Miten ravinto vaikuttaa aivoihin ja mielen toimintaan?

Aivojen terveyttä edistäviin tehokkaisiin ravitsemuksellisiin toimenpiteisiin kuuluu tietää, mihin toimintoihin ja mekanismeihin nämä kohdistetaan ja miten se käytännössä tehdään. Tässä artikkelissa käsittelemme esimerkkejä erilaisista neurologisista mekanismeista, joita voidaan tehostaa ruoalla ja ruokavaliota muuttamalla. Tämä artikkeli on melko pitkä, mutta erittäin informatiivinen. Nauti lukemisesta!

Mekanismi #1: Ruokavalio tehostaa aivoverkoston toimintoja

Ihmisaivoissa on useita verkostoja, jotka toimivat rinnakkain ja integroidusti tuottaen maailmankuvan, emotionaalisia reaktioita ja ajatuksia. Jotkut verkostot muokkaavat havaintoja, kuten näköä ja kuuloa, ja toiset ovat enemmän mukana kognitiivisten toimintojen, kuten suunnittelun, motivaation ja muistin ohjaamisessa. Muut verkostot ovat aktiivisia tunnereaktioiden aikana ja jotkut sosiaalisissa tilanteissa.

Aivoverkostoja voidaan tehostaa ruokavaliolla. Esimerkiksi yhdessä tutkimuksessa tutkijat asettivat hiiret ketogeeniselle ruokavaliolle, joka sisältää runsaasti terveellisiä rasvoja ja vähän sokereita ja hiilihydraatteja. Ruokavalio paransi energia-aineenvaihduntaa hiiren aivojen etuosissa (etuaivolohko). Tämän seurauksena hiiret pystyivät hallitsemaan ahdistuneisuuttaan paremmin ja ratkaisemaan spatiaalisia (avaruudellisia) ongelmia.

Yksi ravintoaine, jonka on osoitettu vaikuttavan ajattelun kannalta tärkeisiin aivoalueisiin, on DHA (omega-3 rasvahappo). Optimaalinen DHA:n saanti voi suojata muistisairauksilta ja parantaa mielialaa, kun taas DHA:n puute voi supistaa muistin ja stressinsietokyvyn kannalta tärkeitä aivoalueita (esim. aivoturso, hypotalamus ja aivokuori).

Mekanismi 2: Ruokavalio tarjoaa rakennuspalikoita energiantuotantoon, välittäjäaineita ja "onnellisuushormoneja"

Monet ruoat (erityisesti proteiinipitoiset) sisältävät molekyylejä, joita solut voivat käyttää aivojen signaalihormonien (eli välittäjäaineiden) rakentamiseen, joita tarvitaan optimaaliseen energiatasoon, hyvään muistiin, luovuuteen ja iloiseen mielialaan. Näitä hormoneja ovat dopamiini (DA), asetyylikoliini (ACh), gamma-aminovoihappo (GABA), glutamaatti ja serotoniini. Näiden välittäjäaineiden rakennuspalikoita löytyy elintarvikkeista, kuten lihasta, kalasta, kananmunista, hedelmistä, syötävistä kasveista, juureksista ja kasviaineista.

Esimerkiksi runsaasti folaattia (joka kuuluu B-vitamiinien luokkaan) syöminen voi vähentää masentuneiden potilaiden masennusoireita. Folaatilla on tärkeä rooli dopamiinin ja serotoniinin synteesissä – molempia tarvitaan mielialalle, motivaatiolle ja energialle. Serotoniini on myös tärkeää unelle ja dopamiini motorisille liikkeille.

