Как сладкое влияет на мозг? Правда ли сладкое улучшает мыслительные процессы?
«Съешь шоколадку, тогда мозг лучше будет работать», «ничего не соображаю, надо сладкого съесть» — все знают эти выражения и многие считают их истинно верными. Но так ли это? Как сахар и сладкое в целом влияют на работу мозга и могут ли ускорить мыслительные процессы? Разбираемся вместе с Анной Семеновой, основательницей компании-производителя продуктов диетического Питания Newa Nutrition, кандидатом технических наук в области пищевых технологий, диетологом, разработчиком продуктов и экспертом Международного фестиваля ЗОЖ и спорта SN PRO EXPO FORUM.
Сколько энергии нужно мозгу и откуда она берётся?
Мозг составляет в среднем 2% от общего веса человека. Он выполняет множество различных функций, без которых организм не мог бы функционировать. Поэтому неудивительно, что для нормальной работы ему требуется очень много энергии. Считается, что мозг расходует порядка 20% от всей потребляемой.
Самый энергоёмкий процесс – обеспечение нейронной связи, то есть проведение нервных импульсов. У мозга нет отдельного хранилища, чтобы запасать питательные вещества, поэтому ему необходим постоянный приток энергии, а значит, глюкозы, которая и есть её основной источник. В среднем человеку нужно примерно 65-120 г этого вещества в сутки в зависимости от нагрузки.
Разумеется, глюкоза не обязательно нужна в чистом виде. В организме существуют специальные способы превращения галактозы (молочного сахара), фруктозы, сахарозы, крахмала и других, в том числе сложных углеводов, в основное питательное вещество – глюкозу.
Есть механизм, когда мозг получает энергию и из кетоновых тел. Он активируется, когда в организм не поступают углеводы, например, в результате кетогенной (кето) диеты. Однако это исключительный случай и хотя и возможный, но не постоянный вариант. Мозгу всё равно нужно хотя бы 30% энергии получать из глюкозы.
Помогают ли сладости в работе мозга?
Всё-таки основной природный механизм – получение энергии из глюкозы. Мозг берёт её в необходимом количестве из крови – ровно столько, сколько ему нужно для работы. Если происходит какой-то процесс, требующий много энергии, концентрация глюкозы в крови падает. Если в это время вы пытаетесь решить сложную задачу – с изначально низким уровнем глюкозы (меньше рекомендуемой нормы), вам будет труднее с ней справиться.
При этом если вы занимаетесь тяжёлым умственным трудом, общее потребление глюкозы вырастает всего на 3-5%. Поэтому нет необходимости объедаться сладостями, чтобы улучшить работу мозга.
Что происходит с «лишней» энергией?
Рекомендуется поддерживать уровень глюкозы в крови, равный 3,99-4,6 ммоль/л. Если же вы будете есть слишком много сладкого, её избыток уйдёт в запас гликогена. А если при этом вы ещё и переедаете, излишки гликогена отложатся в жировых депо. То есть, потребляя большое количество быстрых углеводов, вы только навредите себе. Это может спровоцировать развитие сахарного диабета, атеросклероза, болезней сосудов и старческой деменции.
Необходимо соблюдать баланс и отдавать предпочтение сложным углеводам, которые медленно перевариваются и помогают поддерживать необходимый уровень глюкозы в крови. Отдавайте предпочтения овощам, финикам, фруктам, крупам, полезным сладостям с большим содержанием клетчатки.
Сладкое полезно для мозга?
Для работы мозга нужны углеводы, точнее глюкоза, — это его основное топливо. Мозгу без разницы, съели вы конфету, торт или банан — все три продукта будут источниками глюкозы. Но избыток сахара может сказаться на других органах и здоровье в целом.
Зачем мозгу глюкоза
Как глюкоза влияет на умственные способности
Учёные изучают, как уровень глюкозы влияет на когнитивные способности. Обзор 2011 года показал, что прием подслащенных напитков временно улучшает эпизодическую память у пожилых людей. Молодым и здоровым достаточный уровень глюкозы помогал справиться с запоминанием и воспроизведением информации в условиях повышенных умственных нагрузок.
