Hjärnorna hos friska vuxna återhämtade sig snabbare från en mild vaskulär utmaning och presterade bättre i komplexa tester om deltagarna konsumerade kakaoflavanoler i förväg, rapporterar forskare i tidskriften Scientific Reports . I studien såg 14 av 18 deltagare dessa förbättringar efter att ha intagit flavanolerna.
Tidigare studier har visat att att äta mat rik på flavanoler kan gynna kärlfunktionen, men detta är den första som finner en positiv effekt på hjärnans kärlfunktion och kognitiva prestanda hos unga friska vuxna, säger Catarina Rendeiro, forskare och föreläsare i näringsvetenskap vid University of Birmingham som ledde forskningen med University of Illinois i Urbana-Champaign psykologiprofessorerna Monica Fabiani och Gabriele Gratton.
"Flavanoler är små molekyler som finns i många frukter och grönsaker, och kakao också," sa Rendeiro. "De ger frukt och grönsaker sina ljusa färger, och de är kända för att gynna kärlfunktionen. Vi ville veta om flavanoler också gynnar hjärnans kärl, och om det kan ha en positiv inverkan på kognitiv funktion.”
Catarina Rendeiro, universitetslektor i näringsvetenskap vid University of Birmingham, fann att kakaoflavanoler förbättrar hjärnans syresättning och kognition hos friska vuxna. Kredit:Foto med tillstånd från Catarina Rendeiro
Teamet rekryterade vuxna icke-rökare utan känd hjärn-, hjärt-, kärl- eller luftvägssjukdom, och resonerade att alla effekter som ses i denna population skulle ge robusta bevis för att dietflavanoler kan förbättra hjärnans funktion hos friska människor.
Teamet testade de 18 deltagarna före deras intag av kakaoflavanoler och i två separata försök, en där försökspersonerna fick flavanolrik kakao och en annan under vilken de konsumerade bearbetad kakao med mycket låga nivåer av flavanoler. Varken deltagarna eller forskarna visste vilken typ av kakao som konsumerades i var och en av försöken. Denna dubbelblinda studiedesign förhindrar forskarnas eller deltagarnas förväntningar från att påverka resultaten.
Ungefär två timmar efter att ha konsumerat kakaon andades deltagarna luft med 5 % koldioxid - ungefär 100 gånger den normala koncentrationen i luft. Detta är en standardmetod för att utmana hjärnans kärl för att avgöra hur väl den svarar, sa Gratton.
Kroppen reagerar vanligtvis genom att öka blodflödet till hjärnan, sa han.
"Detta tillför mer syre och gör det också möjligt för hjärnan att eliminera mer koldioxid," sa han.
Med funktionell nära-infraröd spektroskopi, en teknik som använder ljus för att fånga förändringar i blodflödet till hjärnan, mätte teamet syresättning i den främre cortex, en hjärnregion som spelar en nyckelroll i planering, reglering av beteende och beslutsfattande.
"Detta låter dig mäta hur väl hjärnan försvarar sig från överskottet av koldioxid," sa Fabiani.
Forskare utmanade också deltagarna med komplexa uppgifter som krävde att de hanterade ibland motsägelsefulla eller konkurrerande krav.
De flesta av deltagarna hade en starkare och snabbare hjärnsyresättningsrespons efter exponering för kakaoflavanoler än de gjorde vid baslinjen eller efter att ha konsumerat kakao som saknade flavanoler, fann forskarna.
"Nivåerna av maximal syresättning var mer än tre gånger högre i kakao med hög flavanol jämfört med kakao med låg flavanol, och syresättningssvaret var ungefär en minut snabbare," sa Rendeiro.
Tillsammans med sina kollegor hittade professorerna Gabriele Gratton till vänster vid University of Illinois och Monica Fabiani bevis för att intag av flavanoler kan påverka neurovaskulär hälsa och hjärnfunktion positivt. Kredit:Foto av L. Brian Stauffer
Efter att ha intagit kakaoflavanolerna presterade deltagarna också bättre på de mest utmanande kognitiva testerna, och löste problem korrekt 11 % snabbare än de gjorde vid baslinjen eller när de konsumerade kakao med reducerade flavanoler. Det fanns dock ingen mätbar skillnad i prestanda på de enklare uppgifterna.
"Detta tyder på att flavanoler bara kan vara fördelaktiga under kognitiva uppgifter som är mer utmanande," sa Rendeiro.
Deltagarna varierade i sina svar på kakaoflavanoler, fann forskarna.
"Även om de flesta gynnades av flavanolintag, fanns det en liten grupp som inte gjorde det," sa Rendeiro. Fyra av de 18 försökspersonerna hade inga betydelsefulla skillnader i hjärnans syresättningsrespons efter att ha konsumerat flavanoler, och inte heller förbättrades deras prestanda i testerna.
"Eftersom dessa fyra deltagare redan hade de högsta syresättningssvaren vid baslinjen, kan detta tyda på att de som redan är ganska vältränade har lite utrymme för förbättring," sa Rendeiro. "Sammantaget tyder resultaten på att förbättringarna i vaskulär aktivitet efter exponering för flavanoler är kopplade till förbättringen av kognitiv funktion."
Referens:"Flavanoler i kosten förbättrar cerebral kortikal syresättning och kognition hos friska vuxna" av Gabriele Gratton, Samuel R. Weaver, Claire V. Burley, Kathy A. Low, Edward L. Maclin, Paul W. Johns, Quang S. Pham, Samuel J. E. Lucas, Monica Fabiani och Catarina Rendeiro, 24 november 2020, Scientific Reports .
DOI:10.1038/s41598-020-76160-9
Fabiani och Gratton är dotterbolag till Beckman Institute for Advanced Science and Technology vid University of Illinois.
Ett Birmingham-Illinois Seed Grant och National Institute on Aging stödde denna forskning.
