Einführung
Die Beziehung zwischen Ernährung und Gehirn ist ein komplexes und faszinierendes Feld. Was wir essen, hat einen tiefgreifenden Einfluss auf unsere kognitiven Fähigkeiten, unsere Stimmung und unser allgemeines Wohlbefinden. Dieser Artikel beleuchtet die vielfältigen Verbindungen zwischen Ernährung und Gehirnfunktion und gibt Einblicke, wie wir durch bewusste Ernährung unsere geistige Leistungsfähigkeit optimieren können.
Die Gesundheitswelt der AOK Sachsen-Anhalt: Wie Ernährung die Stimmung beeinflussen kann
Oftmals unterschätzt, beeinflusst unsere Ernährung nicht nur unseren Körper, sondern auch unsere Psyche. Sprüche wie "Schokolade macht glücklich" enthalten ein Fünkchen Wahrheit. Eine ausgewogene Ernährung kann psychischen Krankheiten wie Depressionen entgegenwirken. Doch welche Nährstoffe sind hierfür entscheidend?
Die Hauptakteure: Serotonin, Dopamin und Noradrenalin
Beim Essen nimmt der Körper essenzielle Nährstoffe auf, die den Gehirnstoffwechsel und die Hormonbildung anregen. Serotonin, Dopamin und Noradrenalin sind die Hauptakteure, die Glück, Stress und Stimmung regulieren.
- Serotonin, das "Glückshormon", reguliert Schmerzempfinden, Schlaf und Stimmung.
- Dopamin ist das Belohnungshormon, das positive Gefühle auslöst.
- Noradrenalin ist in Stresssituationen wichtig und sorgt für Wachheit, Aufmerksamkeit und Leistungsbereitschaft.
Diese Hormone werden von Vitaminen und Antioxidantien unterstützt, insbesondere von Vitamin D3, das den Serotoninhaushalt reguliert, die Dopaminverwertung beeinflusst und die Noradrenalinherstellung anregt.
Serotonin-Booster: Lebensmittel für die Seele
Um den Serotoninspiegel zu erhöhen, gibt es "Soulfood", das Gehirn und Körper nährt:
Lesen Sie auch: Faszination Nesseltiere: Wie sie ohne Gehirn leben
- Dunkle Schokolade (hoher Kakaoanteil) liefert sekundäre Pflanzenstoffe und Tryptophan, die die Serotoninproduktion unterstützen.
- Bananen, Ananas, Feigen und Pflaumen enthalten besonders viel Tryptophan.
- Vollkornprodukte und Kartoffeln liefern Kohlenhydrate, die die Tryptophanaufnahme begünstigen.
- Trockenfrüchte enthalten Aminosäuren und Magnesium, das den Stoffwechsel reguliert und die Stressresistenz stärkt.
- Nüsse und Saaten enthalten Tryptophan, Omega-3-Fettsäuren und B-Vitamine, die die Nerven stärken.
- Fisch ist eine Quelle für Omega-3-Fettsäuren, die den Serotoninspiegel beeinflussen.
- Pflanzliche Öle sind hochwertige Lieferanten für Omega-3-Fettsäuren.
Symptome eines Serotoninmangels
Ein niedriger Serotoninspiegel kann sich negativ auf das körperliche und psychische Wohlbefinden auswirken. Symptome können sein:
- Psychische Symptome: Angst, depressive Verstimmungen, Aggression, impulsives Verhalten, Schlafprobleme, Reizbarkeit, Antriebslosigkeit, geringes Selbstwertgefühl, geringerer Appetit, Konzentrationsschwierigkeiten.
- Körperliche Symptome: Heißhunger auf Kohlenhydrate, Gewichtszunahme, Müdigkeit, Übelkeit, Verdauungsprobleme.
