Das Konzept der Wissenschaft der frühkindlichen Prägung (engl. Early Life Programming) geht bis auf den Biologen Jean-Baptiste de Lamarck zurück, der von einer „Vererbung erworbener Eigenschaften» sprach 1. Anfang der 70er Jahre des letzten Jahrhunderts wurde von dem Mediziner Günter Dörner an der Berliner Charité der Begriff der „Perinatalen Programmierung» entwickelt [2;3;4]. Zwanzig Jahre später bezog der englische Kinderarzt Alan Lucas die Ernährung mit ein und prägte den Begriff «Nutritional Programming» 5.

Immer mehr wissenschaftliche Daten weisen darauf hin, dass Umweltfaktoren am Anfang des Lebens langfristig die Gesundheit eines Menschen bestimmen. Man spricht von der Wissenschaft der frühkindlichen Prägung (engl. Early Life Programming; ELP).

Welche Rolle spielt die pränatale Prägung?

Mit besonderem Hinblick auf eine pränatale Unterversorgung wurde dieses Konzept von David Barker («The Barker Theory») weiter verbreitet 6. Er erforschte das von der Hebamme Ethel Margaret Burnside in der englischen Grafschaft Hertfordshire eingeführte Geburtsregister, in dem das Gewicht aller ab 1911 geborenen Kinder verzeichnet wurde und verglich diese Daten mit den Todesursachen der in dieser Grafschaft verbliebenen Menschen. So konnte er beispielsweise zeigen, dass ein Mann mit einem Geburtsgewicht unter fünf Pfund ein höheres Risiko hat, später an Herzinfarkt zu sterben. Ein niedriges Geburtsgewicht erhöhte außerdem die statistische Wahrscheinlichkeit für Übergewicht, Bluthochdruck, Schlaganfall und Diabetes mellitus.

Mittlerweile liegen immer mehr wissenschaftliche Belege vor, die einen engen Zusammenhang zwischen Umweltfaktoren und Ernährung sowie nach der Geburt auf der einen Seite und einer langfristigen Gesundheit und Leistungsfähigkeit im Erwachsenenalter, bis hin ins hohe Alter, auf der anderen Seite nachweisen 7;8. Danach basiert das Erscheinungsbild eines Menschen wesentlich weniger auf seiner vererbten DNA-Sequenz, sondern scheint über epigenetische Transmissionen (griech. „epí» = zusätzlich) an seine Nachkommen übertragen zu werden 9, also über Mechanismen, die mit der «Nutzung» seiner Gene zu tun haben.

Abbildung: Die Wissenschaft der frühkindlichen Prägung ist ein ganzheitlicher Ansatz, der möglichst alle Einflussfaktoren berücksichtigt, mit denen ein Mensch bereits im frühen Leben konfrontiert wird. Der Ernährung während der ersten 1.000 Lebenstage eines Menschen kommt hierbei eine Schlüsselrolle zu.

Die Wissenschaft der frühkindlichen Prägung sieht sich als ganzheitlichen Ansatz, der nicht auf einzelne «magische» Faktoren oder Nährstoffe fokussiert ist, sondern Zusammenhänge zwischen verschiedenen Forschungsrichtungen und -ergebnissen herstellt. In diesem Ansatz spielt die Ernährung eine wichtige, wenn auch nicht die einzige Rolle.

Auch andere Faktoren, wie die Lebensweise der Familie sowie Umweltfaktoren, wie Schadstoffe, Medikamente und Stress, können in einem frühen Stadium einen gravierenden Einfluss auf die spätere Entwicklung von Gesundheit und Krankheit ausüben (s. Abb. 2).

Die Forschung hat dabei die wichtige Aufgabe zu verstehen, welche Umstände und Nährstoffe einen optimalen Start ins Leben unterstützen. Wenn das gelingt, wäre dies eine große Chance, Gesundheit und Wohlbefinden zu steigern, Kosten für das Gesundheitssystem zu reduzieren und Produktivität und Wohlstand unserer Gesellschaft zu erhöhen. Dies ist insbesondere im Hinblick auf die demografische Entwicklung unserer Gesellschaft wichtig10.

Warum ist die frühkindliche Prägung so wichtig?

