O GEN ECONÔMICO, PALEONUTRIÇÃO O GEN ECONÔMICO, PALEONUTRIÇÃO E AS BASES EVOLUTIVAS DA DIABETES E AS BASES EVOLUTIVAS DA DIABETES

EM INDIOS AMERICANOSEM INDIOS AMERICANOS

Obesidade e diabetes tipo 2 são problemas críticos Obesidade e diabetes tipo 2 são problemas críticos para os Nativos Americanos. Estas condições para os Nativos Americanos. Estas condições emergiram apenas nos últimos 50 anos. A hipótese emergiram apenas nos últimos 50 anos. A hipótese do chamado “thrifty gene” é a explicação do chamado “thrifty gene” é a explicação prevalente para a emergência destas doenças. prevalente para a emergência destas doenças. Este gen promoveria boa saúde nas populações Este gen promoveria boa saúde nas populações ancestrais mantendo o equilíbrio energético ancestrais mantendo o equilíbrio energético mesmo durante condições de fartura ou fome. A mesmo durante condições de fartura ou fome. A recente eliminação de tais condições cobinada recente eliminação de tais condições cobinada com a redução dos padrões de atividade, tornam o com a redução dos padrões de atividade, tornam o gen prejudicial. Como conseqüência mais de 50% gen prejudicial. Como conseqüência mais de 50% dos adultos entre certas tribos são diagnosticados dos adultos entre certas tribos são diagnosticados diabéticos.diabéticos.

Propriedades das Sociedades Tradicionais

Propriedades das Sociedades Modernizadas

Incerteza na Dieta Atividade Física Alta a Moderada

Genótipo “Thrifty”

Sensibilidade a Insulina nas Células Musculares

Fartura, Fome e Equilíbrio Calórico

Hiperinsulinemia

Eficiência Metabólica Máxima

Vantagem Reprodutiva

Estabilidade da Dieta

Atividade Física Reduzida

Pequeno excesso calórico permanente

Resistência das Células Musculares a Insulina

Obesidade e Exaustão das Células Beta

Diabetes

Model by J.R. Rindon and P.T. Baker

Indios Americanos com a dieta tradicional Indios Americanos com a dieta tradicional são menos propensos a desenvolver são menos propensos a desenvolver diabetes e obesidade. O objetivo da diabetes e obesidade. O objetivo da presente pesquisa é definir dieta tradicional, presente pesquisa é definir dieta tradicional, tanto para explicar a origem evolutiva do tanto para explicar a origem evolutiva do “thrifty gene” quanto para ajudar a “thrifty gene” quanto para ajudar a encaminhar ajustes em procedimentos encaminhar ajustes em procedimentos clinicos. Entretanto há uma lacuna no que se clinicos. Entretanto há uma lacuna no que se

conhece sobre dieta tradicional.conhece sobre dieta tradicional.

Alguns pesquisadores usam dados etnográficos Alguns pesquisadores usam dados etnográficos para reconstruir dados sobre a dieta tradicional. para reconstruir dados sobre a dieta tradicional. Insto é bom para compreender as mudancas na Insto é bom para compreender as mudancas na dieta durante ao último seculo, mas não durante os dieta durante ao último seculo, mas não durante os milenios em que os Americanos Nativos ocuparam milenios em que os Americanos Nativos ocuparam a América. Para reconstruir a dieta de caçadores a América. Para reconstruir a dieta de caçadores coletores alguns pesquisadores usaram coletores alguns pesquisadores usaram comparacões etnográficas com culturas tribais de comparacões etnográficas com culturas tribais de todo o mundo. Esta abordagem produziram um todo o mundo. Esta abordagem produziram um debate intenso sobre reconstrução de dieta. Deste debate intenso sobre reconstrução de dieta. Deste modo ainda existe uma necessidade desésperada modo ainda existe uma necessidade desésperada por metodos empiricos que proporcionem detalhes por metodos empiricos que proporcionem detalhes sobre a dieta tradicional.sobre a dieta tradicional.

Ainda há necessidade de desenvolvimento Ainda há necessidade de desenvolvimento de métodos relevantes par a compreensão de métodos relevantes par a compreensão do mecanismo pelo qual o thrifty gene” se do mecanismo pelo qual o thrifty gene” se fixou e para avaliar se de fato as condiçães fixou e para avaliar se de fato as condiçães de fartura e fome de existiram. Esta falha de de fartura e fome de existiram. Esta falha de conhecimentos é um problema porque ela conhecimentos é um problema porque ela impede que se estabelecam explicações e impede que se estabelecam explicações e intervenções com compreensão empírica intervenções com compreensão empírica das pressões evolutivas inerentes as dietas das pressões evolutivas inerentes as dietas ancestrais. Isto é especilamente verdade ancestrais. Isto é especilamente verdade para o Sudoeste dos Estados Unidos.para o Sudoeste dos Estados Unidos.

