Výživa a psychika Podzim 2010 Výživa a psychika nVzájemný vztah: nVýživa → psychika §(malnutrice proteinenergetická, specifické deficience, nadměrná výživa nPsychika → výživa §(psychická onemocnění – Alzheimerova demence, schizofrenie, mentální retardace, afektivní poruchy) n Výživa → psychika nPříjem potravy – primární potřeba organismu, bez uspokojení této potřeby organismus nemůže správně fungovat, kognitivní funkce při nedostatku glukózy narušeny n Metody výzkumu vlivu výživy na psychiku nPokusy na hlodavcích – vliv krátkodobé /dlouhodobé potravní deprivace na schopnost zvládat zátěž, motivace hladovějících zvířat nNeadekvátní výživa – projevy maladaptivního chování nGeneticky upravení hlodavci – absence CB1 receptorů nHumánní pokusy – pokusné diety, dotazníky, testy inteligence, nálady, postojů, motivace a osobnostních charakteristik, provádí se řízený rozhovor Psychika nPsychika člověka je vlastnost, funkce, spojená s činností mozku. Lze ji chápat jako integrovaný soubor všech projevů nervové činnosti: tj. vjemů z vnějšího a vnitřního prostředí, potřeb organismu a činností spojenou se zkušenostmi nebo učením. nPsychiku člověka vytvářejí psychické procesy, stavy a vlastnosti. Je odrazem objektivní skutečnosti prostřednictvím pocitů a vjemů . nLidská psychika má biologický základ, ale utváří ji také sociální, kulturní a výchovné prostředí . CNS nNejvětší anatomickou oblastí nervového systému je mozek (cerebrum), který se týká myšlení, kognitivních funkcí, iniciace motorických funkcí a interpretace smyslů. nMozeček je spojen s koordinací, mozkový kmen je odpovědný za integraci a aktivaci jednoduchých reflexů, jako je dýchání nebo srdeční rytmus. nNervový systém je úzce spojen s endokrinním systémem prostřednictvím jeho největší žlázy – hypofýzy Činnost mozku nČinnost mozku – produkce neurotransmiterů – v současnosti okolo 100 známých látek (AK, monoaminy, peptidy: dopamin, acetylcholin, noradrenalin, serotonin, endokanabinoidy, kyselina γ-aminomáselná, glutamátová,…) nTransmitery integrují specifické části mozku, které tak umožňují fungování paměti, duševní činnost, náladu, pohyb nebo bdělost. Právě tato integrace funkcí mozku vede k normální aktivitě a narušení hladiny některého neurotransmiteru ji může přímo ovlivnit. norganismus potřebuje prekurzory neurotransmiterů získávat ze stravy n Výživa mozku §Přestože mozek zahrnuje pouze 2% celkové hmotnosti těla, připadá na něj 20% klidového metabolizmu. n nspotřebuje 40% všeho kyslíku, bez něj neurony umírají do 5 minut (ale doba závisí na okolní teplotě a příp. drogách v krvi) n2 vnitřní krkavice a 2 páteřní tepny se na spodině mozku spojují ve Willisův okruh a z něj odstupují cévy pro přední, střední a zadní část mozku Vývoj mozku nKritické období od začátku těhotenství do 2 let dítěte, některé části, zejm. frontálního laloku se vyvíjejí déle, tato oblast souvisí s vysoce organizovanými kognitivními aktivitami – plánování, řešení problémů, zaměřování pozornosti, řízení paměťových operací nNejcitlivější na nedostatek nutrientů ze stravy, nevratné změny nDůležité omega-3 mastné kyseliny, včetně kyseliny dokosahexaenové (DHA) a alfa-linolenové (ALA), a vitaminy řady B podporují správný duševní vývoj. Například o kyselině DHA se hovoří často jako o stavebním prvku mozku, podobně jako je vápník považován za stavební prvek kostí. !!! nPozor na alternativní výživové směry v těhotenství nNedostatečný přísun bílkovin, vitaminu B12, vitaminu D, vápníku, železa a jodu způsobuje zdravotní nebezpečí u těhotných a kojících žen veganek. Nedostatek kyseliny arachidonové jako následek bezmasé stravy vede k omezenému vývinu mozku u kojenců. Zvláště