Телефон: 8(962) 7600-119

Главная / Архив / 2023 год / MEDICUS № 1 (49), January / ВЛИЯНИЕ ПИТАНИЯ НА КОГНИТИВНЫЕ ФУНКЦИИ ЧЕЛОВЕКА

ВЛИЯНИЕ ПИТАНИЯ НА КОГНИТИВНЫЕ ФУНКЦИИ ЧЕЛОВЕКА

Дата публикации: 23.01.2023

УДК 61

 

ВЛИЯНИЕ ПИТАНИЯ НА КОГНИТИВНЫЕ ФУНКЦИИ ЧЕЛОВЕКА

 

А.С. Османова, студент 3 курса лечебного факультета,

Дагестанский Государственный Медицинский Университет

(367000, Россия, г. Махачкала, пл. Ленина, 1)

E-mail: amina539977@gmail.com

 

М.С. Абакарова, студент 3 курса лечебного факультета,

Дагестанский Государственный Медицинский Университет

(367000, Россия, г. Махачкала, пл. Ленина, 1)

E-mail: mary973737@mail.ru

 

Г.Н. Амиров, студент 3 курса стоматологического факультета,

Дагестанский Государственный Медицинский Университет

(367000, Россия, г. Махачкала, пл. Ленина, 1)

E-mail: kilinez@yandex.ru

 

К.М. Магомедова, студент 3 курса лечебного факультета,

Дагестанский Государственный Медицинский Университет

(367000, Россия, г. Махачкала, пл. Ленина, 1)

E-mail: karina.magomedova.2003@mail.ru

 

Научный руководитель: П.М. Магомедова, старший преподаватель кафедры фармакологии

Дагестанский Государственный Медицинский Университет

(367000, Россия, г. Махачкала, пл. Ленина, 1)

E-mail: patimatmaxud@yandex.ru

 

Аннотация. Цели: Выявление корреляции между питанием и когнитивными функциями, изучение механизмов этой взаимосвязи, обзор исследований по данной проблеме. Методы. Сбор и систематизация уже имеющихся исследований по данной теме. Выводы. Полноценное питание является одним из важных факторов, формирующих психическое и физическое здоровье и улучшающих многие антропометрические показатели. От того, насколько рационально питается человек, зависит его уровень работоспособности и успеваемость в учебных процессах. Присутствие в здоровом питании макронутриентов необходимо для обеспечения энергетическими и пластическими ресурсами, микронутриенты, такие как витамины и микроэлементы также способствуют поддержанию здоровья мозга и добавление их в рацион приводит к улучшению когнитивных функций. Напротив, дефицит или избыток могут быть связаны с дисфункцией головного мозга и разнообразными неврологическими расстройствами.

Ключевые слова: когнитивные функции, питание, макронутриенты, микронутриенты, диета, пищевые добавки.

 

Введение. Человеческий мозг для адекватного выполнения поставленных задач и полноценного функционирования требует достаточного кровоснабжения. Несмотря на то, что масса головного мозга колеблется от 1000 до более чем 2000 грамм (в среднем 1285-1385 г), что составляет всего около 2 % массы тела, сжигает он при этом 20 % процентов от общего количества калорий, потребляемых ежедневно [1]. Производительность мозга зависит от унаследованного генотипа и факторов внешней среды, включая питание [10]. Питание влияет на многие аспекты нашей жизни: сбалансированное питание способствует сохранению здоровья, поддержанию хорошей физической и умственной работоспособности, высокой сопротивляемости организма к воздействию инфекционных факторов окружающей среды и долголетию и также улучшает внешний вид. Хотя она классически воспринималась нами как средство обеспечения организма энергией и строительными материалами, ее способность приносить пользу разуму начинает признаваться наукой. Питая клетки мозга, она обеспечивает когнитивные функции – запоминание информации, изучение и восприятие окружающего мира, и играет роль в 5 ключевых областях функционирования мозга, связанных с психическим здоровьем и работоспособностью [4]. Это развитие мозга, сигнальных сетей и нейротрансмиттеров в мозге, познание и память, баланс между образованием и распадом белка или протеостаз и неблагоприятные эффекты из-за хронических воспалительных процессов. Относительное изобилие определенных питательных веществ может влиять на когнитивные процессы и эмоции. Изучение влияния диетических факторов на функцию нейронов и синаптическую пластичность выявило жизненно важные механизмы, ответственные за влияние диеты на здоровье мозга и психические функции. Регуляторы синаптической пластичности, такие как нейротрофический фактор головного мозга, могут функционировать как метаболические модуляторы, реагируя на периферические сигналы, в том числе на прием пищи [46]. Также активно изучается влияние некоторых кишечных гормонов, которые могут проникать в мозг через гематоэнцефалический барьер или вырабатываются в самом мозге [40].