В другом обзоре 2020 года собрали исследования, в которых не только сравнивали результаты когнитивных тестов с приемом сладкого напитка и без него, но и фиксировали изменения в работе мозга на магнитно-резонансной томографии (МРТ) и электроэнцефалограмме головного мозга (ЭЭГ). Авторы подтвердили, что глюкоза на время усиливает работу регионов мозга, ответственных за эпизодическую память и внимание. Получается, не зря в школе и университетах разрешают на экзамены брать с собой шоколадку.
Хоть дополнительная глюкоза и позволяет успешнее справляться с некоторыми когнитивными задачами, наедаться пирожными в надежде стать умнее не стоит. В норме организм тщательно регулирует уровень глюкозы — следит, чтобы ее не было слишком много или мало. В мозге с этим помогает гематоэнцефалический барьер — слой клеток, между кровеносными сосудами и тканью мозга, который контролирует, какие вещества попадают в мозг. В этом пространстве есть специальные белки-переносчики — «ворота», которые открываются, когда нужна глюкоза, и закрываются, когда ее уже достаточно.
Глюкозу можно получить не только из шоколадок
По некоторым данным, мозг потребляет до 120 грамм, или 420 ккал, глюкозы за день. Согласно другим данным из книги «Диета для ума. Научный подход к питанию для здоровья и долголетия» невролога и нутрициолога Лайзы Москони, мозгу нужно в два раза меньше глюкозы — 62 грамма. Это три столовые ложки сырого меда или семь килограммов шоколадного печенья в день.
Поэтому Всемирная организация здравоохранения рекомендует сокращать количество свободного сахара в рационе до 10% (12 чайных ложек сахара), а лучше — до 5%. Чтобы этого достичь, можно, например, заменять чаепитие с конфетами на чаепитие с фруктами или перестать покупать сладкую газировку.
Глюкоза помогает работе мозга
Фрагмент «Глюкоза — основное топливо для нашего мозга»
«Ты, бабушка, сначала напои, накорми дорожного человека, а потом уж и спрашивай», — пенял в сказке Алексея Толстого Иван Бабе-яге, и был совершенно прав. Когда мы голодны, мозг функционирует в аварийном режиме: ему остро не хватает питания, и выполнять сложные задачи он не способен. Основным топливом для мозга, в отличие от других органов, служит исключительно глюкоза, которую организм добывает из съеденной нами пищи. И скромными аппетиты мозга не назовешь: хотя его масса составляет около 2% от массы тела, на работу этого органа уходит примерно 20% всех полученных организмом калорий. Хранилищ или запасных складов у мозга нет, поэтому ему необходим постоянный приток глюкозы: для бесперебойной работы наше серое вещество должно ежедневно поглощать около 120 граммов этого сахара [9], что эквивалентно 420 ккал (эти цифры особенно рекомендуются к ознакомлению вечно стройнеющим девушкам, стремящимся в азарте похудательной гонки сократить дневной рацион примерно до нуля килокалорий, а в идеале и вовсе до отрицательных значений).
Глюкоза — универсальный (хотя и не единственный) источник энергии для всего человеческого организма. В результате сложного биохимического процесса под названием «гликолиз» глюкоза расщепляется до более простых молекул, а полученная при этом энергия запасается в форме АТФ — особой клеточной «батарейки», которая питает все метаболические процессы. Мозг производит АТФ из глюкозы «по требованию»: если в данный момент энергия нужна, например, зрительной коре, то туда начинает активно поступать сахар, который превращается в энергию на месте. Основная часть (около 60–70%) полученных из глюкозы килокалорий нужна мозгу для того, чтобы проводить нервные импульсы. Кроме того, он постоянно тратит энергию на синтез нейромедиаторов — небольших, но крайне важных молекул, которые управляют всеми аспектами работы мозга и через его посредничество — остального организма, и их рецепторов.
Долгое время считалось, что концентрация глюкозы в разных отделах мозга примерно одинакова. Однако в последние годы были разработаны сверхточные методы, которые позволяют определять содержание этого сахара в отдельных регионах мозга. И оказалось, что наблюдаемая однородность была всего лишь следствием несовершенных измерений. Точно так же Марс веками казался астрономам ровным и гладким, но появились мощные телескопы — и наблюдатели с удивлением выяснили, что его поверхность сплошь покрыта кратерами, горными хребтами, рытвинами и каньонами.
