Das wissenschaftliche ABC gesunder Ern hrung - PD Dr. Alexandr Parlesak Universit t Hohenheim Institut f r Biologische Chemie und Ern ...
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Das wissenschaftliche ABC
‚gesunder‘ Ernährung
PD Dr. Alexandr Parlesak
Universität Hohenheim
Institut für Biologische Chemie
und Ernährungswissenschaft
Stuttgart, 14. November 2004
Gliederung ! Ernährung: Bedarf + Angebot ! Prävalenz der Adipositas ! Adipositas - Diabetes – Hypertonie - koronare Herzerkrankungen ! Dietätische Konsequenzen: Gewichtsreduktion, ω-3-Fettsäuren und Alkoholkonsum ! Ernährung und Krebs ! Sinnvolle Supplementierung: Jod
Was brauchen wir? ! Protein ! Kohlehydrate ! (Fette) ! 13 Vitamine ! Mineralstoffe, Spurenelemente ! Essentielle Fettsäuren ! Ballaststoffe (?)
Energiebedarf
• Grundumsatz (BMR, basal metabolic rate:
1600 – 1800 kcal) +
• Leistungszuwachs (PAL, physical activity
level: 20% - 140% der BMR)
Lebensweise PAL (kcal)
Liegend, sitzend 320 - 360
Sitzende Tätigkeit, wenig 640 - 900
körp. Freizeitaktivität
Überwiegend stehend/ 1200 - 1600
gehend tätig
Körperlich anstrengender 1600 - 2500
Beruf
Nahrungsaufnahme zur Deckung
des Energiebedarfs
10
8
Energiequellen:
6
kcal/g
Proteine 4
Kohlehydrate 2
Fette
0
Alkohol und
TE
L
YD N
TT
O
I
TE
A
organische Säuren
FE
H
R
O
O
LK
PR
H
A
N
LE
H
O
K
Änderung der Nahrungsaufnahme im
Verlauf der Menschheitsgeschichte
Fett Stärke Zucker Eiweiß
Ballast- 100
100 14 stoffe
10-15 12 90
15-20
90
2 5 12 Koch- 80
80 salz
Ballaststoffe (g/Tag)
20
70
% der Energieaufnahme
Kochsalz (g/Tag)
70 10
60
60 8
25-30 50
50 50-70
60-70
6 40
40
30
30 4
20
20 40+ 2
10
10 15-20
13 0 0
0 Jäger und Acker- Moderne
Jäger und Acker- Moderne
Sammler bauern Industrie-
Sammler bauern Industrie-
gesellschaft
gesellschaft
Folgen der veränderten
Nahrungszusammensetzung
! Optimierte Deckung und zeitliche
Ausgewogenheit des Bedarfs an
Protein – Energie - Mikronährstoffen
! Geringere Belastung mit (natürlichen)
Toxinen
! Anpassung an individuelle Bedürfnisse
eher möglich:
heute: ~ 2000-2400 kcal/Tag
vor ca. 100 Jahren: ~ 4000 kcal/Tag
Entwicklung des
durchschnittlichen
Todesalters in
Industrienationen
Wichtigste
Ursachen für die
gestiegene
Lebenserwartung:
• Verbesserte
Hygiene-
bedingungen
• Bessere Ernährung
Kalorienverzehr
und
Lebensdauer
Eine Reduzierung der
Kalorienzufuhr vor
allem im ersten
Lebensabschnitt erhöht
die Lebenserwartung
(bei Ratten, Hamstern, Mäusen).
