O GEN ECONÔMICO, PALEONUTRIÇÃO
E AS BASES EVOLUTIVAS DA DIABETES
EM INDIOS AMERICANOS
Obesidade e diabetes tipo 2 são problemas críticos
para os Nativos Americanos. Estas condições
emergiram apenas nos últimos 50 anos. A hipótese
do chamado “thrifty gene” é a explicação
prevalente para a emergência destas doenças.
Este gen promoveria boa saúde nas populações
ancestrais mantendo o equilíbrio energético
mesmo durante condições de fartura ou fome. A
recente eliminação de tais condições cobinada
com a redução dos padrões de atividade, tornam o
gen prejudicial. Como conseqüência mais de 50%
dos adultos entre certas tribos são diagnosticados
diabéticos.
Propriedades das
Sociedades Tradicionais
Incerteza na Dieta
Propriedades das Sociedades
Modernizadas
Atividade Física
Alta a Moderada
Atividade Física
Reduzida
Estabilidade da
Dieta
Genótipo “Thrifty”
Sensibilidade a
Fartura, Fome e
Insulina nas Células
Equilíbrio Calórico Musculares
Pequeno
excesso calórico
permanente
Resistência das
Células Musculares
a Insulina
Hiperinsulinemia
Eficiência Metabólica Máxima
Obesidade e Exaustão das Células
Beta
Vantagem
Reprodutiva
Diabetes
Model by J.R. Rindon and P.T. Baker
Indios Americanos com a dieta tradicional
são menos propensos a desenvolver
diabetes e obesidade. O objetivo da
presente pesquisa é definir dieta tradicional,
tanto para explicar a origem evolutiva do
“thrifty gene” quanto para ajudar a
encaminhar ajustes em procedimentos
clinicos. Entretanto há uma lacuna no que se
conhece sobre dieta tradicional.
Alguns pesquisadores usam dados etnográficos
para reconstruir dados sobre a dieta tradicional.
Insto é bom para compreender as mudancas na
dieta durante ao último seculo, mas não durante os
milenios em que os Americanos Nativos ocuparam
a América. Para reconstruir a dieta de caçadores
coletores alguns pesquisadores usaram
comparacões etnográficas com culturas tribais de
todo o mundo. Esta abordagem produziram um
debate intenso sobre reconstrução de dieta. Deste
modo ainda existe uma necessidade desésperada
por metodos empiricos que proporcionem detalhes
sobre a dieta tradicional.
Ainda há necessidade de desenvolvimento
de métodos relevantes par a compreensão
do mecanismo pelo qual o thrifty gene” se
fixou e para avaliar se de fato as condiçães
de fartura e fome de existiram. Esta falha de
conhecimentos é um problema porque ela
impede que se estabelecam explicações e
intervenções com compreensão empírica
das pressões evolutivas inerentes as dietas
ancestrais. Isto é especilamente verdade
para o Sudoeste dos Estados Unidos.
Planejo aplicar novos métodos de análise os
coprolitos do Arizona, Utah, New Mexico, Texas,
e Colorado para reconstruir detalhes da dieta
ancestral e testar a hipótese do “thrifty gene”. Eu
tenho a hipótese de que restos de plantas
encontrados nos coprolitos de caçadores –
coletores poderão mostrar que a maior parte dos
grupos prehistoricos americanos teve sua dieta
basiada em alimentos ricos em fibras, pobres em
gorduras e pobre em açucar.
Embora alguns acreditem que esta dieta foi
superada pela agricultura há cerca de 2000 anos
atras, minha hipótese é de que as fontes de
alimentos usadas no periodos de caça e coleta
continuaram a fornecer uma parte importante da
nutrição ao longo do ano especialmente durante
os periodos secos. Foi a dependencia de
alimentos tais como “prickly pear” cactos, agave,
yucca, mesquite, and acacia que exerceram
pressão evolutiva e permitiram a fixacão do gen
economico ou “thrifty” em tais populacões.
Uma pressão evolutiva é uma força seletiva
aplicada a configuração genetica de uma
população que esta sofrendo uma tendencia
evolutiva. Para que uma mutaçao seja fixada
(passe por exemplo a predominar na
população) a pressão deve ser exercida de
tal forma a otimizar a reprodução por muitas
gerações Isto significa que a mutação deve
interagir, via fenótipo, com aspectos
recorrentes do ambiente.
Uma vez que a mutação alcançou sua
fixação ela pode continuar a sofrer pressão
seletiva (seleçao estabilizadora) de forma a
permanecer no genoma, ou ela tenderia a
ser eliminada por mutações subsequentes
Qual teria sido a pressão que fixou o “thrifty
gene”? Acredito que a natureza nutricional
das plantas nativas .