Planejo aplicar novos métodos de análise os Planejo aplicar novos métodos de análise os coprolitos do Arizona, Utah, New Mexico, Texas, coprolitos do Arizona, Utah, New Mexico, Texas, e Colorado para reconstruir detalhes da dieta e Colorado para reconstruir detalhes da dieta ancestral e testar a hipótese do “thrifty gene”. Eu ancestral e testar a hipótese do “thrifty gene”. Eu tenho a hipótese de que restos de plantas tenho a hipótese de que restos de plantas encontrados nos coprolitos de caçadores –encontrados nos coprolitos de caçadores –coletores poderão mostrar que a maior parte dos coletores poderão mostrar que a maior parte dos grupos prehistoricos americanos teve sua dieta grupos prehistoricos americanos teve sua dieta basiada em alimentos ricos em fibras, pobres em basiada em alimentos ricos em fibras, pobres em

gorduras e pobre em açucar.gorduras e pobre em açucar.

Embora alguns acreditem que esta dieta foi Embora alguns acreditem que esta dieta foi superada pela agricultura há cerca de 2000 anos superada pela agricultura há cerca de 2000 anos atras, minha hipótese é de que as fontes de atras, minha hipótese é de que as fontes de alimentos usadas no periodos de caça e coleta alimentos usadas no periodos de caça e coleta continuaram a fornecer uma parte importante da continuaram a fornecer uma parte importante da nutrição ao longo do ano especialmente durante nutrição ao longo do ano especialmente durante os periodos secos. Foi a dependencia de os periodos secos. Foi a dependencia de alimentos tais como “prickly pear” cactos, agave, alimentos tais como “prickly pear” cactos, agave, yucca, mesquite, and acacia que exerceram yucca, mesquite, and acacia que exerceram pressão evolutiva e permitiram a fixacão do gen pressão evolutiva e permitiram a fixacão do gen economico ou “thrifty” em tais populacões.economico ou “thrifty” em tais populacões.

Uma pressão evolutiva é uma força seletiva Uma pressão evolutiva é uma força seletiva aplicada a configuração genetica de uma aplicada a configuração genetica de uma população que esta sofrendo uma tendencia população que esta sofrendo uma tendencia evolutiva. Para que uma mutaçao seja fixada evolutiva. Para que uma mutaçao seja fixada (passe por exemplo a predominar na (passe por exemplo a predominar na população) a pressão deve ser exercida de população) a pressão deve ser exercida de tal forma a otimizar a reprodução por muitas tal forma a otimizar a reprodução por muitas gerações Isto significa que a mutação deve gerações Isto significa que a mutação deve interagir, via fenótipo, com aspectos interagir, via fenótipo, com aspectos recorrentes do ambiente.recorrentes do ambiente.

Uma vez que a mutação alcançou sua Uma vez que a mutação alcançou sua fixação ela pode continuar a sofrer pressão fixação ela pode continuar a sofrer pressão seletiva (seleçao estabilizadora) de forma a seletiva (seleçao estabilizadora) de forma a permanecer no genoma, ou ela tenderia a permanecer no genoma, ou ela tenderia a ser eliminada por mutações subsequentes ser eliminada por mutações subsequentes Qual teria sido a pressão que fixou o “thrifty Qual teria sido a pressão que fixou o “thrifty gene”? Acredito que a natureza nutricional gene”? Acredito que a natureza nutricional das plantas nativas .das plantas nativas .

= hunter-gathererperiod

Sítios de Caçadores-coletores com Sítios de Caçadores-coletores com coprolitoscoprolitos

Sítios de agricultores com coprolitosSítios de agricultores com coprolitos

Exemplos de evidencias Exemplos de evidencias prehistoricas de dietaprehistoricas de dieta

Macrofosseis de Antelope Cave, Macrofosseis de Antelope Cave, Antelope House, Salmon Ruin, e Antelope House, Salmon Ruin, e

Turkey Pen RuinTurkey Pen Ruin

Helianthis speciesgirassol

Lycium pallidum

sinforina

Physalis hederifolia var fendleriCamapu

Portulaca speciesrelated to amor crescído

Yucca angustissima ?related to ávore de Joshua

Equisetum laevigatum ?cavalinha

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Chenopodiumerva de santa maria

