fbpx
Søg
Close this search box.

Stof til eftertanke: Hvad sker der med hjernen, når vi spiser mad med højt fedt- og sukkerindhold?

Forfattere

Erika Calvo-Ochoa, Clorinda Arias

Har du nogensinde spekuleret på, hvordan forskellige fødevarer i din kost påvirker din hjerne? Hjernen er et ekstraordinært organ, der har ansvaret for et forbløffende antal funktioner i din krop. Derfor har hjernen brug for næringsstoffer af høj kvalitet, som findes i den mad, du spiser. Men hvad sker der med din hjerne, når du spiser forarbejdede fødevarer med et højt indhold af fedt og sukker? For at besvare dette spørgsmål fodrede vi rotter med en kost med et højt indhold af fedt og sukker og undersøgte derefter virkningerne i en del af hjernen, der er vigtig for hukommelse og indlæring, kendt som hippocampus. Overraskende nok fandt vi ud af, at det at spise fødevarer med et højt indhold af fedt og sukker, selv i korte perioder, skaber flere skadelige ændringer i hippocampus. Vi tror, at disse ændringer kan have en negativ indvirkning på hukommelse og indlæring.

Kost med meget fedt og sukker påvirker kroppen og hjernen

Du ved måske, at en næringsrig kost fuld af fuldkorn, frugt, grøntsager, mælkeprodukter, nødder, frø og protein er godt for dit helbred. Denne type kost er ikke kun lækker, men den gør også folk stærke og sunde. I modsætning hertil kan det være meget skadeligt for helbredet at spise forarbejdede fødevarer og drikkevarer med et højt indhold af mættet animalsk fedt og sukker, som f.eks. forarbejdet kød, kager, slik, sukkerholdige drikkevarer og kartoffelchips. Vidste du, at regelmæssig indtagelse af denne type fødevarer kan forårsage sygdomme som fedmeog type 2-diabetes? [1]. Fordi forarbejdede fødevarer, sukkerholdige drikkevarer og slik er meget nemme at finde og kan være velsmagende (hvem kan ikke lide en chokoladebar eller et stykke pepperonipizza?), er det ingen overraskelse, at fedme og diabetes er to af de mest almindelige sygdomme i verden. I dag er omkring 650 millioner mennesker overvægtige, og 422 millioner mennesker har diabetes – er det ikke forbløffende tal? Noget, der også er overraskende, er, at fødevarer med et højt indhold af fedt og sukker kan gøre mere end at gøre os overvægtige eller diabetikere – de kan også påvirke vores hjerner! Faktisk har forskere over hele verden bemærket, at folk, der er overvægtige eller diabetikere, er mere tilbøjelige til at udvikle hukommelsestab og endda demens eller Alzheimers sygdom når de bliver ældre [2]. Er det ikke utroligt?

Fun fact: Vidste du, at der findes to typer diabetes? Den mest almindelige, type 2-diabetes, opstår, når kroppen gradvist holder op med at reagere på hormonet insulin. Forskere og læger mener, at det sker på grund af en kost med et højt indhold af fedt og sukker og manglende motion. Type 1-diabetes opstår, når en persons bugspytkirtel holder op med at producere insulin. Type 1-diabetes er ikke forårsaget af kost.

Hippocampus er den region, hvor minderne lagres i hjernen

Vidste du, at vores hjerner indeholder højt specialiserede regioner til at udføre forskellige opgaver? Der er f.eks. forskellige områder i hjernen til at tale, gå, høre osv. En af disse meget specialiserede regioner, kendt som hippocampus hippocampus er ansvarlig for at lagre minder og hjælpe os med at lære [3]. Hippocampus består ligesom alle andre områder i hjernen af to hovedtyper af celler: neuroner og gliaceller. Neuroner i hippocampus skaber hukommelse ved at kommunikere med hinanden gennem meget små strukturer kaldet synapser; disse små strukturer er placeret på lange, grenlignende strukturer kaldet dendritter. Vidste du, at neuroner kan sende elektriske signaler, ligesom de elektriske ledninger, du ser langs gaden? Disse signaler sendes gennem dendritterne, og det gør det muligt for beskederne i hjernen at bevæge sig meget hurtigt. De andre typer celler i hjernen, gliacellerne, har flere funktioner. Gliaceller nærer, beskytter og giver stabilitet til neuroner. I hippocampus er både neuroner og gliaceller afgørende for at lagre minder og hjælpe os med at lære (figur 1).

