1. Глюкоза играет важную роль в работе мозга. Глюкоза улучшает память, стимулирует всасывание кальция и увеличивает межклеточную коммуникацию. Статья на конкурс «био/мол/текст»: Мозг — признанный лидер по потреблению глюкозы среди внутренних органов. Глюкоза и мозг Презентация на SpeakerDeck: Владимир Фокин.
Ученые открыли механизм мозга, который заставляет нас есть глюкозу
Мозгу необходим не сахар, а глюкоза. Если у человека наблюдается хроническая гипогликемия – низкое количество глюкозы в крови, возникают поражения головного мозга и нервных клеток. Когда для вас источником энергии являются кетоны, это более эффективный вид топлива и для вашего мозга и так же в отличие от глюкозы, это исключает перепады в уровне энергии вашего организма. Мозгу требуются тонны энергии — и новые эксперименты показывают, как связаны низкий уровень глюкозы и проблемы с самоконтролем.
Биохимия мозга
Ранее диетолог назвала оптимальную цифру употребления соли. Еще больше эксклюзивов и самых актуальных новостей — в нашем Telegram , ВКонтакте и Яндекс.
Распределение «богатства» Общеизвестно, что для нормального функционирования всех органов нашего тела необходима энергия. Каким же образом осуществляется распределение полученного организмом «богатства» в виде источников энергии — согласно законам социализма равное количество для каждого или капитализма? Оказалось, что даже в условиях нашего организма запасы энергии расходуются среди всех органов неравномерно. И здесь это распределение скорее напоминает разделение «по заслугам». Не так уж мало для мозга, вес которого равен приблизительно двум процентам от массы всего тела. Установление ведущей роли мозга в потреблении энергетических запасов легло в основу теории «эгоистичного мозга» «selfish brain» theory [1].
Такое интенсивное расходование энергии мозгом обусловлено, с одной стороны, большими затратами общей энергии клеток на генерацию трансмембранных ионных градиентов [2] и нервных импульсов, а с другой — на ведение «домашнего хозяйства»: процесса, обеспечивающего целостность и нормальное функционирование клеток мозга. Соотношение между этими двумя процессами оценивается как 2:1 [3]. Самое активное участие в энергозависимых процессах мозга принимают две группы клеток — нейроны и астроциты. Роли предопределены Нейроны — это высокоспециализированные клетки, способные генерировать и проводить электрические импульсы. Это — клетки-специалисты, так как функция каждого нейрона строго определена. В течение долгого времени происходит так называемый процесс обучения нейрона выполняемой им функции. Средний человеческий мозг содержит около 100 миллиардов обученных нейронов, и в среднем каждый нейрон соединяется с 1000 других нейронов. Это приводит к образованию обширных и сложных нейронных сетей, которые служат основой для обработки и передачи мозгом информации.
Ввиду сложных интегративных взаимодействий каждого нейрона замена этих клеток в нейронных сетях с сохранением целостности выполняемой ими функции почти если не совсем невозможна. Астроциты — это специализированные глиальные клетки, чья функция заключается главным образом в обеспечении нейронов энергетическими ресурсами и в борьбе с активными формами кислорода АФК и азота [4]. При этом количество астроцитов в мозге в несколько раз превышает количество нейронов, и в результате получается, что каждый нейрон включен в целый ансамбль астроцитарных клеток. Довольно разные функции нейронов и астроцитов определяют и разные пути использования энергетических ресурсов этими клетками. Глюкозо-6-фосфат, образующийся из глюкозы, нейронами по большей части направляется в цепь метаболических превращений пентозофосфатного пути ПФП , а в астроцитах вовлекается в цепь гликолитических реакций [5]. И это принципиальное различие нейронов и астроцитов. Дело в том, что в пентозофосфатном пути образуются предшественники для синтеза нуклеотидов ДНК и РНК [6] , а также восстановительные эквиваленты, необходимые нейрону для регенерации белка антиоксидантной защиты мозга — глутатиона. В ходе же гликолиза образуется большое количество энергии, которая используется в разных биосинтетических процессах как «универсальная валюта».
Подобная свобода для возможных метаболических реакций в астроцитах и относительная консервативность путей в нейронах связаны с функциональным состоянием клеток. Нейроны генерируют потенциалы действия, проводят возбуждение, интегрируют информацию с разных рецепторов. Это довольно сложно устроенные клетки.
И для мозга глюкоза - единственный поставщик энергии". Надо обязательно чередовать умственную работу с физической нагрузкой, и тогда вы получите лучший эффект для здоровья, - заключил академик.
