Ernährung, Stress, Angst und Depression: Brain Food? Prof

Ernährung, Stress, Angst und
Depression: Brain Food?
Prof. Dr. med. Hartmut Schächinger
Symposium
7th Swiss Forum for Mood and
Anxiety Disorders (SFMAD)
Depression, Angst und Altern
Zürich, Donnerstag, 14. April 2016
Schweizerische Gesellschaft für Angst und Depression  SGAD  SSAD
Geschaftssstelle  Ringstrasse 70  8057 Zürich  [email protected]  www.sgad.ch
Ernährung, Stress, Angst und
Depression: Brain Food?
Prof. Dr. med. Hartmut Schächinger
Leiter der Abt. für klinische Psychophysiologie
Universität Trier, Deutschland
Was ist Brain Food ?
2
IQ &
Demenz
3
Anthropology of Depression and Anxiety
By Lokal_Profil, CC BY-SA 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=8962872
[…] underlines the prevalence of
depression and anxiety disorders
across all cultures and nations
[…] cultural differences exist in
symptom presentation […]
4
Molière
(eigentlich Jean-Baptiste Poquelin)
französischer Dichter
(1622 - 1673)
Wenn ich gut gegessen habe,
ist meine Seele stark und
unerschütterlich; daran kann
auch der schwerste Schicksalsschlag nichts ändern.
5
6
Physiologische Grundlagen
Die Entwicklungsgeschichte
der Wirbeltiere beginnt vor
ca. 550 Mio. Jahren.
7
Evolution der Wirbeltiere
Mammals
Birds
Reptiles
Amphibians
Bony fish
Cart.
Agnatha
Benton, M. J. (1998) The quality of the fossil record of vertebrates
KT Massenextinktion
-66
-251 Perm ME
-375 Tetrapoda
Kambrische
-542 Explosion
8
Evolution der Wirbeltiere
Mammals
Birds
Reptiles
Amphibians
Bony fish
Cart.
C
Agnatha
Benton, M. J. (1998) The quality of the fossil record of vertebrates
KT Massenextinktion
-66
-251 Perm ME
-375 Tetrapoda
Kambrische
-542 Explosion
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Evolution der Wirbeltiere
Mammals
Birds
Reptiles
Reptiles
Amph
hibian
ns
Amphibians
Bony
B
ony fish
h
Cart.
C
aart..
Agnatha
Benton,
Be
B
en
ent
ntton
on, M.
M JJ.. ((1
(1998)
1998)) TThe
he quality
tyy o
off the fossil record of ver
vertebrates
rt
-66
KT Massenextinktion
-251 Perm ME
-375 Tetrapoda
Kambrische
-542 Explosion
10
Telencephalon
Evolution
der Wirbeltiere
- ursprünglicher Hippocampus & Amygdala
R
eptiles
Reptiles
Amph
hibian
ns
Amphibians
Mammals
Birds
Bony
B
ony fish
h
Tel-/Diencephalon
-66
KT Massenextinktion
- Anlage der Basalganglien
Cart.
C
aart..
Agnatha
Benton,
Be
B
en
ent
ntton
on, M.
M JJ.. ((1
(1998)
1998)) TThe
he quality
tyy o
off the fossil record of ver
vertebrates
rt
Effektive Bluthirnschranke
-251 Perm ME
-375 Tetrapoda
Kambrische
-542 Explosion
11
Kompartimente & Bluthirnschranke
BBB
IVF
IZF
4%KG
4
40%KG
ISF
17%KG
TZF
3%KG
EZF25%KG
12
Evolution der Wirbeltiere
Wechsel von Glia- zu einer
Endothel-Bluthirnschranke
Mammals
Birds
Reptiles
Amphibians
Bony fish
Cart.
