Forfattere
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.
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.
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).
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.
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.
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.
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.
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!
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.
[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
Mennesker har lavet musik i titusinder af år. Men hvad sker der i din hjerne, når du lytter til dit yndlingsband eller din yndlingsmusiker? I denne artikel følger du lydens rejse fra ørerne til hjernen, hvor forskellige områder arbejder sammen, mens du lytter til musik. Musik involverer mange hjernefunktioner, såsom lydbehandling, hukommelse, følelser og bevægelse. Du vil også opdage, at hjernen kan lære at genkende velkendte mønstre i musik, hvilket kan hjælpe med at forklare, hvorfor musik kan gøre os glade, triste eller endda ophidsede. Til sidst vil du udforske, hvad der sker i musikeres hjerner, når de spiller på deres instrumenter.
…
Kunstig intelligens (AI) systemer bliver ofte rost for deres imponerende præstationer inden for en lang række opgaver. Men mange af disse succeser skjuler et fælles problem: AI tager ofte genveje. I stedet for virkelig at lære, hvordan man udfører en opgave, bemærker den måske bare enkle mønstre i de eksempler, den har fået. For eksempel kan en AI, der er trænet til at genkende dyr på fotos, stole på baggrunden i stedet for selve dyret. Nogle gange kan disse genveje føre til alvorlige fejl, såsom en diagnose fr , der er baseret på hospitalsmærker i stedet for patientdata. Disse fejl opstår selv i avancerede systemer, der er trænet på millioner af eksempler. At forstå, hvordan og hvorfor AI tager genveje, kan hjælpe forskere med at designe bedre træningsmetoder og undgå skjulte fejl. For at gøre AI mere sikker og pålidelig skal vi hjælpe den med at udvikle en reel forståelse af opgaven – ikke bare gætte ud fra mønstre, der har fungeret tidligere.
…
Er du nogensinde faldet og slået hovedet, mens du legede? Følte du dig lidt svimmel og havde ondt i hovedet? Hvis ja, kan du have fået en hjernerystelse! Hjernerystelser kan ske hvor som helst. De kan ske under sport, når du leger med dine venner eller endda når du cykler med dine forældre. Det kan være svært at vide, om du har fået en hjernerystelse. Mange børn og forældre er ikke sikre på, hvad de skal gøre, hvis nogen får en hjernerystelse. Læger og forskere ved, at det hjælper dig med at komme dig hurtigere, hvis du gør det rigtige efter en hjernerystelse. Denne artikel forklarer, hvad en hjernerystelse er. Den hjælper dig med at se, om du eller en ven har fået en hjernerystelse, og fortæller dig, hvad du skal gøre, hvis du nogensinde får en hjernerystelse.
…
Hjertet er en meget vigtig muskel, der arbejder uafbrudt for at pumpe blod og levere vigtige næringsstoffer og ilt til alle dele af kroppen. Denne artikel ser på, hvordan hjertet fungerer normalt, og hvad der sker, når det fungerer unormalt, som det er tilfældet med en tilstand kaldet atrieflimren (AF). AF er en almindelig tilstand, der opstår, når hjertet slår uregelmæssigt og ude af takt. AF kan øge en persons risiko for at udvikle alvorlige problemer som hjertesvigt eller slagtilfælde. Denne artikel ser også på, hvordan AF kan diagnosticeres, hvad der forårsager AF, og de forskellige måder, det kan behandles på.
…