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FOOD TODAY 08/2013

Glukose und geistige Leistungsfähigkeit

Glukose ist eine Zuckerart, die das Gehirn als Brennstoff benötigt. Studien haben gezeigt, dass ein Absinken des Glukosespiegels sich negativ auf Aufmerksamkeit, Gedächtnis und Lernen auswirken kann, und dass eine Steuerung des Glukosespiegels diese Aspekte der geistigen Tätigkeit verbessern kann. Bei besonderer geistiger Anstrengung verbraucht das Gehirn auch mehr Glukose. Für ein gutes Funktionieren des Geistes kann es deshalb besonders wichtig sein, den Blutzuckerspiegel auf einem optimalen Niveau zu halten. Der regelmäßige Verzehr von Mahlzeiten kann helfen, das zu erreichen.

Glukose als Brennstoff
Glukose ist eine Zuckerart, die vorwiegend in stärkehaltigen Lebensmitteln (Brot, Reis, Teigwaren und Kartoffeln) sowie in Früchten, Säften, Honig, Marmeladen und Haushaltszucker enthalten ist. Der Körper kann die verdaulichen Kohlenhydrate in diesen Lebensmitteln in Glukose zerlegen, die als Energie zum Gehirn und zu anderen Organen geleitet wird. Der Körper regelt den Blutzuckerspiegel; das wird als Glukose-Homöostase [Blutzucker-Selbstregulierung] bezeichnet. Ein als Glukoneogenese [Blutzuckerneubildung] bezeichneter Prozess ermöglicht dem Körper, Glukose aus den Bausteinen Protein und Fett selbst zu bilden. In Form von Glykogen kann Glukose in der Leber gespeichert werden und in geringerem Umfang in den Muskeln. Glykogen bildet eine Energiereserve, die schnell mobilisiert werden kann, um eine plötzlichen Glukosebedarf zu decken (körperliche Tätigkeit), aber auch, wenn die Glukoseaufnahme durch Lebensmittel ungenügend ist (beispielsweise während des Fastens), kann der Körper sich Glukose holen, indem er seinen Glykogenvorrat anzapft. Glykogen in der Leber ist 12 bis 18 Stunden nach dem Essen, beispielsweise bei Fasten über Nacht, aufgebraucht, danach ist der Körper auf mehr Energie durch Zerlegung von Fett angewiesen.

Der Energiebedarf des Gehirns
Das menschliche Gehirn besteht aus einem dichten Netzwerk von Neuronen, oder Nervenzellen, die ständig aktiv sind – selbst während des Schlafs. Um die Energie zu erhalten, die erforderlich ist, um diese Aktivitäten aufrechtzuerhalten, ist das Gehirn auf einen ständigen Zustrom an Glukose über den Blutkreislauf angewiesen. Eine gesunde Ernährung sollte 45-60 % der Gesamtenergie aus Kohlenhydraten beziehen.1 Ein normalgewichtiger Erwachsener hat einen Bedarf von 200 g Glukose pro Tag, davon werden zwei Drittel (ca.130 g) speziell vom Gehirn zur Deckung seines Glukosebedarfs benötigt.

Wenn der Glukosespiegel stark sinkt, konkurriert das Gehirn mit dem übrigen Körper um die Glukose — beispielsweise bei Hunger. Durch straffe Steuerung seines Glukoseanteils unter diesen Bedingungen kann das Gehirn sein hohes Aktivitätsniveau aufrechterhalten. Es tut dies mit zwei Hauptmechanismen: erstens, indem es Glukose direkt dem Blut entnimmt, wenn seine Zellen wenig Energie haben; und zweitens, indem es die dem übrigen Körper zur Verfügung stehende Glukosemenge begrenzt, damit mehr Glukose für das Gehirn verfügbar ist.2,3 Dieser Mechanismus ist entscheidend für das Überleben. Anders als Muskeln (einschließlich Herz), und Leber, kann das Gehirn Fettsäuren nicht direkt als Brennstoff verwerten.

