Die Bedeutung der Gene für Ernährung und Gesundheit

Schleswig-Holsteinische Universitäts-Gesellschaft
Bad Oldesloe, 07.12.2009; Glinde, 08.12.2009
Die Bedeutung der Gene für Ernährung
und Gesundheit
Prof. Dr. Frank Döring
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Institut für Humanernährung und Lebensmittelkunde
Exzellenzcluster Inflammation at Interfaces
Abteilung Molekulare Prävention
www.molprev.uni-kiel.de

Prof. Dr. Frank Döring
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Der Vortrag möchte folgende Fragen beantworten
• Welche Ernährung ist für den Menschen „natürlich“?
• Welche Ernährung ist für den Menschen gesund?
• Was sind die wichtigsten Ernährungsrisiken?
• Welchen Einfluss hat die Ernährung der Mutter auf die Kinder?
• Welchen Einfluss haben die Gene auf das Körpergewicht?
• Was ist „Personalisierte Ernährung“?
• Sind „Funktionelle Lebensmittel“ nützlich?

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Welche Ernährung ist für den
Menschen „natürlich“?

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Ernährung in unterschiedlichen Kulturen
Mali
Einkommen/Woche: 6 Euro
Lebensmittelausgaben/W.: 2 Euro
Lebenserwartung: 54 Jahre
Ernährung:
• kohlenhydratreich
• Grad der Verarbeitung gering
• tägliche Sorge ums Essen

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Ernährung in unterschiedlichen Kulturen
Mongolei
Einkommen/Woche: 13 Euro
Lebensmittelausgaben/W.: 9 Euro
Lebenserwartung: 66 Jahre
Ernährung:
• kohlenhydratreich
• Grad der Verarbeitung gering
• Mahlzeiten in der Familie

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Ernährung in unterschiedlichen Kulturen
Türkei
Einkommen/Woche: 67 Euro
Lebensmittelausgaben/W.: 21 Euro
Lebenserwartung: 69 Jahre
Ernährung:
• viel Obst- und Gemüse
• Grad der Verarbeitung gering
• Mahlzeiten in der Familie

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Ernährung in unterschiedlichen Kulturen
Kuba
Einkommen/Woche: 25 Euro
Lebensmittelausgaben/W.: 18 Euro
Lebenserwartung: 76 Jahre
Ernährung:
• viel Obst
• Grad der Verarbeitung gering
• Mahlzeiten in der Familie

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Ernährung in unterschiedlichen Kulturen
USA
Einkommen/Woche: 645 Euro
Lebensmittelausgaben/W.: 39 Euro
Lebenserwartung: 77 Jahre
Ernährung:
• fettreich
• Grad der Verarbeitung hoch
• Essen immer und überall

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Ernährung in unterschiedlichen Kulturen
Japan
Einkommen/Woche: 633 Euro
Lebensmittelausgaben/W.: 62 Euro
Lebenserwartung: 80 Jahre
Ernährung:
• fettarm
• fermentiert
• funktionalisiert

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Traditionelle Ernährungsformen
Angaben in Energie-%
Ernährung in unterschiedlichen Kulturen
Normalkost in Deutschland 15 40 45

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Welche Ernährung ist für den Menschen
„natürlich“?
Die natürliche Ernährung des Menschen
ist „kultürlich“.
Der Stoffwechsel des Menschen ist
extrem anpassungsfähig und toleriert
sehr unterschiedliche Ernährungsformen.

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Welche Ernährung (und welcher
Lebensstil) ist für den Menschen
gesund?

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30 %
10-15 %
5 Portionen pro Tag
Obst und Gemüse
2-3 Liter Flüssigkeit
55-60 %
2x pro Woche
fetten Fisch
Ernährungsempfehlung
Fett
1g= 9 kcal
Eiweiß (Protein)
1g= 4 kcal
energiearm, ballaststoffreich,
vitaminreich
Kohlenhydrate
(+Ballaststoffe)
1g= 4 kcal