Mekanismi #3: Ruokavalio tukee aivojen terveyttä aivot-suolisto-akselin kautta

Suolisto ja välittäjäaineet

Ruokavalio vaikuttaa suoliston mikrobiotan (mikro-organismien, jotka elävät suolistossasi) tilaan. Suoliston mikrobiota säätelee hormonien tuotantoa suolistossa. Jotkut näistä hormoneista kulkeutuvat aivoihin veren kautta vaikuttaen näin suoraan aivoihin, kun taas toiset vaikuttavat aivoihin lisäämällä tai vähentämällä hermoston toimintaa. Suolisto tuottaa runsaasti aivojen toiminnan kannalta tärkeimmistä hormoneista. Esimerkiksi noin 90 % serotoniinista (tärkeää mielialan, muistin ja unen kannalta) tuotetaan ruoansulatuskanavassa. Epänormaalit serotoniinitasot liittyvät suoliston ongelmiin (kuten IBS, ummetus ja kouristukset), mielialaongelmiin (vihamielisyys, impulsiivisuus, ärtyneisyys), aivosumuun ja masennukseen.

On tärkeää saada tryptofaania ruokavaliosta, jotta serotoniinia syntyy riittävästi. Tryptofaani on aminohappo, jota löytyy runsaasti proteiinia sisältävistä elintarvikkeista. Elimistössä tryptofaani muuttuu 5-hydroksitryptofaaniksi (5-HTP), jota käytetään sekä serotoniinin että melatoniinin valmistukseen. Runsaasti tryptofaania sisältävä ruokavalio voi tukea serotoniinin tasapainoista tuotantoa suolistossa ja parantaa unta, muistia ja tyytyväisyyttä. Toisin kuin serotoniini, 5-HTP voi kulkea vapaasti aivoihin (eli se voi ylittää veri-aivoesteen), mikä lisää serotoniinin tuotantoa itse aivoissa.

Ruoat, jotka parantavat suoliston mikrobiotaa, kuten probiootit ja fermentoidut ruoat, voivat lisätä GABA-signalointia keskushermostossa. GABA on välittäjäaine, joka on tärkeä rauhallisuuden, rentoutumisen ja unen kannalta. Hiirillä tehdyn tutkimuksen mukaan suoliston mikrobiston parantaminen voi vähentää ahdistusta ja parantaa rauhallisuutta ja keskittymiskykyä.

Suolisto ja kiertäjähermo (vagus)

Suolistolla ja aivoilla on vastavuoroinen suhde. Tämä yhteys, joka tunnetaan nimellä aivot-suolisto-akseli, toimii hyvin pitkän kiertäjähermon (vagus) kautta. Vagushermo lähtee aivorungosta ja liittyy tiettyihin reseptoreihin suoliston pinnalla. Vagushermon hermosäikeet ovat signaalitie suolistosta aivoihin. Se yhdistää aivot myös moniin muihin sisäelimiin, mukaan lukien keuhkot, sydän, maksa ja munuaiset.

Suolistosta aivoihin suuntautuvien signaalien avulla voidaan arvioida kylläisyyttä, ravinnontarvetta ja suoliston toimintaa. Kiertäjähermon aktiivisuuteen vaikuttavat suolistohormonit ovat kolekystokiniini (CCK, joka lisää sapen eritystä), greliini (stimuloi ruokahalua) ja leptiini (estää näläntunnetta ja merkkejä kylläisyydestä). Ne aistivat ravintoaineita suolistossa, välittävät signaaleja aivoihin ja muokkaavat nälkään, kylläisyyteen ja syömiseen liittyviä tunteita ja käyttäytymistä. Vagushermo vaikuttaa moniin suolen toimintoihin, kuten ruoansulatukseen ja ravinteiden imeytymiseen, varastointiin ja mobilisaatioon.



Huono ruokavalio voi johtaa tulehdukseen suolistossa ja luoda niin sanotun noidankehän (lat. circulus vitiosus) suoliston ja aivojen välillä. Esimerkiksi kun tulehdus luo aukkoja suolen pintaan epiteelisolujen väliin, suolen läpäisevyys lisääntyy. Tämä tarkoittaa, että jotkut haitalliset aineet suolistosta voivat päästä verenkiertoon. Tämä on yleistä sellaisissa tiloissa kuin tulehduksellinen suolistosairaus (IBD), matala-asteinen tulehdus tai keliakia. Tämä voi myös aiheuttaa psyykkistä stressiä, hermoston epätasapainoa ja aivosumua.