Agnatha
Benton, M. J. (1998) The quality of the fossil record of vertebrates
-66
KT Massenextinktion
-251 Perm ME
-375 Tetrapoda
Kambrische
-542 Explosion
13
Bluthirnschranke
14
Bluthirnschranke
15
16
Erfolgsstory: wachsendes Gehirns
© Eric Tscherne (GEO.de)
17 17
Optimiertes (Primaten-)Gehirn
differenzierte Konstruktion, komplexe Assoziationen
- Bildung intrauterin, konstantes Milieu (z.B. Temp)
Abschottung von Störeinflüssen
- Bluthirnschranke praktisch undurchlässig
maximale Größe & neuronale Ausbeute
- kein/kaum Platz für eigenen Energiespeicher
effizienter Metabolismus
- aerob mit Glucose bzw. Laktat (via Astrozyten)
Effiziente Anbindung
- konst. Versorgung, ca. 20% HMV/Energie
18
Hypoglykämie (extremer Notfall)
starker Stressor
- Schwitzen, Tremor, Palpitationen
redundante Systeme
- Adrenalin, Glucakon, Cortisol, Wachstumshormon
Hunger
- Nahrungszufuhr, Kohlenhydrate
Angst, unangenehmer Zustand
- Vermeidung
metabolische Umstellung möglich
- langfristig ggf. Ketonkörper (beim Fasten)
19
Homo neanderthalensis
Homo sapiens
1200
Homo heidelbergensis
900
Homo erectus
600
Homo ergaster
Homo rudolfensis
Homo habilis
Paranthropus robustus
Paranthropus bosei
Pan troglodytes
Australopithecus africanus
Australopithecus afarensis
300
cranial capacity (cm3)
1500
cranial capacity of hominins
-4
-3
-2
106 yrs.
-1
0
20
“externer” Energiespeicher: Leberglykogen
IVF
IZF
4%KG
4
40%KG
ISF
17%KG
TZF
3%KG
EZF25%KG
21
Gehirn-Leber-Verbindung (Leber versorgt Gehirn)
Leber ist Speicher von Glucose
(10% des Lebergewichts = ca. 200 g bei 80 kg KG)
Kontrolle durch:
- Hormone
- Sympathikus
- Parasympathikus
Gewicht-%
Gehirn
Leber
13.5
5.0
2.0
2.4
4.4
22
seit 500 Mio. Jahren Evolution der Wirbeltiere
-
ähnliche Gehirnstrukturen
(fast)gleiche Bluthirnschranke
unterschiedliches Verhaltensrepertoire
unterschiedliche Ernährungsstrategien
hängt der Erfolg einer Spezies wirklich
an einer spezifischen Nahrungsquelle ?
23
cranial capacity of hominins
Homo neanderthalensis
Homo sapiens
1200
Homo heidelbergensis
900
Homo erectus
600
Homo ergaster
Homo rudolfensis
Homo habilis
Paranthropus robustus
Paranthropus bosei
Pan troglodytes
Australopithecus africanus
Australopithecus afarensis
300
cranial capacity (cm3)
1500
animal remains show signs of butchery
-4
-3
-2
106 yrs.
-1
0
24
Gupta S: Brain Food - Clever Eating. Nature 2016; 531: 12-13
vor ca. 6 Mio Jahren:
Primaten wandern vom tropischen
Regenwald in feuchte Savanne
(Früchte, üppiger Pflanzenwuchs)
vor ca. 3 Mio Jahren:
Klimawandel, Savannen trocknen aus
zwei Primatentypen überleben:
- vegetarischer Typ
- vorwiegend Fleisch essender Typ
Der “Carnivor” entwickelte ein
grosses Gehirn und ist der Vorfahre
des Menschen. Wesentlich dabei die
Versorgung mit “Micro Nutrients”.