Amaranthuscaruru

Sporobolus species

Trabalho Anterior com Dieta Trabalho Anterior com Dieta AncestralAncestral

Identifiquei 14 espécies de plantas já Identifiquei 14 espécies de plantas já usadas como alimento pelos caçadores usadas como alimento pelos caçadores coletores coletores

Identifiquei 46 diferentes espécies de Identifiquei 46 diferentes espécies de plantas usadas como alimento pelos plantas usadas como alimento pelos agricultoresagricultores

Parecem ser alimentos ricos em fibrasParecem ser alimentos ricos em fibras Alguns poucos foram testados para Alguns poucos foram testados para

índices glicêmicos índices glicêmicos

Índices glicêmicos para alimentos nativos Índices glicêmicos para alimentos nativos tradicionaistradicionais

Conhecidos primariamente para as Conhecidos primariamente para as tribos O’Odham tribos O’Odham

Muito pouco valor para os Muito pouco valor para os caçadores –coletores arcaicoscaçadores –coletores arcaicos

Deste modo há necessidade de Deste modo há necessidade de coletar dados para mais alimentos e coletar dados para mais alimentos e identificar mais plantas na dieta pré-identificar mais plantas na dieta pré-histórica histórica

Como é Determinado o Índice Glicêmico de um Como é Determinado o Índice Glicêmico de um Alimento?Alimento?

Para o teste o alimento é oferecido aos Para o teste o alimento é oferecido aos voluntários em proporções que contem 50g voluntários em proporções que contem 50g dos carboidratos disponíveis, excluídas as dos carboidratos disponíveis, excluídas as fibras.fibras.

A resposta a glicose / insulina nas próximas A resposta a glicose / insulina nas próximas 2 - 3 horas é medida.2 - 3 horas é medida.

O resultado é calculado como percentual de O resultado é calculado como percentual de valor do alimento de referência, geralmente valor do alimento de referência, geralmente pão comum (branco). pão comum (branco).

Alto índice glicêmico 50-115Alto índice glicêmico 50-115 Moderado 40-49Moderado 40-49 Baixo 5-39Baixo 5-39

Fruit leatherFruit leather 100100

Cactus jam, Cactus jam, Stenocereus thurberiStenocereus thurberi 9191

Corn hominy (traditional corn) Corn hominy (traditional corn) 5757

Corn tortilla w/desert ironwoodCorn tortilla w/desert ironwood 5454

PersimmonPersimmon 5050

GrapesGrapes 4545

White teparies brothWhite teparies broth 4444

Yellow teparies brothYellow teparies broth 4141

Mesquite cakesMesquite cakes 3636

Black beansBlack beans 3535

ChenopodiumChenopodium 3535

Sunflower seedsSunflower seeds 3535

Índice Glicêmico para alimentos O´Odham

Amaranth, seedsAmaranth, seeds 3030

LyciumLycium fruits fruits 2929

Mesquite (Mesquite (Prosopis velutinaProsopis velutina)) 2525

Squash seedsSquash seeds 2525

Acorns stewed with venison Acorns stewed with venison 2323

Dry Black beans, soaked, cooked Dry Black beans, soaked, cooked 2020

Chili pepperChili pepper 1515

OnionsOnions 1515

PhysalisPhysalis fruits fruits 1515

Pine seedPine seed 1515

AgaveAgave nectar nectar 1111

Prickly Pear Prickly Pear 77

AmaranthusAmaranthus, seeds, seeds 3030

LyciumLycium fruits fruits 2929

Mesquite cakesMesquite cakes 3636

Mesquite (Mesquite (Prosopis velutinaProsopis velutina)) 2525

Acorns stewed with venison Acorns stewed with venison 2323

ChenopodiumChenopodium 3535

Sunflower seedsSunflower seeds 3535

OnionsOnions 1515

PhysalisPhysalis fruits fruits 1515

Pine seedPine seed 1515

AgaveAgave nectar nectar 1111

Prickly Pear Prickly Pear 77

Indices Glicemicos para Alimentos Arcaicos

ChenopodiumChenopodium seeds seeds 3535

LyciumLycium fruits fruits 2929

Mesquite (Mesquite (Prosopis velutinaProsopis velutina)) 2525

Acorns stewed with venison Acorns stewed with venison 2323

AmaranthusAmaranthus, seeds, seeds 3030

OnionsOnions 1515

Pine seedPine seed 1515

PhysalisPhysalis 1515

Agave or YuccaAgave or Yucca about 11about 11

Prickly Pear Prickly Pear 77

SporobolusSporobolus (dropseed) (dropseed) ??

