Schwangere hält glücklich ihren Bauch

Einfluss von Umwelt und Genen

Der Genpool des Menschen hat sich in den letzten Jahrzehnten nicht verändert. Aber durch die Art und Weise, wie Gene "genutzt" werden, können Menschen sich an eine sich verändernde Ernährungssituation anpassen.


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Abbildung 1: Nur ein geringer Anteil unserer lebenslangen Gesundheit wird durch unsere genetische Veranlagung zum Zeitpunkt unserer Konzeption bestimmt; den weitaus größten Einfluss haben Umweltfaktoren, die früh im Leben die prägenden Stoffwechselwege bestimmen [ 17 ].

Daraus ergibt sich, dass die genetische Veranlagung nur einen sehr kleinen Teil des Risikos erklärt, ob wir im Laufe des Lebens bestimmte Krankheiten erleiden oder nicht. Der Anstieg der Volkskrankheiten, auch nicht-übertragbare Krankheiten (engl. non-communicable diseases; NCDs) genannt, wie Übergewicht, Diabetes Typ 2 oder Herz-Kreislauf-Erkrankungen, in den letzten Jahrzehnten kann nicht allein durch "Vererbung" oder Lebensstilfaktoren erklärt werden. Zwar sind unsere Gene bereits zum Zeitpunkt der Konzeption festgelegt, unsere individuelle Entwicklung wird aber wesentlich von Umweltfaktoren früh im Leben beeinflusst. Dies gilt, auch wenn mittlerweile bestimmte Genregionen identifiziert worden sind, die im Zusammenhang mit Volkskrankheiten stehen.

Beispielsweise wurden bei Menschen aus dem asiatisch-chinesischem Raum mehr als 40 Genregionen für Diabetes Typ 2 identifiziert, die einen klaren Zusammenhang mit dieser Krankheit zeigen [ 1;2;3;4;5;6 ]. Trotzdem werden diesen Genregionen nicht mehr als zehn bis zwölf Prozent zugeschrieben, die Krankheit zu verursachen. Weiterhin kennt man mittlerweile mehr als 50 Body-Mass-Index (BMI)-assoziierte Genregionen [ 7 ], doch erklären diese nur etwa ein bis zwei Prozent der Veränderung eines normalen BMI [ 8;9 ].

Selbst wenn man die additiven Effekte der unterschiedlichen Genregionen berücksichtigt (eine Person kann mehrere Genmutationen aufweisen), hängt das Krankheitsrisiko letztlich von der Gen-Umwelt-Interaktion ab, nicht von der Genausprägung alleine [ 1;2;3;10 ]. Studien mit getrennt lebenden Zwillingen oder isoliert lebenden Bevölkerungen wie die Pima-Indianer lassen vermuten, dass diese Gen-Umwelt-Interaktion etwa zwei Drittel der Veränderung von BMI- und Stoffwechselrisikofaktoren ausmacht [ 10;11;12 ].

Aufgrund der vorher genannten Beispiele erscheint es evident, dass nur ein relativ kleiner Teil unserer lebenslangen Gesundheit durch unsere genetische Veranlagung zum Zeitpunkt unserer Konzeption bestimmt wird (Abb. 1). Wie gesund oder krank wir im Alter sind, wird allem Anschein nach zum größten Teil durch die Stoffwechselwege bestimmt, die bereits früh im Leben angelegt und die stark von Umweltfaktoren beeinflusst werden [ 13;14;15;16 ].

Epidemiologische, klinische und experimentelle Studien geben vermehrt Hinweise darauf, dass Expositionen, insbesondere die Ernährung während der pränatalen und frühkindlichen Entwicklung, einen entscheidenden, dauerhaften, geradezu prägenden Einfluss auf die spätere Entstehung von Übergewicht, Diabetes mellitus Typ 2 und hiermit assoziierte kardiovaskuläre Erkrankungen haben können [ 18 ].

Beispielsweise können eine unausgewogene Ernährung oder Schadstoffe zu Veränderungen der frühen Entwicklung in der embryonalen und fötalen Phase und in den ersten Lebensjahren führen. Diese Veränderungen können sogar über Generationen weitergegeben werden. Das heißt, dass Umweltfaktoren in frühen Lebensphasen mit beeinflussen, wie hoch das Risiko für eine genetisch veranlagte Krankheit ist. Von allen Umweltfaktoren ist die Ernährung am besten als Modulator der Gesundheit im späteren Leben dokumentiert [ 19 ].