Die Menschen der entwickelten Industrienationen leben immer länger. Doch leider steigen nicht nur die Lebenserwartung, sondern auch die sogenannten Volkskrankheiten, auch «nicht-übertragbare Krankheiten» genannt (engl. non-communicable diseases, NCDs).

Zu diesen Volks- oder Zivilisationskrankheiten gehören:

  • Übergewicht

  • Diabetes

  • Allergien

  • Kardiovaskulären Erkrankungen wie Bluthochdruck, koronare Herzerkrankungen oder Herzinfarkt

Die aktuelle Wissenschaftslage lässt vermuten, dass der Anstieg dieser Erkrankungen auch auf eine frühkindliche Prägung durch Umwelt und Ernährung zurückzuführen ist.

Gerade Allergien stellen ein weltweites Gesundheitsproblem dar: Etwa 20 bis 30 Prozent aller Kinder in Europa haben eine allergische Erkrankung, mit offensichtlich steigender Tendenz. Allergien bleiben auch über die Säuglingszeit und Kindheit hinaus ein Problem: Schätzungsweise 50 Prozent aller Kinder mit allergischem Asthma und 80 Prozent mit allergischem Schnupfen haben noch als Erwachsene diese allergischen Symptome. Persistierende Symptome werden auch für die atopische Dermatitis im Kindesalter bei 25-50 Prozent der Erkrankten mit 16 Jahren beobachtet 12.

Spezifische Präventionsmaßnahmen sind heute verfügbar, um die Inzidenz der atopischen Erkrankungen – allen voran die atopische Dermatitis – im Kindesalter zu reduzieren oder zumindest in ihrem Ausbruch zu verzögern. In diesem Zusammenhang ist es wichtig, die frühe Sensibilisierung des Säuglings durch Nahrungsmittelallergene zu verhindern – insbesondere bei Säuglingen mit einem hohen Allergierisiko. Denn Nahrungsmittelallergene stellen den größten Anteil an natürlich vorkommenden Allergenen im Säuglingsalter dar.

Einfluss der Ernährung auf die Gesundheit

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.

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 13.

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.

Frühkindliche Prägung durch Stillen

Wichtigster positiver „Programmierer» in der frühkindlichen Ernährung ist die Muttermilch. Stillen ist ein wichtiger Schutzfaktor beispielweise zur Reduktion des Adipositas- und Allergierisikos in einer späteren Lebensphase. Auch die Prägung der Gehirnentwicklung wird durch Stillen beeinflusst. Die Unterstützung der Gehirnentwicklung im frühen Lebensalter ist besonders wichtig, um eine optimale psychomotorische und kognitive Funktion im späteren Lebensalter zu sichern.

Eine Reihe von Studien weist darauf hin, dass Stillen im Vergleich zur Ernährung mit Muttermilchersatzprodukten das Übergewichtsrisiko und insbesondere auch das Risiko von Folgeerkrankungen wie Typ-2-Diabetes und Herz-Kreislauf-Erkrankungen um 25 bis 40 Prozent vermindern kann. So zeigte eine Metaanalyse aus 23 Studien, dass Stillen im Vergleich zu Nichtstillen im Mittel zu einer 25 prozentigen Reduktion des Risikos führt, im späteren Kindes- oder Erwachsenenalter Übergewicht zu entwickeln 14.

Eine weitere Metaanalyse konnte zeigen, dass insbesondere die Stilldauer einen starken Einfluss auf das Risiko späteren Übergewichts hat 15. Stillen führt hiernach, bis zu einer Stilldauer von neun Monaten, zu einer Senkung des Übergewichtsrisikos im späteren Leben. Jeder Monat des Stillens reduziert das Risiko des Kindes, später Übergewicht zu entwickeln, um vier Prozent. Ab circa sieben bis neun Monaten wird ein Plateau erreicht.

