Per un intervento dietetico efficace per la salute del cervello è necessario conoscere le funzioni e i meccanismi che si intendono combattere e sapere come farlo. In questo articolo vengono illustrati esempi di diversi meccanismi neurologici che possono essere potenziati con l'alimentazione e la modifica della dieta. L'articolo è piuttosto lungo ma molto istruttivo. Buona lettura!
Meccanismo n. 1: le funzioni della rete cerebrale sono potenziate dalla dieta
Il cervello umano dispone di molteplici reti che lavorano in parallelo e in modo integrato per produrre la percezione del mondo, le risposte emotive e i pensieri. Alcune reti modulano le percezioni, come la vista e l'udito, mentre altre sono maggiormente coinvolte nel controllo delle funzioni cognitive, come la pianificazione, la motivazione e la memoria. Altre reti sono attive durante le risposte emotive e altre ancora nelle situazioni sociali. Le reti cerebrali possono essere rese più efficienti con la dieta. Per esempio, in uno studio i ricercatori hanno sottoposto i topi a una dieta chetogenica, che prevede l'assunzione di elevate quantità di grassi sani e basse quantità di zuccheri e carboidrati. La dieta ha migliorato il metabolismo energetico nelle parti anteriori del cervello dei topi (la corteccia prefrontale). Di conseguenza, i topi sono stati in grado di controllare meglio l'ansia e di risolvere problemi spaziali.
Un nutriente che ha dimostrato di influenzare le aree cerebrali importanti per il pensiero è il DHA (acido grasso omega-3). Un consumo ottimale di DHA può proteggere dalle malattie della memoria e migliorare l'umore, mentre la carenza di DHA può ridurre le aree cerebrali importanti per la memoria e la tolleranza allo stress (ad esempio, ippocampo, ipotalamo e corteccia).
Meccanismo n. 2: la dieta fornisce i mattoni per la produzione di energia, i neurotrasmettitori e gli "ormoni della felicità".
Molti alimenti (soprattutto quelli ricchi di proteine) contengono molecole che le cellule possono utilizzare per costruire gli ormoni di segnalazione cerebrale (cioè i neurotrasmettitori) necessari per ottenere livelli ottimali di energia, buona memoria, creatività e buonumore. Questi ormoni comprendono la dopamina (DA), l'acetilcolina (ACh), l'acido γ-aminobutirrico (GABA), il glutammato e la serotonina. I mattoni di questi neurotrasmettitori si trovano in alimenti come carne, pesce, uova, frutta, piante commestibili, radici e prodotti botanici.
Per esempio, il consumo di alimenti ad alto contenuto di folato (che appartiene alla classe delle vitamine B) può ridurre i sintomi depressivi nei pazienti depressi. Il folato ha un ruolo importante nella sintesi della dopamina e della serotonina - entrambe necessarie per l'umore, la motivazione e l'energia. La serotonina è importante anche per il sonnoe la dopamina è importante per i movimenti motori.
Meccanismo n. 3: la dieta sostiene la salute del cervello attraverso l'asse intestino-cervello
L'intestino e i neurotrasmettitori
La dieta influisce sulle condizioni del microbiota intestinale (i microrganismi che vivono nell'intestino). Il microbiota intestinale modula la produzione di ormoni nell'intestino. Alcuni di questi ormoni raggiungono il cervello attraverso il sangue, avendo un impatto diretto sul cervello, mentre altri influenzano il cervello aumentando o diminuendo l'attività del sistema nervoso. L'intestino produce alcuni degli ormoni più importanti per il funzionamento del cervello. Ad esempio, circa il 90% della serotonina (importante per l'umore, la memoria e il sonno) è prodotto nel tratto digestivo. Livelli anomali di serotonina sono collegati a problemi intestinali (come IBS, costipazione e crampi), a problemi di umore (ostilità, impulsività, irritabilità), a nebbia cerebrale e depressione..
È importante assumere triptofano dalla dieta per produrre una quantità sufficiente di serotonina. Triptofano è un aminoacido presente negli alimenti ad alto contenuto proteico. Nell'organismo, il triptofano viene convertito in 5-idrossitriptofano (5-HTP), che viene utilizzato per produrre serotonina e melatonina. Le diete ricche di triptofano possono favorire una sana produzione di serotonina nell'intestino e migliorare il sonno, memoria e contentezza. A differenza della serotonina, il 5-HTP può raggiungere liberamente il cervello (cioè può attraversare la barriera emato-encefalica)e ciò aumenta la produzione di serotonina nel cervello stesso.