Figur 1: Hippocampus er det område i hjernen, hvor minder skabes og lagres. Hippocampus’ placering i rottehjernen er vist med lilla. Hvis vi kigger på hippocampus under et mikroskop, kan vi se, at den består af neuroner og gliaceller. Der findes to typer gliaceller: astrocytter og mikroglia. Neuroner har mange specialiserede områder, som gør det muligt for dem at modtage og sende beskeder og dermed kommunikere med andre neuroner. Dendritter er lange, grenlignende strukturer, som overfører elektriske signaler i hjernen. Synapser er små strukturer for enden af dendritterne, som hjælper neuronerne med at kommunikere.

Fun fact: Vidste du, at når neuroner i hippocampus bliver beskadiget eller dør, opstår der hukommelsestab og indlæringsvanskeligheder? Neuronskader kan opstå efter et hårdt slag mod hovedet, som f.eks. en hjernerystelse, og ved nogle neurodegenerative sygdomme, som f.eks. demens og Alzheimers.

Vores eksperiment: Undersøgelse af virkningerne af fødevarer med højt fedt- og sukkerindhold i rotters hjerner

Vi ved, at en kost med et højt indhold af fedt og sukker kan forårsage fedme og diabetes, og at millioner af mennesker verden over lider af disse sygdomme. Vi ved også, at fedme og diabetes øger risikoen for hukommelsestab eller demens, når vi bliver ældre. Derfor stillede vi følgende spørgsmål: Påvirker en kost med et højt indhold af fedt og sukker den del af hjernen, der lagrer hukommelsen, hippocampus? For at besvare dette spørgsmål fodrede vi rotter med en kost med et højt indhold af fedt og sukker og udførte forskellige eksperimenter for at se, hvad der skete med deres hippocampus, efter at de havde spist denne kost. Vi delte rotterne op i to grupper og gav den ene gruppe en normal kost (kontrolgruppen) og den anden gruppe en kost med højt fedt- og sukkerindhold. Det var vigtigt at have en kontrolgruppe, fordi vi var nødt til at sammenligne hippocampi mellem rotter, der spiste de to diæter, for at kunne se ændringer. Det var også vigtigt at have flere rotter i hver gruppe, fordi hippocampus kan se lidt anderledes ud hos hver enkelt rotte. Vi brugte 20 rotter til vores kontrolgruppe og 22 rotter til vores gruppe med højt fedtindhold og højt sukkerindhold. Kontrolgruppen fik en kost bestående af et afbalanceret og næringsrigt rottefoder, som bruges i laboratorier, samt almindeligt vand at drikke. Den anden gruppe spiste en kost med svinefedt tilsat deres normale mad og fruktose (det vigtigste sukker i sukkerholdige drikkevarer) tilsat deres drikkevand. Begge grupper spiste disse diæter i 7 dage og fik så meget mad og vand, som de havde lyst til. Rotter, der spiste den fedt- og sukkerrige kost, blev overvægtige, spiste mere mad og drak mere vand end rotter, der spiste en normal kost. Disse resultater viser, at rotter kan lide og indtage masser af fedtholdige og sukkerholdige fødevarer og bliver overvægtige efter at have spist disse fødevarer, på samme måde som mennesker.

En kost med meget sukker og fedt har en negativ effekt på neuroner i hippocampus

I vores første eksperiment farvede vi neuronerne i hippocampus med forskellige typer farvestoffer for at kunne studere deres størrelse, form og strukturer under et mikroskop. Vi sammenlignede rotter, der spiste en kost med højt fedt- og sukkerindhold, med rotter, der spiste en normal kost, og så efter ændringer i neuronerne (figur 2, øverste halvdel). Forbløffende nok fandt vi ud af, at neuroner fra rotter, der spiste en kost med højt fedt- og sukkerindhold, havde kortere og tyndere dendritter (figur 2, nederste halvdel, venstre panel). Utroligt nok fandt vi også ud af, at neuronerne fra disse rotter havde færre synapser for enden af deres dendritter! (Figur 2 nederste halvdel, midterste panel). Husk, at dendritter og synapser er nødvendige for neuronal kommunikation og hukommelsesdannelse, fordi dendritter overfører signaler, og synapser er de egentlige steder for neuronal kommunikation. Disse resultater viste os, at en kost med højt fedt- og sukkerindhold havde en negativ effekt på neuronerne i hippocampus. Hvad var vores konklusioner fra dette eksperiment? Tænk over dette: Hvis neuroner i hippocampus hos rotter, der har spist en kost med højt fedt- og sukkerindhold, har færre og tyndere dendritter, er det muligt, at disse neuroner ikke er særlig effektive til at overføre information. Og fordi disse neuroner har færre synapser, vil de sandsynligvis ikke være i stand til at kommunikere effektivt med andre neuroner. Vi mener, at disse negative virkninger af en kost med et højt fedt- og sukkerindhold kan resultere i hukommelsestab og indlæringsproblemer. Hvordan kan det ske? Hjernen er et organ, der ændrer sig hurtigt og konstant danner nye synapser, når vi lærer og danner minder, og kost med et højt indhold af mættet fedt og sukker forstyrrer hjernens evne til at ændre sig og tilpasse sig hurtigt. Derfor er det nødvendigt, at neuronerne får kvalitetsnæringsstoffer fra en sund og afbalanceret kost.

