Viimeisin päivitetty : 30. huhtikuuta 2013
Glukoosi on sokerityyppi, josta aivot ovat riippuvaisia polttoaineena. Tutkimukset osoittavat, että glukoosin saatavuuden laskulla voi olla kielteinen vaikutus tarkkaavaisuuteen, muistiin ja oppimiseen ja että glukoosin antaminen voi parantaa näitä kognitiivisen toiminnan osa-alueita. Aivot kuluttavat myös enemmän glukoosia haastavien henkisten tehtävien aikana. Siksi voi olla erityisen tärkeää pitää veren glukoosipitoisuus optimaalisella tasolla hyvän kognitiivisen toiminnan kannalta. Säännöllinen aterioiden nauttiminen voi auttaa tässä.
Glukoosi polttoaineena
Glukoosi on eräänlainen sokeri, jota saadaan pääasiassa tärkkelyspitoisista elintarvikkeista (leipä, riisi, pasta ja peruna) sekä hedelmistä, mehuista, hunajasta, hilloista ja pöytäsokerista. Keho voi pilkkoa näiden elintarvikkeiden sulavat hiilihydraatit glukoosiksi, joka kuljetetaan verenkierrossa aivoihin ja muihin elimiin energiaksi. Elimistö säätelee veren glukoosipitoisuutta tiukasti; tätä kutsutaan glukoosihomeostaasiksi. Glukoneogeneesiksi kutsutun prosessin avulla elimistö voi valmistaa itse glukoosia proteiinin ja rasvan rakennusaineista. Glukoosia voidaan varastoida glykogeenin muodossa maksaan ja hieman vähemmässä määrin lihaksiin. Glykogeeni muodostaa energiavaraston, joka voidaan ottaa nopeasti käyttöön äkillisessä glukoosin tarpeessa (liikunta), mutta myös silloin, kun glukoosin saanti ravinnosta on riittämätöntä (esimerkiksi paaston aikana), elimistö voi saada glukoosia purkamalla glykogeenivarastojaan. Maksan glykogeeni on lähes tyhjä 12-18 tunnin kuluttua syömisestä, esimerkiksi yön yli kestävässä paastossa, jonka jälkeen elimistö turvautuu enemmän rasvojen hajottamisesta saatavaan energiaan.
Aivojen energiantarve
Ihmisen aivot koostuvat tiheästä hermosolujen eli neuronien verkostosta, joka on jatkuvasti aktiivinen – myös unen aikana. Saadakseen tämän toiminnan ylläpitämiseen tarvittavan energian aivot ovat riippuvaisia jatkuvasta glukoosin saannista verenkierrosta. Terveellisen ruokavalion tulisi antaa 45-60 % kokonaisenergiasta hiilihydraateista.1 Normaalipainoinen aikuinen tarvitsee 200 g glukoosia päivässä, josta kaksi kolmasosaa (noin 130 g) tarvitaan erityisesti aivojen glukoositarpeen tyydyttämiseen.
Aivot kilpailevat muun elimistön kanssa glukoosin saannista silloin, kun glukoositasot laskevat hyvin alhaisiksi – kuten nälkiintymisen aikana. Hallitsemalla tiukasti glukoosin osuuttaan näissä olosuhteissa aivot voivat ylläpitää korkeaa aktiivisuustasoaan. Se tekee tämän kahdella päämekanismilla: ensinnäkin ottamalla glukoosia suoraan verestä, kun sen solujen energia on vähissä, ja toiseksi rajoittamalla muun elimistön glukoosin määrää niin, että aivojen käytettävissä on enemmän.2,3 Nämä mekanismit ovat eloonjäämisen kannalta välttämättömiä. Toisin kuin lihakset (sydän mukaan lukien) ja maksa, aivot eivät voi käyttää rasvahappoja suoraan polttoaineena.