Vitamin D3: Der Alleskönner
Vitamin D3 unterstützt die Serotoninproduktion, stärkt das Immunsystem, schützt die Nervenzellen und kräftigt die Muskulatur. Ein Mangel kann sich durch Haarausfall, erhöhte Infektanfälligkeit, Muskel- und Gliederschmerzen äußern.
Ernährung und Depressionen
Ob Ernährung Depressionen lindern oder vermeiden kann, ist noch nicht vollständig erforscht. Eine gesunde, ausgewogene Ernährung mit Kohlenhydraten, Fetten und Eiweiß bietet jedoch eine gute Basis für die Hormonbalance. Soziale Interaktion beim Essen kann ebenfalls zum Glücklichsein beitragen. Bei Stimmungsschwankungen oder depressiven Verstimmungen ist es ratsam, professionelle Hilfe zu suchen.
Das Gehirn als Energieverbraucher
Das Gehirn ist ein energiehungriges Organ, das etwa 20 % der gesamten Körperenergie verbraucht, obwohl es nur 2 % des Körpergewichts ausmacht. Dieser hohe Energiebedarf ist auf die ständige Aktivität des Gehirns, die komplexe Signalübertragung und die Instandhaltung der Zellen zurückzuführen.
Der Treibstoff: Glukose und ATP
Das Gehirn benötigt im Schnitt 129 Gramm Glukose am Tag. Nervenzellen können Glukose nicht speichern, sondern sind auf die Glykogenspeicher der Astrozyten angewiesen. Der dafür nötige Brennstoff ATP produzieren Mitochondrien, indem sie hauptsächlich Glucose umwandeln.
Lesen Sie auch: Lesen Sie mehr über die neuesten Fortschritte in der Neurowissenschaft.
Adenosintriphosphat (ATP) ist der Treibstoff aller Zellen. Mitochondrien generieren ATP aus Glukose. Eine Synapse benötigt im Schnitt 24.000 ATP-Moleküle, um einen Informationsgehalt von einem Bit zu übertragen. Ein Neuron braucht etwa 3,3 Milliarden Glukosemoleküle pro Minute, das ganze Gehirn 129 Gramm pro Tag.
Wann hören wir auf zu essen?
Die Entscheidung, wann wir aufhören zu essen, hängt stark von äußeren Faktoren ab, wie Portionsgröße, Gesellschaft und parallelen Aktivitäten. Studien haben gezeigt, dass Menschen mehr essen, wenn sie größere Portionen serviert bekommen, ohne sich stärker gesättigt zu fühlen.
Die Kosten der neuronalen Aktivität
Die Signalübertragung zwischen Nervenzellen ist ein energieaufwendiger Prozess. Die Natrium-Kalium-Pumpe, die Ionen über die Zellmembran transportiert, verbraucht mehr als die Hälfte der dem Gehirn zur Verfügung stehenden Energie. Auch die Synapsen, die Verbindungsstellen zwischen Nervenzellen, sind große Energiefresser.
Hunger und Sättigung: Ein komplexes Zusammenspiel
Das Hormon Ghrelin, das von Zellen des Magens ausgeschüttet wird, löst Hungergefühle aus. Es beeinflusst die Aktivität von Neuronen im Hypothalamus, die den Appetit stimulieren. Das Sättigungsgefühl ist ein komplexer Prozess, der durch die Spannung der Magenwand, chemische Signale wie einen erhöhten Insulinspiegel und das Hormon Leptin beeinflusst wird.
Leptin wird von Fettzellen freigesetzt und signalisiert dem Gehirn, wie viele Energiereserven noch vorhanden sind. Leptin und Ghrelin sorgen gemeinsam mit zahlreichen weiteren Hormonen dafür, dass wir genügend essen.
Lesen Sie auch: Tinnitus und Gehirnaktivität: Ein detaillierter Einblick
Das Gehirn als Schaltzentrale des Essverhaltens
Das Gehirn integriert Informationen wie körperliche Signale, Erfahrungen, Umweltfaktoren und emotionale Zustände, um unser Essverhalten zu steuern. Während des Essens werden Neuronen im ventralen Hippocampus aktiv, die an der Bildung von Gedächtnisinhalten und Lernprozessen beteiligt sind.