Для решения некоторых задач глюкоза расходуется буквально в режиме реального времени
Более того, отдельные мозговые процессы буквально «высасывают» глюкозу, причем ее содержание падает не в целом по мозгу, а только в зонах, которые ответственны за решение конкретной задачи. Например, у крыс, которые пытались выучить, как расположены проходы в лабиринте, уровень сахара в гиппокампе — области мозга, которая участвует в обработке и хранении пространственной информации, падал на 30% [10]. Чтобы восполнить запас глюкозы, нужно время — и, собственно, глюкоза.
Проверить, что происходит с сахаром в мозгу у людей, пока не получается: новые высокоточные методы, о которых говорилось в предыдущем абзаце, всем хороши, но требуют, чтобы подопытный был представлен в виде срезов тканей. Зато увидеть, как голодающий мозг вытягивает глюкозу из крови, вполне можно. Например, если заставить добровольцев последовательно вычитать семерки из ста и параллельно брать у них образцы крови. Тест с семерками был придуман в 1942 году и с тех пор активно используется (вместе с некоторыми другими заданиями) докторами, которые подозревают у пациентов деменцию и другие нарушения работы мозга. Психиатры и неврологи считают, что тест не сложен, но в нем легко ошибиться, если нарушена концентрация внимания. Измерения концентрации глюкозы в крови добровольцев до и после вычитания показывают, что на вроде бы простые арифметические усилия расходуется огромное количество сахара. Если перед математическим испытанием напоить участников сладкой водой, уровень глюкозы в крови после теста все равно упадет, зато с заданием они справятся куда лучше [11].
Прежде чем читать дальше, отнимите от сотни семерку хотя бы восемь раз подряд. Теперь переверните страницу и посмотрите внизу правильный ответ*. Не расстраивайтесь, если ваши цифры отличаются: в 1982 году профессор медицинской школы Канзасского университета в Уичита Роберт Мэннинг засомневался, так ли уж прост этот тест, и попросил людей с высшим образованием и высоким социальным статусом выполнить его. Безошибочно провести все 14 вычитаний смогли 56 человек из 132, еще 25 обсчитались один раз, другие 18 — два раза. Из оставшихся трое вообще не смогли ничего посчитать, а 31 допустили от 3 до 12 ошибок [12]. Похоже, психиатры излишне строги к своим пациентам, а последовательное вычитание по семь из ста — нетривиальная для большинства людей задача, требующая изрядного самоконтроля.
Количество сахара в мозгу определяет, сможем ли мы противиться искушениям
Читатель наверняка догадался, что все эти разглагольствования про глюкозу неспроста: да, именно ее многие исследователи считают тем самым ресурсом, который истощается, когда мы пытаемся сдерживать свои порывы. Конечно, никто не приравнивает запас глюкозы в определенных зонах мозга к запасу силы воли — это было бы некорректным упрощением. Но сам факт, что во многом именно это вещество определяет, сможем ли мы устоять перед соблазнами, находит все больше подтверждений.
На первый взгляд кажется довольно странным увязывать столь сложный процесс, как самоконтроль, с такой банальной вещью, как сахар. Но если копнуть чуть глубже, это предположение не выглядит таким уж безумным. Глюкоза, без всяких преувеличений, одно из самых важных веществ в нашем организме, и нарушения его метаболизма приводят к тяжелейшим последствиям для всех органов, в том числе и мозга. Несколько упрощая, можно сравнить глюкозу с бензином: сколь бы сложной ни была машина, каким бы мощным ни был ее бортовой компьютер, если в баке нет топлива, никакие из этих наворотов не помогут. Читатель может резонно возразить, что если бензин есть, то BMW последней модели по всем характеристикам обгонит старенькую «девятку». Это, безусловно, верно, и мы подробно обсудим «встроенные» механизмы, определяющие силу воли, в следующих главах. Но так же верно и то, что если у BMW проблемы в системе подачи бензина к органам управления автомобилем, то ездить она будет не намного лучше «девятки».