25
Periodensystem der chem. Elemente
26
Zusammensetzung des
menschlichen Körpers
(bezogen auf 70 kg KG)
>95%
des Gewichts
3g Fe
27
Gupta S: Brain Food - Clever Eating. Nature 2016; 531: 12-13
15 mg Fe (Frauen)
100 g
Blutwurst
Schweineleber
Bündnerfleisch
Fe (mg)
29.4
18
9.8
Vitamin C erhöht Fe-Resorbtion
28
weitere “Micro Nutrients”
Zink Potential roles of zinc in the pathophysiology and treatment of major depressive disorder.
Swardfager W Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 2013 June; 37(5): 911–929
Chrom Effectiveness of chromium in atypical depression: a placebo-controlled trial. Davidson
JR, Abraham K, Connor KM, McLeod MN Biol Psychiatry. 2003 Feb 1; 53(3):261-4.
Magnesium Rapid recovery from major depression using magnesium treatment. Eby GA,
Eby KL Med Hypotheses. 2006; 67(2):362-70.
Folsäure & Vit B12 Folate and depression--a neglected problem. Young SN
J Psychiatry Neurosci. 2007 Mar; 32(2):80-2.
Selenium, Calcium, Lithium, Jod, …
29
Fettfische (mit Omega-3-Fettsäuren)
Atlantischer Hering
(Clupea harengus)
Atlantischer Lachs (Salmo salar)
Sardine
pilchardus)
(
(Sardina
Makrele
M
akrele (Scomber
(Scomber scombrus)
scombrus)
Blauflossen-Thunfisch (Thunnus thynnus)
nus)
s
Aal (Anguilla anguilla)
Karpfen (Cyprinus carpio)
30
Omega-3-Fettsäuren
(
ungesättigte FS)
Eicosapentaensäure (EPA)
ω
α-Linolensäure (ALA)
3
2
Docosahexaensäure (DHA)
marine FS
Leinsamenöl (53 g ALA / 100 g)
Rapsöl (9.1)
Sojaöl (6.8)
pflanzliche FS
Phospholipid
Phospholipid
lipophil
Phospholipide
hydrophil
31
*
* ungesättigt
32
Zellmembran (Phospholipid-Doppelschicht)
erhöhte Fluidität
extrazellulär
Cytosol
(-)
(+) PUFAs
- direkter Effekt auf Zellmembran
- Beeinflussung von Ionenkanälen (zB Inh. Na+-Kanäle)
- Einfluss auf Entzündungsmediatoren und Adhäsionsmol.
33
Omega-6-Fettsäuren
(
ungesättigte FS)
Linolsäure (LA)
Arachidonsäure (AA)
Arachidonsäure kann metabolisiert werden:
- über die Cyclooxygenasen entstehen Prostaglandine
- über die Lipoxygenasen entstehen Leukotriene
Verhältnis zu Omega-3-FS entscheidend
34
Omega-3-Fettsäuren & Depression
Erniedrigte n-3 FS in bipolarer Depression
Erika FH Saunders E et al. Low unesterified:esterified eicosapentaenoic acid (EPA) plasma
concentration ratio is associated with bipolar disorder episodes, and omega-3 plasma concentrations
are altered by treatment. Bipolar Disorders 2015; 17: 729
n-3 FS passieren die Bluthirnschranke
Freund Levi Y, et al. J Intern Med. 2014; 275: 428-36
Meta-Analyse zur Wirksamkeit bei MDD
Mocking RJ, et al. Meta-analysis and meta-regression of omega-3 polyunsaturated fatty acid
supplementation for major depressive disorder. Transl Psychiatry 2016; 6: e756
EPA besser als DHA
Richardson AJ: n-3 Fatty acids and mood: the devil is in the detail';' Br J Nutr 2008; 99: 221-3
Martins JG: EPA but not DHA appears to be responsible for the efficacy of omega-3 long chain
polyunsaturated fatty acid supplementation in depression: evidence from a meta-analysis of