Die Rolle von Essenserinnerungen
Physiologische Spuren, sogenannte Engramme, bilden sich im Gehirn und kommunizieren mit dem lateralen Hypothalamus. Die Zerstörung dieser Neuronen kann dazu führen, dass man sich nicht mehr an die Lage von Futterstellen erinnern kann.
Der Einfluss von Aufmerksamkeit
Die Gedächtnisbildung kann von außen beeinflusst werden. Wenn die Aufmerksamkeit einer Person auf etwas anderes gerichtet ist, können entscheidende Kodierungsmomente beeinträchtigt sein und Essens-Erfahrungen nicht richtig katalogisiert werden.
Der Geruchssinn und der Appetit
Das Riechen bestimmter Gerüche vor Mahlzeiten kann den Appetit verringern. Nervenzellen, die mit dem Riechkolben verbunden sind, werden gehemmt, wenn Mäuse zu fressen beginnen. Bei fettleibigen Mäusen wurden dieselben Nervenzellen nicht aktiviert, wenn sie Futter riechen konnten.
Nahrung als Belohnung
Nahrung ist nicht nur ein Mittel zur Energiegewinnung, sondern auch eine sinnliche Erfahrung, die in unserem Gehirn wie eine Belohnung funktioniert.
Interview mit Professor Tilman Grune: Ernährung und Gehirn im Dialog
Professor Tilman Grune, wissenschaftlicher Vorstand des Deutschen Instituts für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke (DIfE), gibt Einblicke in die Zusammenhänge zwischen Ernährung und Gehirn.
Gibt es eine gehirngesunde Ernährung?
Eine Ernährung, die gesund für das Gehirn ist, unterscheidet sich nicht von einer Ernährung, die gesund für den gesamten Organismus ist. Das Gehirn benötigt vor allem Mikronährstoffe wie Vitamine, Spurenelemente und mehrfach ungesättigte Fettsäuren.
Auf welchem Wege wirkt sich unsere Nahrung auf unser Gehirn aus?
Es gibt verschiedene hormonelle und nicht-hormonelle Wege, die unser Gehirn über unsere Nahrung beeinflussen. Insulinrezeptoren im Gehirn, die Gut-Brain-Axis und mikrobielle Abbauprodukte spielen eine Rolle. Geschmacksempfinden, Lern- und Erziehungsprozesse über Nahrungspräferenzen sowie gesellschaftliche Strukturen beeinflussen unsere Nahrungsauswahl.
Wie beeinflusst unser Gehirn unsere Ernährung?
Das Gehirn hat regulative Belohnungssysteme, die unsere Nahrungsauswahl beeinflussen. Essen ist nicht nur Nährstoffaufnahme, sondern auch ein soziales Event und Erlebnis. Schokolade führt beispielsweise über eine Endorphinausschüttung dazu, dass wir Zufriedenheit empfinden. Evolutionär entstandene Mechanismen, wie die Vorliebe für zucker- und fettreiche Nahrung, spielen ebenfalls eine Rolle.
Welche Zusammenhänge gibt es zwischen Ernährungsgewohnheiten der Mutter und der Gehirnentwicklung des Kindes?
Die Ernährungsweise der Mutter beeinflusst die Vernetzung der Nervenzellen im Gehirn der nachfolgenden Generation. Die Struktur des Gehirns wird durch die Ernährung der Mutter beeinflusst.
Wie reagiert mein Körper mit Hormonausschüttung, die bestimmten tagesaktuellen Regulatoren unterliegt, auf die Nahrungsaufnahme früh, mittags und abends.
Die Chronobiologie untersucht, wann wir was essen und wie unsere Nahrungsaufnahme unsere innere biologische Uhr beeinflusst.
Wie verändert sich unser Gehirn während des Alterungsprozesses?