Figur 2: Vi undersøgte, hvad der skete med hippocampus, efter at rotter havde spist en fedt- og sukkerrig kost i 7 dage (nederste halvdel), og sammenlignede det med rotter, der spiste en normal kost (øverste halvdel): (1) Neuroner har færre, kortere og tyndere dendritter; (2) Neuroner har færre synapser; og (3) Gliaceller bliver aktiveret af inflammation i hjernen. Vi konkluderede, at en kost med et højt fedt- og sukkerindhold i syv dage forårsagede fedme og havde en negativ effekt på neuroner og gliaceller i hippocampus. Vi mener, at disse neuronale og gliale ændringer kan have en negativ effekt på hukommelse og indlæring.

Fedt- og sukkerholdig kost giver hjernebetændelse

Kan du huske, at hippocampus består af to typer celler – neuroner og gliaceller? Da gliaceller er meget vigtige for at understøtte neuronernes funktion, ville vi gerne vide, om gliacellerne også blev påvirket af en kost med meget fedt og sukker. For at gøre det farvede vi to typer gliaceller, kaldet astrocytter og mikroglia, og studerede deres størrelse og form. Utroligt nok fandt vi ud af, at rotter, der havde spist en kost med meget fedt og sukker, havde astrocytter og mikroglia, der var større og havde ændret sig til en tilstand, der kaldes “aktiveret”. Astrocytter og mikroglia bliver normalt aktiveret af inflammation for at beskytte neuroner mod skade. Du er måske bekendt med inflammation, og hvordan den ser ud i din krop. Inflammation er en lokal reaktion på skade eller infektion. Nogle gange bliver den betændte kropsdel hævet, rød og smertefuld. I hjernen kan betændelse se ud og føles lidt anderledes end i andre dele af kroppen, og gliaceller er ansvarlige for at reagere på betændelse i hjernen og hjælpe neuronerne med at komme sig. Når astrocytter bliver aktiveret af inflammation, formerer de sig og bliver større og mørkere (figur 2, nederste halvdel, højre panel). Når mikroglia bliver aktiveret, bliver de også større og mere forgrenede. Hvad var vores konklusion? Vores resultater viste os, at en kost med højt fedt- og sukkerindhold skabte inflammation i hippocampus, fordi astrocytter og mikroglia blev aktiveret som reaktion på det skadelige miljø.

Vores konklusioner: En nærende, afbalanceret kost er grundlæggende for vores hjernesundhed og for at undgå hukommelsestab i fremtiden

I vores undersøgelse observerede vi, at en kost med et højt indhold af fedt og sukker, selv i meget korte perioder, forårsager fedme og kan have negative effekter på hippocampus [4]. Da hippocampus er et vigtigt hjerneområde for hukommelsesdannelse, mener vi, at disse neuronale og gliale celleforandringer kan have en negativ effekt på hukommelse og indlæring. Andre forskere har undersøgt virkningerne af at spise fedtfattig kost i længere tid og har observeret hukommelsestab og indlæringsvanskeligheder hos rotter og mus. Hvorfor er disse resultater vigtige for os? Selv om vi ikke er rotter, har vi ligheder i den måde, vi bearbejder næringsstoffer fra mad på, og hvordan disse næringsstoffer påvirker vores helbred. Kan du huske, at forskere også fandt ud af, at mennesker, der regelmæssigt spiste fedtfattig kost og blev overvægtige eller fik diabetes, havde større risiko for at opleve hukommelsestab og demens? Disse resultater kan være med til at forklare, hvorfor det sker! Andre undersøgelser foretaget af os og andre forskere har vist, at en type fedt kaldet mættet fedt, som er meget udbredt i forarbejdede fødevarer, direkte kan skade neuroner ved at ændre den måde, de bruger energi på, og ved at øge mængden af molekyler, der forårsager stress og inflammation [5, 6]. Alle disse fantastiske videnskabelige undersøgelser bakker op om det, dine forældre og læger altid fortæller dig: At spise en nærende, afbalanceret kost med et lavt indhold af forarbejdede fødevarer og sukker er meget vigtigt for at forblive sund, stærk og klog!

