Lo que comemos importa, y tener la cantidad justa de nutrientes esenciales es clave para nuestra salud en general.
Durante los largos viajes marítimos de los siglos XV y XVI, un período conocido como la Era de los Descubrimientos, los marineros experimentaron visiones de comidas sublimes y campos verdes. El descubrimiento de que no eran más que alucinaciones después de meses en el mar fue insoportable. Mientras algunos marineros lloraban de añoranza, otros se arrojaron por la borda.
Se sospechaba que la cura para estos desgarradores espejismos sería una mezcla de compuestos químicos complejos. Sin embargo, resultó que el antídoto era bastante simple: jugo de limón. Estos marineros sufrían de escorbuto, una enfermedad causada por la deficiencia de vitamina C. La vitamina C es un micronutriente esencial que las personas adquieren al comer frutas y verduras.
La vitamina C es importante para la producción y liberación de neurotransmisores, los mensajeros químicos utilizados por el cerebro. Sin él, las células cerebrales no se comunican de manera efectiva entre sí, lo que puede provocar alucinaciones.
Como ilustra este famoso ejemplo de los primeros exploradores, existe una estrecha conexión entre la comida y el cerebro, una conexión que los científicos como yo estamos trabajando para desentrañar. Como científica que estudia la neurociencia de la nutrición en la Universidad de Michigan, me interesa principalmente cómo los componentes de los alimentos y sus productos de descomposición pueden modificar las instrucciones genéticas que controlan nuestra fisiología.
Más allá de eso, otro objetivo de mi investigación es comprender cómo los alimentos pueden influir en nuestros pensamientos, estados de ánimo y comportamientos. Si bien aún no podemos prevenir o tratar las afecciones cerebrales con la dieta, los científicos como yo estamos aprendiendo mucho sobre el papel que desempeña la nutrición en los procesos cerebrales cotidianos que nos hacen ser quienes somos.
Tal vez no sea sorprendente que un delicado equilibrio de nutrientes sea clave para la salud del cerebro: las deficiencias o los excesos de vitaminas, azúcares, grasas y[{” attribute=””>amino acids can influence brain and behavior in either beneficial or detrimental ways.
Eating a complete diet that includes a balanced supply of all the essential vitamins and minerals is important for brain health.
Vitamins and mineral deficiencies
As with vitamin C, deficits in other vitamins and minerals can also lead to nutritional diseases that adversely impact the brain in humans. For instance, low dietary levels of vitamin B3/niacin – typically found in meat and fish – cause pellagra, a disease in which people develop dementia.
Niacin is essential for the body to turn food into energy and building blocks, protect the genetic blueprint from environmental damage, and control how much of certain gene products are made. In the absence of these critical processes, brain cells, also known as neurons, malfunction and die prematurely. This can lead to dementia.
In animal models, decreasing or blocking the production of niacin in the brain promotes neuronal damage and cell death. On the other hand, enhancing niacin levels has been shown to mitigate the effects of neurodegenerative diseases such as Alzheimer’s, Huntington’s, and Parkinson’s. Although the results are still inconclusive, observational studies in humans indicate that sufficient levels of niacin may protect against these diseases.
Interestingly, niacin deficiency caused by excessive consumption of alcohol can lead to similar effects as those found with pellagra.
Another example of how a nutrient deficiency affects brain function can be found in the element iodine, which, like niacin, must be acquired from one’s diet. It is present naturally in seafood and seaweed, and can also be obtained through iodized salt. Iodine is an essential building block for thyroid hormones – signaling molecules that are important for many aspects of human biology, including development, metabolism, appetite, and sleep. Low iodine levels prevent the production of adequate amounts of thyroid hormones, impairing these essential physiological processes.
Iodine is particularly important to the developing human brain. In fact, before table salt was supplemented with this mineral in the 1920s, iodine deficiency was a major cause of cognitive disability worldwide. The introduction of iodized salt is thought to have contributed to the gradual rise in IQ scores in the past century.
