Dołącz do czytelników
Brak wyników

Mózg i umysł , Laboratorium

15 grudnia 2015

Mózgowe smaczki

0 425

Możemy poprawić pamięć, nastrój i zmniejszyć zmęczenie, jeśli dostarczymy mózgowi odpowiedni pokarm. Tylko czego on właściwie potrzebuje?

Komórki mózgu działają na pograniczu zjawisk materialnych i niematerialnych, mają jednak całkowicie materialne zapotrzebowanie na substraty: energetyczne – dostarczające energii, strukturalne – biorące udział w budowie komórki, i funkcjonalne – prekursory neuroprzekaźników lub regulatory zachodzących reakcji. Granice takiego podziału substratów są jednak dość płynne, przede wszystkim dlatego, że w tkance nerwowej związek między strukturą i funkcją jest szczególny.

Glukoza
Niezwykłe tempo przemiany materii w mózgu powoduje ogromne zapotrzebowanie na energię. Głównym substratem energetycznym dla mózgu jest glukoza. Mózg nie posiada zapasów glukozy, dlatego jest zależny od ciągłego jej dostarczania. Brak glukozy przyczynia się do wystąpienia śpiączki już po 10 sekundach od ustania dopływu krwi do mózgu. Przy obniżeniu poziomu glukozy we krwi przeciętnie poniżej 3 mmol/l, obserwuje się zaburzenia funkcji psychicznych i lokomotorycznych.

Związek między stężeniem glukozy we krwi a sprawnością umysłową analizowano w wielu badaniach – testy przeprowadzano po podaniu porcji glukozy na czczo lub po spożyciu posiłku. Wykazano, że u osób będących na czczo podanie glukozy zwiększa sprawność umysłową. Natomiast porcja glukozy otrzymana po posiłku nie tylko nie wykazuje takich właściwości, ale może nawet osłabić funkcje poznawcze. Istnieje zatem optymalny dla sprawności umysłowej zakres stężenia glukozy we krwi.

POLECAMY

Pokrewną grupę badań stanowią tzw. badania śniadaniowe, w których porównywano sprawność umysłową na czczo i po spożyciu posiłku o różnej wartości energetycznej. Okazuje się, że u osób niejedzących śniadań stwierdzano obniżoną sprawność rozwiązywania testów na czas reakcji, pamięć przestrzenną i przypominanie słów. Natomiast nie zauważono zmian w innych aspektach sprawności, np. weryfikacji zdań.

Zaobserwowano szczególnie silny wpływ obecności glukozy na sprawność umysłową ludzi młodych. Po spożyciu napoju zawierającego ten cukier zdecydowanie poprawiał się ich czas reakcji. Przy czym im trudniejszy był test, tym większy obserwowano efekt wzmocnienia sprawności pod wpływem glukozy.

Co ciekawe stały, szczególnie wysoki poziom insuliny na czczo charakteryzuje osoby agresywne, skłonne do działań aspołecznych czy nawet przestępczych – stwierdzono to w trakcie badań z udziałem więźniów i pensjonariuszy zakładów poprawczych w Wielkiej Brytanii.

Kwasy tłuszczowe na pamięć
Dla prawidłowego funkcjonowania komórki nerwowej ogromne znaczenie ma błona komórkowa zbudowana z białek i lipidów – w tym kwasów tłuszczowych. W dorosłym mózgu lipidy stanowią 50–60 proc. suchej masy.
Od rodzaju kwasów tłuszczowych w błonie komórkowej zależy pobud[-]liwość komórki nerwowej, a co za tym idzie – sprawne funkcjonowanie mózgu. Skład kwasów tłuszczowych w błonie komórkowej neuronu ma znaczący wpływ na sprawność umysłową i lokomotoryczną, a także na podatność na choroby neurodegeneracyjne (demencja, choroba Alzheimera, Parkinsona) i udar mózgu.

Dla funkcjonowania mózgu szczególne znaczenie ma kwas dokozaheksaenowy (DHA) – stanowi on ponad 17 proc. wszystkich kwasów tłuszczowych mózgu. DHA wzmaga przewodzenie impulsów nerwowych i hamuje procesy śmierci neuronów. Niedobór DHA powoduje osłabienie pamięci i zdolności uczenia się, a obserwowany jest w takich chorobach, jak np.: alz[-]heimer, depresja, schizofrenia i nadmierna aktywność.

