschäftigt hat, erteilt der Aussage, Hormesis sei in der Lage, eine Erklärung für die Homöopathie zu liefern, eine klare und wohlbegründete Absage:

Hormesis ist nicht Homöopathie
(…) Allgemein hatte die Arbeit von Schulz jedoch keinen Zusammenhang mit der Homöopathie. Sie beruhte auf der Bewertung des Dosis-Wirkungs-Kontinuums, betrachtete also Dosen, die die toxische Schwelle überschritten und die Dosen, die unmittelbar darunter liegen. Die hormetische Dosisreaktion ist eine normale Komponente der traditionellen Dosisreaktion. Eine Vielzahl experimentell gewonnener Daten haben gezeigt, dass adaptive Reaktionen in Dosen unmittelbar unter toxischen Schwellen beobachtbar sind. Dies ist die hormetische Zone, nicht eine Dosiszone mehrere Größenordnungen unterhalb der Schwelle bis in Konzentrationen hinein, bei der noch Moleküle vorhanden sein können oder auch nicht vorhanden sind. Der biologische Prozess der Hormesis ist mit dem rein menschengemachten Konstrukt der Homöopathie nur durch einen Fehler von Hugo Schulz verknüpft.

Gerade also die behauptete Wirksamkeit im Bereich der Hochpotenzen, in denen keine Moleküle der Wirkstoffe enthalten sind, kann auch durch das Phänomen der Hormesis nicht begründet werden: Organismen zeigen nur bei einigen bestimmten Stoffen hormetische Reaktionen und auch dies nur knapp unterhalb der bekannten pharmakologischen Bereiche. Wenn also überhaupt, so ist Hormesis bestenfalls mit der Verwendung niedrigster homöopathischer Potenzen in Verbindung zu bringen, nicht aber verallgemeinert oder für hohe Potenzen. Ähnliche Einschätzungen ziehen sich durch die gesamte Literatur. So schreibt beispielsweise Sergei Jargin:

Verallgemeinerungen des Hormesis-Phänomens, die zur Unterstützung der Homöopathie verwendet werden, sind unbegründet.

Zum gleichen Schluss gelangt John Moffett:

Trotz der oberflächlichen Ähnlichkeit der geringen Dosis des angewandten Reizes gibt es zwingende Gründe für die Aufrechterhaltung der Auffassung, Hormesis und Homöopathie als nicht verwandt anzusehen.

Auf derartige grundlegende Unterschiede zwischen Hormesis und Homöopathie weisen auch andere Autoren hin:

• Hormetische Effekte betreffen alle oder zumindest verschiedenste Organismen in gleicher Weise, während homöopathische Arzneien individuell unterschiedlich wirken sollen.
• Die Herstellung hormetischer Lösungen erfolgt über normale Verdünnung, während Homöopathika beim Prozess des Potenzierens nach strengen Vorschriften schrittweise verdünnt und verschüttelt werden. Dieser Herstellungsprozess ist obsolet, will man Homöopathika als hormetische Lösungen sehen.
• Hormetische Reaktionen sind oft schwach und von kurzer Dauer, während die Homöopathie behauptet, langfristige Heilwirkungen zu besitzen. Diese Darstellung ist also mit Hormesis nicht zu begründen.

Insgesamt sind also bestenfalls einige einzelne beobachtete Reaktionen auf ganz bestimmte homöopathische Niedrigpotenzen mit dem Phänomen der Hormesis zu begründen, sicher aber nicht die gesamte Homöopathie und ganz sicher nicht die wirkstofffreien Hochpotenzen.

Tiefpotenzen und postkonditionierte Hormesis

Entsprechend eingeschränkter wurde Hormesis mit Homöopathie zuletzt über einige von HomInt unterstützte Veröffentlichungen der Biologen Fred Wiegant und Roeland Van Wijk in Verbindung gebracht. Edward Calabrese sah in den zwischen 1997 und 1999 durchgeführten Experimenten der beiden Wissenschaftler Ähnlichkeiten zu seinen eigenen Arbeiten zur postkonditionierten Hormesis. In der Folge erschien ein umfangreicher BELLE-Newsletter mit dem Fokus auf diesem hypothetischen Berührungspunkt zwischen Hormesis und einigen Tiefpotenzen.