Ordliste

Fedme: Tilstanden af at være alt for overvægtig. I de fleste tilfælde skyldes fedme usund kost og mangel på motion.

Diabetes: En sygdom med forhøjede niveauer af glukose i blodet på grund af kroppens manglende evne til at producere hormonet insulin (type 1) eller til at reagere på insulin (type 2).

Alzheimers sygdom: En sygdom, der er kendetegnet ved mental forringelse og tab af hukommelse. Den er også kendt som demens eller senilitet, og den optræder i alderdommen.

Hippocampus:  Hjerneregionen med ansvar for lagring af minder og læring. Den består af neuroner og gliaceller.

Neuron: En nervecelle, der findes i hjernen og rygmarven, og som modtager, behandler og sender information gennem elektriske og kemiske signaler.

Gliaceller: Støtteceller i hjernen. Der findes to typer gliaceller, kaldet astrocytter og mikroglia. Gliaceller nærer, beskytter og giver stabilitet til neuroner og bliver aktiveret for at beskytte neuroner mod inflammation.

Synapser: Små strukturer, der bruges til neuronal kommunikation, placeret på dendritter.

Dendritter: Lange, grenlignende strukturer i neuroner, der overfører signaler med meget høj hastighed.

Information om artiklen

Forfatterne erklærer, at forskningen blev udført i fravær af kommercielle eller økonomiske relationer, der kunne opfattes som en potentiel interessekonflikt.
↑ Calvo-Ochoa, E., Hernández-Ortega, K., Ferrera, P., Morimoto, S., and Arias, C. 2014. Kortvarig fodring med højt fedtindhold og fruktose producerer ændringer i insulinsignalering, dendritisk og synaptisk tab og astroglial respons i rottehippocampus. J. Cereb. Blood Flow Metab. 34:1001-8. doi: 10.1038/jcbfm.2014.48

[1] Fung, T. T., Rimm, E. B., Spiegelman, D., Rifai, N., Tofler, G. H., Willett, W. C., et al. 2001. Sammenhæng mellem kostmønstre og plasmabiomarkører for fedme og risiko for hjerte-kar-sygdomme. Am. J. Clin. Nutr. 73:61-7. doi: 10.1093/ajcn/73.1.61

[2] Parrott, M. D., og Greenwood, C. E. 2007. Kostens indflydelse på kognitiv funktion ved aldring: fra fedtfattige diæter til sund kost. Ann. N. Y. Acad. Sci. 1114:389-97. doi: 10.1196/annals.1396.028

[3] Neves, G., Cooke, S. F. og Bliss, T. V. 2008. Synaptisk plasticitet, hukommelse og hippocampus: en neural netværkstilgang til kausalitet. Nat. Rev. Neurosci. 9:65-75. doi: 10.1038/nrn2303

[4] Calvo-Ochoa, E. og Arias, C. 2015. Cellulære og metaboliske ændringer i hippocampus forårsaget af insulinsignaleringsdysfunktion og dens tilknytning til kognitiv svækkelse under aldring og Alzheimers sygdom. Dyremodeller til undersøgelse. Diabetes Metab. Res. Rev. 31:1-13. doi: 10.1002/dmrr.2531

[5] Kwon, B., Lee, H. K., og Querfurth, H. W. 2014. Oleat forhindrer palmitat-induceret mitokondriel dysfunktion, insulinresistens og inflammatorisk signalering i neuronale celler. Biochim. Biophys. Acta 1843:1402-13. doi: 10.1016/j.bbamcr.2014.04.004

[6] Calvo-Ochoa, E., Sánchez-Alegría, K., Gómez-Inclán, C., Ferrera, P. og Arias, C. 2017. Palmitinsyre stimulerer energimetabolismen og hæmmer insulin/PI3K/AKT-signalering i differentierede humane neuroblastomceller: rollen som mTOR-aktivering og mitokondriel ROS-produktion. Neurochem. Int. 110:75-83. doi: 10.1016/j.neuint.2017.09.008

Calvo-Ochoa E og Arias C (2019) Stof til eftertanke: Hvad sker der med hjernen, når vi spiser mad med et højt indhold af fedt og sukker? Forsiden. Young Minds. 7:32. doi: 10.3389/frym.2019.00032
Vaughan Macefield
Indsendt: 26. juli 2018; Accepteret: 12. februar 2019; Udgivet online: 1. marts 2019.
Copyright © 2019 Calvo-Ochoa og Arias