Panic grassPanic grass ??

AcaciaAcacia ??

Alimentos mais Usados por Caçadores-Coletores

As suculentas do deserto como As suculentas do deserto como uma pressão evolutiva uma pressão evolutiva

As suculentas do deserto eram comidas regularmente, inclusive cactus e plantas da família Agavaceae. As mais importantes eram as palmas de cactus chamadas “prickly pear”, yuca, e agaves. A natureza nutricional destas plantas, quando ingeridas como os componentes mais importantes da dieta, pode ter agido na seleção natural estabilizando o “thrifty gene”.

O cactus “prickly pear” mostrou capacidade de reduzir os níveis séricos de glicose, assim como os picos hiperglicemicos durante o teste de tolerância a glicose. Alem disso esta Opuntia mostrou habilidade para controlar a diabetes experimentalmente induzida. Estudos experimentais recentes no México sugerem que 50 gramas de “prickly pear” cosidas é um bom tratamento para diabetes. As indústrias homeopáticas começaram a introduzir a Opuntia nos suplementos relacionados com a regulação dos níveis séricos de glicose .

Miguel Angel Gutierre, 1998

Resumo da pesquisa de Gary Nabhan:

A mucilagem extracelular da “prickly pear”e de outros cactus ajuda a planta a conservar água sob o sol do deserto.

A mesma mucilagem ajuda a retardar a digestão e bloquear qualquer liberação súbita de açucar no sangue. Nabhan acredita que o metabolismo dos O’Odham possa ter se adaptado após séculos de dependencia destes alimentos.

Corações de Agave são ricos em um amido chamado inulina, que é de liberação mais lenta na corrente sanguínea do que os amidos comumente usados na dieta atual. Este composto das Agavaceae na dieta nativa ajudou a manter o “thrifty gene” nos povos adaptados ao deserto.

Entre os O’Odham (River Pima, Desert Papago, Sand Papago and Lowland Pima), talvez seu metabolismo digestivo seja o mais notável exemplo de adaptação ao deserto. Enquanto fizeram uso de uma dieta dominada por plantas nativas do deserto, tais como palmas de cactus, brotos e frutas, chia e sementes de mustarda tansy, e corações assados de agave, os O’Odham não apresentavam diabetes. Seu metabolismo adaptou-se as plantas que prevaleciam sazonalmente no deserto, e estes alimentos são muito mais ricos em fibras.

“ os povos tinham uma dieta muito diversificada e saudável, que continha cerca de 4 a 5 vezes o total de fibras solúveis (um dos fatores-chave no controle da diabetes) do que os especialistas hoje recomendam que os americanos consumam em média diariamente.”

(O’Odham) “eram completamente protegidos da diabetes por sua dieta altamente sazonal. Alguns meses havia abundancia de frutos de cactus, em outros meses de algaroba, em outros meses de gramíneas e grãos silvestres” Mas gradualmente eles se tornaram trabalhadores na agricultura regional e passaram a comprar seus alimentos, abandonaram seus campos e tornaram-se parte da economia global.

Análise dos coprolitos como Análise dos coprolitos como evidência do uso das evidência do uso das suculentas do desertosuculentas do deserto

Phytolith Analysis of Ancient DietA new Appraoch

Dados de fitolitos de Bighorn Dados de fitolitos de Bighorn Cave Cave

Reinhard & Danielson Reinhard & Danielson (2005)(2005) Agavaceae Agavaceae 94%94% Cactaceae Cactaceae 82%82% ProsopisProsopis 71%71%

Dados de fitolitos de Dust Devil CaveDados de fitolitos de Dust Devil Cave

Reinhard & Danielson (2005)Reinhard & Danielson (2005) AgavaceaeAgavaceae 94%94% CactaceaeCactaceae 59%59%

Dados de fitolitos de Hinds CaveDados de fitolitos de Hinds Cave

Danielson & Reinhard (1998)Danielson & Reinhard (1998) AgaveAgave 100%100% CactaceaeCactaceae 93% 93%

Dados de fitolitos de Salmon RuinDados de fitolitos de Salmon Ruin

Reinhard & Danielson (2005)Reinhard & Danielson (2005) AgavaceaeAgavaceae 50%50% CactaceaeCactaceae 45%45%

