Von Jägern, Sammlern und echten Ernährungsproblemen

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Monika Lichtenberg
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1 Hannelore Daniel Lehrstuhl für Ernährungsphysiologie Von Jägern, Sammlern und echten Ernährungsproblemen

2 Die Evolution der Hominiden

3 Die Evolution der Hominiden ca. 2-3 Generationen ca. 300 Generationen ca Generationen heute Jahre Jahre Jetztzeiternährung Agrarproduktion/Domestikation ca Generationen Jahre ca Generationen Jahre Jäger/Sammlerkulturen Jahre Jahre ca Generationen Jahre

4 Paläolithikum Generationen zwischen Mangel und Überfluss (feast and famine)

5 Neolithikum 300 Generationen in weitgehender Konstanz der Nahrungsversorgung

6 Moderne 2-3 Generationen im Nahrungsüberfluss (nördliche Hemisphäre)

7 Welche Rolle spielte die Ernährung in der Evolution? Life and Food Science Center Weihenstephan Paläolithikum Generationen zwischen Mangel und Überfluss (feast and famine) Neolithikum 300 Generationen in weitgehender Konstanz der Nahrungsversorgung Moderne 2-3 Generationen im Nahrungsüberfluss (nördliche Hemisphäre)

8 Welche Rolle spielte die Ernährung in der Evolution? Selektionskriterien der evolutionären Entwicklung Bedrohung Reproduktion Klima Nahrung Genom Umwelt Körperbau Gehirnvolumen Thermoregulation Stoffwechsel

9 Ernährungsumwelt Nahrungsangebot Organismus Genselektion

10 Ernährungsumwelt Nahrungsenergie Stoffwechsel akute Anpassung Leber Glykogensynthese Nahrungsangebot hoch Organismus Fettgewebe Triglyceridspeicherung chronische Anpassung Genselektion Genexpression

11 Ernährungsumwelt Nahrungsenergie Stoffwechsel schnelle Anpassung HUNGER/FASTEN Organismus Genselektion langsame Anpassung

12 Ernährungsumwelt Stoffwechsel Energieaufnahme Energieverbrauch

13 Ernährungsumwelt Stoffwechsel Energieaufnahme Energieverbrauch

14 Ernährungsumwelt Stoffwechsel Energieaufnahme Körperfettmasse Energieverbrauch

15 Energiebilanzen in der Hominidenentwicklung Spezies Gewicht RMR TEE Ratio phys. Akvität kg kcal kcal TEE/RMR kcal Primaten (n-m) ca. 35 ca ca ca. 500 Australopithecus ca. 37 ca ca ca. 670 Homo habilis ca. 48 ca ca ca. 980 Homo erectus ca. 53 ca ca ca Homo sapiens (früh) ca. 57 ca ca ca rez. Jäger/Sammler ca. 53 ca ca ca Homo s. sapiens ca. 70 ca ca ca. 300 Bürokraft Läufer (12km/Tag) ca. 70 ca ca ca. 1100

16 Die zentrale Rolle des Depotfetts als Selektionsmarker Masse des Fettgewebes Leptin Empfängnis Schwangerschaft Selektion auf einen "Energiekonservierungsphänotyp" Genomreplikation (Generation)

17 Die zentrale Rolle des Depotfetts als Selektionsmarker

18 Die Entwicklung der Fettsucht und des Diabetes II als Kernproblem

19 Die Entwicklung der Fettsucht und des Diabetes II als Kernproblem 2000: 151 million 2010: 221 million Increase 46%

20 Ernährungsumwelt Vitaminzufuhr Mengenelemente Spurenelemente Nahrungskalorien Organismus Alkohol Fettqualität Ballaststoffe Genselektion

21 Markanteste Veränderungen der "Ernährungsumwelt" in der Hominidenentwicklung Paläolithikum Generationen zwischen Mangel und Überfluss (feast and famine) Moderne 2-3 Generationen im Nahrungsüberfluss (nördliche Hemisphäre) % der Energie % der Energie 100 mageres Wild Geflügel Eier Fisch 100 Cerealien Milch/-produkte isolierte KH isolierte Fette/Öle Alkohol 50 0 Früchte Gemüse (Wurzeln) Nüsse Honig 50 0 Fleisch Geflügel Fisch Früchte Gemüse Leguminosen