Раньше ученые предполагали, что сами нейроны не усваивают сахар, а расщеплением глюкозы занимаются глиальные клетки, которые затем «кормят» нейроны. Однако доказательств в поддержку этой теории было мало — отчасти из-за того, что в лаборатории трудно создавать чистые культуры нейронов, в которых нет глиальных клеток. В этом исследовании ученые смогли вырастить «чистые» нейроны человека. Для этого они использовали индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, которые могут превратиться в клетки любого типа в организме. Затем исследователи смешали нейроны с меченой формой глюкозы, которую они могли отслеживать, даже когда она расщеплялась. Этот эксперимент показал, что сами нейроны способны поглощать глюкозу и перерабатывать ее в более мелкие метаболиты. Чтобы точно определить, как нейроны используют продукты метаболизма глюкозы, команда удалила из клеток два ключевых белка с помощью инструмента редактирования генов — CRISPR.
Важность глюкозы для работы мозга
Более того, человек при падении сахара в крови чувствует еще большую усталость, появляется потребность в еще большем количестве сахара. В одном из релизов ВОЗ указано, что полное исключение свободных сахаров не несет для здоровья никаких негативных последствий, — отмечает эксперт. По словам специалиста, лучше свести употребление сахара до минимума. Снижать его количество нужно постепенно. Самый лучший десерт — это ягоды, отмечает нутрициолог. При этом отмечается, что желательно снизить эту цифру в 2 раза.
Можно подумать, что нет ничего страшного в еще одной пироженке к чаю, это же для мозга. Но что происходит, когда сахара становится слишком много?
В этом случае больше не значит лучше. Сахар вызывает реакцию, похожую на зависимость В одном исследовании ученые изучали, как продукты с разным гликемическим индексом ГИ влияют на активность мозга. Гликемический индекс — это способ классификации продуктов, содержащих углеводы, для оценки того, насколько быстро они перевариваются и повышают уровень сахара в крови. Продукты с высоким ГИ Еда с высоким содержанием сахара, хлопья, пончики, белый хлеб, картофель, переработанные продукты Некоторые фрукты, овощи, орехи, молочные продукты, бобовые Выяснилось, что продукты с высоким ГИ вызывают более сильное чувство голода, чем продукты с низким ГИ, и стимулируют области мозга, связанные с пищевым поведением и вознаграждением. Дополнительные исследования активности мозга подтвердили идею о том, что переедание изменяет систему вознаграждения мозга, которая еще больше стимулирует желание съесть сверх меры. Переедание приводит к уменьшению реакции вознаграждения и постепенному развитию зависимости от продуктов с низким содержанием питательных веществ и высоким ГИ, богатых сахаром, солью и жиром. Для достижения того же уровня вознаграждения требуется больше съесть.
Сахар ухудшает память и умственные способности Начнем с животных. В исследовании 2016 года ученые обнаружили у крыс, которых держали на диете с высоким содержанием сахара, воспалительные маркеры в гиппокампе головного мозга. В другом исследовании , тоже на крысах, выяснили, что ухудшение памяти, вызванное употреблением сахара, можно обратить вспять, если соблюдать диету с низким содержанием сахара и низким гликемическим индексом. Также исследования на животных указывают на связь между употреблением большого количества сахара и болезнью Альцгеймера.
Это также самое распространенное циркулирующее кетоновое тело. Ацетон является наименее распространенным типом кетоновых тел. Исследование показало , что ацетон, содержание которого в кетогенной диете повышено, подавляет судороги у пациентов с лекарственно-устойчивой эпилепсией. Что такое Глюкоза?
Глюкоза — это основной сахар в крови. Углеводы из пищи, которую вы едите, превращаются в глюкозу. Глюкоза важна тем, что снабжает ваши органы энергией, которую они могут немедленно использовать. Она позволяет выполнять интенсивные тренировки, действует как сырье, чтобы ваше тело могло вырабатывать другие молекулы например, коллаген , и служит топливом для мозга. Продукты с большим количеством «здоровых» углеводов Другие названия глюкозы включают декстрозу, крахмал или гликоген: Декстроза. Декстроза — это простой сахар, который получают из кукурузы или других растений. Обычно он содержится в таких продуктах, как мед, упакованные продукты, десерты и кукурузный сироп. В больницах или медицинских учреждениях декстроза используется в качестве препаратов для внутривенного введения.
Крахмал является сложным типом углеводов, поскольку он образован крупными единицами глюкозы, которые соединяются гликозильными связями. Мы часто потребляем крахмал, употребляя в пищу такие продукты, как рис, белая мука, овес, макаронные изделия, кукуруза, картофель и хлебобулочные изделия. Гликоген действует как основная форма хранения глюкозы. Всякий раз, когда вашему организму нужна энергия, гликоген распадается на глюкозу. Кроме того, ваша печень выделяет гликоген в ответ на стрессовые ситуации, низкий уровень сахара в крови и для облегчения пищеварения Как вы можете видеть, глюкоза играет много ролей. Но каковы причины использовать кетоны для питания мозга в качестве альтернативы глюкозе, когда ясно, что глюкоза необходима для многих функций организма? Мы ответим на это в следующих разделах. Может ли Мозг Использовать Кетоны для получения Энергии?
