Last Updated : 30 April 2013
Glukoza jest rodzajem cukru, od którego mózg jest uzależniony, jeśli chodzi o paliwo. Badania pokazują, że spadki dostępności glukozy mogą mieć negatywny wpływ na uwagę, pamięć i uczenie się oraz że podawanie glukozy może poprawić te aspekty funkcji poznawczych. Mózg zużywa również więcej glukozy podczas wykonywania trudnych zadań umysłowych. Dlatego utrzymanie optymalnego poziomu glukozy we krwi może być szczególnie ważne dla dobrych funkcji poznawczych. Spożywanie regularnych posiłków może pomóc to osiągnąć.
Glukoza jako paliwo
Glukoza jest rodzajem cukru, który pochodzi głównie z pokarmów bogatych w skrobię (chleb, ryż, makaron i ziemniaki), jak również z owoców, soków, miodu, dżemów i cukru stołowego. Organizm może rozłożyć strawne węglowodany zawarte w tych pokarmach na glukozę, która jest transportowana w krwiobiegu do mózgu i innych narządów w celu uzyskania energii. Organizm ściśle reguluje poziom glukozy we krwi; jest to tzw. homeostaza glukozy. Proces zwany glukoneogenezą pozwala organizmowi wytwarzać własną glukozę z białek i tłuszczu. Glukoza może być magazynowana w postaci glikogenu w wątrobie i, w nieco mniejszym stopniu, w mięśniach. Glikogen stanowi rezerwę energetyczną, która może być szybko zmobilizowana w celu zaspokojenia nagłego zapotrzebowania na glukozę (wysiłek fizyczny), ale także wtedy, gdy spożycie glukozy z pożywienia jest niewystarczające (np. na czczo), organizm może uzyskać glukozę poprzez zniszczenie swoich zapasów glikogenu. Glikogen wątrobowy jest prawie wyczerpany 12 do 18 godzin po jedzeniu, na przykład na czczo, po czym organizm polega bardziej na energii pochodzącej z rozkładu tłuszczów.
Potrzeby energetyczne mózgu
Mózg człowieka składa się z gęstej sieci neuronów lub komórek nerwowych, które są stale aktywne – nawet podczas snu. Aby uzyskać energię potrzebną do podtrzymania tej aktywności, mózg jest uzależniony od stałego dopływu glukozy z krwiobiegu. Zdrowa dieta powinna dostarczać 45-60% całkowitej energii z węglowodanów.1 Osoba dorosła o normalnej wadze potrzebuje 200 g glukozy dziennie, z czego dwie trzecie (około 130 g) jest potrzebne mózgowi do pokrycia jego zapotrzebowania na glukozę.
Mózg konkuruje z resztą ciała o glukozę, gdy jej poziom jest bardzo niski – np. podczas głodówki. Ściśle kontrolując swój udział glukozy w tych warunkach, mózg może utrzymać swój wysoki poziom aktywności. Robi to za pomocą dwóch głównych mechanizmów: po pierwsze, pobierając glukozę bezpośrednio z krwi, gdy jego komórkom brakuje energii; a po drugie, ograniczając ilość glukozy dostępnej dla reszty organizmu, tak by więcej było jej dla mózgu.2,3 Mechanizmy te są niezbędne do przeżycia. W przeciwieństwie do mięśni (w tym serca) i wątroby, mózg nie może wykorzystywać kwasów tłuszczowych bezpośrednio jako paliwa.
Glukoza a sprawność umysłowa
Pomimo tej wyrafinowanej regulacji, krótkoterminowe spadki dostępności glukozy występują w niektórych obszarach mózgu. Mogą one upośledzać różne funkcje poznawcze, takie jak uwaga, pamięć i uczenie się.4
Badania nad glukozą wykazały, jak podawanie tego cukru może poprawić funkcjonowanie poznawcze – w szczególności pamięć krótkotrwałą i uwagę.4 Większość tych badań podaje uczestnikom określoną ilość glukozy w formie napoju. W badaniu przeprowadzonym przez Sünram-Lea i współpracowników stwierdzono, że napój glukozowy znacząco poprawił długotrwałą pamięć werbalną i długotrwałą pamięć przestrzenną u młodych dorosłych. Efekt był podobny niezależnie od tego, czy napój był spożywany po całonocnym poście, dwugodzinnym poście po śniadaniu, czy dwugodzinnym poście po obiedzie.5 Podobnie Riby i współpracownicy stwierdzili, że glukoza poprawia pamięć.6
Wydaje się, że bardziej wymagające zadania umysłowe lepiej reagują na glukozę niż prostsze zadania. Może to wynikać z faktu, że wychwyt glukozy przez mózg wzrasta w warunkach łagodnego stresu, który obejmuje trudne zadania umysłowe.4
Zważywszy, że mózg jest wrażliwy na krótkotrwałe spadki poziomu glukozy we krwi i wydaje się pozytywnie reagować na wzrost tego poziomu, korzystne może być utrzymanie odpowiedniego poziomu cukru we krwi w celu zachowania funkcji poznawczych.4 Spożywanie regularnych posiłków może pomóc w osiągnięciu tego celu. W szczególności badania przeprowadzone u dzieci i młodzieży wykazały, że spożywanie śniadania może pomóc w poprawie sprawności umysłowej poprzez zwiększenie zdolności do wykonywania zadań związanych z pamięcią i uwagą.7
Wnioski
Mózg jest wysoce aktywnym organem, który opiera się na glukozie jako paliwie. Glukoza pochodzi albo bezpośrednio z pokarmów i napojów zawierających węglowodany, albo jest wytwarzana przez organizm ze źródeł niewęglowodanowych. Utrzymywanie poziomu cukru we krwi na optymalnym poziomie wydaje się być pomocne w utrzymaniu dobrych funkcji poznawczych, szczególnie w przypadku bardziej wymagających umysłowo zadań. Spożywanie regularnych posiłków może być użytecznym sposobem na osiągnięcie tego celu.
- Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA) (2010). Scientific Opinion on Dietary Reference Values for carbohydrates and dietary fibre (Opinia naukowa na temat wartości referencyjnych w diecie dla węglowodanów i błonnika pokarmowego). EFSA Journal 8(3):1462.
- Peters A (2011). The Selfish Brain: konkurencja o zasoby energetyczne. American Journal of Human Biology 23:29-34.
- Peters A, Kubera B, Hubold C, et al. (2011). The Selfish Brain: Stres i zachowania żywieniowe. Frontiers in Neuroscience 5(74):1-11.
- Bellisle F (2004). Wpływ diety na zachowanie i poznanie u dzieci. British Journal of Nutrition 92(Suppl 2):227-232.
- 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.
- Riby LM, Law AS, Mclaughlin J, et al. (2011). Wstępne dowody, że spożycie glukozy ułatwia wydajność pamięci prospektywnej. Nutrition Research 31(5):370-377.
- Hoyland A, Dye L & Lawton CL (2009). Systematyczny przegląd wpływu śniadania na wydajność poznawczą dzieci i młodzieży. Nutrition Research Reviews 22:220-243.
.