В норме организм стремится поддерживать постоянную концентрацию глюкозы в крови — примерно на уровне 4,2–4,6 ммоль / л. Хотя, как было написано выше, мозг потребляет глюкозу неравномерно, «в среднем по больнице» можно говорить о равновесии между концентрацией этого сахара в целом в крови и в мозгу. Если для выполнения какой-либо особо сложной задачи мозгу нужно больше глюкозы, он черпает ее из общего запаса глюкозы в крови — а значит, концентрация сахара там падает. Это было подтверждено, например, в описанном выше эксперименте с последовательным вычитанием семерок. Соответственно, если изначально дать организму дополнительную глюкозу, например, влив в него чай с сахаром или другой сладкий напиток, мозг получит больше ресурсов для решения задачи: даже если одолеть ее получится не сразу, доступная глюкоза не закончится. И наоборот, если изначально содержание сахара в крови невелико, мозгу будет не хватать топлива для полноценной работы, и он будет хуже справляться со своими обязанностями.
Можно легко придумать эксперименты, которые подтвердят или опровергнут эти предположения. Например, напоить добровольцев сладкой водой, заставить проходить тест Струпа**, а потом сравнить их результаты с результатами тех, кто пытался игнорировать значение цветных букв без глюкозной «подпитки». Такие опыты проводились неоднократно [например, 13], и испытуемые, у которых изначальный уровень глюкозы в крови был выше, действительно справлялись с заданием быстрее.
В старые добрые времена, когда этические комитеты не так свирепствовали, исследователи порой баловались совсем уж радикальными опытами. В 1997 году немецкие нейрофизиологи вкололи добровольцам изрядную дозу инсулина, чтобы наверняка спровоцировать у них состояние гипогликемии — значительного понижения уровня сахара в крови. Потом несчастных усадили перед экраном с двумя кнопками и дали указание нажимать на них только тогда, когда на мониторе будут появляться нужные буквы нужного цвета. Причем правую кнопку полагалось жать в ответ на одну букву, скажем, «М», а левую — когда высвечивалась другая, например, «Т». Это непросто сделать и в нормальном состоянии, но без сахара процент ошибок и время реакции стали совсем уж неприлично большими [14].
**Тест Струпа — лабораторный тест, который часто используется, чтобы определить, насколько хорошо человек умеет сдерживать свои порывы совершить желаемое, но неправильное действие. Испытуемому предлагают называть, шрифтом какого цвета набраны написанные слова. Сложность в том, что слова — это названия цветов, при этом они набраны не тем цветом, который обозначают. Например, слово «зеленый» набрано красным цветом, а «синий» — желтым. Глядя на слово, человек стремится прочитать его, а не назвать цвет букв.
9. Berg J. M., Tymoczko J. L., Stryer L. // Biochemistry. 5th edition. New York: W. H. Freeman; 2002.
10. McNay E. C., McCarty R. C., Gold P. E. Fluctuations in brain glucose concentration during behavioral testing: dissociations between brain areas and between brain and blood // Neurobiology of Learning and Memory. 2001 May; 75 (3): 325–37.
11. Scholey A. B., Harper S., Kennedy D. O. Cognitive demand and blood glucose // Physiology & Behavior. 73 (2001) 585–92.
12. Manning R. T. The Serial Sevens Test // Archives of Internal Medicine. 1982; 142 (6): 1192.
13. Benton D., Owens D. S., Parker P. Y. Blood glucose influences memory and attention in young adults // Neuropsychologia. 1994 May; 32 (5): 595–607.
14. Smid H. G., Trümper B. G., Pottag G., Wagner K., Lobmann R., Scheich H., Lehnert H., Heinze H. J. Differentiation of hypoglycaemia induced cognitive impairments. An electrophysiological approach // Brain. 1997 Jun; 120 (Pt 6): 1041–56
Что сахар делает с нашим мозгом
Любовь Карась
Все знают, что сахар не самая полезная штука, особенно если его потреблять в избытке. Обычно именно этот вид углевода становится причиной испорченного аппетита, проблем с метаболизмом. Но какова связь между сахаром и мозгом? Правильная диета позволяет сохранить хорошее самочувствие и остроту ума, а проблемы с памятью, стресс, бессонница и плохое настроение лечатся отказом от определенных продуктов питания. Дэвид Перлмуттер актуализирует рекомендации, как сохранить мозг здоровым и снизить риск его заболеваний в будущем.