Краткий ответ: да. Хотя мы признаем глюкозу в качестве основного источника энергии для мозга, что удивительно, но мозг также использует кетоны, в первую очередь бета-гидроксибутират и ацетоацетат, в качестве резервного источника энергии. Фактически, во время сна вы входите в состояние голодания, которое позволяет вашему телу использовать свои запасы гликогена. Когда запасы гликогена низки, ваше тело метаболизирует накопленный жир, который превращается в жирные кислоты. Жирные кислоты распадаются на кетоны, которые преодолевают гематоэнцефалический барьер. Исследования показывают , что повышение уровня кетонов помощью кетогенной диеты с очень высоким содержанием жиров и низким содержанием углеводов может принести пользу пациентам с заболеваниями головного мозга, такими как болезнь Альцгеймера и трудноизлечимая эпилепсия. В этом разделе мы рассмотрим преимущества и недостатки использования кетонов и глюкозы в качестве энергии для мозга. Таким образом, мы сможем определить, какой из них лучше.
Преимущества Кетонов Давайте начнем с кетонов. Почему вы нужно придерживаться кето-диеты для здоровья мозга? Почему некоторые люди избегают этого? Зная это, имеет смысл снабжать ваш мозг жирными кислотами, чтобы он мог выполнять свои необходимые функции. Поскольку ваш организм не может вырабатывать жирные кислоты самостоятельно, вам необходимо получать их из своего рациона. Незаменимые жирные кислоты включают жирные кислоты омега-3 и жирные кислоты омега-6. Исследования показывают , что матери, которым давали незаменимые жирные кислоты, рожали младенцев с лучшей умственной обработкой и лучшим психомоторным развитием. Хорошо спланированная кетогенная диета включает в себя полезные жирные кислоты, такие как авокадо, оливковое масло, орехи и семена, а также жирную рыбу.
Подпишись на наш канал в Яндекс Дзен Один из факторов, влияющих на здоровье мозга — употребление избыточного количества рафинированного сахара. Считается, диета с высоким содержанием сахара увеличивает вероятность развития диабета второго типа, который грозит развитием болезни Альцгеймера. А одна из научных работ выявила связь между уровнем глюкозы в крови и слабоумием.
Глюкоза и мозг: улучшение умственной деятельности
Дефицит белка, ответственного за перемещение глюкозы через защитный гематоэнцефалический барьер мозга, активизирует нейродегенеративные последствия болезни Альцгеймера. Медицинские исследования подтверждают, что мозгу действительно требуется глюкоза для нормального функционирования Однако, переизбыток сахара может негативно влиять на работу мозга. Метаболизм глюкозы в тканях мозга связан с функциональной активностью нейронов и глии. Мозг в отличие от остальных органов может брать глюкозу напрямую из кровотока, и для этого ему не нужен инсулин. Это крайний вариант для мозга, ему необходимо хотя бы 30% энергии получать в виде глюкозы.
Академик Дедов объяснил, почему невозможно защититься от диабета, мало двигаясь
И если у такого больного резко понизить уровень глюкозы, то мозг его снова поднимет. Элементы питания, работающие на глюкозе, можно будет использовать в имплантатах спинного мозга, которые позволят парализованным пациентам снова двигать конечностями. Гистограмма просмотров видео «Глюкоза Мозгу Не Нужна! Что Разрушает Память И Мозг, А Что Укрепляет?» в сравнении с последними загруженными видео. Исследователи зафиксировали различия в уровне глюкозы после еды у здоровых людей, и у пациентов, которые страдают диабетом 2-го типа. Ученые из США обнаружили популяцию нейронов головного мозга, которые регулируют уровень сахара в крови, пишет EurekAlert. Мозгу необходим не сахар, а глюкоза.
«Еда для мозга»: что стоит, а чего не стоит есть, готовясь к экзаменам?
Их регулярное употребление способствуют самоочищению организма. Овощи уменьшают вероятность образования злокачественных опухолей и наступления преждевременной смерти. Подпишитесь и получайте новости первыми Читайте также.