Samoin aivojen heikentynyt toiminta, stressi tai ahdistuneisuus voivat heikentää vagushermon toimintaa ja aiheuttaa ruoansulatusongelmia. Tämä taas heikentää immuunijärjestelmän toimintaa ja vähentää verenkiertoa suolistossa, mikä puolestaan ​​lisää haitallisten sienten ja bakteerien kasvua suolistossa. Haitalliset bakteerit ja sienet vahingoittavat suoliston pintakudosta ja lisäävät suolen läpäisevyyttä (tämä tunnetaan myös vuotavan suolen oireyhtymänä). Noidankehä on valmis.

Suoliston läpäisevyyden ansiosta lähettiaineet pääsevät verenkiertoon ja aivoihin veri-aivoesteen kautta. Tulehdus lisää myös veri-aivoesteen läpäisevyyttä. Tuloksena on krooninen aivojen tulehdustila, joka heikentää aivojen toimintaa ja voi aiheuttaa ahdistusta ja masennusta.

Siksi suoliston terveydestä huolehtiminen tulee olennaisen tärkeäksi, jos tavoitteena on aivojen suojaaminen, mielialan tasapainottaminen ja keskittyminen ja energia mielekkääseen työhön ja sosiaalisiin suhteisiin.

Mekanismi 4: Ruokavalio voi parantaa aivojen kokoa ja muotoa (neuroplastisuus ja neurogeneesi)

Aivan kuten kehon paino ja sen koostumus muuttuvat ruokavaliosi mukaan, myös ruoka voi vaikuttaa aivojen rakenteeseen ja toimintaan. Tätä ohjaa mekanismi, jota kutsutaan neuroplastisuudeksi. Se tarkoittaa, että aivokudos voi muotoutua joustavasti uudelleen: osa alueista voi kutistua ja osa laajentua sekä voi muodostua uusia signalointireittejä. Näin tapahtuu esimerkiksi kun opit uutta tietoa tai muodostat uusia muistoja.

Nämä aivojen rakenteen muutokset johtuvat suurelta osin elämäntapatekijöistä kuten ruokavaliosta, unesta, liikunnasta ja ympäristöstä. Ruokavalion tyyppi, syömisen ajoitus ja ruokavalion koostumus voivat muuttaa aivojen tehokkuutta tuottaa uusia hermosoluja, uudistaa vanhoja ja puhdistaa vaurioituneita hermosoluja.

Yhdessä tutkimuksessa tarkkailtiin ryhmää hiiriä, joilla oli vaurioituneet aivot ja puutteita folaattiaineenvaihdunnassa. Tutkijat osalle hiiristä B-vitamiineja (mukaan lukien B6-vitamiini, riboflaviini ja folaatti) ja koliinilisää. He huomasivat, että aivojen palautuminen ja kasvu oli parempaa ja nopeampaa niiden hiirten aivoissa, jotka saivat runsaasti folaattia ja koliinia ruokavaliostaan ​​verrattuna niiden hiirten aivoihin, jotka eivät syöneet ylimääräistä folaattia tai koliinia.

Tämä osoittaa näiden ravintoaineiden tärkeyden aivojen uusiutumisessa vamman jälkeen. On myös havaittu, että omega-3 rasvahapot [alfalinoleenihappo (ALA), eikosapentaeenihappo (EPA) ja dokosaheksaeenihappo (DHA)] lisäävät hermosolujen kasvua hippokampuksessa, muistin, oppimisen ja mielialan kannalta tärkeällä aivoalueella. Pitkäketjuisia omega-3-rasvahappoja (EPA & DHA) saat kalasta, mädistä ja levistä – lyhytketjuisia omega-3-rasvahappoja (ALA) pähkinöistä ja chia-siemenistä.

Veri-aivoeste (BBB) ​​ja ravinteiden kuljetus aivoihin

Alle 5 % käyttämistäsi lääkkeistä pääsee aivoihin. Toisin sanoen aivosi estävät yli 95 % otetusta lääkeaineesta. Tämä luku on hämmästyttävän korkea ottaen huomioon, että monia sairauksia hoidetaan tällä hetkellä vain lääkkeillä. Se kertoo myös aivojen upeasta kyvystä estää haitallisia aineita. Aivojen ympärillä olevissa verisuonissa on suojaava kerros, jota kutsutaan veri-aivoesteeksi (engl. blood brain barrier, BBB). Se koostuu tiiviisti pakatuista soluista (endoteelisolut, perisyytit ja astrosyytit), jotka estävät toksiinien ja tuntemattomien aineiden pääsyn aivoihin. Veri-aivoeste löytyy kaikista verisuonista, jotka ympäröivät aivoja ja selkäydintä.