Связь между питанием и познанием многогранна, в нее вовлечены как физиологические, так и психологические факторы. Голодание, ожирение и неправильное питание могут привести к когнитивной дисфункции на протяжении всей жизни [48], и возникает необходимость вмешательства в область питания (введение микроэлементов и т.д.) для предотвращения этого дефицита. Изучены также когнитивные нарушения, наблюдаемые у людей с адекватным, сбалансированным питанием, но имеющие различные психические расстройства, стрессы и озабоченность своим весом и внешним видом тела, сопровождающиеся чувством тревоги [43].

Понимание основы влияния пищи на когнитивные функции поможет нам определить, как лучше всего изменить рацион питания, чтобы повысить устойчивость нейронов к повреждениям и улучшить умственную работоспособность.

Влияние макронутриентов на когнитивные функции. Для наилучшей работы мозга, ему необходимо получать энергетические ресурсы и питательные вещества. По рекомендациям Всемирной Организации Здравоохранения необходимо употреблять 55-75 % углеводов, 10-18 % белка, 12-28 % жиров. Продукты с низким гликемическим индексом улучшают внимание, память и функциональные возможности, в то время как продукты, богатые простыми сахарами, связаны с трудностями концентрации и внимания. Мозг нуждается в постоянном поступлении аминокислот (включая тирозин и триптофан) для синтеза нейромедиаторов (трансмиттеров), особенно серотонина и катехоламинов. Низкий уровень серотонина связан со снижением способности к обучению, рассуждению и памяти.

Здоровые жиры также влияют на когнитивные функции. Омега-3 жирные кислоты, ненасыщенные жиры, содержащиеся в рыбе и некоторых маслах из орехов и семян, улучшают работу мозга. Низкий уровень этих жиров в организме препятствует прогрессу в когнитивных функциях, а также вызывает неврологические расстройства, такие как депрессия, которые угрожают психическому здоровью. Диета, богатая омега-3 жирными кислотами, обеспечивает поддержку когнитивных процессов у людей и активацию генов, важных для поддержания синаптической функции [29]. Диеты же с высоким содержанием насыщенных жиров уменьшают количество молекулярных субстратов, поддерживающих когнитивные процессы, и увеличивают риск неврологической дисфункции [21]. Докозагексаеновая кислота (ДГК) вместе с Эйкозапентаеновой кислотой (ЭПК) являются длинноцепочечными жирными кислотами класса омега-3, составляет более 30 % от общего фосфолипидного состава плазматических мембран головного мозга и, таким образом, имеет решающее значение для поддержания целостности мембран и, следовательно, возбудимости нейронов и синаптической функции [8]. Пищевая ДГК незаменима для поддержания ионной проницаемости мембран и функции трансмембранных рецепторов, поддерживающих синаптическую передачу и когнитивные способности. Потребности в синтезе ДГК не полностью обеспечиваются организмом, поэтому мы в значительной степени зависим от его наличия в рационе [7]. Есть предположение, что доступ к ДГК во время эволюции гоминидов сыграл ключевую роль в увеличении объема мозга (энцефализации) [36]. Тот факт, что ранние гоминиды приспособились к употреблению рыбы, подтверждает гипотезу о том, что диета с высоким содержанием ДГК была необходима для энцефализации гоминидов. За последние 100 лет резко увеличилось потребление насыщенных жирных кислот, линолевой кислоты и трансжирных кислот, а потребление омега-3 жирных кислот снизилось. Это объясняет распространенность психических расстройств и депрессий в современных реалиях. Докозагексаеновую кислоту называют «золотом» для головного мозга, и это неслучайно. ДГК – один из важнейших структурных и функциональных компонентов центральной нервной системы. При ее дефиците в головном мозге снижается умственная работоспособность и память, увеличивается риск развития нейродегенеративной патологии, например, болезни Альцгеймера. Кроме того, ДГК принимает участие в формирование миелиновой оболочки нервов. А она защищает их от внешний воздействий, обеспечивает быстрое и правильное проведение нервных импульсов [8].

