• 07.09.2017
  • Олег Корюков

Мозг и сахар

 

Глюкоза служит «топливом» для мозга, но если ее поступает слишком много за один раз, то это может вызвать ряд проблем. Совсем не случайно, что в контроле уровня глюкозы в крови участвуют многие органы, в том числе поджелудочная железа, печень, щитовидная железа, надпочечники, гипофиз и мозг. Если уровень глюкозы в крови падает, мозг (а именно гипоталамус) отдает сигнал гипофизу и щитовидной железе активизировать работу печени, где происходит процесс синтеза глюкозы.

Состояние пониженного уровня глюкозы в крови называется гипогликемией, а повышенного — гипергликемией. Оба состояния негативно сказываются на способности человека рационально мыслить и сохранять контроль над своим эмоциональным состоянием. Когда после приема пищи уровень сахара в крови повышается, поджелудочная железа вырабатывает инсулин, помогающий доставлять глюкозу в клетки организма. Если уровень сахара в крови падает ниже нормы, мозг посылает соответствующий сигнал, сти­мулирующий выработку гормона адреналина, чтобы сооб­щить печени о необходимости синтеза глюкозы. В резуль­тате человек может ощущать нервозность, головокружение, усталость, слабость, дрожь или усиленное сердцебиение.

Симптомы низкого уровня сахара в крови особенно опас­ны, если человек склонен к гипогликемии и при этом пьет кофе на голодный желудок. При диабете человек становится еще более уязвимым: ему необходимо тщательно контролировать свой уровень сахара в крови. Перечисленные выше симптомы, такие как нервозность и усталость, являются более очевидны­ми, чем те, которые относятся к концентрации внимания, крат­косрочной памяти и эмоциональной стабильности.

При чрезмерном употреблении сахара в организме повы­шается выработка гормонов стресса, которая может продол­жаться до пяти часов. Это происходит, потому что поджелу­дочная железа секретирует больше инсулина, чем обычно, чтобы извлечь сахар из системы. Исследователь Университе­та Рокфеллера Энтони Керами выяснил, что диета с высоким содержанием сахара способствует ускорению процесса ста­рения организма.

Сахар негативно влияет на белок. В про­цессе гликации молекулы сахара прикрепляются к внешней оболочке молекул белка и вызывают их отвердевание, а сами комплексы сахар-белок называют конечными продуктами гликации (КПГ). Наглядным примером КПГ является то, что происходит, когда вы жарите цыпленка с кожей.

К сожалению, КПГ вызывают гораздо более негативные последствия, чем просто отвердевание оболочек клеток. Они действуют как химический клей, присоединяющий молекулы друг к другу, в результате чего образуются межмолекулярные связи. Например, такие связи возникают в пережаренном мясе, из-за чего его трудно резать или жевать. Когда этот процесс происходит в ткани организма, нарушаются многие метаболические процессы. Например, процесс гликации (при избыточном содержании глюкозы) препятствует свободно­му передвижению белковых молекул. В результате мембраны клеток блокируются, что приводит к снижению нейронной коммуникации. Гликация также способна привести к усиле­нию воспалительных процессов во всем организме.

Сахара относятся к рафинированным углеводам, кото­рые могут повысить риск образования свободных радика­лов и воспалительных процессов. Свободными радикалами называют частицы с неспаренным электроном на внешней электронной оболочке, способные разрушать структуру клетки. После серии реакций КПГ ведут к образованию свободных радикалов и воспалительному процессу. КПГ ме­няют структуру и деятельность белков и нарушают синап­тические связи. Кроме того, структурные нарушения проис­ходят в митохондриях, которые называют «энергетическими станциями» клетки, так как в них осуществляется синтез АТФ (аденозинтрифосфата) — универсального источника энергии для всех биохимических процессов, протекающих в живых системах.

Негативные последствия процесса гликации проявляют­ся не сразу. Разрушение нейронов наблюдается со временем.

Неудивительно, что высокий уровень потребления саха­ра напрямую связывают с развитием депрессивного состоя­ния. Результаты исследований по сравнению уровня потреб­ления сахара в таких странах, как Япония, Канада и США, показали, что Япония отличается самым низким уровнем потребления сахара, как и самым низким уровнем депрессий.

Учитывая системное отрицательное воздействие сахара на организм, у исследователей был стимул усовершенство­вать методы измерения уровня сахара в крови. В конце 1990-х в Гарвардском университете разработали новый способ оцен­ки воздействия потребления углеводов, получивший назва­ние гликемическая нагрузка (GL, от англ. glycemic load). Чем выше уровень гликемической нагрузки, тем больше ожида­ется повышение в крови глюкозы и инсулиногенического влияния пищи. Употребление в пищу в течение длительного времени продуктов с высокой гликемической нагрузкой ве­дет к риску развития избыточного веса, диабета и воспали­тельного процесса. Исследователи доказали, что после упо­требления людьми количества сахара, содержащегося в двух прохладительных безалкогольных напитках (75 граммов глю­козы), уровень изопростана — свободных радикалов, полу­ченных в результате окисления жирных кислот, — повысился на 34% всего через 90 минут после употребления.

Умеренное повышение уровня изопростана связывается с болезнью Альцгеймера. Еще одним индикатором уровня оксидативного стресса организма (то есть уровнем массиро­ванного образования свободных радикалов) является мало­новый диальдегид (MDA). Ученые доказали наличие взаимо­связи между повышенной гликемической нагрузкой и MDA.

Более 25 лет назад исследователи Массачусетского технологи­ческого института обнаружили разницу в 25% между показате­лями IQ детей с высоким уровнем потребления рафинированных углеводов (сахар и белая мука) по сравнению с детьми с низким уровнем их потребления (Schauss, 1984). Разница в уровне глю­козы сыграла огромную роль в развитии когнитивных навыков и мозга в целом. Ученые из Университета в Суонси (Уэльс, Ве­ликобритания) обнаружили корреляцию между такими фак­торами, как низкий уровень глюкозы в крови и плохая память, слабая концентрация внимания и агрессивное поведение.

Когда исследователи из Йельского университета предло­жили 25 детям без проблем со здоровьем выпить напиток с содержанием глюкозы как в большинстве прохладительных безалкогольных напитков, скачок уровня сахара в крови вы­звал повышение у них уровня адреналина более чем в пять раз по сравнению с нормальным примерно на пять часов. Большинство детей испытывали сложности с концентраци­ей внимания, а также тревожность и раздражение.

Похожим образом финские ученые оценили влияние потребления сахара у 404 детей в возрасте 10-11 лет. Они обнаружили, что тревожность, депрессия, отказ от участия в социальной жизни, делинквентное поведение и агрессия в два раза чаще наблюдались у тех детей, которые потребля­ли на 30% больше сахарозы в форме безалкогольных напит­ков, сладких закусок и мороженого (Haapalahti, Mykkanen, Tikkanen, and Kokkonen, 2004).

Вывод очевиден: высокий уровень потребления сахара отрицательно сказывается на функциях мозга и способно­сти рационально мыслить, поддерживать ровное эмоцио­нальное состояние и эффективно вести себя в социальной жизни общества. Таким образом, для оптимального функ­ционирования мозга необходимо контролировать уровень сахара в крови и поддерживать его стабильным.