Еда и мозг. Что углеводы делают со здоровьем, мышлением и памятью
Дэвид Перлмуттер
Манн, Иванов и Фербер, 2019
Мозг в сахаре
Чем больше масса тела, тем меньше мозг
Практически все понимают, что носить лишний вес — плохо для здоровья. Но если нужна еще одна причина, чтобы сбросить лишние килограммы, то мотивацией мо- жет стать страх лишиться ума — физически и буквально.
Мы можем печалиться по поводу раздавшихся бедер, складок на талии, целлюлита и толстых ягодиц, но худший вид жира — тот, который нельзя ни увидеть, ни потрогать
В крайнем случае мы видим нависающий живот и складки на боках — внешние признаки того, что внутренние органы покрыты жиром. Именно поэтому окружность талии — показатель здоровья, прогностический фактор будущих проблем и смертности. Чем шире талия, тем выше риск заболеваний и смерти.
Нетрудно проследить за связями между избыточным количеством жира, ожирением и дисфункциями мозга. Избыточный жир повышает не только резистентность к инсулину, но и производство химических веществ, непосредственно воздействующих на дегенерацию мозга.
Бoльшая часть этой ткани была утеряна в лобной и височной долях мозга — областях, где мы, помимо прочего, принимаем решения и сохраняем воспоминания. Авторы исследования справедливо указывают, что это может иметь серьезные последствия для стареющих тучных людей или людей с повышенным весом, включая повышенный риск болезни Альцгеймера.
Без сомнения, здесь мы наблюдаем порочные циклы, каждый из которых способствует другому. Генетика может влиять на склонность к перееданию и увеличению веса, а они — на уровень активности, резистентность к инсулину и риск развития диабета. Затем диабет влияет на вес и баланс сахара в крови.
Как только человек становится диабетиком и начинает вести сидячий образ жизни, нарушения неизбежно возникают не только в головном мозге, но и во всех тканях и органах. А начиная деградировать и физически уменьшаться, мозг перестает нормально функционировать
Центры аппетита и контроля веса уже не работают в полную силу и дают сбои, тем самым замыкая порочный круг. Важно понимать, что все эти изменения включаются, как только в организме появляется лишний жир, поэтому вы должны немедленно начать снижение веса. В степени можно спрогнозировать страдания вашего мозга через тридцать лет, просто измерив количество жира в теле. В отчете 2008 года калифорнийские ученые проработали сведения более чем о 6500 пациентах, обследовавшихся с середины 1960-х по 1970-е годы. Они хотели узнать: у кого появилась деменция? Когда эти люди обследовались впервые (в среднем на 36 лет раньше), были произведены различные измерения для определения содержания жира в их теле. Измерялись живот, окружность бедер, рост и масса.
Спустя три десятка лет оказалось, что у людей с большим содержанием жира риск деменции резко увеличился. В исходной группе наличие деменции диагностировали 1049 пациентам. Когда сравнивались группа участников с наименьшим содержани- ем жира и группа с наибольшим содержанием, было обнаружено, что риск деменции у участников из последней группы возрос почти вдвое. Авторы пришли к заключению: «Как и в случае диабета и заболеваний, центральное ожирение (жир на животе) также является фактором риска для деменции».
В рубрике «Открытое чтение» мы публикуем отрывки из книг в том виде, в котором их предоставляют издатели. Незначительные сокращения обозначены многоточием в квадратных скобках.
Мнение автора может не совпадать с мнением редакции.
«Мозгу нужен сахар» и еще 6 распространенных мифов об углеводах
Углеводы — это органические соединения — сахариды, в процессе расщепления которых образуется главная энергетическая монета организма — глюкоза. С кровью глюкоза доставляется в клетки при участии гормона инсулина.
Глюкозой мы «расплачиваемся» за все процессы, происходящие в нашем теле — работа центральной нервной системы, мозга, мышц, пищеварения и другие жизненно важные функции. Избыток глюкозы преобразуется в запасное вещество — гликоген, который хранится в мышцах, печени, сердце.
Эти запасы дают нам возможность нормально функционировать и не падать в обморок между приемами пищи. Если запасы гликогена переполнены, то избыток глюкозы превращается в жир.