Gli alimenti che migliorano il microbiota intestinale, come i probiotici e i cibi fermentati, possono aumentare la segnalazione del GABA nel sistema nervoso centrale.. Il GABA è un neurotrasmettitore che è importante per la calma, il rilassamento e il sonno. Secondo uno studio condotto sui topi, il miglioramento del microbiota intestinale può ridurre l'ansia e migliorare la calma e la concentrazione.
L'intestino e il nervo vago
L'intestino e il cervello hanno un rapporto reciproco. Questo legame, noto come asse intestino-cervello, opera attraverso un lungo nervo chiamato nervo vago. Il nervo vago ha origine dal tronco encefalico e si collega a specifici recettori sulla superficie dell'intestino. Le fibre nervose del nervo vago sono l'autostrada di segnalazione dall'intestino al cervello. Il nervo vago collega il cervello anche a molti altri organi interni, tra cui polmoni, cuore, fegato e reni.
I segnali dall'intestino al cervello permettono di valutare i livelli di sazietà, la necessità di assumere cibo e lo stato dei movimenti intestinali. Alcuni degli ormoni intestinali che modificano l'attivazione del nervo vago sono la colecistochinina (CCK, che aumenta la secrezione biliare), la grelina (stimola l'appetito) e la leptina (inibisce la fame e segnala la sazietà). Essi percepiscono i nutrienti nell'intestino, trasmettono i segnali al cervello e modificano le sensazioni e i comportamenti legati alla fame, alla sazietà e all'alimentazione. Il nervo vago ha un effetto su molte funzioni dell'intestino, come la digestione e l'assorbimento, l'immagazzinamento e la mobilizzazione dei nutrienti.
Una dieta scorretta può portare all'infiammazione dell'intestino e creare il cosiddetto circolo vizioso (Lat. circulus vitiosus) tra la salute dell'intestino e quella del cervello. Ad esempio, quando l'infiammazione crea dei vuoti nella superficie intestinale tra le cellule epiteliali, la permeabilità intestinale aumenta. Ciò significa che alcune sostanze nocive provenienti dall'intestino possono entrare nella circolazione sanguigna. Questo fenomeno è comune in condizioni come le malattie infiammatorie intestinali (IBD), le infiammazioni di basso livello o la celiachia. Questo può anche creare stress mentale, squilibrio del sistema nervoso e nebbia cerebrale.
Allo stesso modo, una funzione cerebrale compromessa, lo stress o l'ansia possono indebolire la funzione del nervo vago e causare problemi digestivi. Indebolisce la funzione del sistema immunitario e riduce la circolazione sanguigna nell'intestino, aumentando così la crescita di funghi e batteri nocivi nell'intestino. I batteri e i funghi nocivi danneggiano il tessuto di superficie dell'intestino e aumentano la permeabilità intestinale (questo fenomeno è noto anche come sindrome dell'intestino chiuso).
A causa della permeabilità intestinale, le sostanze messaggere entrano nella circolazione sanguigna e nel cervello attraverso la barriera emato-encefalica.. L'infiammazione aumenta anche la permeabilità della barriera emato-encefalica. Il risultato è un infiammatoria cronica del cervello che compromette le funzioni cerebrali e può causare ansia e depressione..
Pertanto, prendersi cura della salute dell'intestino diventa di fondamentale importanza se l'obiettivo è proteggere il cervello, equilibrare l'umore e avere la concentrazione e l'energia necessarie per svolgere un lavoro significativo e intrattenere relazioni sociali.
Meccanismo n. 4: la dieta può migliorare le dimensioni e la forma del cervello (neuroplasticità e neurogenesi)
Proprio come il peso e la composizione corporea cambiano in risposta alla dieta, il cibo può influenzare la struttura e la funzione del cervello.. Ciò è dovuto a un meccanismo chiamato neuroplasticità. Significa che il tessuto cerebrale può rimodellarsi in modo flessibile: alcune aree possono ridursi e altre allargarsi e si possono formare nuove vie di segnalazione. In effetti, questo è esattamente ciò che accade quando si apprendono nuove informazioni o si formano nuovi ricordi.
Questi cambiamenti nella struttura cerebrale sono in gran parte guidati da fattori legati allo stile di vita come la dieta, sonno, l'esercizio fisico e l'ambiente. Il tipo di alimentazione, il momento in cui si mangia e la composizione della dieta possono modificare l'efficienza del cervello nella produzione di nuovi neuroni.rinnovare quelli vecchi ed eliminare quelli danneggiati.