Glukose und geistige Leistungsfähigkeit
Trotz dieser raffinierten Regelung tritt in gewissen Bereichen des Gehirns kurzfristig ein Absinken des Glukosespiegels auf. Das kann verschiedene geistige Funktionen beeinträchtigen, beispielsweise Aufmerksamkeit, Gedächtnis und Lernen.4

Studien zur Glukose haben gezeigt, wie die Steuerung dieses Zuckers die geistige Leistungsfähigkeit verbessern kann — besonders das Kurzzeitgedächtnis und die Aufmerksamkeit.4 Bei den meisten dieser Studien erhalten die Teilnehmer eine bestimmte Menge an Glukose in Form eines Getränks. Eine Studie von Sünram-Lea und Kollegen fand heraus, dass ein Glukosegetränk das verbale Langzeitgedächtnis und das räumliche Langzeitgedächtnis bei jungen Erwachsenen signifikant verbesserte. Der Effekt war der gleiche, ob das Getränk nach einem Fasten über Nacht, nach einem zweistündigen Fasten nach dem Frühstück oder einem zweistündigen Fasten nach dem Mittagessen genommen wurde.5 Bei einer ähnlichen Studie fanden Riby und Kollegen heraus, dass Glukose das Gedächtnis verbessert.6

Stärker fordernde geistige Tätigkeiten scheinen auf Glukose besser zu reagieren als einfachere. Das könnte deshalb sein, weil die Glukoseaufnahme des Gehirns bei leichtem Stress steigt, wozu starke geistige Tätigkeit gehört.4

Wenn man davon ausgeht, dass das Gehirn empfindlich ist gegenüber einem kurzfristigen Absinken des Blutzuckerspiegels, und dass es auf ein Ansteigen des Blutzuckerspiegels anscheinend positiv reagiert, kann es zur Aufrechterhaltung der geistigen Funktion nützlich sein, ein angemessenes Niveau des Blutzuckerspiegels beizubehalten.4 Regelmäßige Mahlzeiten zu essen kann helfen, das zu erreichen. Studien an Kindern und Jugendlichen haben gezeigt, dass insbesondere ein Frühstück die geistige Leistungsfähigkeit verbessern kann, indem es die Fähigkeit in Bezug auf Gedächtnis und Aufmerksamkeit beträchtlich steigert.7

Schlussfolgerung
Das Gehirn ist ein hochaktives Organ, das auf Glukose als Brennstoff angewiesen ist. Glukose kommt entweder direkt aus kohlenhydrathaltigen Lebensmitteln und Getränken, oder es wird vom Körper aus nicht-kohlenhydrathaltigen Quellen hergestellt. Es hat den Anschein, dass es für die Aufrechterhaltung einer guten geistigen Funktionstätigkeit hilfreich ist, wenn der Blutzuckerspiegel auf einem optimalen Niveau gehalten wird, besonders, wenn es um stärker herausfordernde geistige Tätigkeiten geht. Der Verzehr regelmäßiger Mahlzeiten kann ein nützlicher Weg sein, das zu erreichen.

Literatur

  1. European Food Safety Authority (EFSA) (2010). Scientific Opinion on Dietary Reference Values for carbohydrates and dietary fibre. EFSA Journal 8(3):1462.
  2. Peters A (2011). The Selfish Brain: competition for energy resources. American Journal of Human Biology 23:29-34.
  3. Peters A, Kubera B, Hubold C, et al. (2011). The Selfish Brain: Stress and eating behavior. Frontiers in Neuroscience 5(74):1-11.
  4. Bellisle F (2004). Effects of diet on behaviour and cognition in children. British Journal of Nutrition 92(Suppl 2):227-232.
  5. Sünram-Lea SI, Foster JK, Durlach P, et al. (2001). Glucose facilitation of cognitive performance in healthy young adults: examination of the influence of fast-duration, time of day and pre-consumption plasma glucose levels. Psychopharmacology 157:46–54.
  6. Riby LM, Law AS, Mclaughlin J, et al. (2011). Preliminary evidence that glucose ingestion facilitates prospective memory performance. Nutrition Research 31(5):370-377.
  7. Hoyland A, Dye L & Lawton CL (2009). A systematic review of the effect of breakfast on the cognitive performance of children and adolescents. Nutrition Research Reviews 22:220-243.
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Letzte Aktualisierung der Website: 22/08/2016
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