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Molekulare ErnährungProf. Dr. Frank Döringwww.molnut.uni-kiel.de
Institut für Humanernährung und Lebensmittelkunde
Nutrigenetik der Koronaren Herzkrankheit
DGE – Sektion Schleswig Holstein –Ernährungsfachtagung – Kiel, 26.10.2005
Empfehlenswerte Übersichtsarbeiten
Current Opinion in Lipidology 13:25ff (2002); Current Opinion in Lipidology 15:49ff (2004); Journal of Lipid Research 45:1793ff (2004)
Was ist Nutrigenetik?
Genmutationen und Genpolymorphismen
Krankheitsmutationen – Beispiel Lipoproteinlipase
Hochrisikopolymorphismen – Beispiel Apolipoprotein E
Risikopolymorphismen – Beispiel Folatstoffwechsel
Realisierte Anwendungen der Nutrigenetik
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Institut für Humanernährung und Lebensmittelkunde
Homocysteinäm
ie
GenomErnährung
Übergewicht Diabetes Typ 2 Alterung Geschlecht Rauchen
Nutrigenetik
Nutrigenetik – Einfluss der Ernährung auf ein Krankheitsrisiko unter Berücksichtung des
individuellen genetischen Makeups
monogen oligogen polygen
VerusachendeGene
Genetischer Hintergrund („minor factors“)
Umwelt/ Ernährung
Einzel-Gen-Effekt
(„leading factors“)
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Institut für Humanernährung und Lebensmittelkunde
Beispiel
Die Suche nach Krankheits-Mutationen und Risiko-Polymorphismen
Lipoproteinlipase Apolipoprotein E Fettassimilation
Folat-metabolismus
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Darm
Remnants
ApoE
Chylomikronen
Leber
LPL
LPL
LPLLipoproteinlipase(LPL)-Gen-Mutation: selten
Apolipoprotein E (ApoE)-Polymorphismus
ApoE2: sehr selten
ApoE3: häufig
ApoE4: ca. 15 % Träger
Krankheits-Mutation und Hochrisiko-Polymorphismus im Lipoproteinstoffwechsel
LDL HDL
%-ualer Unterschied Hochfett/ Niedrigfett
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Institut für Humanernährung und Lebensmittelkunde
Die Wirkung höherer Fettzufuhr ist auch vom ApoE-Polymorphismus abhängig
mehr als 5000 DNA-Proben: Kohorten MICK, KOPS, EPIC, KORA
Genotypisierungplattform Kiel: TaqMan, SNPlex
Gene der Fettassimilation im Fokus
Beispiel: Gen für Fettsäure-Bindungs-Protein 1 (FABP) – Dünndarm, Leber
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Institut für Humanernährung und Lebensmittelkunde Noch ein Beispiel für Gen-Ernährung-Interaktion
(vorläufige Ergebnisse, eigene Arbeiten, unveröffentlicht)
Die Daten können leider hier nicht gezeigt werden, da unveröffentlicht.
monogen oligogen polygen
VerusachendeGene
Genetischer Hintergrund („minor factors“)
Umwelt/ Ernährung
Einzel-Gen-Effekt
(„leading factors“)
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Institut für Humanernährung und Lebensmittelkunde
Beispiel
Die Suche nach Krankheits-Mutationen und Risiko-Polymorphismen
Lipoproteinlipase Apolipoprotein E Fettassimilation
Folat-metabolismus
Methionin-
synthase (B12)
Serin-OH-methl-
transferase (B6)
Methylentetrahydro-folatreduktase (B2, Niacin)
Methylentetra-hydrofolsäure
Tetrahydrofolsäure
Methyltetra-hydrofolsäure
Polymorphismus: 677C T (Ala Val)
Ala/ Ala: ca. 30 %
Ala/ Val: ca. 50 %
Val/ Val: ca. 20 %
Enzym mit Val: Km-Wert für FAD (B2) erhöht
Folate stabilisieren Enzym
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erhöhtes KHK-Risiko
B6 B2- und Folsäure-Gaben?
Dihydrofolsäure
Dihydrofolatreduktase(Niacin)
B2- und Folsäure-Gaben bei Risikopersonen?
dUMP
dTMP
Linus Pauling (Science 160, 265-271, 1968)
„...dysfunction may be due to mutationsthat affect Km of enzymes“
Roger Williams (60er Jahre):
„Individuality in nutritional needs is thebasis for the genetotrophic approach and for the belief that nutrition applied with dueconcern for individual genetic variations“
Enzymkinetik
[Cofaktor]
„normal“
Polymorphis
mus
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Institut für Humanernährung und Lebensmittelkunde Das Konzept der individualisierten
Ernährungstherapie ist alt
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Institut für Humanernährung und Lebensmittelkunde Das Konzept der individualisierten
Ernährungstherapie heute
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Das Konzept der individualisierten Ernährungstherapie heute
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Institut für Humanernährung und Lebensmittelkunde Das Konzept der individualisierten
Ernährungstherapie heute
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Institut für Humanernährung und Lebensmittelkunde Das Konzept der individualisierten
Ernährungstherapie heute
vollständige Erfassung der genetischen Individualität (alle Polymorphismen)
Polymorphismen-Kombination: derzeit kaum Konzepte
einige Polymorphismen (z. B. Folatstoffwechsel)
Nutzung in der Ernährungsberatung: im Hochpreissektor
Identifizierung von einigen Hochrisiko-Polymorphismen (z. B. ApoE4)
Breitere Anwendung: Medizin (z. B. LDL-Rezeptor, Lipoproteinlipase)
Gendiagnostik-Gesetz in Vorbereitung
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Institut für Humanernährung und Lebensmittelkunde
Eine Prognose: In den nächsten 10 Jahren…
Personalisierter Lebens- und Ernährungsstil
Lab-on-the-Chip (Agilent)
Nutrigenetik
Iteration
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Institut für Humanernährung und Lebensmittelkunde Personalisierte Ernährungs-
Lebensstilintervention – schöne neue Welt?
TA Daniela Stengel
Dipl. oec. troph.
Maja KlapperFettsäurebindungsproteine
Dipl. oec.troph.
Beret MartenHumangenetik
BSc Kristin WeidnerProteinexpression
Dipl. oec. troph.
Christina VockRNA-Interferenz
Dipl. biol. Inka Lindner
Medium-Acyl-CoA-Synthetase
TA Yvonne Dignal
Dr. Inke NitzNutrinformatik
Acyl-CoA-Bindungprotein
BSc Mike BöhmePromotoraktivität
Molekular-/Zellbiologie
Kieler Netzwerk
Nahrungsfette und Stoffwechsel
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Institut für Humanernährung und Lebensmittelkunde
KooperationenProf. Schrezenmeir, Dr. Helwig, Dr. Rubin (BFEL)Prof. Schreiber (CAU Kiel)Prof. Boeing (DIFE)Dr. Illig (GSF)
The Molecular-Nutrition-Group