při nízké porodní váze bylo pozorováno i snížení kognitivních funkcí. Hematoencefalická bariéra nPřestup látek z krve do mozkové tkáně nZnačné rozdíly v koncentraci cirkulujících látek nStěny kapilár neprostupné – tight junctions, nejsou fenestrované nosm nezávislých transportních systémů pro různé živiny (glukosu, aminokyseliny, laktát, ketonové látky n nHematolikvorová bariéra – přestup látek z krve do likvoru nLikvoroencefalická bariéra – přestup látek z likvoru do mozkové tkáně Makronutrienty a psychika nSacharidy n akutní účinek n individuální rozdíly – věk nsnídaně s ↑ obsahem S zlepšuje náladu snížením únavy a rozladěnosti - oběd s ↑ obsahem S výrazně zhoršuje výkonnost (špatná pozornost, prodloužený reakční čas, ..) n Makronutrienty a psychika nLipidy nStrava s velmi nízkým obsahem cholesterolu - u opic agresivní chování nEsenciální MK nω-3MK: α-linolenová (ALA), dokosahexaenová (DHA) – paměť, učení, koncentrace Makronutrienty a psychika nProteiny nProteinová malnutrice u dětí – poruchy adaptivního chování, retardace vývoje, poruchy učení Jednotlivé AK nTryprofan → serotonin: regulace spánku (sedativní účinky), antidepresivní účinky, možné snižování pocitů napětí, některých typů bolestí → melatonin: hypnotické účinky - jídlo s převahou S zvyšuje c TRY nTyrosin - prekurzor katecholaminů (dopamin, noradrenalin, adrenalin) - zlepšuje náladu, kognitivní funkce, únavu, zmatenost, napětí, paměť (tyto projevy spíše u depresivních pacientů) nLysin - těžký nedostatek ↑ uvolňování serotoninu nMethionin - ovlivňuje distribuci dopaminu, serotoninu, atd.. - homocysteinurie – podobné příznaky jako u schizofrenie a mentalní retardace - ↑ příjem → ↓ TYR i TRY n Jednotlivé AK nGlutamová kyselina - nezbytná pro strukturální i funkční vývoj mozku - význam v syntéze acetylcholinu - podporuje uvolňování adrenalinu, atd... - příznivý vliv GLU na inteligenci jak retadrovaných tak normálních dětí - GLUTAMÁT MONOSODNÝ (v časných fázích postnatálního vývoje může značně poškodit vyvíjející se mozek) nCystein - glutathion = antioxidant (+ u Alzheimerovy choroby) nFenylalanin - fenylketonurie (narušení metabolizmu dalších AK): dočasné(hyperaktivita, podrážděnost, agresivita,...) i nevratné poruchy (mentální retadrace a snížení IQ) n Mikronutrienty a psychika nVitaminy skupiny B: nVitamin B1 – někdy se mu říká také „duševní vitamin“. Chrání nervy před zánětlivými onemocněními a navíc působí proti náladovosti a podrážděnosti. Je potřebný pro urdžení pozornosti a dobrou paměť. nVitamin B6 – stejně jako další vitaminy skupiny B je důležitý pro pevné nervy. Podporuje schopnost soustředit se, jeho dostatek omezuje nervozitu. nVitamin B12 – tento vitamin se přímo podílí na výrobě látek zajišťujících dobrou náladu (např. serotonin nebo dopamin). Podporuje vyrovnanost a pomáhá zmírnit projevy stresu a deprese. nKyselina listová – pomáhá udržovat duševní zdraví a celkově dobrou psychickou pohodu. Pokud je jí nedostatek v těhotenství, může se u budoucího miminka objevit poškození nervové trubice. n Smart drugs – povzbuzení mozkové činnosti n- káva, čaj, čokoláda a kakao, cukr, kofein (na všechny způsoby), koenzym Q10, gingko biloba, žen-šen (ginseng), lecithin, guarana, vitaminy B, speciálně B6, L-karnitin mozkové nutrienty, neuro nutrienty, nootropika, eugeroika nzlepšují látkovou výměnu mozku nzlepšují krevní oběh a cirkulaci krve v mozku nchrání mozek n nPůvodně byly tyto prostředky používány na léčení pacientů s neurologickými či mentálními problémy. Těmto pacientům látky vybudily mozkovou aktivitu a nervovou soustavu do požadovaných rozměrů. Později se ukázalo, že pokud si takové látky vezme "zdravý" jedinec, fungují podobně. Otázkou jen zůstává, jak dlouho takový stimul vydrží a zdali na tom nebudeme po jeho odeznění ještě hůře. n lepší schopnost se učit n zlepšují náladu n zlepšují pozornost n zlepšují pamět n přidávájí nám "mentální energii" Pozor! nPřehled dosud známých mozkových nutrientů DMAE (dimethylethanolamine), acetyl-L-karnitin, Q10, GHB (gamahydroxybutyrát) GABA, PEA (fenyletylamin), adaptogenní byliny -gingko, ženšen, 5HTP(hydroxytryptofan), DHEA (Dehydroepiandrosteron), vinpocetin a vincamin jsou přírodní alkaloidy, ovlivňující mozkovou činnost. Příjem potravy nJe řízen 2 principy: nHomeostatický – udržení rovnováhy organismu n nHedonický – dostává se do popředí např. ve stresu Výživa a závislost nPatologická forma: poruchy příjmu potravy n nZávislost na hladovění nZávislost na přejídání (purgativní chování +/-) nZávislost na excesivním cvičení Adiktivní chování nRozvoj molekulárně biologických metod a jejich použití v genetice odhalily molekulární podstatu závislého chování nByly objeveny genetické varianty v oblasti neuropřenašečových systémů mozku (množství, hustota receptorů, rychlost degradace) nDopamin je primárně odpovědný za vznik závislosti Závislost nZávislost je stav organismu umožňující zažít „na počkání“ příjemné pocity. Jde o naučený mechanizmus, kterým lze dosáhnout zvýšení produkce dopaminu v oblastech mozku, které jsou odpovědné za systém odměny (aktivace systému odměny způsobuje pocity spokojenosti při uspokojení potřeb organismu). n nProdukci dopaminu zvyšuje různými mechanizmy konzumace všech známých typů drog, včetně alkoholu a nikotinu, sexuální chování, sport, příjem chuťově příjemné potravy, všechny činnosti, které nás baví nebo je považujeme za důležité, např. nakupování, poslech hudby, uklízení. Syndrom narušené závislosti na odměně n r. 1996 Kenneth Blum se spolupracovníky publikovali výsledky svého výzkumu, objevili souvislost mezi výskytem určité genetické varianty a takovými poruchami chování, jakými jsou nadužívání alkoholu, drogová závislost, kouření, nutkavé přejídání a obezita, poruchy pozornosti a patologické hráčství. Jedná se o variantu genu pro D2 receptor Rizikové skupiny z hlediska závislosti: nPrvní skupinu tvoří osoby s hypofunkčním systémem odměny v mozku, kdy buď nedochází k dostatečné produkci dopaminu, nebo nejsou dopaminové D2 receptory přítomny v potřebné hustotě, případně existují odchylky v rychlosti zpětného transportu dopaminu do buněk. Tito jedinci potřebují silnější podněty k vyplavení dopaminu v takovém množství, aby došlo k vyvolání pocitů uspokojení a „odměny“, jsou náchylnější k depresi. n nDruhou skupinu naopak tvoří osoby s nadměrnou reaktivitou systému odměny, kdy stejný podnět vyvolá silnější pocit odměny. Tito jedinci jsou více motivovaní opakovat chování, které u nich vedlo k příjemným pocitům. Dopamin nDopaminergní systém umožňuje zažívat pocity uspokojení a odměny ve vztahu k jídlu, sexuální aktivitě a některým látkám. n nVe skupině japonských žen s PPP byla frekvence krátké alely signifikantně vyšší v porovnání s kontrolní skupinou. Zdá se, že geneticky podmíněná dysregulace dopaminového reuptakeu, může být obvyklým patofyziologickým mechanismem u poruchy příjmu potravy spojené se záchvatovitým přejídáním. Serotonin nSerotonin (5-hydroxytryptamin) bývá považován za hlavní neuropřenašeč, který ovlivňuje fyziologické i behaviorální funkce, jako úzkost, vnímání, chuť k jídlu. Dřívější studie prokázaly, že serotoninový receptor typ 3 zprostředkovává anorektickou odpověď, tedy útlum příjmu potravy. Loni publikovaná studie prokázala souvislost určité varianty genu pro serotoninový receptor