In Anbetracht der zentralen Rolle von Übergewicht bei der Entstehung von Diabetes mellitus Typ 2 und kardiovaskulären Erkrankungen wäre zu erwarten, dass Stillen auch präventiv hinsichtlich dieser Krankheiten wirkt. Tatsächlich zeigen mehrere systematische Übersichtsarbeiten und Metaanalysen, dass sowohl das Risiko für Typ-2-Diabetes als auch das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen, gemessen anhand der Indikatoren Blutdruck und Cholesterolkonzentrationen, durch Stillen positiv beeinflusst werden 16;17;18. Tierexperimentelle Studien weisen darauf hin, dass für diese Veränderungen eine neonatal induzierte „Fehlprogrammierung» der hypothalamischen Regulation von Nahrungsaufnahme, Körpergewicht und Stoffwechsel entscheidend sein dürfte 19;20;21.

Literaturverzeichnis:

1 Lamarck, J. Philosophie Zoologique, ou exposition des Considérations relatives à l’histoire naturelle des Animaux; à la diversité de leur organisation et des facultés qu’ils en obtiennent. Dentu et l’Auteur, Paris 1809

2 Dörner G. Perinatal hormone levels and brain organization. In: Anatomical neuroendocrinology. Stumpf W, Grant LD. Karger 1975 Basel, 245-52

3 Dörner, G. Problems and terminology of functional teratology. Acta Biol Med Ger 1975;34:1093-5

4 Dörner G. Hormones and brain differentiation. In: Elsevier 1976 Amsterdam, New York

5 Lucas A. Programming by early nutrition in man. In: The childhood environment and adult disease. Ciba Foundation Symposium 156. Foundation Ciba. 1991 Wiley, Chichester, 38-55

6 Hales, C., Barker, D. Type 2 (non-insulin-dependent) diabetes mellitus: the thrifty phenotype hypothesis. Diabetologia 1992;35:595-601

7 Koletzko, B. Early nutrition and its later consequences: new opportunities. Adv Exp Med Biol 2005;569:1-12

8 Koletzko B, Decsi T, Molnar D, de la Hunty A. Early nutrition programming and health outcomes in later life: obesity and beyond. In: Springer 2009

9 Plagemann A, Dudenhausen JW. Ernährung und frühe kindliche Prägung. In: Ernährungsbericht 2008. DGE . Deutsche Gesellschaft für Ernährung e. V. 2008 Bonn, 271-300

10 Koletzko, B., Symonds, M., Olsen, S. Programming research: where are we and where do we go from here?. Am J Clin Nutr 2011;94:2036S-2043S

11 EC-Commission, Commission staff working document. Demography report 2008: meeting social needs in an ageing society. Brussels, Belgium: SEC. 2008

12 Agostoni, C., Grandi, F., Scaglioni, S., Giannì, M., Torcoletti, M., Radaelli, G., Fiocchi, A., Riva, E. Growth pattern of breastfed and nonbreastfed infants with atopic dermatitis in the first year of life. Pediatrics 2000;106:E73

13 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]

14 Plagemann, A., Harder, T. Breast feeding and the risk of obesity and related metabolic diseases in the child. Metab Syndr Relat Disord 2005;3:222-32

15 Harder, T., Bergmann, R., Kallischnigg, G., Plagemann, A. Duration of breastfeeding and risk of overweight: a meta-analysis. Am J Epidemiol 2005;162:397-403

16 Owen, C., Whincup, P., Odoki, K., Gilg, J., Cook, D. Infant feeding and blood cholesterol: a study in adolescents and a systematic review. Pediatrics 2002;110:597-608

17 Owen, C., Whincup, P., Gilg, J., Cook, D. Effect of breast feeding in infancy on blood pressure in later life: systematic review and meta-analysis. BMJ 2003;327:1189-95

18 Owen, C., Martin, R., Whincup, P., Smith, G., Cook, D. Does breastfeeding influence risk of type 2 diabetes in later life? A quantitative analysis of published evidence. Am J Clin Nutr2006;84:1043-54

19 Plagemann, A. ‹Fetal programming› and ‹functional teratogenesis›: on epigenetic mechanisms and prevention of perinatally acquired lasting health risks. J Perinat Med2004;32:297-305

20 Plagemann, A. Perinatal nutrition and hormone-dependent programming of food intake.Horm Res 2006;65 Suppl 3:83-9

21 Plagemann A. Fetale Programmierung und funktionelle Teratologie. In:Molekularmedizinische Grundlagen von fetalen und neonatalen Erkrankungen. D Ganten. Springer 2005 Berlin, Heidelberg, 325-42