22 Markanteste Veränderungen der "Ernährungsumwelt" in der Hominidenentwicklung

23 Markanteste Veränderungen der "Ernährungsumwelt" in der Hominidenentwicklung rel. Veränderung Energieaufnahme Energieverbrauch Nährstoffdichte Ballaststoffgehalt primäre pathogenetische Faktoren Fettgehalt Fett (RATIO:SFA/PUFA) Paläolithikum Generationen Neolithikum 300 Generationen Moderne 2-3 Generationen

Markanteste Veränderungen der "Ernährungsumwelt" in der Hominidenentwicklung Die evolutionäre Pathogenese der ernährungsbedingten Erkrankungen primäre

24 Markanteste Veränderungen der "Ernährungsumwelt" in der Hominidenentwicklung Die evolutionäre Pathogenese der ernährungsbedingten Erkrankungen primäre pathogenetische Faktoren Übergewicht Fettmenge Nährstoffdichte Fettsäurenmuster Ballastoffmenge/-art Adipositas maligne Entartungen? NIDDM Herz-/Kreislauferkrankungen

Genetische Isolation und thrifty genes Paläolithikum 1.00.

25 Genetische Isolation und thrifty genes Paläolithikum Generationen Neolithikum 300 Generationen Moderne 2-3 Generationen genetischer Mix moderne Mutationen Migration genetische Isolation Indianer Amerikas Polynesier Aboriginals Australiens Identifizierung der Susceptibiltätsgene thrifty genotypes (archaisches Genom) Beispiel besonders hohe Inzidenz und Mortalität (2-4 fach) bei Adipositas, NIDDM, Hochdruck

Genetische Konservierung der thrifty genes (Beispiele) Region 20q13 Kandidaten-Gene für Adipositas aus Genom-Scan und linkage-analyse Variante aller Primaten Chromosom 20

26 Genetische Konservierung der thrifty genes (Beispiele) Region 20q13 Kandidaten-Gene für Adipositas aus Genom-Scan und linkage-analyse Variante aller Primaten Chromosom 20 arachaische Variante (AGT235T) apob-(codon 4154) Polymorphismus Hochdruck Region 1q42-q43 Angiotensinogen-Gen Mutationsanalyse Chromosom 1 out of Afrika-Migration neomorphe Variante (AGT235M)

27 Der moderne Mensch ist genetisch noch immer Jäger und Sammler und sein Nichtangepasstsein an die neue Ernährungsumwelt bedingt die Entwicklung der Fettsucht und der Folgeerkrankungen!

28 Der Jäger und Sammler in der Zukunft Da eine natürliche Anpassung des Genoms an die Ernährungsumwelt viel zu lange dauert, passen wir besser das Genom an!? Die genetische Synchronisation mit der Umwelt

29 Strategien zur Prävention und Therapie ernährungsbedingter Erkrankungen

30 Analyse eines individuellen Genoms Identifizierung von SNP s = individuelles Genom + Polymorphismen = individuelle Prädisposition

31 Analyse eines individuellen Genoms

Vom Gen-chip zur personalisierten Ernährung

Warenangebot Produktinformation Zentralrechner

32 Vom Gen-chip zur personalisierten Ernährung Ernährung Gesundheit transplantierter Laborchip Ernährung Persönlicher Einkaufsführer Krankenkasse (Beiträge) personaliertes Warenangebot Produktinformation Zentralrechner neuronales Netwerk Datenbanken Polymorphismen metabolic modeling Optimierung

33 Vom life style monitoring zur Interventionsgenomik Gesundheit Krankenkasse (Beiträge) Interventionsgenomik personalisierte Ernährung Laborchip Bewegungsmonitoring whole body health motinoring

36 Vielen Dank

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