In uno studio, i ricercatori hanno studiato un gruppo di topi con cervello danneggiato e carenze nel metabolismo dei folati. I ricercatori hanno somministrato ad alcuni topi vitamine del gruppo B (tra cui vitamina B6, riboflavina e folato) e un integratore di colina.. Hanno notato che il recupero e la crescita cerebrale erano migliori e più rapidi nei cervelli dei topi che avevano assunto folati e colina supplementari attraverso la dieta, rispetto ai cervelli dei topi che non avevano assunto folati o colina supplementari.
Ciò dimostra l'importanza di questi nutrienti per il rinnovamento del cervello dopo una lesione. È stato anche notato che gli acidi grassi omega-3 [acido α-linolenico (ALA), acido eicosapentaenoico (EPA) e acido docosaesaenoico (DHA)] aumentano la crescita delle cellule nervose nell'ippocampo, un'area cerebrale importante per la memoria, l'umore e l'apprendimento. Gli acidi grassi omega-3 a catena lunga (EPA e DHA) si ricavano da pesce, uova di pesce e alghe, mentre gli acidi grassi omega-3 a catena corta (ALA) da noci e semi di chia.
La barriera emato-encefalica (BBB) e il trasporto dei nutrienti al cervello
Meno del 5% dei farmaci assunti può entrare nel cervello.. In altre parole, il cervello blocca oltre il 95% dei farmaci ingeriti. Questo numero è sorprendentemente alto se si considera che molte malattie sono attualmente trattate solo con farmaci. Ciò dimostra anche la meravigliosa capacità del cervello di bloccare le sostanze nocive. Nei vasi sanguigni che circondano il cervello esiste uno strato protettivo chiamato barriera emato-encefalica (BBB).. È formata da cellule strettamente impacchettate (cellule endoteliali, periciti e astrociti) che impediscono alle tossine e alle sostanze non riconosciute di entrare nel cervello. La BBB si trova in tutti i vasi sanguigni che circondano il cervello e il midollo spinale.
La BBB ha due qualità interessanti. Innanzitutto, è molto spessa. In secondo luogo, comprende i cosiddetti "cellule guardiane" che effettuano accurati controlli di sicurezza per le molecole che cercano di attraversarla.. Poiché le cellule della barriera emato-encefalica sono così strette, solo molecole molto piccole possono passare attraverso la barriera. È interessante notare che le cellule gatekeeper sembrano bloccare la maggior parte delle droghe sintetiche prodotte dall'uomo come agenti "sospetti" non identificati. Per questo motivo gli scienziati stanno ancora lottando per sviluppare farmaci che siano abbastanza piccoli da accedere al cervello. Ciò rende difficile il trattamento diretto di malattie cerebrali come il morbo di Alzheimer o il morbo di Parkinson. Tuttavia, il vantaggio di una barriera così efficiente è che blocca anche la maggior parte delle tossine nocive, perché manca di recettori che riconoscano la loro struttura molecolare. Questo meraviglioso meccanismo protegge il cervello da agenti patogeni, virus e altre sostanze nocive.
Come influisce il cibo sul cervello?
Le cellule gatekeeper hanno una memoria speciale per tutte le molecole importanti che aiutano a mantenere l'omeostasi nel cervello. Consentono l'accesso ai nutrienti, come il glucosio e il ferro, necessari per mantenere una funzione cerebrale sana, livelli di energia costanti e uno stato emotivo equilibrato.. Ad esempio, quando si mangia un cucchiaio di miele, il glucosio viaggia verso i vasi sanguigni intorno al cervello e le cellule gatekeeper effettuano un controllo di sicurezza della molecola riconoscendola come glucosio e concedendole l'accesso al cervello per fornire energia. Inoltre, gli antiossidanti e i grassi protettivi hanno bisogno di entrare rapidamente nel cervello a causa dell'elevato tasso di attività metabolica del cervello durante la giornata.
Gli scienziati stanno lavorando duramente per sviluppare metodi che aiutino i farmaci terapeutici e i nutraceutici a passare la barriera emato-encefalica per trattare malattie cerebrali come il morbo di Alzheimer, le lesioni cerebrali traumatiche o l'ictus. A volte i farmaci vengono inseriti in nanoparticelle che imitano le sostanze nutritive: queste agiscono come "cavalli di Troia", ingannando il cervello e facendogli credere che sta introducendo sostanze nutritive al posto del farmaco.