Quellen
  1. Ng MC, T. C., Ho, J., Chan, A., Lee, H., Wang, Y., Lam, V., Chan, J., Ma, R. Implication of genetic variants near NEGR1, SEC16B, TMEM18, ETV5/DGKG, GNPDA2, LIN7C/BDNF, MTCH2, BCDIN3D/FAIM2, SH2B1, FTO, MC4R, and KCTD15 with obesity and type 2 diabetes in 7705 Chinese. J Clin Endocrinol Metab 2010;95:2418-25
  2. Ng, M., Tam, C., Lam, V., So, W., Ma, R., Chan, J. Replication and identification of novel variants at TCF7L2 associated with type 2 diabetes in Hong Kong Chinese. J Clin Endocrinol Metab 2007;92:3733-7
  3. Ng, M., Park, K., Oh, B., Tam, C., Cho, Y., Shin, H., Lam, V., Ma, R., So, W., Cho, Y., Kim, H., Lee, H., Chan, J., Cho, N. Implication of genetic variants near TCF7L2, SLC30A8, HHEX, CDKAL1, CDKN2A/B, IGF2BP2, and FTO in type 2 diabetes and obesity in 6,719 Asians. Diabetes 2008;57:2226-33
  4. Tam, C., Ma, R., So, W., Wang, Y., Lam, V., Germer, S., Martin, M., Chan, J., Ng, M. Interaction effect of genetic polymorphisms in glucokinase (GCK) and glucokinase regulatory protein (GCKR) on metabolic traits in healthy Chinese adults and adolescents. Diabetes 2009;58:765-9
  5. Tam, C., Ho, J., Wang, Y., Lee, H., Lam, V., Germer, S., Martin, M., So, W., Ma, R., Chan, J., Ng, M. Common polymorphisms in MTNR1B, G6PC2 and GCK are associated with increased fasting plasma glucose and impaired beta-cell function in Chinese subjects. PLoS One 2010;5:e11428
  6. Voight, B., Scott, L., Steinthorsdottir, V., Morris, A., Dina, C., McCarthy, M., investigators, M., Consortium, G. Twelve type 2 diabetes susceptibility loci identified through large-scale association analysis. Nat Genet 2010;42:579-89
  7. Choquet, H., Meyre, D. Genetics of Obesity: What have we Learned?. Curr Genomics 2011a;12:169-79
  8. Hebebrand, J., Volckmar, A., Knoll, N., Hinney, A. Chipping away the 'missing heritability': GIANT steps forward in the molecular elucidation of obesity - but still lots to go. Obes Facts 2010;3:294-303
  9. Choquet, H., Meyre, D. Molecular basis of obesity: current status and future prospects. Curr Genomics 2011b;12:154-68
  10. Bouchard, C. Childhood obesity: are genetic differences involved?. Am J Clin Nutr 2009;89:1494S-1501S
  11. Fraga, M., Ballestar, E., Paz, M., Ropero, S., Setien, F., Ballestar, M., Heine-Suñer, D., Cigudosa, J., Urioste, M., Benitez, J., Boix-Chornet, M., Sanchez-Aguilera, A., Ling, C., Carlsson, E., Poulsen, P., A, V., Z, S., TD, S., YZ, W., C, P., M, E. Epigenetic differences arise during the lifetime of monozygotic twins. Proc Natl Acad Sci U S A 2005;102:10604-9
  12. Ravussin, E., Bogardus, C. Energy balance and weight regulation: genetics versus environment. Br J Nutr 2000;83 Suppl 1:S17-20
  13. Gluckman, P., Hanson, M., Mitchell, M. Developmental origins of health and disease: reducing the burden of chronic disease in the next generation. Genome Med 2010;2:14
  14. Godfrey, K., Gluckman, P., Hanson, M. Developmental origins of metabolic disease: life course and intergenerational perspectives. Trends Endocrinol Metab 2010;21:199-205
  15. Hanley, B., Dijane, J., Fewtrell, M., Grynberg, A., Hummel, S., Junien, C., Koletzko, B., Lewis, S., Renz, H., Symonds, M., Gros, M., Harthoorn, L., Mace, K., Samuels, F., van Der Beek, E. Metabolic imprinting, programming and epigenetics - a review of present priorities and future opportunities. Br J Nutr 2010;104 Suppl 1:S1-25
  16. Lillycrop, K. Effect of maternal diet on the epigenome: implications for human metabolic disease. Proc Nutr Soc 2011;70:64-72
  17. Langley-Evans, S. Nutrition in early life and the programming of adult disease: a review. J Hum Nutr Diet 2014;Jan 31:doi: 10.1111/jhn.12212. [Epub ahead of print]
  18. Plagemann A, Dudenhausen JW. Ernährung und frühe kindliche Prägung. In: Ernährungsbericht 2008. DGE . Deutsche Gesellschaft für Ernährung e. V. 2008 Bonn, 271-300
  19. Darnton-Hill, I., Nishida, C., James, W. A life course approach to diet, nutrition and the prevention of chronic diseases. Public Health Nutr 2004;7:101-21

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