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www.molprev.uni-kiel.de Praktische Umsetzung der Ernährungsempfehlung
Wasser
O-Saft Putenbrustsalat* Milchreis+Frucht
20 g KH 60 g KH,25 g E,15 g F 26 g KH, 4 g E, 4 g F
106 g KH x 4=424 kcal= 60 % (50-60 %)
29 g Eiweiß x 4=116 kcal= 16 % (15-25 %)
19 g Fett x 9=171 kcal= 24 % (20-30 %)
711 kcal=100 %
*30 g Buttermilch-Frischkäse (6 % Fett), 0.5 EL Sahne-Meerrettich, 2 Scheiben Putenbrust, 75 g Nudeln,
0.5 mittelgroße Zwiebel, 40 g Kirschtomaten, 40 g Feldsalat, Bund Schnittlauch, 0.5 EL Balsamico-Essig,
0.5 3 EL Öl

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Praktische Umsetzung der Ernährungsempfehlung
g KH, kcal, % g Eiweiß , kcal, % g Fett, kcal, % kcal
Hawai 66, 264, 47 27, 108, 19 21, 189, 34 561
Käsequartett 60, 240, 36 33, 132, 19 33, 297, 45 669
Hawai-plus 99, 396, 57 27, 108, 16 21, 189, 27 693
+

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Mortalität
(pro 10.000 Personen/ Jahr)
100-
80-
60-
40-
20-
Bewegungsempfehlung
„genetisches Risiko“
niedrig
hoch
0-
Schlechte Fitness Gute Fitness
1500-2000 kcal/ Woche
6 Std. zügiges Gehen
6 Std. Golf
5-6 Std. Hausarbeit
4 Std. Tennis
3-4 Std. Schwimmen
3-4 Std. Radfahren
2-3 Std. Jogging
10 km= kgx10= kcal

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Gruppe I: Sportprogramm ohne zusätzliches Vitamin C und E
Gruppe II: Sportprogramm mit zusätzlichem Vitamin C und E
Verbesserung des Zuckerstoffwechsel,
Erniedrigung des Risikos für Diabetes Typ 2
nach-
vorher vorher
her
Gruppe I Gruppe II
Ristow M et al. PNAS 2009;106:8665-8670
Vitamin C und E: Nützlich für Sportler?
nachher
Sport
Vitamin
C und E
Oxidativer Stress
„Abwehr-Gene“
Stoffwechsel
verbessert
Erkrankungsrisiko

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Welche Ernährung (und welcher Lebensstil)
ist für den Menschen gesund?
Eine wasserreiche/ energiearme (5x pro Tag
Obst und Gemüse) Kost mit hochwertigen
Fetten (2x/ Woche fetten Fisch).
1500-2000 kcal/ Woche (z. B. jeden zweiten
Tag Sport, Radfahrt zur Arbeit) durch gezielte
Bewegung verausgaben. Hohe Gaben von
Vitamin C und E sind für Sportler eher
ungeeignet.

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Was sind die wichtigsten
ernährungsabhängigen Gesundheits-
risiken und wie können sie vermieden
werden?

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Gesundheitsrisiken durch Ernährung
Wahrgenommene Risiken
Genetisch veränderte Lebensmittel
Chemikalien in Lebensmitteln
Allergien
Vitaminmangel
Tatsächliche Risiken
Ernährungsverhalten
Bewegungsmangel
Fettaufnahme
Mikroorganismen

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Übergewicht und Fettsucht als ein weltweites
Ernährungsproblem
% Fettsucht
Folgen von Übergewicht und Fettsucht:
Diabetes Typ 2, Bluthochdruck, Herzinfarkt, Schlaganfall.

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Was sind die wichtigsten
ernährungsabhängigen Gesundheitsrisiken
und wie können sie vermieden werden?
Energiereiche Ernährung und
Bewegungsmangel
Übergewicht und Fettsucht
Diabetes Typ 2, Bluthochdruck, Herzinfarkt,
Schlaganfall
Vermeidung: FDH und LDD

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Welchen Einfluss hat die Ernährung der
Mutter bzw. Oma auf die Entstehung
von Übergewicht bei den Kindern bzw.
Enkeln?