= hunter-gatherer
period
Sítios de Caçadores-coletores com
coprolitos
Sítios de agricultores com coprolitos
Exemplos de evidencias
prehistoricas de dieta
Macrofosseis de Antelope Cave,
Antelope House, Salmon Ruin, e
Turkey Pen Ruin
Helianthis species
girassol
Lycium
pallidum
sinforina
Physalis hederifolia
var fendleri
Camapu
Portulaca species
related to amor
crescído
Yucca angustissima ?
related to ávore de
Joshua
QuickTime™ and a
TIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
Equisetum laevigatum ?
cavalinha
Amaranthus
caruru
Chenopodium
erva de santa
maria
Sporobolus species
Trabalho Anterior com Dieta
Ancestral
 Identifiquei 14 espécies de plantas já
usadas como alimento pelos caçadores
coletores
 Identifiquei 46 diferentes espécies de
plantas usadas como alimento pelos
agricultores
 Parecem ser alimentos ricos em fibras
 Alguns poucos foram testados para
índices glicêmicos
Índices glicêmicos para alimentos nativos
tradicionais
 Conhecidos primariamente para as
tribos O’Odham
 Muito pouco valor para os
caçadores –coletores arcaicos
 Deste modo há necessidade de
coletar dados para mais alimentos e
identificar mais plantas na dieta préhistórica
Como é Determinado o Índice Glicêmico de um
Alimento?
 Para o teste o alimento é oferecido aos





voluntários em proporções que contem 50g
dos carboidratos disponíveis, excluídas as
fibras.
A resposta a glicose / insulina nas próximas
2 - 3 horas é medida.
O resultado é calculado como percentual de
valor do alimento de referência, geralmente
pão comum (branco).
Alto índice glicêmico 50-115
Moderado 40-49
Baixo 5-39
Índice Glicêmico para alimentos O´Odham
Fruit leather
Cactus jam, Stenocereus thurberi
100
91
Corn hominy (traditional corn)
Corn tortilla w/desert ironwood
Persimmon
57
54
50
Grapes
White teparies broth
Yellow teparies broth
Mesquite cakes
45
44
41
36
Black beans
Chenopodium
Sunflower seeds
35
35
35
Amaranth, seeds
Lycium fruits
Mesquite (Prosopis velutina)
Squash seeds
Acorns stewed with venison
Dry Black beans, soaked, cooked
Chili pepper
Onions
Physalis fruits
Pine seed
Agave nectar
Prickly Pear
30
29
25
25
23
20
15
15
15
15
11
7
Indices Glicemicos para Alimentos Arcaicos
Amaranthus, seeds
Lycium fruits
30
29
Mesquite cakes
Mesquite (Prosopis velutina)
Acorns stewed with venison
Chenopodium
36
25
23
35
Sunflower seeds
Onions
Physalis fruits
35
15
15
Pine seed
Agave nectar
Prickly Pear
15
11
7
Alimentos mais Usados por Caçadores-Coletores
Chenopodium seeds
Lycium fruits
Mesquite (Prosopis velutina)
35
29
25
Acorns stewed with venison
Amaranthus, seeds
Onions
Pine seed
23
30
15
15
Physalis
Agave or Yucca
Prickly Pear
Sporobolus (dropseed)
Panic grass
Acacia
15
about 11
7
?
?
?
As suculentas do deserto como
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
evidência do uso das
suculentas do deserto
Phytolith Analysis of Ancient Diet
A new Appraoch
Dados de fitolitos de Bighorn
Cave
 Reinhard & Danielson
(2005)
 Agavaceae
 Cactaceae
 Prosopis
94%
82%
71%
Dados de fitolitos de Dust Devil Cave
 Reinhard & Danielson (2005)
 Agavaceae
 Cactaceae
94%
59%
Dados de fitolitos de Hinds Cave
 Danielson & Reinhard (1998)
 Agave
 Cactaceae
100%
93%
Dados de fitolitos de Salmon Ruin
 Reinhard & Danielson (2005)
 Agavaceae
 Cactaceae
50%
45%
Dados de fitolitos de Antelope House
 Reinhard & Danielson (2005)
 Agavaceae
 Cactaceae
71%
80%
Um Metodo Novo:
Análise de desgaste dentário mostra
que as suculentas eram comidas com
freqüência
 Com base em moldes dos dentes feitos
de quids
 Quids são bolos de fibras mascados e
cuspidos
 Os moldes dos dentes podem ser feitos
a partir das impressões dentárias nos
quids
 Estes moldes mostram os desgastes
decorrentes da mastigação das
suculentas do deserto
Outros Exemplos: Leguminosas
 Algarobas
 Bolos feitos de
algarobas
atualmente são ricos
em fibras e tem
indice glicemico 2536
 Na pre-história,
vagens eram
comidas trituradas
ou inteiras, sendo o
seu índice glicêmico
desconhecido
 Acacia
 não sabemos como a
acacia comum
participava da dieta
ancestral
 Rica em fibras a
acacia tem índice
glicemico 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 ӎ 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.
Objetivos das Análises Futuras
Há cinco objetivos específicos para
análise das dietas pré-históricas:
1) Descrever o menu dos caçadorescoletores e agricultores pre-históricos .
Entendendo-se por menu (cardapio) a
diversidade total de plantas que eram
comidas no passado.
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.
Resumo
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 prehistóricos 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.