Im Alter entgleist das System des Proteinauf- und -abbaus. Es bilden sich Proteinaggregate, die man im Alter Lipofuszin nennt. Dieses Endprodukt sammelt sich vor allem in Zellen an, die sich nicht mehr teilen, dazu gehören auch Gehirnzellen.
Welche Ernährung kann Alterungsprozessen und damit verbundenen Erkrankungen entgegenwirken?
Es gibt mehrere Ansatzpunkte, z. B. die Bildung von Oxidanzien durch die Ernährung zu verhindern oder die Einnahme von Antioxidanzien. Ein weiterer Ansatzpunkt ist die Proteolysestimulation. Es gibt eine Reihe an Nahrungsinhaltsstoffen, die die Proteolyse stimulieren könnten, sodass die Funktion der Zelle länger erhalten bleibt.
Die Rolle des Gehirns bei der Stoffwechselregulation
Das Gehirn ist das übergeordnete Stoffwechselorgan unseres Körpers. Bestimmte Nervenzellen messen den Gehalt an Glukose und Fettsäuren in unserem Blutkreislauf und passen ihre Aktivität daraufhin gezielt an. Dies ist wichtig, um Stoffwechselvorgänge in Bauchspeicheldrüse, Leber und dem Magen-Darm-Trakt zentral überwachen und nachjustieren zu können.
Die Vorliebe für energiereiche Lebensmittel
Die Regelkreise in unserem Gehirn sind im Lauf der Evolution darauf ausgelegt worden, energiereiche Lebensmittel zu bevorzugen. Heutzutage steht extrem energiereiche Nahrung mit einem enorm hohen Zucker- und Fettgehalt in vielen Ländern günstig und einfach zur Verfügung.
Künstliche Nahrungsbestandteile
Künstliche Nahrungsbestandteile sind evolutionär nicht vorgesehen. Normaler Kristallzucker aktiviert unser Belohnungssystem, Zuckerersatzstoffe tun dies nicht. Wie Geschmacksverstärker auf die Regelkreise im Gehirn wirken, ist bislang nicht klar. Auch was die Auswirkungen von Nebenprodukten und Schadstoffen der modernen Lebensmittelindustrie auf unsere Regelkreise im Gehirn angeht, steht die Forschung noch ganz am Anfang.
Das Überangebot und seine Folgen
Ein Belohnungsreiz, der in der Evolution zum Überleben der Menschheit beigetragen hat, wird uns in der heutigen Welt des Überflusses zum Verhängnis. Die Erkenntnisse könnten für die Behandlung von Menschen mit Übergewicht eine wichtige Rolle spielen.
Die Anziehungskraft von Fett und Kohlenhydraten
Fettiges und kohlenhydratreiches Essen aktiviert jeweils das Belohnungssystem im Gehirn. Kommen Kohlenhydrate und Fette im Essen zusammen, wird dieser Effekt noch verstärkt. In der Natur gibt es keine Nahrungsmittel, die einen hohen Anteil von Fetten und Kohlenhydraten in sich vereinen, mit Ausnahme von Muttermilch.
Die Evolutionäre Falle
"Wir sind nicht dazu gemacht, ständig nein zu sagen. Deshalb hören wir meistens nicht auf zu essen, obwohl wir satt sind", betont Tittgemeyer. Hinzu kommt, dass wir ausgerechnet die Nährwerte fett- und kohlenhydratreiches Essens kaum einschätzen können.
Veränderungen im Gehirn durch Zucker und Fette
Das Max-Planck-Institut für Stoffwechselforschung in Köln konnte zeigen, dass sich das Gehirn durch den regelmäßigen Konsum von stark fett- und zuckerhaltigen Lebensmitteln verändert. Die Folge: Es befiehlt uns quasi, die ungesunden Lebensmittel zu bevorzugen.