Veri-aivoesteellä on kaksi kiehtovaa ominaisuutta. Ensinnäkin se on erittäin paksu. Toiseksi se sisältää niin sanottuja "portinvartijasoluja", jotka tekevät huolellisia turvatarkastuksia molekyyleille, jotka yrittävät kulkea sen läpi. Koska veri-aivoesteen solut ovat niin tiiviisti pakatut, vain hyvin pienet molekyylit voivat kulkea esteen läpi. Mielenkiintoista on, että portinvartijasolut näyttävät estävän suurimman osan ihmisen valmistamista synteettisistä lääkeaineista tunnistamattomina "epäilyttävinä" aineina. Tästä syystä tutkijat kamppailevat edelleen kehittääkseen lääkkeitä, jotka olisivat tarpeeksi pieniä päästäkseen aivoihin. Tämä vaikeuttaa aivosairauksien, kuten Alzheimerin taudin tai Parkinsonin taudin suoraa hoitoa. Tällaisen tehokkaan esteen etuna on kuitenkin se, että se estää myös suurimman osan haitallisista myrkyistä, koska siitä puuttuu reseptoreita, jotka tunnistavat niiden molekyylirakenteen. Tämä upea mekanismi suojaa aivoja taudinaiheuttajilta, viruksilta ja muilta haitallisilta aineilta.

Miten ruoka todellisuudessa vaikuttaa aivoihin?

Portinvartijasoluilla on erityinen muisti kaikille tärkeille molekyyleille, jotka auttavat ylläpitämään homeostaasia aivoissa. Ne mahdollistavat ravintoaineiden, kuten glukoosin ja raudan, pääsyn terveen aivotoiminnan ylläpitämiseen, tasaiseen energiatasoon ja tasapainoisen tunnetilan ylläpitämiseen. Esimerkiksi kun syöt lusikallisen hunajaa, glukoosi kulkeutuu aivoja ympäröiviin verisuoniin, ja portinvartijasolut tekevät turvatarkastuksen molekyylille tunnistaen sen glukoosiksi ja antavat sille pääsyn aivoihin energian saamiseksi. Myös suojaavien antioksidanttien ja rasvojen on päästävä aivoihin nopeasti, koska aivojen aineenvaihdunta on korkea koko päivän ajan.

Kolme pääasiallista kuljetusmekanismia, jotka kuljettavat ravinteita aivoihin:

1. Kantajavälitteinen kuljetus kuljettaa selektiivisesti pieniä molekyylejä, kuten sokereita, aminohappoja, vitamiineja ja hivenaineita
2. Reseptorivälitteinen kuljetus kuljettaa suuria biomolekyylejä, lipoproteiineja, peptidejä ja proteiinihormoneja (kuten rautaa, leptiiniä, greliiniä ja insuliinia)
3. Passiivinen diffuusimekanismi siirtää rasvaliukoisia yhdisteitä, vettä ja joitain kaasuja aivoihin solukalvon läpi (kuten alkoholia, nikotiinia ja kofeiinia)

Veri-aivoesteen ylittävät ravintoaineet:

• Glukoosi - antaa energiaa aivoille
• Ketonit - antavat energiaa aivoille
• Rasvahapot (kuten omega-3 ja omega-6) - vahvistavat synapseja ja hermosolujen kasvua
• Aminohapot - auttavat tuottamaan välittäjäaineita
• Antioksidantit ja vitamiinit - auttavat suojaamaan aivoja ei-toivotuilta kuona-aineilta
• Hivenaineet (kuten sinkki, kupari, magnesium ja rauta) metalli-ionien kuljettajien kautta – toimivat kofaktoreina, jotka helpottavat muiden entsyymien aktivoitumista