a restriktivní formy mentální anorexie. Endokanabinoidy nV roce 2009 byla zveřejněna studie prokazující synergní efekt single nukleotidového polymorfismu genů kanabinoidních receptorů CN1 a SNP genů kódujících enzym pro degradaci endokanabinoidů – FAAH. Byly zkoumány distribuce těchto polymorfismů u pacientů s AN, pacientů s B a u zdravých kontrol s normální hmotností. V porovnání s kontrolním souborem byly frekvence výskytu těchto polymorfismů signifikantně vyšší u souboru pacientů s AN i u souboru pacientů s B. Synergní efekt obou polymorfismů byl zřejmý u MA, ale neprokázal se u B. Endokanabinoidní systém nbyl nalezen jako „vedlejší produkt“ výzkumu léčebného využití marihuany na Hebrejské univerzitě v Jeruzalémě. K objevu prvních součástí endokanabinoidního systému došlo v roce 1988 při hledání vazebných míst ∆9-tetrahydrokanabinolu (THC – hlavní psychoaktivní látka marihuany) Úloha endokanabinoidního systému nOchrana organismu před stresem, shromažďování energetických zásob nCentrálně: ovlivnění chuti k jídlu, ochrana nervů nPeriferně: ovlivnění ukládání tuků do tukové tkáně, v játrech zvýšená syntéza MK, v kosterním svalu omezuje vstup Glu, v pankreatu CB receptory n2 typy: nCB1 - presynaptická zakončení neuronů v CNS (hypotalamus, hipokampus, cerebelum, bazální ganglia, kortex), ale i v adipocytech, hepatocytech, v buňkách pankreatických ostrůvků nCB2 – buňky imunitního systému, zejména v lymfocytech a makrofágách, v řasnatém tělísku oka, ve varlatech, buňkách cévní stěny a buňkách hladké svaloviny střeva nKanabinoidní receptory patří mezi receptory spřažené s G-regulačními proteiny. Výskyt endokanabinoidních receptorů napříč celým organizmem vypovídá o široké působnosti endokanabinoidů a potvrzuje propojenost regulačních mechanizmů jednotlivých orgánových soustav. nNěkteré výzkumné práce naznačují existenci třetího typu CB receptorů. Endogenní ligandy CB receptorů nPrvní endogenní ligand kanabinoidních receptorů N-arachidonoylethanolamin (AEA) byl nazván svým objevitelem Raphaelem Mechoulamem anandamid (ze sanskrtu ananda = blaženost). Byl nalezen nejprve u prasat, následně i u lidí. Do dnešní doby bylo objeveno dalších 7 endokanabinoidů: 2-arachidonoylglycerol (2-AG), 2-arachidonoylglyceryl éter nazvaný noladin, 7,10,13,16-docosatetraenoylethanolamid, virodhamin, homo-γ-linolenoylethanolamid, N-arachidonoyl dopamin a 2-epoxyeicosatrienoyl glycerol. (13) Anandamid byl zatím nejvíce vědecky prozkoumán Z historie objevu ES n1964 objev ∆9-THC n1988 identifikovány CB receptory n1990 klonování CB1 receptorů hlodavců n1991 klonování CB1 lidských receptorů n1992 objev anandamidu n1993 klonování CB2 receptorů n1994 první antagonista CB1 receptorů rimonabant n1995 objev 2-AG n1996 objev specifického degradačního enzymu FAAH n1998 důkaz, že rimonabant snižuje hmotnost n1999 vyvinut model myší s absencí CB1 receptorů n2003-2006 výzkum metabolických účinků n2004 endokanabinoidy jsou neurotransmitery n2004 objev specifického enzymu pro syntézu anandamidu n2005/2006 publikovány výsledky studií RIO, souvislost aktivace ES a obezity n2008 zákaz rimonabantu v EU n nEndokanabinoidy jsou chemicky odvozeny od ω-6 nenasycené mastné kyseliny arachidonové a jejich chemická struktura se liší od THC. n Endokanabinoidní systém je inaktivní, k aktivaci dochází až v případě potřeby. Endokanabinoidy nejsou nikde skladovány, syntetizují se de novo z lipidů buněčné membrány aktivací fosfolipáz při zvýšení intracelulární hladiny vápníku a jsou ihned uvolněny ke svému cíli, následně dochází k rychlé a selektivní zpětné reabsorpci z mezibuněčného prostoru do buněk, kde podléhají enzymatické hydrolýze.