Ciò che mangiamo conta e avere la giusta quantità di nutrienti essenziali è la chiave per la nostra salute generale. Niusha Shodja e Saina Heshmati, Storylab, CC BY-NC-ND
Durante i lunghi viaggi marittimi del XV e XVI secolo, un periodo noto come l'Età della Scoperta, i marinai hanno riferito di aver sperimentato visioni di cibi sublimi e campi verdeggianti. La scoperta che queste non erano altro che allucinazioni dopo mesi in mare era straziante. Alcuni marinai piansero di desiderio; altri si sono buttati fuori bordo.
La cura per questi miraggi strazianti si è rivelata non essere un intruglio di sostanze chimiche complesse, come una volta si sospettava, ma piuttosto il semplice antidoto del succo di limone. Questi marinai soffriva di scorbuto, una malattia causata da una carenza di vitamina C, un micronutriente essenziale che le persone acquisiscono mangiando frutta e verdura.
La vitamina C è importante per la produzione e il rilascio di neurotrasmettitori, i messaggeri chimici del cervello. In sua assenza, le cellule cerebrali non comunicano efficacemente tra loro, il che può portare ad allucinazioni.
Come illustra questo famoso esempio dei primi esploratori, esiste un'intima connessione tra il cibo e il cervello, una connessione che i ricercatori come me stanno lavorando per svelare. Da scienziato che studia le neuroscienze della nutrizione presso l'Università del Michigan, sono principalmente interessato a come i componenti degli alimenti e i loro prodotti di degradazione possono alterare il istruzioni genetiche che controllano la nostra fisiologia.
Oltre a ciò, la mia ricerca si concentra anche sulla comprensione di come il cibo può farlo influenzare i nostri pensieri, stati d'animo e comportamenti. Anche se non possiamo ancora prevenire o curare le malattie del cervello con la dieta, i ricercatori come me stanno imparando molto sul ruolo che l'alimentazione gioca nei processi cerebrali quotidiani che ci rendono ciò che siamo.
Forse non sorprende che un delicato equilibrio di nutrienti sia la chiave per la salute del cervello: carenze o eccessi di vitamine, zuccheri, grassi e aminoacidi possono influenzare il cervello e il comportamento in modi negativi o positivi.
Vitamine e carenze minerali
Come con la vitamina C, anche i deficit di altre vitamine e minerali possono precipitare malattie nutrizionali che hanno un impatto negativo sul cervello negli esseri umani. Ad esempio, bassi livelli dietetici di vitamina B3/niacina – tipicamente presenti nella carne e nel pesce – causa pellagra, una malattia in cui le persone sviluppano la demenza.
La niacina è essenziale per trasformare il cibo in energia e mattoni, proteggere il modello genetico dai danni ambientali e controllare la quantità di determinati prodotti genetici prodotta. In assenza di questi processi critici, le cellule cerebrali, note anche come neuroni, malfunzionamento e morire prematuramente, portando alla demenza.
Nei modelli animali, la diminuzione o il blocco della produzione di niacina nel cervello promuove il danno neuronale e la morte cellulare. Al contrario, è stato dimostrato che l'aumento dei livelli di niacina attenua gli effetti di malattie neurodegenerative come Alzheimer, Huntington e Parkinson. Studi osservazionali sull'uomo suggeriscono che livelli sufficienti di niacina può proteggere da queste malattie, ma i risultati sono ancora inconcludenti.
È interessante notare che la carenza di niacina causata dal consumo di quantità eccessive di alcol può portare a effetti simili a quelli riscontrati con la pellagra.
Un altro esempio di come una carenza di nutrienti influisca sulla funzione cerebrale può essere trovato nell'elemento iodio, che, come la niacina, deve essere acquisito dalla propria dieta. Lo iodio, che è presente nei frutti di mare e nelle alghe, è un elemento essenziale per gli ormoni tiroidei, molecole di segnalazione che sono importanti per molti aspetti della biologia umana, inclusi lo sviluppo, il metabolismo, l'appetito e il sonno. Bassi livelli di iodio impediscono la produzione di quantità adeguate di ormoni tiroidei, compromettendo questi processi fisiologici essenziali.
Lo iodio è particolarmente importante per il cervello umano in via di sviluppo; prima che il sale da cucina fosse integrato con questo minerale negli anni '1920, la carenza di iodio era una principale causa di disabilità cognitiva nel mondo. Si pensa che l'introduzione del sale iodato abbia contribuito al graduale aumento dei punteggi del QI nel secolo scorso.