A ketogenic diet may help people suffering from drug-resistant epilepsy.
Ketogenic diet for epilepsy
Not all dietary deficiencies are detrimental to the brain. In fact, research shows that people with drug-resistant epilepsy – a condition in which brain cells fire uncontrollably – can reduce the number of seizures by adopting an ultralow-carbohydrate regimen, known as a ketogenic diet, in which 80% to 90% of calories are obtained from fat.
Carbohydrates are the preferred energy source for the body. When they are not available – either because of fasting or because of a ketogenic diet – cells obtain fuel by breaking down fats into compounds called ketones. The utilization of ketones for energy leads to profound shifts in metabolism and physiology, including the levels of hormones circulating in the body, the amount of neurotransmitters produced by the brain, and the types of bacteria living in the gut.
Researchers think that these diet-dependent changes, especially the higher production of brain chemicals that can quiet down neurons and decrease levels of inflammatory molecules, may play a role in the ketogenic diet’s ability to lower the number of seizures. These changes may also explain the benefits of a ketogenic state – either through diet or fasting – on cognitive function and mood.
Algunos alimentos pueden afectar negativamente su memoria y estado de ánimo.
Azúcar, grasas saturadas y alimentos ultraprocesados
Los niveles excesivos de algunos nutrientes también pueden tener efectos perjudiciales para el cerebro. En modelos humanos y animales, el consumo elevado de azúcares refinados y grasas saturadas, una combinación que se encuentra comúnmente en los alimentos ultraprocesados, promueve la alimentación al desensibilizar el cerebro a las señales hormonales que regulan la sensación de saciedad y satisfacción.
Curiosamente, una dieta rica en estos alimentos también insensibiliza el sistema del gusto, lo que hace que los animales y los humanos perciban los alimentos como menos dulces. Estas alteraciones sensoriales pueden afectar la elección de alimentos así como la recompensa que obtenemos de la comida. La investigación muestra, por ejemplo, que las respuestas de las personas al helado en áreas del cerebro importantes para el sabor y la recompensa se atenúan cuando lo comen todos los días durante dos semanas. Algunos científicos creen que esta disminución en las señales de recompensa de los alimentos puede aumentar los antojos de alimentos aún más grasos y azucarados, de manera similar a la forma en que los fumadores anhelan los cigarrillos.
Las dietas ricas en grasas y alimentos procesados también se asocian con una menor función cognitiva y memoria en humanos y modelos animales, así como con una mayor incidencia de enfermedades neurodegenerativas. Sin embargo, los científicos aún no saben si estos efectos se deben a estos alimentos o al aumento de peso y la resistencia a la insulina que se desarrollan con el consumo a largo plazo de estas dietas.
escalas de tiempo
Esto nos lleva a un aspecto crítico del efecto de la dieta en el cerebro: el tiempo. Algunos alimentos pueden influir de forma aguda en la función y el comportamiento del cerebro, como durante horas o días, mientras que otros tardan semanas, meses o incluso años en tener efecto.
Por ejemplo, comer una rebanada de pastel cambia rápidamente el metabolismo cetogénico de quema de grasa de una persona con epilepsia resistente a los medicamentos a un metabolismo de quema de carbohidratos, lo que aumenta el riesgo de convulsiones. Por otro lado, se necesitan semanas de consumo de azúcar para cambiar el sabor y las vías de recompensa del cerebro, y meses de deficiencia de vitamina C para desarrollar escorbuto. Finalmente, cuando se trata de enfermedades como[{” attribute=””>Alzheimer’s and Parkinson’s, risk is influenced by years of dietary exposures in combination with other genetic or lifestyle factors such as smoking.
In the end, the relationship between food and the brain is a bit like the delicate Goldilocks: We need not too little, not too much, but just enough of each nutrient.
Written by Monica Dus, Associate Professor of Molecular, Cellular, and Developmental Biology, University of Michigan.
This article was first published in The Conversation.
