Laatst bijgewerkt op 30 april 2013

Glucose is een suikersoort waarvan de hersenen afhankelijk zijn voor hun brandstof. Uit onderzoek blijkt dat een daling van de glucosebeschikbaarheid een negatieve invloed kan hebben op de aandacht, het geheugen en het leervermogen, en dat toediening van glucose deze aspecten van de cognitieve functie kan verbeteren. De hersenen verbruiken ook meer glucose tijdens uitdagende mentale taken. Daarom kan het bijzonder belangrijk zijn om de bloedglucosespiegels op een optimaal niveau te houden voor een goede cognitieve functie. Het nuttigen van regelmatige maaltijden kan daarbij helpen.

Glucose als brandstof

Glucose is een soort suiker die voornamelijk afkomstig is van zetmeelrijke voedingsmiddelen (brood, rijst, pasta en aardappelen), maar ook van fruit, sappen, honing, jam en tafelsuiker. Het lichaam kan de verteerbare koolhydraten in deze voedingsmiddelen afbreken tot glucose, dat in de bloedbaan naar de hersenen en andere organen wordt vervoerd voor energie. Het lichaam regelt de bloedsuikerspiegel strak; dit staat bekend als glucosehomeostase. Een proces dat gluconeogenese wordt genoemd, stelt het lichaam in staat zijn eigen glucose te maken uit de bouwstenen eiwit en vet. Glucose kan worden opgeslagen in de vorm van glycogeen in de lever en in iets mindere mate in de spieren. Glycogeen vormt een energiereserve die snel kan worden aangesproken bij een plotselinge behoefte aan glucose (lichamelijke inspanning), maar ook wanneer de glucose-inname uit voedsel ontoereikend is (bijvoorbeeld tijdens het vasten), kan het lichaam glucose verkrijgen door de glycogeenvoorraden af te breken. Het leverglycogeen is 12 tot 18 uur na het eten, bijvoorbeeld ’s nachts vasten, bijna uitgeput, waarna het lichaam meer vertrouwt op energie uit het afbreken van vetten.

De energiebehoeften van de hersenen

Het menselijk brein bestaat uit een dicht netwerk van neuronen, of zenuwcellen, die voortdurend actief zijn – zelfs tijdens de slaap. Om de energie te verkrijgen die nodig is om deze activiteit in stand te houden, zijn de hersenen afhankelijk van een voortdurende toevoer van glucose uit de bloedbaan. Een gezond dieet moet 45-60% van de totale energie uit koolhydraten leveren.1 Een volwassene met een normaal gewicht heeft 200 g glucose per dag nodig, waarvan tweederde (ongeveer 130 g) specifiek nodig is voor de hersenen om in hun glucosebehoeften te voorzien.

De hersenen concurreren met de rest van het lichaam om glucose wanneer de niveaus zeer laag zijn – zoals tijdens verhongering. Door zijn aandeel glucose onder deze omstandigheden strak te regelen, kunnen de hersenen hun hoge activiteitsniveau handhaven. Het doet dit door middel van twee belangrijke mechanismen: ten eerste door glucose direct uit het bloed te halen wanneer de cellen weinig energie hebben; en ten tweede door de hoeveelheid glucose die beschikbaar is voor de rest van het lichaam te beperken, zodat er meer beschikbaar is voor de hersenen.2,3 Deze mechanismen zijn essentieel om te overleven. In tegenstelling tot de spieren (inclusief het hart) en de lever, kunnen de hersenen vetzuren niet rechtstreeks als brandstof gebruiken.

Glucose en de mentale prestaties

Ondanks deze verfijnde regulering treden er in bepaalde hersengebieden op korte termijn dips op in de beschikbaarheid van glucose. Deze kunnen verschillende cognitieve functies zoals aandacht, geheugen en leren nadelig beïnvloeden.4

Studies over glucose hebben aangetoond hoe het toedienen van deze suiker het cognitief functioneren kan verbeteren – in het bijzonder het kortetermijngeheugen en de aandacht.4 De meeste van deze studies geven de deelnemers een vaste hoeveelheid glucose als drankje. Uit een studie van Sünram-Lea en collega’s bleek dat een glucosedrankje het verbale langetermijngeheugen en het ruimtelijke langetermijngeheugen bij jongvolwassenen aanzienlijk verbeterde. Het effect was vergelijkbaar of de drank werd geconsumeerd na een nacht vasten, een twee uur vasten na het ontbijt, of een twee uur vasten na de lunch.5 Evenzo vonden Riby en collega’s dat glucose het geheugen verbeterde.6

De meer veeleisende mentale taken lijken beter te reageren op glucose dan eenvoudiger taken. Dit kan komen doordat de opname van glucose door de hersenen toeneemt onder omstandigheden van milde stress, waaronder uitdagende mentale taken.4

Gezien het feit dat de hersenen gevoelig zijn voor kortdurende dalingen in de bloedglucosespiegel, en positief lijken te reageren op stijgingen in deze niveaus, kan het gunstig zijn om een adequate bloedsuikerspiegel te handhaven om de cognitieve functie te behouden.4 Het eten van regelmatige maaltijden kan helpen om dit te bereiken. In het bijzonder hebben studies bij kinderen en adolescenten aangetoond dat het eten van een ontbijt kan helpen om de mentale prestaties te verbeteren door het vermogen in geheugen- en aandachtstaken te vergroten.7

Conclusie

De hersenen zijn een zeer actief orgaan dat afhankelijk is van glucose voor brandstof. Glucose komt ofwel rechtstreeks uit koolhydraatbevattende voedingsmiddelen en dranken, of wordt door het lichaam geproduceerd uit niet-koolhydraatbronnen. De bloedsuikerspiegel op een optimaal niveau houden lijkt te helpen om de cognitieve functie goed te houden, vooral bij mentaal veeleisende taken. Het nuttigen van regelmatige maaltijden kan een nuttige manier zijn om dit te bereiken.

1. Europese Autoriteit voor voedselveiligheid (EFSA) (2010). Wetenschappelijk advies over de voedingsreferentiewaarden voor koolhydraten en voedingsvezels. EFSA Journal 8(3):1462.
2. Peters A (2011). Het egoïstische brein: competitie om energiebronnen. American Journal of Human Biology 23:29-34.
3. Peters A, Kubera B, Hubold C, et al. (2011). Het egoïstische brein: Stress en eetgedrag. Frontiers in Neuroscience 5(74):1-11.
4. Bellisle F (2004). Effecten van voeding op gedrag en cognitie bij kinderen. British Journal of Nutrition 92(Suppl 2):227-232.
5. Sünram-Lea SI, Foster JK, Durlach P, et al. (2001). Glucose facilitation of cognitive performance in healthy young adults: examination of the influence of fast-duration, time of day and pre-consumption plasma glucose levels. Psychopharmacology 157:46-54.
6. Riby LM, Law AS, Mclaughlin J, et al. (2011). Preliminary evidence that glucose ingestion facilitates prospective memory performance. Nutrition Research 31(5):370-377.
7. Hoyland A, Dye L & Lawton CL (2009). A systematic review of the effect of breakfast on the cognitive performance of children and adolescents. Nutrition Research Reviews 22:220-243.