Beschreibung der Experimente

In den Arbeiten von Wiegant und Van Wijk werden aus Ratten gewonnene Tumorzellen unter Stress gesetzt: Ein moderater Hitzeschock verursacht in den Zellen die rasche Bildung von Hitzeschock-Proteinen („HSP“), was der Zelle hilft, danach kurzzeitig andernfalls tödliche Temperaturen zu überleben. Hitzeschockproteine unterstützen die Zelle bei der Regeneration, indem sie geschädigte Proteine stabilisieren und so der Zelle Zeit verschaffen, die geschädigten Proteine zu reparieren oder zu ersetzen. Die Produktion der Hitzeschockproteine zeigt somit auch die Regenerationsfähigkeit der Zelle an.

In den Experimenten von Wiegant und Van Wijk befinden sich die Zellen durch eine Vorschädigung (zum Beispiel durch eine temporär erhöhte Umgebungstemperatur von 42° C statt 37° C) in einem empfindlicheren Zustand. In diesem reagieren sie auf Reize, auf die sie normalerweise nicht reagieren würden. So reagieren die vorbehandelten Tumorzellen auch auf weitere, sehr niedrig dosierte Stressoren mit der Produktion von Hitzeschockproteinen, also einer Stimulation der Regeneration der Zelle. Neben einer leicht überhöhten Temperatur („homologer Stressor“) verwenden Wiegant und Van Wijk als Stressoren auch Arsen, verschiedene Schwermetalle (Cadmium, Quecksilber, Blei und Kupfer) und zwei Stoffe, die zu oxidativem Stress in den Zellen führen, nämlich Menadion (Vitamin K3) und Natriumdiethyldithiocarbamat (DDTC). Die Dosierung dieser Stressoren ist in der Experimentreihe so niedrig gewählt, dass sie bei nicht vorab gereizten Zellkulturen keine Reaktion mit Hitzeschockproteinen hervorrufen.

Es gibt verschiedene Familien der von den Zellen gebildeten Hitzeschutzproteine (nach ihrem Molekulargewicht unterschieden in HSP28, HSP60, HSP68, HSP70, HSP84 und HSP100), die differenziert in Reaktion auf verschiedene Stressbedingungen gebildet werden. Unterschiedliche Stressoren rufen also in den Zellen verschiedene Konzentrationen unterschiedlicher Hitzeschutzproteine hervor.

Im Rahmen der Testreihe wird nur ein Teil der durch milde Hitze vorgeschädigten Zellen danach mit verschiedenen niedrig dosierten Stressoren behandelt. Anschließend werden alle Zellen einem heftigeren Hitzeschock von 43,5° C ausgesetzt. Es zeigt sich, dass die zusätzlich mit niedrig dosierten Stressoren behandelten Zellen diesen Hitzeschock besser überstehen – und zwar umso besser, je ähnlicher das Muster an Hitzeschockproteinen, das der jeweilige Stressor erzeugt, dem des bei der Wärmebehandlung erzeugten Proteinmusters ist.

Von den Kulturen, die zwischen der ersten milden Wärmebehandlung und dem Hitzeschock unbehandelt bleiben, überleben den Hitzeschock nur 34 % der Zellen. Im Vergleich dazu überleben von den Kulturen, die dazwischen einer Temperatur von 39,5° (statt 37°) ausgesetzt werden, über 66 %. Das entspricht einer Steigerung der Überlebenswahrscheinlichkeit um einem Faktor von 1,95. Andere Stressoren, die ähnliche HSP-Muster anregen, erhöhen die Überlebenswahrscheinlichkeit ebenfalls. Bei Arsen liegt der ermittelte Faktor zum Beispiel bei 1,65, bei Menadion noch bei 1,45. Andere Stressoren induzieren in den Zellen eher von der Wärmebehandlung abweichende HSP-Muster – und führen zu schlechteren Steigerungen der Überlebensraten; so beträgt der Faktor bei Blei nur 1,17 oder bei DDTC nur 1,11.