Dados de fitolitos de Antelope HouseDados de fitolitos de Antelope House

Reinhard & Danielson (2005)Reinhard & Danielson (2005) AgavaceaeAgavaceae 71%71% CactaceaeCactaceae 80%80%

Um Metodo Novo:Um Metodo Novo:Análise de desgaste dentário mostra Análise de desgaste dentário mostra que as suculentas eram comidas com que as suculentas eram comidas com

freqüênciafreqüência

Com base em moldes dos dentes feitos Com base em moldes dos dentes feitos de de quidsquids

QuidsQuids são bolos de fibras mascados e são bolos de fibras mascados e cuspidos cuspidos

Os moldes dos dentes podem ser feitos Os moldes dos dentes podem ser feitos a partir das impressões dentárias nos a partir das impressões dentárias nos quidsquids

Estes moldes mostram os desgastes Estes moldes mostram os desgastes decorrentes da mastigação das decorrentes da mastigação das suculentas do desertosuculentas do deserto

Outros Exemplos: LeguminosasOutros Exemplos: Leguminosas AlgarobasAlgarobas

Bolos feitos de Bolos feitos de algarobas algarobas atualmente são ricos atualmente são ricos em fibras e tem em fibras e tem indice glicemico 25-indice glicemico 25-3636

Na pre-história, Na pre-história, vagens eram vagens eram comidas trituradas comidas trituradas ou inteiras, sendo o ou inteiras, sendo o seu índice glicêmico seu índice glicêmico desconhecidodesconhecido

AcaciaAcacia não sabemos como a não sabemos como a

acacia comum acacia comum participava da dieta participava da dieta ancestralancestral

Rica em fibras a Rica em fibras a acacia tem índice acacia tem índice glicemico de 11glicemico de 11

Estudos médicos de algarobas e outros alimentos do deserto dizem que a despeito de ser adocicada, a farinha de algaroba preparada pela trituração das vagens ”é extremamente efetiva no controle do nível sérico de açúcar" em pessoas diabéticas.

Fibras solúveis nas sementes e vagens retardam a absorção dos nutrientes, e como resultado temos uma curva glicêmica achatada, ao contrário do pico que ocorre após o consumo de farinha de trigo e outra. A formação de um gel de fibras dentro do intestino retem os nutrientes retardando sua absorção por 4 a 6 horas, ao contrário do que ocorre com outros alimentos cuja absorção ocorre em torno de 1 a 2 horas.

Há cinco objetivos específicos para análise das dietas pré-históricas: 1) Descrever o menu dos caçadores-coletores e agricultores pre-históricos . Entendendo-se por menu (cardapio) a diversidade total de plantas que eram comidas no passado.

Objetivos das Análises Futuras

2) Avaliar a sazonalidade do ´cardapio´. Porque os caçadores-coletores e agricultores viviam em absoluta dependencia das flutuações sazonais dos recursos do ambiente, alguns alimentos estavam disponíveis apenas em certos períodos. Aqueles alimentos que estivessem mais frequentemente disponíveis contribuiram mais com a estabilização do gen “thrifty” .

3) Identificar a dieta dos caçadores-coletores e agricultores pré-históricos . Por dieta eu quero dizer as plantas mais comumente escolhidas no cardapio como alimento para consumo diário e subsistência a cada estação.

4) Identificar a composição nutricional dos alimentos dos caçadores-coletores e agricultores. Este estágio da análise será focalizado na obtenção de valores nutricionais para antigas plantas usadas na alimentação, especificamente o índice glicêmico.

5) Relacionar os padrões de uso das plantas antigas com a distribuição da diabetes nos Nativos Americanos do Sudoeste. Este estágio de análise avaliará quais são as tribos que estão sob maior risco de ter diabetes tipo 2 devido a determinantes ambientais do ´cardapio´ dos caçadores-coletores, dieta, sazonalidade e nutrição.

Através das análises de coprólitos podemos determinar a natureza ancestral da dieta, e teste de hipótese do “thrifty gene”. Minha hipótese é que os povos pre-históricos tinham alimentação diversificada mas, por causa da sazonalidade, tinham dieta restrita. Acredito que as restrições sazonais tornavam as suculentas do deserto a fonte de alimentos mais disponível para os caçadores-coletores e agricultores. Estas mesmas suculentas de fato inibiam a digestão. O “thrifty” gen é encontrado em níveis mais elevados entre os indiviuos dos tribos cujos ancestrais eram mais fortemente dependentes das suculentas do deserto.

Resumo