Тут сразу стоит добавить: витамины как пищевые добавки то есть в таблетках, растворах и так далее может назначить только специалист по результатам анализов. А вот употреблять богатые определённой группой витаминов продукты можно и без назначения врача. Например, витамины группы В содержатся в мясе, гречке, тыкве и фасоли. Как уже упоминалось выше — речь не про сладости, а про продукты, богатые медленными углеводами, вроде круп, цельнозерновой пасты, хлеба и овощей. Но продукты сами по себе — это ещё не всё. Многое зависит от того, как организованы приёмы пищи.
Здесь можно руководствоваться знаменитой формулой «Завтрак съешь сам, обед подели с другом, а ужин отдай врагу». Мы уже объяснили, что для студентов и школьников он должен быть сытным. Главное же — его категорически нельзя пропускать! Что бы вы ни выбрали на обед, там тоже должен быть белок — например, рыба, мясо, курица, кисломолочные продукты. На гарнир стоит съесть гречку, цельнозерновую пасту — в общем, то, что содержит «долгие» углеводы. Об обеде лучше подумать ещё накануне: будет ли там, где вы планируете находиться, место, где можно вкусно, сытно и правильно поесть. Если нет, стоит что-то приготовить заранее и взять с собой. Эти вопросы позволят избежать соблазна «откупиться» от голода фастфудом. С ужином главное — не переборщить, а ещё — не есть непосредственно перед сном.
Для этого приёма пищи отлично подойдут овощи и кисломолочные продукты, а также то, что содержит лёгкий белок. Например, рыба или птица легко усваиваются, как и блюда из фарша — котлеты или тефтели. Что стоит взять с собой на полезные перекусы? Орехи, цельнозерновое или белковое печенье, хлебцы, фрукты — например, банан или яблоко. Мы попросили Элеонору Овчинникову поделиться рецептом идеального бутерброда для перекуса школьников и студентов. Вот он: Рецепт идеального бутерброда Основа: для основы возьмите цельнозерновой хлеб или тонкий армянский лаваш, если хотите что-то вроде шаурмы. Соус: смешайте сметану и раздавленный зубчик чеснока, добавьте мелко нарезанную зелень по вкусу, соль и перец. И помните: такой бутерброд поддержит мозговую деятельность и энергию организма в целом, но не может заменить полноценные завтрак и обед! Если вы хотите помочь своему мозгу, то главное — позаботьтесь о питании заранее.
Заранее продумывайте свой рацион, за полгода до экзаменов. Проще говоря, всегда питайтесь правильно», — резюмирует Элеонора Овчинникова.
Эта проблема была решена учеными Канадского института регенеративной медицины CIRM Онтарио, которые разработали и совместно с NOBELlife выпускают полезный шоколад для диабетиков и тех, кто хочет жить долго на аллюлозе — не повышающей уровень гликемии, но адекватно питающей мозг.
И именно к ним головной мозг действительно может «привыкать». То есть, сахарная зависимость — это привыкание к высокому уровню серотонина. Вряд ли этот эффект можно сравнивать с полноценной наркотической зависимостью, но все же он имеет место быть. Таким образом, сахар действует на мозг как слабый наркотик. Однако серотонин вырабатывается не только при поедании сладкого. Его активную выработку провоцирует влюбленность, радость, положительные эмоции, полноценный сон. И именно с помощью этих средств от «зависимости» можно избавиться. Опасна ли так называемая «сахарная зависимость? С течением времени её ткань может истощатся, что приводит к снижению количества вырабатываемого инсулина в медицине это называется «фиброз тканей поджелудочной железы». В итоге — развивается гипергликемия, а далее — сахарный диабет 2-го типа. Это, кстати, один из самых распространенных алгоритмов приобретенного диабета, которые диагностируют эндокринологи. Сколько в день нужно потреблять? Ранее считалось, что «оптимальной» суточной нормой сахара для взрослого человека являлось 76 грамм сложных углеводов. Однако это — предельный уровень. Согласно исследованиям Ассоциации по Изучению Болезней Сердца при Гарвардском Университете, оптимальная норма — 37,5 грамм в сутки, то есть, более чем в 2 раза меньше. При соблюдении этого правила полностью нивелируется возможный вред от избыточного употребления сахара для сердечно-сосудистой системы и головного мозга. Необходимо понимать, что далеко не все употребленные углеводы усваиваются пищеварительной системой. По большей части это зависит от того, какой продукт был употреблен. Можно ли полностью отказаться от сладкого? Важно отделять понятия сахара и глюкозы как таковой. Полностью отказаться от глюкозы нельзя, да и это невозможно. В небольшом количестве глюкоза имеется даже в спирте, не говоря уже о фруктах и овощах. То есть, не существует такого рациона, при котором организм бы вовсе не получал глюкозы. Что будет, если полностью отказаться от глюкозы? В теории — человек начнет активно терять жировую массу, а впоследствии у него разовьется гипогликемическая кома.