Миф № 1: От углеводов толстеют
Мы толстеем не от определенных продуктов, а от переизбытка калорий в целом. Просто углеводсодержащие продукты — это вкусно, и многие не могут отказаться от добавки. Скорее всего, это будет не дополнительная порция овощей и зелени, а очередная пачка печенья или шоколадка.
Миф № 2: Продукты с высоким ГИ приводят к накоплению жира
Простые углеводы вызывают быстрое повышение глюкозы в крови и стимулируют выброс большого количества инсулина. Если подобные скачки происходят слишком часто, то может развиться инсулинорезистентность — клетки теряют чувствительность к инсулину, растёт концентрация глюкозы в крови, которая в дальнейшем перерабатывается в жир. Также резкий спад инсулина вслед за его подъемом, приводит к быстрому возникновению чувства голода.
Мы снова едим и снова получаем калории. Продуктами с высоким ГИ легче переесть, поэтому перекусывать сладостями не стоит.
Миф № 3: Сахар нужен мозгу
Нервные клетки вкусового аппарата воспринимают сладкий вкус и дают сигнал в мозг к выработке эндорфинов и дофамина — химических соединений, приносящих удовольствие. Эти вещества на время уменьшают боль и стресс. Кроме того, сахар обеспечивает почти мгновенный прилив энергии, усталость уходит, повышается настроение и увеличивается работоспособность. У человека закрепляется рефлекс, что сладости — это классно.
Но эффект длится недолго. Вскоре, чтобы почувствовать прилив сил, нам снова нужна доза. Со временем без сладкого становится совсем грустно. А дозу все время приходится повышать для того, чтобы просто почувствовать себя нормально. Всемирная организация здравохранения рекомендует ограничить потребление сахара до 10%
от суточной калорийности рациона.
Миф № 4: Коричневый сахар полезнее, чем белый
Обычно коричневый сахар получают добавлением мелассы в кристаллы белого сахара. За счет этого немного повышается содержание в сахаре минеральных веществ, но настолько незначительно, что влияния на здоровье добавка не оказывает. Вкусовые свойства коричневого и белого сахара различны, но прочие отличия между ними минимальны.
Миф № 5: От фруктов нельзя поправиться
Фрукты содержат сахар — фруктозу. Усвоение глюкозы и фруктозы отличается. Если глюкоза хранится в виде гликогена в мышцах и печени, то фруктоза такой формы не имеет. Фруктоза в организме имеет 3 пути:
50 г чистой фруктозы можно съесть без угрозы образования нового жира. Не углеводов, содержащихся во фруктах, а именно фруктозы. А это около килограмма бананов. Фрукты должны присутствовать в вашем рационе и если не превышать норму калорий, то они принесут только пользу.
Миф № 6: Фруктовые соки помогают худеть
С фруктовыми соками стоит быть аккуратными. В отличие от цельных фруктов соки почти не содержат клетчатки, у которой нет энергетической ценности, поэтому в них гораздо больше калорий на единицу массы. Сок может быть панацеей, если вы употребляете его вместО еды, а не вместЕ с едой. Свежевыжатые соки значительно меньше нагружают пищеварительную систему, чем твердая пища.
Поэтому энергия, которая обычно идет на переваривание, может быть направлена на очистительные и восстановительные процессы. Однозначное ДА стоит сказать зеленым и овощным сокам. Они богаты антиоксидантами, витаминами и почти не содержат сахар. Поэтому именно зелёным стоит отдавать своё предпочтение в разнообразном сочном мире.
Миф № 7: Глютен опасен для здоровья
Глютен — это белок, содержащийся в пшенице, ячмене, камуте и спельте (полбе). По данным Всемирной организации гастроэнтерологов (WGO), примерно 1% людей во всём мире страдает генетической непереносимостью продуктов питания, в составе которых есть глютен. Таким людям строго не рекомендовано употреблять любые продукты из пшеницы, ржи или ячменя.
Пищеварительная система всех остальных 99% людей усваивает глютен по-разному. У некоторых иммунная система проявляет чрезмерную бдительность и рассматривает глютен как чужеродного агента, начинает производить в ответ антитела, которые кроме глютена могут поражать собственные ткани организма. Это может проявляться как воспаление, болезни суставов, кожи, тревожность и скачки настроения.