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Ernährung während der Schwangerschaft
Kinder mit einem geringen Geburtsgewicht haben
häufiger Übergewicht
Kinder von Müttern, die während der Schwangerschaft
einen Energiemangel aufwiesen, haben häufiger
Übergewicht
Annahme: Energiemangel während der
Schwangerschaft bei den Müttern führt zu einer
besseren Futterverwertung bei den Kindern

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Ein spektakuläres Ernährungsexperiment
Normale
Ernährung
Normale
Ernährung
Normale
Ernährung
Test
Ernährung
Normale
Ernährung
Normale
Ernährung

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Welchen Einfluss hat die Ernährung der
Mutter bzw. Oma auf die Entstehung
von Übergewicht bei den Kindern bzw.
Enkeln?
Es gibt Hinweise, dass ein maternaler
Energiemangel während der
Schwangerschaft das
Übergewichtsrisiko der Kinder
begünstigt.

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Welchen Einfluss haben die Gene
auf die Entstehung von Übergewicht
und Diabetes Typ 2 ?

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Eineiige Zwillinge

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Leptinmangel – eine sehr seltene aber
therapierbare Form der Fettsucht
9 Jahre, 95 kg 10 J., 78 kg

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RR for Type 2 Diabetes
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
Das Risiko für Diabetes Typ 2 in Abhängigkeit von
der Fettaufnahme und einem Gen
Risiko für Diabetes Typ 2
Gen-Variante A
30 32 34 36 38 40
Fat Intake (% Energy)
Gen-Variante B
GG+GT
TT

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Nüchtern-Insulin-Spiegel [pM]
Das Risiko für Diabetes Typ 2 in Abhängigkeit von
der Fettaufnahme, der Bewegung und einem Gen
Genotyp für ein regulatorisches Gen (PPARγ2) des Fettstoffwechsels
Pro/Pro (80 %)
Pro/Ala oder Ala/Ala (20 %)

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Welchen Einfluss haben die Gene auf die
Entstehung von Übergewicht und Diabetes Typ 2 ?
30-70 % des Körpergewichts eines Menschen hängt
von den Genen ab.
Es gibt seltene Formen der Fettsucht, die von einem
Gen abhängig sind.
Das Wechselspiel zwischen den individuellen Genen
und der Ernährung (und Bewegung) kann das
individuelle Gesundheitsrisiko erklären.

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Was ist „Personalisierte Ernährung“ und
welche Bedeutung hat sie für die
Vorbeugung von ernährungsabhängigen
Erkrankungen?

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www.molprev.uni-kiel.de Die Idee der „Personalisierten Ernährung“ ist alt
Eine dünne, angespannte und nervöse Person mit der
Tendenz zu Yin-Mangel sollte mehr Nahrungsmittel zu sich
nehmen, die das Yin aufbauen wie z. B. Fleisch und
tierische Eiweiße.
Übergewichtige Personen sollten eben diese Produkte
sowie Süssigkeiten meiden.
Besteht im Alter ein Yang-Mangel, kann die mäßige
Einnahme von Alkohol das Yang wärmen.
Ist ein Yin-Mangel in dieser Lebensphase dominant,
empfehlen sich Mineralwasser oder Birnensaft.

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www.molprev.uni-kiel.de Das Konzept der „Personalisierten Ernährung“
Personalisierte Ernährung hat das Ziel auf der Grundlage
des individuellen Genoms, Ernährungsempfehlungen
auszusprechen, um das individuelle Erkrankungsrisiko zu
minimieren.
Dadurch soll das Erkrankungsrisiko Genotyp-abhängig
gezielt gesenkt werden. Gegenüber pauschalen
Ernährungsempfehlungen solle eine Personalisierte
Ernährung besser geeignet sein, Präventionsstrategien
frühzeitig einzuleiten und die Ressourcen des
Gesundheitssystems effektiver einzusetzen.

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www.molprev.uni-kiel.de Die Umsetzung der „Personalisierten Ernährung“

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Der Kit

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www.molprev.uni-kiel.de Die Vision der „Personalisierten Ernährung“
Lab-on-the-Chip
Personalisierter Lebens- und Ernährungsstil

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Was ist „Personalisierte Ernährung“ und welche
Bedeutung hat sie für die Vorbeugung von
ernährungsabhängigen Erkrankungen?
Personalisierte Ernährung hat das Ziel auf der
Grundlage des individuellen Genoms, Empfehlungen
auszusprechen, um das individuelle
Erkrankungsrisiko zu minimieren.
Das Konzept wird bereits von einer Reihe von
Firmen umgesetzt. Derzeit ist jedoch der Vorteil – im
Vergleich zu herkömmlichen Empfehlungen – kaum
erkennbar. Zukünftig dürften sich sinnvolle
Konzepte für Hochrisikopersonen ergeben.