Quelle: Pal Mod Aging Proc 1994
Wichtigste Todesursachen in
westlichen Industrienationen:
1. Koronare Herzerkrankungen
2. Krebs
3. InfektionskrankheitenGliederung ! Ernährung: Bedarf + Angebot ! Prävalenz der Adipositas ! Adipositas - Diabetes – Hypertonie - koronare Herzerkrankungen ! Dietätische Konsequenzen: Gewichtsreduktion, ω-3-Fettsäuren und Alkoholkonsum ! Ernährung und Krebs ! Sinnvolle Supplementierung: Jod
Das Maß des relativen Körpergewichts:
der ‚body-mass-index‘ (BMI)
Gewichtsreduktion empfohlen ab einem BMI von 25 kg/m²
(BMI: body-mass-Index=Körpermasse/Körpergröße²)
Körper- Gewicht
größe
BMI=25
Frau 1,68 70,6 kg
Mann 1,80 81,0 kg
BMI=30
Frau 1,68 84,7 kg
Mann 1,80 97,2 kg
25-30 >30
untergewichtig normalgewichtig übergewichtig adipösPrävalenz der Adipositas (BMI>30)
Japan
Schweiz
Holland
Schweden
Österreich
Frankreich
Italien
Dänemark
Deutschland
Finnland
Island
Spanien
Kanada
Tschechien
Neuseeland
Australien
Großbritannien
USA
0 5 10 15 20 25 30 35
%Prävalenz der Adipositas (BMI>30)
in den USA 1988
No DataPrävalenz der Adipositas (BMI>30)
in den USA 1989
No DataPrävalenz der Adipositas (BMI>30)
in den USA 1990
No DataPrävalenz der Adipositas (BMI>30)
in den USA 1991
No DataPrävalenz der Adipositas (BMI>30)
in den USA 1992
No DataPrävalenz der Adipositas (BMI>30)
in den USA 1993
No DataPrävalenz der Adipositas (BMI>30)
in den USA 1994
No DataPrävalenz der Adipositas (BMI>30)
in den USA 1995
No DataPrävalenz der Adipositas (BMI>30)
in den USA 1996
No DataPrävalenz der Adipositas (BMI>30)
in den USA 1997
No DataPrävalenz der Adipositas (BMI>30)
in den USA 1998
No DataPrävalenz der Adipositas (BMI>30)
in den USA 1999
No DataPrävalenz der Adipositas (BMI>30)
in den USA 2000
No DataPrävalenz der Adipositas (BMI>30)
in den USA 2001
No DataPrävalenz der Adipositas (BMI>30)
in den USA 2002
No DataPrävalenz der Adipositas (BMI>30)
in den USA 1991-2002
1991 1995
2002
No DataGliederung ! Ernährung: Bedarf + Angebot ! Prävalenz der Adipositas ! Adipositas - Diabetes – Hypertonie - koronare Herzerkrankungen ! Dietätische Konsequenzen: Gewichtsreduktion, ω-3-Fettsäuren und Alkoholkonsum ! Ernährung und Krebs ! Sinnvolle Supplementierung: Jod
Pathophysiologische Konsequenzen der Adipositas ! Bluthochdruck und koronare Herzerkrankungen (KHK); Plötzlicher Herztod: Adipositas bei ca. 25% der Fälle Ursache (Siegenthaler 2001) ! Pulmonale Dysfunktion: vermindertes expiratorisches Reservevolumen ! Gallensteine: häufigste gastrointestinale Komplikation bei Übergewichtigen ! Leberverfettung bei ca. 25-35% der Adipösen ! Krebserkrankungen: Niere, Dickdarm und andere Organe ! Diabetes Typ 2
Koronare Herzerkrankung Koronare Hererkrankung: durch verengte Herzkranzgefäße ver- ursachte Mangeldurchblutung des Herzmuskels Symptom: Angina pectoris Herz(Myokard-)infarkt: irreversibler Schaden des Herzmuskels durch Sauerstoffmangel bei Verschluss eines oder mehrerer Herzkranzgefäße
Entstehung einer Arteriosklerose
Einwandern von Monozyten Bildung von ‚Fatty streaks‘
Entstehung von Schaumzellen Fibröse Plaques
Quelle: http://www.cardio.bayer.com/de/diseases/coronary_heart_disease
Quelle:Dyslipidämie bei Adipositas
Bedeutung Veränderung
für KHK
HDL-Cholesterin Negativ
assoziiert
Triglyzeride Positiv
assoziiert
LDL-Cholesterin Positiv
assoziiertTriglyzerid- Konzentration im Serum nach Fettverzehr Quelle: Pal Mod Aging Proc 1994
Beeinflussbare Risikofaktoren für
koronare Herzerkrankungen
Adipositas
•zu hoher LDL-Cholesteringehalt im Blut
•Rauchen, Alkoholmissbrauch
•Bluthochdruck
•Diabetes mellitus
•Übergewicht
•Hyperurikämie (erhöhter Harnsäuregehalt im Blut)
•Stress
•Hyperhomocysteinämie
•diskutiert: ChlamydienGesamtmortalität und Hypertonie
Konsum von Kochsalz und Hypertonie Ein höherer Kochsalzkonsum bedingt eine höhere Prävalenz für Hypertonie.