Было предпринято множество попыток определить влияние добавок омега-3 жирных кислот на когнитивные функции школьников. Во всех исследованиях отмечались большие успехи в чтении и правописании, а также в поведении, оцениваемом при обучении [32]. В других исследованиях детей отбирали на основании того, что общие способности ребенка относительно нормальные, но они не смогли реализовать свой потенциал, и их регулярно тестировали на изменения концентрации и способностей. Согласно предварительным результатам, в группе, получавшей омега-3 жирные кислоты, наблюдалось некоторое улучшение успеваемости в школе. Результаты схожи и с другими исследованиями, проведенными в Австралии и Индонезии, где детям выдавались готовые напитки со смесью омега-3 жирных кислот (ДГК 88 мг в день и эйкозапентаеновая кислота (ЭПК) 22 мг в день) и микроэлементы (железо, цинк, фолиевая кислота и витамины A, B6, B12 и C) [25]. Результаты показали более высокие баллы по тестам, которые измеряли вербальный интеллект, обучение и память через 6 и 12 месяцев принятия напитков. Хотя эти результаты согласуются со значением жирных кислот омега-3 в развитии мозга и познании [30], вполне вероятно, что другие пищевые добавки, которые присутствовали в коктейле, могли способствовать поведенческим эффектам.

Исследования на грызунах, в которых оценивалось влияние «нездоровой пищи», характеризующейся высоким содержанием насыщенных жиров и сахарозы, показали снижение когнитивных функций и снижение уровня синаптической пластичности, связанной с нейротрофическим фактором мозга, в гиппокампе уже через 3 недели диеты [39].

Фосфатидилсерин представляет собой полярный липид в мембранах нейронов, важный для отправки и получения сигналов в головном мозге. Добавки с фосфатидилсерином помогают предотвратить снижение когнитивных функций и улучшить память.

Подгруппа гликосфинголипидов, ганглиозидов особенно распространена в головном мозге. Ганглиозиды опосредуют такие функции, как межклеточное распознавание, клеточная адгезия, подвижность и рост. Уровень ганглиозидов повышен в молозиве и снижается во время перехода к зрелому молоку [14, 37]. Добавление комплексных молочных липидов повышает пластичность синапсов и способствует когнитивному развитию у младенцев [15, 38]. Сиаловая кислота, компонент ганглиозидов, сама по себе является важным структурным компонентом, участвующим в развитии мозга, обучении и памяти.

Мозг очень восприимчив к окислительному повреждению из-за его высокой метаболической нагрузки и обилия окисляемого материала, такого как полиненасыщенные жирные кислоты, которые образуют плазматические мембраны нервных клеток. Некоторые «антиоксидантные диеты» стали популярными благодаря их положительному влиянию на нервную функцию. Было доказано, что у крыс полифенолы повышают пластичность гиппокампа, обеспечивают защиту от повреждений, вызванных каиновыми кислотами [5], и улучшают способность к обучению и памяти [27]. Неясно, как они могут способствовать пластичности и познанию, но их эффекты, вероятно, связаны с их способностью поддерживать метаболический гомеостаз, поскольку это защищает мембраны от перекисного окисления липидов и влияет на синаптическую пластичность.

Было доказано, что различные микроэлементы с антиоксидантной способностью, связанной с активностью митохондрий, влияют на когнитивную функцию. Альфа-липоевая кислота является коферментом, важным для поддержания энергетического гомеостаза в митохондриях [34]. Также она улучшает дефицит памяти у животных при болезни Альцгеймера [24] и уменьшает когнитивные нарушения у небольшой группы пациентов с этой болезнью [33]. Витамин Е, или α-токоферол, также влияет на когнитивные функции, так как снижает уровень сыворотки.