Kwas dokozaheksaenowy znajduje się w tłuszczu rybim, ale powstaje także w organizmie człowieka – z kwasu linolenowego, który w stosunkowo dużych ilościach występuje w oleju rzepakowym i sojowym. Przemiany kwasu linolenowego do DHA zachodzą głównie w wątrobie, ale enzymy uczestniczące w tych reakcjach występują także w komórkach mózgu. Poziom DHA wzrasta gwałtownie w mózgu podczas jego intensywnego rozwoju, który u ludzi trwa od trzeciego trymestru ciąży do 18. miesiąca po urodzeniu.

Interesujące wyniki przyniosło doświadczenie przeprowadzone na szczurach, u których poprzez podawanie β-amyloidu wywołano chorobę Alzheimera. Wyniki testów na sprawność były niezadowalające u szczurów otrzymujących β-amyloid. Natomiast kiedy β-amyloid podawano razem z DHA, wyniki testów nie odbiegały od wyników szczurów zdrowych, które również otrzymywały DHA. W tym przypadku DHA przemógł otępienne działanie β-amyloidu.

W badaniach na szczurach stwierdzono również, że spożywanie oleju rybiego ma znaczący wpływ na ekspresję genów w mózgu. Wzmaga ekspresję 55 genów, hamuje natomiast ekspresję 47 genów. Wynika z tego, że znacznie wpływa na profil syntezy białka w mózgu.

Aminokwasy
Aminokwasy pełnią rolę neuroprzekaźników. Występują w postaci niezmienionej, tak jak np. glicyna i glutaminian, lub po przekształceniu do innych cząsteczek, np. tryptofan, z którego powstaje serotonina oraz fenyloalanina, z której z kolei powstają: adrenalina, noradrenalina i dopamina. Zarówno tryptofan, jak i fenyloalanina nie są syntetyzowane w organizmie i muszą być dostarczone z pożywieniem. Niewystarczające, czyli niezrównoważone, zaopatrzenie dróg nerwowych w aminokwasy może powodować m.in. obniżenie aktywności układu nagrody, a to grozi pojawieniem się skłonności do alkoholu, narkotyków i nadmiernego spożywania pokarmów.

Wpływ aminokwasów na sprawność umysłową ilustrują wyniki badania przeprowadzonego na młodych mężczyznach. Otrzymywali oni suplementy diety w postaci pięciu porcji napojów bogatych w węglowodany albo aminokwasy, w tym tyrozynę, która ulega przekształceniu do adrenaliny, dopaminy i noradrenaliny. Okazało się, że grupa mężczyzn otrzymująca suplement aminokwasów miała lepsze wyniki testów pamięciowych.

Zapotrzebowanie na składniki do syntezy neuroprzekaźników, np. na tryptofan i fenyloalaninę, zwiększa stres. Jednak stres wywołuje również adaptację, która umożliwia większy wychwyt tych substratów przez mózg, zwiększa bowiem przepuszczalność bariery krew–mózg. Dzięki temu transport składników pokarmowych do mózgu podczas stresu wzrasta.

Witaminy
Witaminy odgrywają ważną rolę w regulacji metabolizmu komórek nerwowych i w syntezie neuroprzekaźników. Szczególne znaczenie dla prawidłowego funkcjonowania mózgu mają witaminy z grupy B.

Witamina B1, tiamina, pośrednio reguluje przemiany energetyczne w mózgu. Jej niedobór powoduje obniżenie produkcji energii oraz zmniejszenie tempa przemiany materii w mózgu. Usposabia do neuropatii, wylewów krwi do mózgu, może powodować zaburzenia lokomotoryczne oraz powstanie drażliwości.

Witamina B12, kobalamina, ma ogromne znaczenie dla sprawnego funkcjonowania mózgu. Jej niedobór powoduje ograniczenie syntezy kwasów nukleinowych, a co za tym idzie – ograniczenie syntezy białka. Prowadzi to do zaburzeń pamięci, zaburzeń czucia oraz osłabienia mięśni. Obniżony poziom witaminy B12 obserwowany jest w chorobach psychicznych i neurodegeneracyjnych.

Witamina B3, niacyna, jest prekursorem koenzymu współpracującego z enzymami przemian energetycznych. Jej niedobór powoduje obniżenie aktywności tych enzymów i w konsekwencji znaczne osłabienie pamięci.

Witamina B6, pirydoksyna, pełni istotną rolę w syntezie neuroprzekaźników powstających z aminokwasów. Przy jej niedoborze obserwuje się różne zaburzenia w poziomach neuroprzekaźników. We wczesnym okresie rozwoju nie...

Ten artykuł dostępny jest tylko dla Prenumeratorów.

Sprawdź, co zyskasz, kupując prenumeratę.

Zobacz więcej

Przypisy