Prävalenz von Diabetes Typ 2 bei Adipositas
30
25
20
% 15
10
5
0
5-10 10-20 20-30 30-40 40-50 >50
% über idealem Körpergewicht
Stumvoll et al. 2002; Med Welt 53:135-9Gewichtsreduktion senkt das Diabetes-Risiko ! Nurses-Health-Study: Gewichtsverlust um 11-19 kg ab dem 18. Lebensjahr über 12 Jahre: Reduktion des Diabetesrisikos um 77% ! Gastroplastik (Magenverkleinerung) bei adipösen Patienten (mittl. Gewichtsverlust: 23kg) reduziert die 2 Jahres-Inzidenz für Diabetes von 7,8% auf 0,5%. (Quelle: Lean et al. 1990: Diab Med 7:228)
Konsequenzen der Adipositas: Übersicht
Hypertonie
Mikro- und
Makro-
Diabetes ADIPOSITAS
angio-
pathien
DyslipidämieGliederung ! Ernährung: Bedarf + Angebot ! Prävalenz der Adipositas ! Adipositas - Diabetes – Hypertonie - koronare Herzerkrankungen ! Dietätische Konsequenzen: Gewichtsreduktion, ω-3-Fettsäuren und Alkoholkonsum ! Ernährung und Krebs ! Sinnvolle Supplementierung: Jod
Empfehlungen der DGE zur
Gewichtsabnahme
Die Empfehlungen der DGE zur Gewichtsreduktion
basieren auf folgenden Prinzipien:
•Allmähliche Umstellung der
Ernährungsgewohnheiten
•Dauerhafte Gewichtsreduktion
durch langfristige Kalorienreduktion
•Erreichen eines ausgewogenen Ernährung:
Kohlenhydrate: >50%
Protein: 7% der Kalorienzufuhr
Fett:Gesunde Ernährung:
landesspezifische Ansichtssache
D/CH/
WHO USA Spanien Italien
AUT
Kohlenhydrate
55 > 50 > 18 > 50 60
(%)
Protein (%) 10-15 7 8 8 8
Fett (%) < 30/35 < 30 < 30 < 30 < 30
Richtwerte für
10 10 25 - 10-15
Zucker (%)
Wein, Männer
300 200 300 600 450
(mL)
Wein, Frauen
300 100 150 300 350
(mL)
Quelle: Ernährungsgesellschaften der einzelnen LänderDiätetische Beeinflussung der Hypertonie
Hormone, die das Hungergefühl steuern
katabol, sättigend anabol, Hunger verursachend
(orexigen) (anorexigen)
Leptin Neuropeptid Y
Corticotropin-releasing Melanin concentrating
hormone (CRH) hormone
α-melanocyte-stimulating Agouti-related
hormone (α-MSH) protein
Bombesin Orexin A/B
Somatostatin Galanin
Cholecystokinin β-Endorphin
Thyrotropin-releasing hormone Dynorphin
Calcitonin-gene related peptide Growth hormone releasing hormone
Neurotensin Norepinephrine
Serotonin u. a.
u. a.Gliederung ! Ernährung: Bedarf + Angebot ! Prävalenz der Adipositas ! Adipositas - Diabetes – Hypertonie - koronare Herzerkrankungen ! Dietätische Konsequenzen: Gewichtsreduktion, ω-3-Fettsäuren und Alkoholkonsum ! Ernährung und Krebs ! Sinnvolle Supplementierung: Jod
Fisch und ω-3-Fettsäuren ! Wie kann man durch eine Veränderung der Nahrungszusammensetzung sein Risiko für die Entwicklung von KHK senken?
