葡萄糖和大脑:提高心理表现

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葡萄糖是大脑依赖的一种糖类燃料。研究表明,葡萄糖可用性的下降会对注意力、记忆力和学习产生负面影响,而服用葡萄糖可以增强认知功能的这些方面。在具有挑战性的脑力任务中,大脑也会消耗更多的葡萄糖。因此,将血糖水平保持在最佳水平以实现良好的认知功能可能尤为重要。定期进餐可能有助于实现这一目标。

葡萄糖作为燃料

葡萄糖是一种糖,主要来自淀粉类食物(面包、米饭、意大利面和土豆)以及水果、果汁、蜂蜜、果酱和食糖。身体可以将这些食物中的可消化碳水化合物分解成葡萄糖,葡萄糖通过血液输送到大脑和其他器官获取能量。身体严格调节血糖水平;这被称为葡萄糖稳态。称为糖异生的过程允许身体从蛋白质和脂肪的构建块中制造自己的葡萄糖。葡萄糖可以以糖原的形式储存在肝脏中,在肌肉中储存的程度略低。糖原形成一种能量储备,可以快速调动以满足对葡萄糖的突然需求(体育锻炼),而且当从食物中摄入的葡萄糖不足时(例如在禁食期间),身体可以通过分解其糖原储存来获取葡萄糖.肝糖原在进食后 12 到 18 小时几乎耗尽,例如过夜禁食,之后身体更多地依赖能量来分解脂肪。

大脑的能量需求

人脑由密集的神经元或神经细胞网络组成,这些神经元或神经细胞不断活跃——即使在睡眠期间也是如此。为了获得维持这种活动所需的能量,大脑依赖于血液中葡萄糖的持续供应。健康的饮食应该从碳水化合物中提供 45-60% 的总能量。一个正常体重的成年人每天需要 200 克葡萄糖,其中三分之二(约 130 克)是大脑专门用来满足其葡萄糖需求的。

当血糖水平下降到非常低时——比如在饥饿期间,大脑会与身体的其他部分竞争葡萄糖。通过在这些条件下严格控制其葡萄糖份额,大脑可以保持其高水平的活动。它通过两种主要机制做到这一点:首先,当细胞能量低时直接从血液中提取葡萄糖;其次,通过限制身体其他部位可用的葡萄糖量,使大脑有更多可用的葡萄糖。这些机制对于生存至关重要。与肌肉(包括心脏)和肝脏不同,大脑不能直接使用脂肪酸作为燃料。

葡萄糖和心理表现

尽管有这种复杂的调节,葡萄糖可用性的短期下降确实发生在某些大脑区域。这些可能会损害各种认知功能,例如注意力、记忆力和学习能力。

对葡萄糖的研究表明,服用这种糖可以改善认知功能——特别是短期记忆和注意力。大多数这些研究给参与者一定量的葡萄糖作为饮料。 Sünram-Lea 及其同事的一项研究发现,葡萄糖饮料显着改善了年轻人的长期言语记忆和长期空间记忆。无论是在一夜禁食后、早餐后禁食两小时还是午餐后禁食两小时后饮用,效果都是相似的。同样,Riby 及其同事发现葡萄糖增强了记忆力。

要求更高的脑力任务似乎比简单的任务对葡萄糖的反应更好。这可能是因为在轻度压力(包括具有挑战性的脑力任务)条件下,大脑对葡萄糖的吸收会增加。

鉴于大脑对血糖水平的短期下降很敏感,并且似乎对这些水平的升高有积极的反应,因此维持足够的血糖水平以维持认知功能可能是有益的。定期进餐可能有助于实现这一目标。特别是针对儿童和青少年的研究表明,吃早餐可以通过提高记忆力和注意力相关任务的能力来帮助改善心理表现。

结论

大脑是一个高度活跃的器官,依靠葡萄糖作为燃料。葡萄糖要么直接来自含碳水化合物的食物和饮料,要么由身体从非碳水化合物来源产生。将血糖水平保持在最佳水平似乎有助于维持良好的认知功能,特别是对于精神要求更高的任务。定期进餐可能是实现这一目标的有用方法。