Læs videre

Vores fantastiske hjerner giver os mulighed for at gøre utrolige ting, men alligevel er de stadig mystiske på mange måder. Forskere har opdaget nogle situationer, hvor hjernen kan “narres”, og denne indsigt i hjernens indre arbejde har ført til nogle spændende nye teknologier, herunder virtual reality (VR). Ud over sin velkendte rolle inden for spil og underholdning har VR nogle fantastiske anvendelsesmuligheder inden for medicin. VR kan hjælpe patienter med at håndtere smerter, og det kan også hjælpe kirurger med at øve delikate procedurer og vejlede dem under operationer. Andre fremskridt kaldet hjerne-maskine-grænseflader kan lytte til hjernens snak og oversætte tanker til kommandoer til computere eller endda robotlemmer, hvilket i høj grad kan forbedre livet for mennesker med visse handicap. I denne artikel vil vi forklare, hvordan forskere bruger resultater fra banebrydende hjerneforskning til at producere spændende nye teknologier, der kan helbrede eller endda forbedre hjernens funktioner.

Dette studie undersøger, hvordan opmærksomhedsunderskud/hyperaktivitetsforstyrrelse (ADHD) påvirker gravide kvinder med fokus på, hvad det betyder for deres helbred. Forskningen er rettet mod unge og teenagere og hjælper med at forklare komplekse videnskabelige ideer på en måde, der er let at forstå. Den starter med at forklare, hvad ADHD er: en almindelig tilstand, der begynder i barndommen og kan fortsætte ind i voksenalderen. Derefter ser forskningen på de specifikke problemer, som kvinder med ADHD kan have, når de er gravide, f.eks. en højere risiko for depression, angst og komplikationer under graviditeten. Ved at undersøge detaljerede sundhedsjournaler fra mange forskellige kilder og sammenligne erfaringerne fra gravide kvinder med og uden ADHD finder undersøgelsen, at kvinder med ADHD er mere tilbøjelige til at få alvorlige helbredsproblemer, når de er gravide. Den viser dog også, at de, der tager ADHD-medicin, mens de er gravide, kan opleve et fald i disse helbredsproblemer, hvilket understreger vigtigheden af sikker brug af medicin. Undersøgelsen slutter med et råd til teenagere: Tal åbent med lægen, og træf informerede sundhedsvalg under graviditeten.

Alle får influenza eller forkølelse fra tid til anden. Vi designede et eksperiment for at undersøge, hvordan det påvirker hjernen at være syg oftere. For at gøre det brugte vi et stykke af en bakterie til at få voksne hanmus til at opleve symptomer på sygdom. Vi gav musene dette stof fem gange i alt. Musene fik det bedre i løbet af et par dage og holdt to ugers pause mellem eksponeringerne. Derefter målte vi, hvordan musene lærte og huskede ny information, og hvor godt deres hjerneceller arbejdede for at hjælpe dem med at lære. Vores eksperimenter tyder på, at sygdom ofte forstyrrer kommunikationen mellem hjernecellerne, så musene får problemer med at lære og huske. Vores data kan hjælpe læger med at forudsige, hvilke patienter der kan få hukommelsesproblemer, når de bliver ældre. Vores undersøgelse viser også, hvor vigtigt det er at holde sig så sund som muligt og tage skridt til at beskytte os selv og andre, når vi bliver syge.

Vidste du, at dine celler kan fortælle, hvad klokken er? Hver eneste celle i din krop har sit helt eget ur. Disse ure er ulig alle andre. Der er ingen tandhjul eller gear. Tiden indstilles af jordens rotation, så vores kroppe er perfekt afstemt med nat og dag. Selv om du måske ikke engang er klar over deres eksistens, styrer disse ure mange aspekter af dit liv. Fra hvornår du spiser og sover til din evne til at koncentrere dig eller løbe hurtigt – urene styrer det hele. Hvordan fungerer disse ure, og hvordan fortæller de tiden? Hvad sker der med vores ure, hvis vi ser tv sent om aftenen eller flyver til den anden side af jorden? Denne artikel undersøger disse spørgsmål og forklarer de videnskabelige opdagelser, der har hjulpet os med at forstå svarene.

Tak for din tilmelding.

Du modtager om et øjeblik en e-mail med et link, hvor du bekræfter tilmeldingen.

Med venlig hilsen
MiLife