‚Nurses‘ Health Study‘: Fischverzehr und relatives
Risiko für koronare Herzerkrankungen*
(mit 95% Konfidenzintervall)
84 688 Teilnehmerinnen, 30-55 Jahre, 98 % Kaukasierinnen
0.66
> 4 × pro Woche
0.69
2-4 × pro Woche
0.71
1 × pro Woche
0.79
1-3 × pro Monat
Rel. Risiko 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20
RR=1,0: < 1 × pro Monat
*bereinigt für Alter, Rauchen, u. a. Risikofaktoren Hu et al. 2002; JAMA 287:1815ω-3-Fettsäuren in Fischöl
ω-3: Eikosapentaensäure (EPA)
Heringöl
HOOC
ω-6: Arachidonsäure
HOOC
gesättigt ω-9 ω-6 ω-3
Sonnenblumenöl Olivenöl Butterfett‚Nurses´ Health Study‘: Verzehr von ω-3-FS und
relatives Risiko für koronare Herzerkrankungen*
(mit 95% Konfidenzintervall)
84 688 Teilnehmerinnen, 30-55 Jahre, 98 % Kaukasierinnen
0,67
HOOC
0,24 %
0,68
HOOC
0,14 %
0,78
HOOC
0,08 %
0,93
0,05 %
Rel. Risiko 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20
RR=1,0: 0,03 % der gesamten Energiezufuhr
*bereinigt für Alter, Rauchen, u. a. Risikofaktoren Hu et al. 2002; JAMA 287:1815Intervention mit ω-3-Fettsäuren
" Gruppo Italiano per lo Studio della Sopravvivenza nell‘
Infarto miocardico (GISSI)
" Überlebende nach einem Herzinfarkt (85% Männer)
" Verum-Gruppe mit 1 g/d EPA/DHA (N=2836) vs.
Placebo-Gruppe (N=2828), Dauer: 42 Monate
" Nach 1 Jahr:
N (verstorben, Myokardinfarkt, Insult)
400
300
RR 0,79 (0,63-0,98)
200 pMetabolismus mehrfach ungesättigter
Fettsäuren (MUFS) in Vertebraten
Ω-6-Fettsäuren: Ω-3-Fettsäuren:
Arachidonsäure (20:4ω-6), Eicosapentaensäure(20:5ω-3)
Docosapentaensäure (22:5ω-6) Docosahexaensäure(22:6ω-3)
Cyclooxygenase I Cyclooxygenase II Lipoxygenase
! ! !
Thromboxane (ω-6) Prostaglandine (ω-6) Leukotriene (ω-6)
Thromboxane (ω-3) Prostaglandine (ω-3) Leukotriene (ω-3)
Metabolite aus ω-3-FS haben im Vgl. zu denen aus
ω-6-FS eine deutlich niedrigere pro-inflammatorische
und die Plättchenaggregation fördernde Wirkung.Weitere Wirkmechanismen von
ω-3-Fettsäuren
" Hemmen signifikant Plasma-Triglyzeridspiegel
" Bessere Resistenz des Herzmuskels gegen
durch Gefäßverschluss bedingten
Sauerstoffmangel
" Günstige Beeinflussung des LDL3/HDL2-
VerhältnissesGliederung ! Ernährung: Bedarf + Angebot ! Prävalenz der Adipositas ! Adipositas - Diabetes – Hypertonie - koronare Herzerkrankungen ! Dietätische Konsequenzen: Gewichtsreduktion, ω-3-Fettsäuren und Alkoholkonsum ! Ernährung und Krebs ! Sinnvolle Supplementierung: Jod
Alkoholgehalt von Getränken
1 Glas 1 Glas Wein 1 Glas
Bier Schnaps
Volumen 0,5 L 0,20–0,25 L 20 ml
Alkoholgehalt 4 Vol-% 14 Vol-% 40 Vol-%
Alkohol absolut 16 g 22–28 g 6,4 g
16Alkoholkonsum in
Deutschland (1)
Gesamt Liter/Einw./
(Liter/Jahr) Jahr
Bier 10.200.000.000 127,5
Wein 1.424.000.000 18,0
Spirituosen 472.000.000 6,3
Reiner
848.000.000 10,6
Alkohol
Deutsche Hauptstelle gegen die Suchtgefahren (Hrsg.) Jahrbuch Sucht 2001Alkoholkonsum in Deutschland
(2)
" Anteil der Bevölkerung " Anteil am Alkoholkonsum
SGB 1992/93
12 % 0%
38 % 8%
40 % 42 %
~230 g/d 10 % 50 %
~1600 kcal/dKann das sein?