Tre sono i principali meccanismi di trasporto che portano i nutrienti al cervello:
- Trasporto mediato da vettori trasporta selettivamente piccole molecole come zuccheri, aminoacidi, vitamine e oligoelementi.
- Trasporto mediato da recettori fornisce biomolecole di grandi dimensioni, lipoproteine, ormoni peptidici e proteici (come il ferro, la leptina, la grelina e l'insulina)
- Meccanismo di diffusione passiva sposta i composti liposolubili, l'acqua e alcuni gas al cervello attraverso la membrana cellulare (come l'alcool, la nicotina e il caffeina)
Nutrienti che attraversano la barriera emato-encefalica:
- Glucosio - fornisce energia al cervello
- Chetoni - forniscono energia al cervello
- Acidi grassi (come gli omega-3 e gli omega-6) - rafforzano le sinapsi e la crescita neuronale
- Aminoacidi - contribuiscono alla produzione di neurotrasmettitori
- Antiossidanti e vitamine - aiutano a proteggere il cervello da prodotti di scarto indesiderati
- Oligoelementi (come zinco, rame, magnesio e ferro) tramite trasportatori di ioni metallici - funzionano come cofattori che facilitano l'attivazione di altri enzimi.
Diversi tipi di alimenti per il cervello
#1: Erbe e alimenti neuroprotettivi
Gli alimenti neuroprotettivi comprendono antiossidanti e altre molecole benefiche che proteggono le cellule cerebrali dai danni e dalla morte (cioè rallentano la neurodegenerazione). Questi alimenti sono studiati nel contesto della malattia di Alzheimer, dell'ictus e delle lesioni cerebrali traumatiche (TBI) perché possono rallentare la perdita di neuroni e aiutare la crescita di nuove cellule cerebrali. Per fare questo, gli alimenti neuroprotettivi possono attivare i recettori dei neurotrasmettitori, costruire neurotrasmettitori e modificare l'attività enzimatica dei neuroni.. Sono ricchi di antiossidanti e proteggono le cellule cerebrali dallo stress ossidativo invertendo alcuni degli effetti negativi causati dai radicali liberi.
Alcuni alimenti neuroprotettivi prevengono anche la tossicità causata da un eccesso di glutammato nel cervello. Il glutammato è un neurotrasmettitore chiave che svolge un ruolo importante nella formazione della memoria e nell'attivazione delle cellule cerebrali. Tuttavia, concentrazioni anormalmente elevate di glutammato sovraeccitano le cellule nervose, il che può portare alla morte delle cellule cerebrali. Questo fenomeno si osserva in malattia di Huntington, ad esempio.
Gli alimenti neuroprotettivi comprendono:
- Panax ginseng
- Scutellaria baicalensis (huángqín)
- Curcuma (e curcumina)
- Succo d'uva rossa (resveratrolo e altri composti fenolici)
- Mirtilli e altri frutti di bosco dal colore intenso
- Acidi grassi Omega-3
- Tè verde
- Caffè
#2: Nootropi
I nootropi sono composti in grado di migliorare l'elaborazione cognitiva, il pensiero e la chiarezza mentale e di proteggere il cervello.. A volte vengono chiamati "farmaci intelligenti" o "potenziatori cognitivi", perché sono in grado di possono migliorare le prestazioni nei test cognitivi, come quelli di memoria, i tempi di reazione e i test di attenzione prolungata (cioè, attenzione e concentrazione).
Esempi di nootropi:
- Caffè
- L-teanina
- Acetil-L-carnitina
- Citicolina
- DHA
- Brahmi
- Rhodiola rosea
- La creatina
Una rassegna e un riassunto più approfonditi dei nootropi si trovano nel libro Biohacker's Brain Nutrition Book, di prossima pubblicazione.
#3: Cibi antidepressivi
Gli alimenti antidepressivi possono migliorare l'umore e diminuire la depressione migliorando la funzione ormonale, l'equilibrio dei neurotrasmettitori e il metabolismo energetico dell'organismo. Sono ricchi di vitamine e minerali quali folato, ferro, acidi grassi omega-3, magnesio, potassio, selenio, tiamina, vitamina A, vitamina B6, vitamina B12, vitamina C e zinco..
Esempi di alimenti antidepressivi:
- Ostriche
- Cozze
- Prodotti a base di carne biologica
- Verdure a foglia (come crescione, bietole, lattughe scure, spinaci, ecc.)
- Erbe fresche
- Peperoni
- Verdure crucifere
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