Wiegant und Van Wijk interpretieren ihre Messreihe als einen Nachweis des homöopathischen Ähnlichkeitsprinzips, weil die Steigerung der Überlebensfähigkeit mit der Ähnlichkeit der Muster von Stressor und ursprünglichem Hitzeschock korreliert. Das Muster angeregter HSP-Familien, das ein bestimmter Stressor in den Zellen erzeugt, nennen sie dabei das „Arzneimittelbild auf Zellebene“. Sie sehen es also als Bestätigung des Ähnlichkeitsprinzips, dass niedrig dosierte Stressoren, die ähnliche HSP-Muster induzieren wie die vorherigen Stressbedingungen („kranker Zustand“), die Überlebenschancen der Zellen deutlicher erhöhen können als niedrig dosierte Stressoren, deren HSP-Muster von denen der Vorschädigung deutlicher abweichen.

Kritik an der Verbindung zur Homöopathie

Es gibt mehrere Gründe, warum die Experimente von Wiegant und Van Wijk keineswegs als allgemeine Bestätigung homöopathischer Grundprinzipien betrachtet werden können.

Erstens ergeben sich bereits in den Messreihen der Experimente Ausnahmen von der Ähnlichkeitsregel: Cadmium bildet mit einem Faktor von 1,10 das Schlusslicht der Substanzen, die die Überlebensfähigkeit erhöhen, weist aber dennoch eine bessere Ähnlichkeit der HSP-Muster auf (56,9 %) als andere getestete Stoffe. Überhaupt widersprechen die Ergebnisse der Homöopathie sogar, denn die mit Abstand beste Steigerung der Überlebensrate erzeugt derselbe („homologe“ oder „isopathische“) Stressor (Wärme). Würden die Messergebnisse wirklich konsequent interpretiert, dann müsste man die Homöopathie zugunsten der Isopathie aufgeben.

Zweitens testen die Autoren genauestens die Konzentrationen der verwendeten Stressoren aus, die sie in vitro anwenden müssen, um die beobachteten Effekte zu erzeugen. Das Verfahren, das sie dabei anwenden, widerspricht dem Prinzip der homöopathischen Arzneimittelprüfung: Sie wählen die Konzentrationen nämlich so, dass die HSP-Anregung nur im bereits vorab gereizten Zustand der Zellen erfolgt. Zellen, die vorher nicht wärmebehandelt wurden, reagieren auf die verwendeten Konzentrationen der Stressoren explizit nicht. Homöopathische Arzneimittelprüfungen – und damit die Ermittlung der Arzneimittelbilder – erfolgen aber sehr wohl auch durch Einsatz von Hochpotenzen. Hahnemann empfiehlt selbst in den letzten Auflagen des Organons die Verwendung der C30-Potenz.

Die ermittelten Konzentrationen liegen im mikromolaren Bereich (also um 1 μM = 0,000 001 mol/l) und unterscheiden sich auch von Substanz zu Substanz. Auch über diese Experimentreihe sind homöopathische Hochpotenzen, die vollkommen frei von Wirkstoffen sind, in keiner Weise zu rechtfertigen. Selbst mit typischen Niedrigpotenzen, von denen der Anwender auch nur wenige Globuli pro Tag einnimmt, ist es nicht möglich, eine mikromolare Konzentration der Wirkstoffe in jeder einzelnen Körperzelle zu erreichen. Bei Substanzen, die in der Homöopathie als Wirkstoff angesehen werden, die wir aber gleichzeitig in sehr viel höherer Menge mit der täglichen Nahrung zu uns nehmen (beispielsweise Kochsalz, „Natrium muriaticum“) ist es wiederum nicht möglich, mit den geringen Mengen aus den Globuli die sehr viel größeren Schwankungen aus der täglichen Ernährung zu überdecken.

Drittens sind die Lösungen, die in der Experimentreihe verwendet werden, einfache Verdünnungen und keinesfalls potenzierte (also schrittweise verdünnte und verschüttelte) Lösungen.

Die Autoren schreiben selbst:

Wir verwendeten Verdünnungen, die nicht einem bestimmten Potenzierungsverfahren unterzogen worden waren, sondern nach üblichen Laborverfahren verdünnt und verwirbelt wurden. Wir setzten auch keine Verdünnungen jenseits der Avogadrogrenze ein.