4Alkoholkonsum und kumulative
Häufigkeit von Herzinfarkten
(Hein et al. 1993; Lancet 341:392)
Kumulative Häufigkeit über 4 Jahre 6
5
Infarkte
4
insgesamt
3
Infarkte mit
2 tödlichem
Verlauf
1
0
0 2- 18- 37- 61- >72
17 36 60 72 " Bei 280 Männern mit der
Alkoholkonsum Lewis-Blutgruppe Lea-/Leb-
[Gramm/Tag]
8Alkoholkonsum und relatives Sterberisiko durch
Herzinfarkt bzw. alle anderen Ursachen
(Gronbaek et al. 1995; BMJ 310:1165)
12850 Probanden (7217 Frauen), 12 Jahre Follow-up
2 2
1.8 1.8
1.6 1.6
Rei. Risiko (95%-KonfInt)
Rei. Risiko (95%-KonfInt)
1.4 1.4
1.2 1.2
Bier Bier
1 Wein 1 Wein
Spirituosen Spirituosen
0.8 0.8
0.6 0.6
0.4 0.4
0.2 0.2
0 0
0 0,4 1,7 12- 36- 0 0,4 1,7 12- 36-
24 60 24 60
Alkoholkonsum Alkoholkonsum
[Gramm/Tag] [Gramm/Tag]
9Metaanalyse: Wein, Bier oder Schnaps? Von 10 prospektiven Kohortenstudien zeigten jeweils eine inverse Assoziation zwischen dem Herzinfarkt-Risiko und " dem Weinkonsum: 4 Studien " dem Bierkonsum : 4 Studien " dem Konsum von Spirituosen : 4 Studien => Ein Großteil des beobachteten Nutzens ist auf den Alkohol selbst zurückzuführen. Rimm et al. 1996; BMJ 312:731 10
Hypothesen zur kardioprotektiven
Wirkung von Alkohol
" Erhöhung des gesamt-HDL, insbes. der
Fraktionen HDL2 und HDL3
" Hemmung der Thrombozytenaggregation
(Gerinselbildung)
" Stimulierung der Fibrinolyse (Auflösung von
Gerinseln)
11Alkoholkonsum und relatives Risiko für
ischämischen/hämorrhagischen Insult
(Stampfer et al. 1988; NEJM 319)
87526 Krankenschwestern, 4 Jahre follow-up, 66 Insulte
4
3.5
3
Rel. Risiko
2.5 Ischämischer
Schlaganfall
2
Subarachnoidale
1.5 Hämorrhagien
1
0.5
0
0Soziale Konsequenzen des
Alkoholmissbrauchs
" Probleme am Arbeitsplatz: eingeschränkte
Arbeitsfähigkeit, Abwesenheit, Kündigung
" Finanzielle Probleme
" Erscheinungsbild: Dermatosen und
Übergewicht => soziale Isolation
" Sexuelle Probleme:
Einschränkung der Leistungsfähigkeit
" Familiäre Probleme
" Konflikte mit dem Gesetz: Trunkenheit am
Steuer => Bußgelder, Führerscheinverlust,
Gefängnis
" Unfallgefahr durch Einschränkung des
Gesichtsfeldes und der Reaktionsfähigkeit
2613
Fazit:
Das Gefährliche bei der Propagation einer
gesundheitsfördernde Wirkung eines ‚mäßigen‘
Alkoholgenusses sind die daraus abgeleitete
Verallgemeinerung und Verharmlosung
unerwähnter Gefahrenpotentiale.
