Vad vi äter spelar roll, och att ha precis rätt mängd viktiga näringsämnen är nyckeln till vår allmänna hälsa.
Under 1400- och 1500-talens långa sjöfärdsresor, en period som är känd som upptäcktens tidsålder, upplevde sjömän visioner om sublim mat och grönskande fält. Upptäckten att dessa inte var något annat än hallucinationer efter månader till sjöss var olidlig. Medan några sjömän grät av längtan, kastade andra sig överbord.
Man misstänkte att botemedlet mot dessa upprörande hägringar skulle vara ett hopkok av komplexa kemikalier. Det visade sig dock att motgiften var ganska enkel:citronsaft. Dessa sjömän led av skörbjugg, en sjukdom som orsakas av C-vitaminbrist, C-vitamin är ett viktigt mikronäringsämne som människor får genom att äta frukt och grönsaker.
C-vitamin är viktigt för produktion och frisättning av signalsubstanser, de kemiska budbärare som används av hjärnan. Utan det kommunicerar inte hjärncellerna effektivt med varandra, vilket kan leda till hallucinationer.
Som detta berömda exempel på tidiga upptäcktsresande illustrerar, finns det en nära koppling mellan mat och hjärnan, en koppling som forskare som jag själv arbetar med att reda ut. Som en vetenskapsman som studerar neurovetenskapen om nutrition vid University of Michigan, är jag främst intresserad av hur komponenter i mat och deras nedbrytningsprodukter kan modifiera de genetiska instruktionerna som styr vår fysiologi.
Utöver det är ett annat mål med min forskning att förstå hur mat kan påverka våra tankar, humör och beteenden. Även om vi ännu inte kan förebygga eller behandla hjärntillstånd med diet, lär sig forskare som jag en hel del om den roll som näring spelar i de vardagliga hjärnprocesserna som gör oss till de vi är.
Kanske inte överraskande, en känslig balans av näringsämnen är nyckeln för hjärnans hälsa:Brister eller överskott av vitaminer, sockerarter, fetter och aminosyror kan påverka hjärnan och beteendet på antingen fördelaktiga eller skadliga sätt.
Att äta en komplett kost som inkluderar en balanserad tillgång på alla viktiga vitaminer och mineraler är viktigt för hjärnans hälsa.
Vitamin- och mineralbrist
Liksom med C-vitamin kan underskott på andra vitaminer och mineraler också leda till näringssjukdomar som påverkar hjärnan negativt hos människor. Till exempel orsakar låga kostnivåer av vitamin B3/niacin – som vanligtvis finns i kött och fisk – pellagra, en sjukdom där människor utvecklar demens.
Niacin är viktigt för kroppen för att omvandla mat till energi och byggstenar, skydda den genetiska planen från miljöskador och kontrollera hur mycket av vissa genprodukter som tillverkas. I avsaknad av dessa kritiska processer, fungerar hjärnceller, även kända som neuroner, och dör i förtid. Detta kan leda till demens.
I djurmodeller främjar minskning eller blockering av produktionen av niacin i hjärnan neuronal skada och celldöd. Å andra sidan har ökade niacinnivåer visat sig mildra effekterna av neurodegenerativa sjukdomar som Alzheimers, Huntingtons och Parkinsons. Även om resultaten fortfarande är osäkra, indikerar observationsstudier på människor att tillräckliga nivåer av niacin kan skydda mot dessa sjukdomar.
Intressant nog kan niacinbrist orsakad av överdriven konsumtion av alkohol leda till liknande effekter som de som finns med pellagra.
Ett annat exempel på hur en näringsbrist påverkar hjärnans funktion finns i grundämnet jod, som liksom niacin måste hämtas från ens kost. Det finns naturligt i skaldjur och tång, och kan även erhållas genom jodiserat salt. Jod är en viktig byggsten för sköldkörtelhormoner - signalmolekyler som är viktiga för många aspekter av människans biologi, inklusive utveckling, metabolism, aptit och sömn. Låga jodnivåer förhindrar produktionen av tillräckliga mängder sköldkörtelhormoner, vilket försämrar dessa väsentliga fysiologiska processer.