Wer sich bei einer Rechtfertigung der Homöopathie auf die Experimente von Wiegant und Van Wijk und die Hormesis beziehen möchte, muss gleichzeitig eingestehen, dass der homöopathische Herstellungsprozess („Potenzierung“) sinnlos und unnötig ist und dass die überwiegende Mehrzahl homöopathischer Verdünnungen und verwendeter Substanzen grundsätzlich nicht halten können, was sie versprechen: Mit der hormetischen Wirkungsumkehr ist im besten Falle nur die Wirksamkeit der wenigsten Homöopathika erklärbar: Bei Mittel- und Hochpotenzen liegen die in den Zellen des Patienten erreichbaren Konzentrationen zu weit entfernt vom pharmakologischen Einsatzbereich, um eine Hormesis-Reaktion hervorzurufen. Selbst bei niedrigen Potenzen ist bei sehr vielen Stoffen wie Kochsalz („Natrium muriaticum“), Zwiebel („Allium cepa“) und anderen in der Nahrung oder in der Umwelt eine genügend hohe Grundlast vorhanden, die die minimalen Schwankungen durch die Einnahme als Homöopathikum überdeckt und hormetische Reaktionen auf das Homöopathikum von vornherein ausschließt.

John Moffett nennt noch ein weiteres Argument gegen den Ansatz, Homöopathie als postkonditionierte Hormesis sehen zu wollen:

Die Homöopathie wurde unter dem vereinfachten und fehlerhaften Konzept entwickelt, dass die „sekundären“ Wirkungen eines Heilmittels immer einer Krankheit entgegenwirken würden, die den „primären“ Wirkungen des Heilmittels glich. Dies hat keine Ähnlichkeit mit dem Konzept der Hormesis, bei der die Dosis des Toxins oder Stressors der kritischste Faktor bei der Frage ist, ob das System positiv durch Anpassung reagiert, oder durch übermäßige Mengen der Toxine oder Stressoren beschädigt wird.

Das bedeutet vor allem: wäre die Homöopathie eine Form der postkonditionierten Hormesis, dann wäre zu erwarten, dass zahlreiche homöopathische Praktiker klinisch oder experimentell die korrekte niedrige Dosis einer Verbindung bestimmen könnten, die in der Lage ist, eine schützende, hormetische Antwort zu induzieren. (…) Sie würden ihre Zeit damit verbringen, sorgfältig die schützenden hormetischen Dosen der vielen Giftstoffe zu bestimmen, die sie heute noch jenseits der Avogadrogrenze anwenden. Sie hätten zeigen können, dass bestimmte Toxine in bestimmten Krankheitszuständen aufgrund spezifischer, adaptiver (sekundärer) Reaktionen nützlich waren, die klinisch oder experimentell gemessen werden könnten.

Stattdessen gibt es keine Einigung unter den Homöopathen über bestimmte Behandlungen oder Dosen homöopathischer Präparate für eine bestimmte Störung. (…)

Wenn Homöopathen und homöopathische Forscher, als sie die Homöopathie untersuchten, tatsächlich postkonditionierte Hormesis entdeckt hätten, wären sie nie und nimmer zu dem Schluss gekommen, dass eine weitere Verringerung der Dosis des Heilmittels de facto auf Null hinunter die Wirksamkeit beim Hervorrufen heilender sekundärer Effekte vergrößern würde.

Während bei der Hormesis also die Dosis eines Wirkstoffes bestimmt, ob dieser die Zellen weiter schädigt oder die Regeneration stimuliert, geht man in der Homöopathie bei allen eingesetzten Verdünnungen davon aus, dass sie sich positiv auf den kranken Organismus auswirken. Tatsächlich besteht die homöopathische Praxis ganz im Gegenteil aus tausenden Seiten von Symptomen, die ein Mittel laut der Repertorien heilt, aber keinerlei stringenter Literatur dazu, in welcher Dosis die Mittel genau einzusetzen seien. Die Homöopathen sind untereinander vollkommen uneins, ob nun grundsätzlich Hochpotenzen oder Tiefpotenzen anzuwenden seien und es gibt auch keine Forschungsanstrengung zur Klärung dieses Missstandes. Wie Moffett schreibt, ist dieser Umstand in der Homöopathie mit der Behauptung, es handele sich dabei um Effekte der Hormesis oder der eingeschränkten postkonditionierter Hormesis, nicht vereinbar.

Quellen- und Literaturangaben

Anmerkungen und Originalzitate