Флавоноиды являются классом растительных полифенолов и содержатся в различных фруктах, какао, бобах и дереве Гинкго билоба. Доказано, что флавоноид кверцетин, основной компонент экстрактов Гинкго билоба, уменьшает нарушения обучения и памяти у грызунов с ишемией головного мозга [44]. Пищевые добавки с растительным флавоноидом эпикатехином, который, как было показано, преодолевает гематоэнцефалический барьер, повышают показатели плотности дендритных шипов и ангиогенеза, а также улучшают память [22]. Также было обнаружено, что положительное влияние пищевой добавки эпикатехина на формирование памяти еще больше усиливается при сопутствующей физической нагрузке.

Недавние исследования показали совместное действие диеты и физических упражнений на молекулярном уровне, что может влиять на когнитивные способности. В дополнение к его способности улучшать общее состояние здоровья, исследования доказали, что физические упражнения улучшают обучение и память в различных условиях [20, 22]. Они противодействуют ухудшению умственных способностей, связанному со старением [26], улучшают умственные способности молодых людей [49] и способствуют функциональному восстановлению после черепно-мозговой травмы или заболевания [45]. У грызунов физические упражнения в сочетании с использованием пищевых добавок с докозагексаеновой кислотой оказывали большее влияние на синаптическую пластичность, опосредованную мозговым нейротрофическим фактором, и когнитивные функции, чем один из факторов в отдельности [50], что подчеркивает потенциал этого подхода для лечения черепно-мозговых травм. Точно так же сочетание богатой флавоноидами диеты и физических упражнений увеличивало экспрессию генов, оказывающих положительное влияние на пластичность нейронов, и снижало экспрессию генов, участвующих в негативных процессах, таких как воспаление и гибель клеток [44]. Также было доказано, что физические упражнения эффективны для уменьшения пагубного воздействия нездорового питания, например, с высоким содержанием насыщенных жиров и сахарозы. Всесторонняя оценка того, как диета взаимодействует с другими факторами образа жизни, важна для определения наилучшего способа улучшения работы мозга и психического здоровья.

Влияние микронутриентов на когнитивные функции. Многие микроэлементы, такие как витамины и минеральные вещества, имеют важное значение на раннем этапе развития мозга [12]. Дефицит витамина B связан с рядом психоневрологических расстройств. Витамины B6, фолиевая кислота (B9) и B12 напрямую влияют на развитие мозга [11]. Доказано, что прием фолиевой кислоты сам по себе [6, 18] или в сочетании с другими витаминами группы В [31, 35] эффективен для предотвращения снижения когнитивных функций и деменции во время старения, а также для усиления действия антидепрессантов [17]. Результаты недавнего клинического исследования показали, что 3-летний прием фолиевой кислоты может помочь уменьшить возрастное снижение когнитивных функций [16]. Эти исследования вызвали споры в научном сообществе о том, что возраст, уровень витамина B12, генетический состав, наличие сопутствующих заболеваний и текущее лечение пациентов, получающих фолиевую кислоту, являются важными факторами, которые необходимо учитывать для снижения нежелательных побочных эффектов, таких как анемия и рак [19].

Витамин D часто называют нейростероидом из-за наличия в головном мозге рецепторов, специфичных для витамина D, и его влияния на развитие мозга [9]. Он играет хорошо известную роль в абсорбции кальция в кишечнике [42], синаптической передаче [23]. Однако важен баланс, так как высокое потребление кальция и витамина D коррелирует с поражениями головного мозга [28].

Когнитивное функционирование также зависит от минералов в рационе. Натрий, калий и кальций помогают клеткам мозга производить потенциалы действия — небольшие электрохимические сигналы, которые передают информацию между нервными клетками. Магний также способствует развитию познания. Как и витамин B-12, магний помогает поддерживать миелиновую оболочку. Он также активирует ферменты, необходимые клеткам мозга для производства полезной энергии, необходимой мозгу для функционирования.

Железо является важным микроэлементом, участвующим в развитии нервной системы. Оно необходимо для нормального развития мозга, миелинизации и нейротрансмиссии [2, 3].

Цинк играет ключевую роль в процессах развития нервной системы, таких как нейрогенез, миграция нейронов, синаптический генез, миелинизация и модуляция внутри- и межклеточной передачи сигналов. Тяжелый дефицит цинка вызывает серьезные структурные пороки развития головного мозга [41].