Jod är särskilt viktigt för den utvecklande mänskliga hjärnan. Faktum är att innan bordssalt kompletterades med detta mineral på 1920-talet var jodbrist en viktig orsak till kognitiva funktionshinder över hela världen. Införandet av jodiserat salt tros ha bidragit till den gradvisa ökningen av IQ-poäng under det senaste århundradet.
En ketogen diet kan hjälpa människor som lider av läkemedelsresistent epilepsi.
Ketogen diet för epilepsi
Alla kostbrister är inte skadliga för hjärnan. Faktum är att forskning visar att personer med läkemedelsresistent epilepsi – ett tillstånd där hjärnceller eldar okontrollerat – kan minska antalet anfall genom att använda en ultralågkolhydratkur, känd som en ketogen diet, där 80 % till 90 % av kalorier erhålls från fett.
Kolhydrater är den föredragna energikällan för kroppen. När de inte är tillgängliga – antingen på grund av fasta eller på grund av en ketogen diet – får celler bränsle genom att bryta ner fetter till föreningar som kallas ketoner. Användningen av ketoner för energi leder till djupgående förändringar i metabolism och fysiologi, inklusive nivåerna av hormoner som cirkulerar i kroppen, mängden neurotransmittorer som produceras av hjärnan och de typer av bakterier som lever i tarmen.
Forskare tror att dessa dietberoende förändringar, särskilt den högre produktionen av hjärnkemikalier som kan tysta ner neuroner och minska nivåerna av inflammatoriska molekyler, kan spela en roll i den ketogena kostens förmåga att minska antalet anfall. Dessa förändringar kan också förklara fördelarna med ett ketogent tillstånd – antingen genom diet eller fasta – på kognitiv funktion och humör.
Vissa livsmedel kan påverka ditt minne och ditt humör negativt.
Socker, mättade fetter och ultrabearbetade livsmedel
För höga nivåer av vissa näringsämnen kan också ha skadliga effekter på hjärnan. Hos människor och djurmodeller främjar förhöjd konsumtion av raffinerat socker och mättade fetter – en kombination som vanligtvis finns i ultrabearbetade livsmedel – ätandet genom att göra hjärnan okänslig för de hormonella signaler som är kända för att reglera känslor av mättnad och tillfredsställelse.
Intressant nog gör en diet rik på dessa livsmedel också desensibiliserar smaksystemet, vilket gör att djur och människor uppfattar mat som mindre söt. Dessa sensoriska förändringar kan påverka valet av mat såväl som belöningen vi får från mat. Forskning visar till exempel att människors svar på glass i hjärnområden som är viktiga för smak och belöning dämpas när de äter det varje dag i två veckor. Vissa forskare tror att denna minskning av matbelöningssignaler kan öka suget efter ännu mer fet och sockerrik mat, på samma sätt som rökare längtar efter cigaretter.
Dieter med hög fetthalt och bearbetad mat är också förknippad med lägre kognitiv funktion och minne hos människor och djurmodeller samt en högre förekomst av neurodegenerativa sjukdomar. Men forskarna vet fortfarande inte om dessa effekter beror på dessa livsmedel eller på viktökningen och insulinresistensen som utvecklas vid långvarig konsumtion av dessa dieter.
Tidsskalor
Detta för oss till en kritisk aspekt av kostens effekt på hjärnan:tid. Vissa livsmedel kan påverka hjärnans funktion och beteende akut – till exempel över timmar eller dagar – medan andra tar veckor, månader eller till och med år för att få effekt.
Att till exempel äta en kaka förskjuter snabbt den fettförbrännande, ketogena metabolismen hos en individ med läkemedelsresistent epilepsi till en kolhydratförbrännande ämnesomsättning, vilket ökar risken för anfall. Å andra sidan tar det veckor av sockerkonsumtion för att smaken och hjärnans belöningsvägar ska förändras, och månader av C-vitaminbrist för att utveckla skörbjugg. Slutligen, när det kommer till sjukdomar som Alzheimers och Parkinsons, påverkas risken av åratal av kostexponering i kombination med andra genetiska faktorer eller livsstilsfaktorer som rökning.
I slutändan är förhållandet mellan mat och hjärna lite som de känsliga Guldlocken:Vi behöver inte för lite, inte för mycket, utan precis tillräckligt av varje näringsämne.
Skrivet av Monica Dus, docent i molekylär-, cell- och utvecklingsbiologi, University of Michigan.
Denna artikel publicerades först i The Conversation. 