Die Verbindung zwischen Gehirn und Darm
Erreicht Nahrung den Dünndarm, registrieren unterschiedliche Sensoren, ob Zucker und Fett in der Nahrung enthalten sind. Diese Information wird über verschiedene Nervenverbindungen ans Gehirn weitergeleitet. Die Signale kommen im Belohnungszentrum des Gehirns an, sorgen für ein gutes Gefühl und lösen ein Verlangen nach mehr aus.
Die Macht der Gewohnheit
Das Belohnungssystem war bei den auf Fett und Zucker trainierten Teilnehmenden besonders stark aktiviert. Dort hatten sich durch den regelmäßigen Konsum der Puddings offenbar neue Nervenverbindungen entwickelt. Die Probandinnen und Probanden hatten dadurch ein offensichtlich stärkeres Verlangen nach fetthaltigen und süßen Speisen erlernt.
Die anhaltenden Auswirkungen
Diese Veränderungen der Hirnnetzwerke sind anhaltend. Das bedeutet, sie könnten dafür sorgen, dass Menschen zukünftig unbewusst immer die Lebensmittel bevorzugen, die viel Fett und Zucker enthalten. Das könnte eine Gewichtszunahme begünstigen.
Die westliche Ernährung und ihre Folgen
Die Lust nach Süßem und Fettigem wird von unserer westlichen Ernährung bedient. Vor allem Fast Food und Fertiggerichte haben beides gleichzeitig: viel Fett und viel Zucker. In der Natur gibt es eigentlich keine Nahrungsmittel, die sowohl stark fett- als auch zuckerhaltig sind.
Die Umprogrammierung des Gehirns
Hat sich das Gehirn erst einmal an viel Fett und Zucker gewöhnt, lässt sich dies nicht so schnell wieder auflösen. Aber Körper und Gehirn können auch wieder "umprogrammiert" werden, sich wieder an weniger fett- und zuckerhaltige Lebensmittel gewöhnen.
Die Rolle des Hungerhormons Ghrelin in der Amygdala
Forschende am Max-Planck-Institut für biologische Intelligenz fanden heraus, dass das "Hunger-Hormon" Ghrelin spezialisierte Nervenzellen in der Amygdala von Mäusen aktiviert.
Die Amygdala und das Fressverhalten
Die Forscher analysierten einzelne Nervenzellen in der zentralen Amygdala und untersuchten ihre Boten-RNA-Moleküle. Die Analyse ergab, dass die Zellen in neun verschiedenen Zellclustern organisiert sind. Einige dieser Cluster fördern den Appetit, während andere ihn hemmen.
Ghrelin und die Htr2a-Neurone
Das Team fand heraus, dass die Htr2a-Neurone nach mehrstündigem Fasten oder bei Anregung durch das Hormon Ghrelin aktiv wurden. Die Zellen reagierten auch, wenn die Forschenden den Mäusen Nahrung vorsetzten.
Die vielfältigen Funktionen von Ghrelin
"Wir denken, dass Ghrelin mehrere Funktionen erfüllt", erklärt Christian Peters. "Wenn Mäuse hungrig sind, aktiviert Ghrelin die appetitanregenden Hirnregionen, um die Tiere zum Fressen zu animieren. Außerdem steigert das Hormon die Aktivität in Gehirnarealen wie der Amygdala, die Belohnungsgefühle vermitteln. Das ist wahrscheinlich ein Anreiz, noch mehr zu fressen."
Auswirkungen auf das Wohlbefinden
Hunger und Sättigungsgefühle haben große Auswirkungen auf das körperliche, aber auch auf das emotionale Wohlbefinden.
Zukünftige Forschung
In der Zukunft könnte dieses Wissen zu neuen therapeutischen Ansätzen zur Linderung von Essstörungen führen. Vorerst legt die Studie den Grundstein für weitere Untersuchungen der speziellen Nervenzellverbände und neuronalen Schaltkreise, die die Nahrungsaufnahme steuern.
tags: #gehirn #und #nahrungsaufnahme