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12.19: Natur und Pflege
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Nature and Nurture
 
PROTOKOLLE

12.19: Nature and Nurture

12.19: Natur und Pflege

Many human characteristics, like height, are shaped by both nature—in other words, by our genes—and by nurture, or our environment. For example, chronic stress during childhood inhibits the production of growth hormones and consequently reduces bone growth and height. Scientists estimate that 70-90% of variation in height is due to genetic differences among individuals, and 10-30% of variation in height is due to differences in the environments that individuals experience, such as differences in diet. Many other phenotypes are similarly influenced by both genes and environments. Some of these phenotypes arise later in life, like cancer and other diseases.

Nutrition’s Influence on Height

Hundreds of genes that influence height in humans have been identified. One study found that the most important factor explaining current differences in stature among men in different nations was the ratio between the intake of high-quality animal protein and low-quality proteins from grain and vegetables during childhood.

The tallest early men are believed to be Upper Paleolithic hunters from the Gravettian culture, which thrived in Europe 34,000 to 26,000 years ago. Their stature (ranging from 5’10” to 6’2”) was due in part to a low population density and a diet abundant in high-quality animal protein. In modern times, increased stature is attributed to nutritional and socioeconomic improvements.

The Impact of Stress on Stature

Physical growth is metabolically demanding and is inhibited by stress, in part through the hypothalamic-pituitary-adrenal axis. For example, corticotropin-releasing hormone (CRH) stimulates the synthesis of adrenocorticotropic hormone (ACTH), which induces the release of glucocorticoids (e.g., cortisol, the “stress hormone”). Cortisol stimulates appetite but reduces the liver’s production of IGF-1, which is also needed for bone growth and development. Additionally, an excess of glucocorticoids increases somatostatin release, which inhibits the release of growth hormone.

In children, chronic stress has been shown to inhibit bone growth and weight gain—both of which can resume when stress is reduced or eliminated. In addition, when children are raised under socially stressful conditions, where too many children are sharing too few resources, and both physical and emotional needs are unmet, children can also experience growth delay. This is evident in institutionalized children who do not develop strong, consistent relationships with their caregivers. Therefore, stress, psychosocially-induced growth hormone reduction, and inadequate nutrition can all stunt stature.

A Combination of Nature and Nurture

Because people inherit different genes and grow, live, and develop under different environmental conditions, it is important to consider that both nature and nurture influence the final appearance of many phenotypes—even those that may develop later in life, like cancer or heart disease.

Viele menschliche Eigenschaften werden sowohl von der Natur bzw. unseren Genen sowie durch Erziehung oder Umwelt geformt. Ein gutes Beispiel ist die Körpergröße. Zum Beispiel hemmt chronischer Stress in der Kindheit die Produktion von Wachstumshormonen und reduziert folglich Knochenwachstum und die Körpergröße. Wissenschaftler schätzen, dass 70-90% der Höhenunterschiede zwischen Individuen auf genetische Unterschiede zurückzuführen sind. 10-30% der Höhenunterschiede resultieren aus Unterschieden in der Umgebung, in der ein Individuum aufgewachsen ist. Viele andere Phänotypen werden in ähnlicher Weise sowohl von den Genen als auch von der Umgebung beeinflusst. Einige dieser Phänotypen entstehen erst später im Leben, wie Krebs und andere Krankheiten.

Der Einfluss der Ernährung auf die Körpergröße

Hunderte von Genen, welche die Körpergröße eines Menschen beeinflussen, sind bereits identifiziert worden. Eine Studie fand heraus, dass der wichtigste Faktor, der die derzeitigen Unterschiede in der Statur von Männern in verschiedenen Nationen erklärt, das Verhältnis zwischen der Aufnahme von hochwertigem tierischen Eiweiß und minderwertigen Proteinen aus Getreide und Gemüse während der Kindheit ist.

Die größten frühen Menschen waren vermutlich Jäger des Jungpaläolithikums aus der gravetischen Kultur, die vor 34.000 bis 26.000 Jahren in Europa florierte. Ihre Statur war zum Teil auf eine geringe Bevölkerungsdichte und eine Ernährung, die reich an hochwertigen tierischen Eiweißen war, zurückzuführen. Die in der heutigen Zeit beobachtete Zunahme der Körpergröße wird auf ernährungsphysiologische und sozioökonomische Verbesserungen zurückgeführt.

Der Einfluss von Stress auf die Körpergröße

Das körperliche Wachstum ist metabolisch anspruchsvoll und wird durch Stress und teilweise über die Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-Achse gehemmt. Zum Beispiel stimuliert das Corticotropin-Releasing-Hormon (CRH) die Synthese des adrenocorticotropen Hormons (ACTH), das die Freisetzung von Glucocorticoiden (z.B. Cortisol, das Stresshormon) induziert. Cortisol regt den Appetit an, reduziert aber die Produktion von IGF-1 in der Leber, das auch für das Knochenwachstum und die Knochenentwicklung benötigt wird. Zusätzlich erhöht ein Überschuss an Glucocorticoiden die Somatostatin-Freisetzung, welche die Freisetzung des Wachstumshormons hemmt.

Bei Kindern hat sich gezeigt, dass chronischer Stress das Knochenwachstum und die Gewichtszunahme hemmt. Beides kann sich fortsetzen, wenn der Stress reduziert oder beseitigt wird. Wenn Kinder unter sozialen Stressbedingungen aufgezogen werden, sich zu viele Kinder zu wenig Ressourcen teilen und sowohl physische als auch emotionale Bedürfnisse nicht erfüllt werden, können Kinder außerdem eine Wachstumsverzögerung erfahren. Dies zeigt sich bei Heimkindern, die keine starken, beständigen Beziehungen zu ihren Betreuern entwickeln. Daher können Stress, psychosozial bedingte Wachstumshormonreduktion und unzureichende Ernährung die Statur der Kinder beeinträchtigen.

Eine Kombination aus Natur und Pflege

Da die Menschen verschiedene Gene erben und unter verschiedenen Umweltbedingungen heranwachsen, leben und sich entwickeln, ist es wichtig zu bedenken, dass sowohl die Natur als auch die Pflege das endgültige Aussehen vieler Phänotypen beeinflussen. Dazu gehören auch Phänomene, die sich erst später im Leben entwickeln können, wie Krebs oder Herzkrankheiten.


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