randomized controlled trials. J Am Coll Nutr. 2009; 28: 525-42
35
Schweizer Alpkäse und omega-3 FS
- mehrfach ungesättigte FS sind
ein Sonnenschutz für Pflanzen
- in den Alpwiesen daher erhöht
- von der Milch in den Käse
Reiner MF et al.: Omega-3-Fettsäuren, Schweizer Alpkäse und deren
Auswirkungen… Schweizer Zeitschrift für Ernährungsmedizin 2012; 10: 22-27
36
L-Tryptophan
Serotonin (5-HT)
essentielle aromatische Aminosäure
Neurotransmitter:
kann BBB passieren
INSULIN
- blockiert proteolytische Aktivität
- erhöhte Aufnahme von Aminosäuren,
die mit L-Trp um Aufnahme ins ZNS
konkurrieren
- vermehrte L-Trp Aufnahme im ZNS
erhöht 5-HT Bildung
• Phylogenetisch sehr alt (700 Mio)
• Magendarmtrakt & ENS
• Wahrnehmung, Schlafs, Temperatur,
Schmerz, Appetits, Sexualverhalten,
Impulsivität und Stimmung
kann BBB nicht passieren
37
38
39
Trier Social Stress Test
40
ZNS-Insulin hemmt die Stress-Cortisol-Antwort
41
Insulärer Kortex und Depression
42
43
ZNS-Insulin erhöht Insula-Perfusion
44
ZNS-Insulin erhöht Insula-Perfusion
45
46
Visuelle Stimulation mit Nahrungsmitteln reduziert die “Startle”-Reaktion
47
48
49
Nahrungsverhalten
• Das Wesen des Menschen (Säugetiers) ist sozial.
• Einsamkeit und Ausschluss machen psychisch & physisch krank.
• Partnerschaft und funktionierendes soziales Netz halten gesund.
• Soziales Ansehen durch Erschliessung von Nahrungsressourcen.
• Superstrategie: Bindung/Freundschaft durch Teilen von Nahrung.
• Bestätigungsverhalten bzgl. Nahrungsteilung.
•
•
•
•
Feindschaft durch Verweigern von Nahrungteilung.
Verletzung durch Ablehnung eines Nahrungsangebots.
Ingroup/outgroup Kontrolle durch Nahrungsregeln.
Pathologische Kontrolle des Essens.
50
Schimpansen teilen nach der Jagd das Fleisch
eines roten Stummelaffen untereinander auf.
© Roman M. Wittig / Taï Chimpanzee Project
51
Nahrungsverhalten
• Das Wesen des Menschen (Säugetiers) ist sozial.
• Einsamkeit und Ausschluss machen psychisch & physisch krank.
• Partnerschaft und funktionierendes soziales Netz halten gesund.
• Soziales Ansehen durch Erschliessung von Nahrungsressourcen.
• Superstrategie: Bindung/Freundschaft durch Teilen von Nahrung.
• Bestätigungsverhalten bzgl. Nahrungsteilung.
•
•
•
•
Feindschaft durch Verweigern von Nahrungteilung.
Verletzung durch Ablehnung eines Nahrungsangebots.
Ingroup/outgroup Kontrolle durch Nahrungsregeln.
Pathologische Kontrolle des Essens.
52
Brain Food gg Depression/Angst
Zusammenfassung
• genug “Micro Nutrients”
• ggf. Nahrungsergänzung
• ggf. etwas Skepsis ggü Zeitgeist
• Essen als sozialer Event
• Vermeiden von defizitärem Essverhalten
53
Ernährungspyramide der SGE
Abb. dieser .pptx mehrheitlich aus Wikipedia
54
Friedrich Wilhelm Nietzsche
deutscher Philosoph
(1844 - 1900)
Ein Bissen guter Nahrung
entscheidet oft, ob wir mit
hohlem Auge oder hoffnungsreich in die Zukunft schauen.
Quelle: Nietzsche, Menschliches, Allzumenschliches. Ein Buch für freie Geister, 1878-1880. Zweiter Band. Zweite Abteilung: Der Wanderer und sein
Schatten
55