Glukoosi ja henkinen suorituskyky
Tästä hienostuneesta säätelystä huolimatta glukoosin saatavuudessa esiintyy lyhytaikaisia notkahduksia tietyillä aivoalueilla. Nämä voivat heikentää erilaisia kognitiivisia toimintoja, kuten tarkkaavaisuutta, muistia ja oppimista.4
Glukoosia koskevat tutkimukset ovat osoittaneet, miten tämän sokerin antaminen voi parantaa kognitiivisia toimintoja – erityisesti lyhytaikaista muistia ja tarkkaavaisuutta.4 Useimmissa näistä tutkimuksista osallistujille annetaan juomana tietty määrä glukoosia. Sünram-Lean ja kollegoiden tutkimuksessa havaittiin, että glukoosijuoma paransi merkittävästi nuorten aikuisten pitkäaikaista sanallista muistia ja pitkäaikaista avaruudellista muistia. Vaikutus oli samanlainen riippumatta siitä, oliko juoma nautittu yön yli kestäneen paaston, aamiaisen jälkeisen kahden tunnin paaston tai lounaan jälkeisen kahden tunnin paaston jälkeen.5 Vastaavasti Riby ja kollegat havaitsivat glukoosin parantavan muistia.6
Vaativammat psyykkiset tehtävät näyttäisivät reagoivan glukoosiin paremmin kuin yksinkertaisemmat tehtävät. Tämä saattaa johtua siitä, että aivojen glukoosin hyväksikäyttö lisääntyy lievissä stressitilanteissa, joihin kuuluvat myös haastavat henkiset tehtävät.4
Kun otetaan huomioon, että aivot ovat herkät lyhytaikaisille veren glukoosipitoisuuden laskuille ja näyttäisivät reagoivan positiivisesti näiden pitoisuuksien nousuun, voi olla hyödyllistä ylläpitää riittäviä verensokeritasoja kognitiivisten toimintojen ylläpitämiseksi.4 Säännöllinen ateriointi voi auttaa tämän saavuttamisessa. Erityisesti lapsilla ja nuorilla tehdyt tutkimukset ovat osoittaneet, että aamiaisen syöminen voi auttaa parantamaan henkistä suorituskykyä lisäämällä kykyä muistiin ja tarkkaavaisuuteen liittyvissä tehtävissä.7
Johtopäätökset
Aivot ovat erittäin aktiivinen elin, joka on riippuvainen glukoosista polttoaineena. Glukoosia saadaan joko suoraan hiilihydraattipitoisista elintarvikkeista ja juomista tai elimistö tuottaa sitä muista kuin hiilihydraattilähteistä. Verensokerin pitäminen optimaalisella tasolla näyttää auttavan hyvän kognitiivisen toiminnan ylläpitämisessä, erityisesti henkisesti vaativissa tehtävissä. Säännöllinen aterioiden nauttiminen voi olla hyödyllinen tapa saavuttaa tämä.
- Euroopan elintarviketurvallisuusviranomainen (EFSA) (2010). Tieteellinen lausunto hiilihydraattien ja ravintokuitujen ravitsemuksellisista viitearvoista. EFSA Journal 8(3):1462.
- Peters A (2011). Itsekkäät aivot: kilpailu energiavaroista. American Journal of Human Biology 23:29-34.
- Peters A, Kubera B, Hubold C, et al. (2011). The Selfish Brain: Stressi ja syömiskäyttäytyminen. Frontiers in Neuroscience 5(74):1-11.
- Bellisle F (2004). Ruokavalion vaikutukset lasten käyttäytymiseen ja kognitioon. British Journal of Nutrition 92(Suppl 2):227-232.
- Sünram-Lea SI, Foster JK, Durlach P, et al. (2001). Glukoosin aiheuttama kognitiivisen suorituskyvyn helpottuminen terveillä nuorilla aikuisilla: paaston keston, vuorokaudenajan ja kulutusta edeltävän plasman glukoosipitoisuuden vaikutuksen tutkiminen. Psychopharmacology 157:46-54.
- Riby LM, Law AS, Mclaughlin J, et al. (2011). Alustavat todisteet siitä, että glukoosin nauttiminen helpottaa prospektiivisen muistin suorituskykyä. Nutrition Research 31(5):370-377.
- Hoyland A, Dye L & Lawton CL (2009). Systemaattinen katsaus aamiaisen vaikutuksesta lasten ja nuorten kognitiiviseen suorituskykyyn. Nutrition Research Reviews 22:220-243.