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Sind „Funktionelle Lebensmittel“
nützlich?

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„Funktionelle Lebensmittel“ = Lebensmittel mit
Zusatznutzen
Die „funktionalisierte“ Margarine
enthält ein Gemisch von Phytosterolestern
senkt nachweislich den Cholesterinspiegel
(LDL) bei 25 g Aufnahme pro Tag
Menschen mit Phytosterolämie (Gendefekt)
dürfen die Margarine nicht verzehren (siehe
Beipackzettel!)
für Kinder ebenfalls ungeeignet
ca. 25 Millionen Entwicklungskosten
einige Phytosterolester waren/ sind (?) als
Medikament gegen einen hohen Cholesterinspiegel
bzw. gegen Prostatakarzinom
zugelassen

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Sind „Funktionelle Lebensmittel“
nützlich?
Funktionelle Lebensmittel sind für
bestimmte Personengruppen zur
Vorbeugung geeignet.
Eine klare Unterscheidung zwischen
normalen Lebensmitteln und
„Funktionellen Lebensmitteln“ erscheint
sinnvoll.

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Zusammenfassung
Der Stoffwechsel des Menschen toleriert sehr
unterschiedliche „kultürliche“ Ernährungsformen.
Bevorzuge eine wasserreiche/ energiearme (5x/ Tag Obst und
Gemüse) Kost mit hochwertigen Fetten (2x/ Woche fetten
Fisch).
Verausgabe 1500-2000 kcal/ Woche (z. B. jeden zweiten Tag
Sport, Radfahrt zur Arbeit) durch gezielte Bewegung.
Übergewicht ist - neben der Unterernährung – das zentrale
Ernährungsproblem weltweit.
Die Lösung des Problems durch FDH und LDD scheint
einfach zu sein.

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Zusammenfassung
Bei genauer Betrachtung des Übergewichtsproblems ergeben
sich eine Vielzahl von Ursachen. Folgende ausgewählte
Ursachen wurden dargestellt:
Energiemangel während der Schwangerschaft erhöht das
Übergewichtsrisiko der Kinder.
Das Wechselspiel zwischen den Genen und der Ernährung
kann das individuelle Gesundheitsrisiko erklären.
„Personalisierten Ernährung“ ist ein sinnvolles Konzept für
Hochrisikopersonen.
„Funktionelle Lebensmittel“ sind für bestimmte Personengruppen
zur Vorbeugung geeignet.

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Funktionelles Lebensmittel nach Mörike (1804-1875)
RR R R e e ss s s t t a a u u rr r r aa a a t t i i o o n
n
D D a a s s s s s ü ü ß ß e e ZZ Z e e u u g g o o h h n n e e S S a a f f t t u u n n d d K K r r a a f f t t ! !
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E E s s h h a a t t t m m ii i i r r a a ll l ll l l m m e e i i n n n G G e e d d ä rr r m e rr r s c h ll l a f ft .
EE E E s s r r o o cc c h h , , i i c c h h w w i ill ll ll d d e e s s H H e e n n k k e e r r s s s s e e i i n n ,
,
w w i i e e l l a a u u t t ee e r r ww w e e l l k k e e R R o o s s e e n n u u n n d
d
KK K a a m m i i ll l l l e e bb b l l ü m m e e l l e e i i n n .
M M i i r r w w a a r r d d d gg g g a a n n z z z ü b b e e l l , , m m a a u u s s e e r r i i gg
g , , dd d u u m m m m m ,
,
i i c c h h ss s a a h h m m i i c c h h h ss s c c h h n n e e l l l l n n a a c c h h w w a a s s
s
T ü c c h h tt t i i g g e e m m u u m m ,
,
li li ee e f f f i i n n d d e e n n GG G G a a rr r r t t e e n n h h i i n n tt t t e e rr r r m m m HH H a a u u s s s ,
,
z z o o g g e e i i n n e e n n h h e e r r z z h h aa a a ft ft e e n n R R e e t t t t ic ic h h a a u u s s ,
,