Erityyppiset aivoruokakategoriat

# 1: Neuroprotektiiviset yrtit ja ruoat

Neuroprotektiiviset ruoat sisältävät antioksidantteja ja muita hyödyllisiä molekyylejä, jotka suojaavat aivosoluja vaurioilta ja kuolemalta (eli hidastavat hermosolujen rappeutumista). Näitä ruokia on tutkittu Alzheimerin taudin, aivohalvauksen ja traumaattisen aivovaurion (TBI) yhteydessä, koska ne voivat hidastaa hermosolujen menetystä ja auttaa uusien aivosolujen kasvussa. Tätä varten neuroprotektiiviset ruoat voivat aktivoida välittäjäainereseptoreita, rakentaa välittäjäaineita ja muuttaa entsymaattista hermosolujen aktiivisuutta. Ne sisältävät runsaasti antioksidantteja ja suojaavat aivosoluja oksidatiiviselta stressiltä kumoamalla joitakin vapaiden radikaalien aiheuttamia negatiivisia vaikutuksia.

Jotkut hermostoa suojaavat ruoat estävät myös liiallisen glutamaatin aiheuttaman toksisuuden aivoissa. Glutamaatti on tärkeä välittäjäaine, jolla on tärkeä rooli muistin muodostumisessa ja aivosolujen aktivoinnissa. Epänormaalin korkeat glutamaattipitoisuudet kuitenkin ylikiihdyttävät hermosoluja, mikä voi johtaa aivosolukuolemaan. Tämä havaitaan esimerkiksi Huntingtonin taudissa.

Neuroprotektiivisia ruokia ovat:

• Panax ginseng
• Kurkuma (ja kurkumiini)
• Punainen viinirypälemehu (resveratroli ja muut fenoliyhdisteet)
• Mustikat ja muut vahvanväriset marjat
• Omega-3 rasvahapot
• Vihreä tee
• Kahvi

# 2: Nootropiinit eli "älylääkkeet"

Nootrooppiset aineet ovat yhdisteitä, jotka voivat parantaa kognitiivista prosessointia, ajattelua ja henkistä selkeyttä samalla kun ne suojaavat aivoja. Näitä kutsutaan joskus "älylääkkeiksi" tai "kognitiivisiksi tehostajiksi", koska ne voivat parantaa suorituskykyä kognitiivisissa testeissä kuten muistitesteissä, reaktioaikatesteissä ja jatkuvan huomion (keskittymiskyky ja kohdistaminen) testeissä.

Nootropiineja ovat esimerkiksi:

• Kahvi
• L-teaniini
• Asetyyli-L-karnitiini
• Sitikoliini
• DHA
• Brahmi
• Ruusujuuri
• Kreatiini

Tarkempi katsaus ja yhteenveto nootropiineista löytyy tulevasta Biohacker's Brain Nutrition Bookista.

# 3: Masennusta ehkäisevät ruoka-aineet

Masennusta ehkäisevät ruoka-aineet (engl. antidepressant foods) voivat parantaa mielialaa ja vähentää masennusta parantamalla kehon hormonaalista toimintaa, välittäjäaineiden tasapainoa ja energia-aineenvaihduntaa. Ne sisältävät runsaasti vitamiineja ja kivennäisaineita, kuten folaattia, rautaa, omega-3-rasvahappoja, magnesiumia, kaliumia, seleeniä, tiamiinia, A-vitamiinia, B6-vitamiinia, B12-vitamiinia, C-vitamiinia ja sinkkiä.

Esimerkkejä masennusta ehkäisevistä ruoka-aineista:

• Osterit
• Sinisimpukat
• Luomulihatuotteet
• Vihreät lehtivihreät (kuten vesikrassi, mangoldi, tumma salaatti, pinaatti jne.)
• Tuoreet yrtit
• Paprikat
• Ristikukkaiset vihannekset

///

Miten tuet aivojen toimintaasi ruoalla? Kerro meille kommenteissa!

Lue aiheesta lisää Biohacker's Brain Nutrition Guide:sta.