=>
Ein Realitätsverlust kann bereits vor dem
Alkoholgenuss stattfinden.
14Gliederung ! Ernährung: Bedarf + Angebot ! Prävalenz der Adipositas ! Adipositas - Diabetes – Hypertonie - koronare Herzerkrankungen ! Dietätische Konsequenzen: Gewichtsreduktion, ω-3-Fettsäuren und Alkoholkonsum ! Ernährung und Krebs ! Sinnvolle Supplementierung: Jod
Geschätzte Rolle von Umwelt- faktoren bei der Karzinogenese Wichtigste Faktoren: 1. Ernährung 2. Rauchen 3. Infektionen Quelle: Doll et al. J Natl Canc Inst 1981
Umwelt- und Erbfaktoren der Karzinogenese Quelle: Grundmann Dtsch Ärztebl 1994
Zeitfaktoren in der Karzinogenese Quelle: Kasper 2004
Altersstandardisierte Mortalitätsraten für Malignome Quelle: Levi et al. Lancet 1999
Synergistische Effekte von Rauchen und Alkoholkonsum bei der Entstehung von Malignomen der Speiseröhre Quelle: Tuyns et al. Nutr Cancer 1987
Fettkonsum und Mortalität durch Dickdarmkrebs Quelle: Wynder et al. Cancer Res 1975
Fettkonsum und Mortalität durch Dickdarmkrebs Quelle: Wynder et al. Cancer Res 1975
Modulation der Karzinogenese in der Lunge durch Gemüse Quelle: Hirayama Epid Diet Canc 1994
Reduktion des Krebsrisikos durch Ernährung 1. Übergewicht vermeiden 2. Fettverzehr reduzieren (< 30% der insgesamt zugeführten Energie) 3. Obst, Gemüse, Stärke- und Ballaststoff- reiche Lebensmittel bevorzugen 4. Gepökelte, gesalzene und direkt geräucherte Lebensmittel meiden 5. Schimmelige Lebensmittel meiden 6. Alkohol nur mäßig konsumieren
Gliederung ! Ernährung: Bedarf + Angebot ! Prävalenz der Adipositas ! Adipositas - Diabetes – Hypertonie - koronare Herzerkrankungen ! Dietätische Konsequenzen: Gewichtsreduktion, ω-3-Fettsäuren und Alkoholkonsum ! Ernährung und Krebs ! Sinnvolle Supplementierung: Jod
Häufigkeit der Struma (Kropf) in Deutschland
" in 90 % der Fälle ist
Jodmangel die Ursache
"jede 4. Operation in
Deutschland gilt der
Schilddrüse (2001)
Hötzel, 1992 9Nährstoffdichte von (magerem) Seefischfleisch
Protein
Ca2+
Mg2+
Fe2+/3+
Zn2+
Selen
Jodid
Vit. A
Vit. E
Vit. B1
Vit. B2
Vit. B6
Vit. B12
Folat
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
× empfohlene Nährstoffdichte (DGE)
Kübler und Adolf, 1991/ eigene Berechnungen 7Bedeutung einer Fischmahlzeit für die
Jodversorgung: Scholle vs. Rindfleisch
Aufnahme von Jod nach Verzehr von
3 Haupt- und 2 Zwischenmahlzeiten
- ohne (See-)Fischmahlzeit: ~ 84 µg
- mit 200g Schollenfilet: ~ 180 µg
Bedarf: 1-7 Jahre: 100-150 µg
8-13 Jahre: 150 µg
> 14 Jahre: 200 µg
http://www.schilddruese.net/oeffentlich/patienten/ernaehrung/jod_durchschnitt.php 8Sinnvolle Supplementierungen 1. Generell: Jodid, insbesondere im Süden Deutschlands 2. Unmittelbar nach der Geburt: Vitamin K 3. Frauen im gebärfähigen Alter: Folsäure 4. Frauen, postmenopausal: Vitamin D3/Kalzium 5. Ältere Menschen: Vit. B1, B6, B12, Folsäure
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