Dieta chetogenica per l'epilessia
Non tutte le carenze alimentari sono dannose per il cervello. In effetti, gli studi dimostrano che le persone con epilessia farmacoresistente - una condizione in cui le cellule cerebrali si attivano in modo incontrollabile - può ridurre il numero di convulsioni adottando un regime a bassissimo contenuto di carboidrati, noto come a dieta chetogenica, in cui dall'80% al 90% delle calorie sono ottenute dai grassi.
I carboidrati sono la fonte di energia preferita per il corpo. Quando non sono disponibili, a causa del digiuno o di una dieta chetogenica, le cellule ottengono carburante scomponendo i grassi in composti chiamati chetoni. L'utilizzo di chetoni per l'energia porta a profonde cambiamenti nel metabolismo e nella fisiologia, compresi i livelli di ormoni circolanti nel corpo, la quantità di neurotrasmettitori prodotti dal cervello e i tipi di batteri che vivono nell'intestino.
I ricercatori pensano che questi cambiamenti che dipendono dalla dieta, in particolare la maggiore produzione di sostanze chimiche cerebrali che possono calmare i neuroni e diminuire i livelli di molecole infiammatorie, può svolgere un ruolo nella capacità della dieta chetogenica di ridurre il numero di convulsioni. Questi cambiamenti possono anche spiegare il benefici di uno stato chetogenico – attraverso la dieta o il digiuno – sulla funzione cognitiva e sull'umore.
Alcuni alimenti possono influenzare negativamente la memoria e l'umore.
Zucchero, grassi saturi e alimenti ultralavorati
Livelli eccessivi di alcuni nutrienti possono anche avere effetti dannosi sul cervello. Negli esseri umani e nei modelli animali, consumo elevato di raffinato zuccheri e grassi saturi – una combinazione che si trova comunemente negli alimenti ultralavorati – promuove il mangiare vicino desensibilizzante il cervello ai segnali ormonali noti per regolare la sazietà.
È interessante notare che anche una dieta ricca di questi alimenti desensibilizza il sistema del gusto, facendo percepire agli animali e agli esseri umani il cibo come meno dolce. Queste alterazioni sensoriali possono influenzare la scelta del cibo così come la ricompensa che otteniamo dal cibo. Ad esempio, la ricerca mostra che le risposte delle persone al gelato nelle aree del cervello importante per il gusto e la ricompensa sono offuscati quando lo mangiano ogni giorno per due settimane. Alcuni ricercatori pensano che questa diminuzione dei segnali di ricompensa del cibo possa aumentare le voglie di cibi ancora più grassi e zuccherati, simile al modo in cui i fumatori bramano le sigarette.
Le diete ricche di grassi e di alimenti trasformati sono anche associate a funzioni cognitive e memoria inferiori negli umani ed modelli animali così come una maggiore incidenza di malattie neurodegenerative. Tuttavia, i ricercatori non sanno ancora se questi effetti siano dovuti a questi alimenti o all'aumento di peso e alla resistenza all'insulina che ne derivano svilupparsi con il consumo a lungo termine di queste diete.
Scale temporali
Questo ci porta a un aspetto critico dell'effetto della dieta sul cervello: il tempo. Alcuni alimenti possono influenzare in modo acuto le funzioni e il comportamento del cervello, ad esempio per ore o giorni, mentre altri impiegano settimane, mesi o addirittura anni per avere un effetto. Ad esempio, mangiare una fetta di torta sposta rapidamente il metabolismo chetogenico e brucia grassi di un individuo con epilessia resistente ai farmaci in un metabolismo brucia carboidrati, aumentando il rischio di convulsioni. Al contrario, ci vogliono settimane di consumo di zucchero perché il gusto e i percorsi di ricompensa del cervello cambino e mesi di carenza di vitamina C per sviluppare lo scorbuto. Infine, quando si tratta di malattie come l'Alzheimer e il Parkinson, il rischio è influenzato da anni di esposizioni alimentari in combinazione con altre malattie genetiche o fattori dello stile di vita come il fumo.
Alla fine, il rapporto tra cibo e cervello è un po' come i delicati Riccioli d'oro: di ogni nutriente abbiamo bisogno non troppo, non troppo, ma appena.
Circa l'autore
Monica Dus, Professore Associato di Biologia Molecolare, Cellulare e dello Sviluppo, University of Michigan
Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.
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