Йод необходим для синтеза гормонов щитовидной железы, которые необходимы для нормальной миграции нейронов и миелинизации отростков нейросети головного мозга во время внутриутробного и раннего постнатального периода жизни. Дефицит йода («кретинизм») приводит к необратимому повреждению головного мозга [13]. Некоторые исследования показывают, что даже легкий или умеренный дефицит йода у матери вызывает нарушение когнитивных или неврологических функций у потомства [47]. Холин является важным питательным веществом . Является составной частью нейротрансмиттера  ацетилхолина, который выполняет широкий спектр функций, включая контроль моторики и память. Дефицит холина может быть связан с отдельными участками печени и неврологическими заболеваниями. Из-за своей роли в клеточном синтезе холин является важным питательным заболеванием во время пренатального и раннего постнатального развития потомства, поскольку он вызывает развитие мозга. Женщины, особенно беременные или кормящие, пожилые люди и дети, подвержены риску дефицита холина. Также отмечается, что Витамины B1, B6, B12, B9 (фолиевая кислота) и D, холин, железо и йод оказывают нейропротективное действие и улучшают умственную работоспособность. Параллельно с этим антиоксиданты (витамины С, Е, А, цинк, селен, лютеин и зеаксантин) играют весьма значимую роль в защите от окислительного стресса, связанного с ухудшением психического состояния, и в улучшении когнитивных функций.

 

Выводы. Данная статья подтверждает, что здоровое и правильное питание и определенные пищевые добавки могут улучшить функциональные показатели мозга, память, речь, внимание и концентрацию, исполнительные функции, скорость психомоторики и другие нейрокогнитивные способности мозга. Важность рационального питания непоколебима, поскольку оптимизация работы мозга способна улучшить чувственное и рациональное восприятие внешних объектов.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Гладилин, Ю.А., Фомкина О.А., Николенко В.Н. Варианты изменчивости массы головного мозга у взрослых людей. – 2016. – № 12. – С. 1654-1657. – Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/varianty-izmenchivosti-massy-golovnogo-mozga-u-vzroslyh-lyudey
  2. Anthony, Lopez, Patrice Cacoub, Iain C Macdougall, Laurent Peyrin-Biroulet. Iron deficiency anaemia. 2016; 387: 907-916. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26314490/
  3. Betsy, Lozoff, John Beard, James Connor, Felt Barbara, Michael Georgieff, Timothy Schallert. Long-lasting neural and behavioral effects of iron deficiency in infancy. 2006; 64: 34-43. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16770951/
  4. Bo, Ekstrand, Nathalie Scheers, Martin Krøyer Rasmussen, Jette Feveile Young, Alastair B Ross, Rikard Landberg. Brain foods – the role of diet in brain performance and health. 2021;6: 693-708. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32989449/
  5. Casadesus, G, et al. Modulation of hippocampal plasticity and cognitive behavior by short-term blueberry supplementation in aged rats. 2004;7:309-316. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15682927/
  6. Corrada, M, Kawas C, Hallfrisch J, Muller D, Brookmeyer R. Reduced risk of Alzheimer’s disease with high folate intake: The Baltimore Longitudinal Study of Aging. 2005; 1: A4. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3375831/
  7. Crawford, MA, et al. Evidence for the unique function of docosahexaenoic acid during the evolution of the modern hominid brain. 1999;34 (Suppl):39-47. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10419087/
  8. Crawford, MA, Sinclair AJ. The limitations of whole tissue analysis to define linolenic acid deficiency. 1972;102:1315-1321. Available at: https://academic.oup.com/jn/article-abstract/102/10/1315/4779442
  9. Darryl, W Eyles, Thomas H J Burne, John J McGrath. Vitamin D, effects on brain development, adult brain function and the links between low levels of vitamin D and neuropsychiatric disease. 2013; 34: 47-64. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22796576/
  10. Dauncey, MJ. Genomic and epigenomic insights into nutrition and brain disorders. Nutrients. 2013;5:887-914. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3705325/
  11. David, O. Kennedy. B Vitamins and the Brain: Mechanisms, Dose and Efficacy—A Review. 2016; 8: 68. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4772032/
  12. Davide, Mattei, Angelo Pietrobelli. Micronutrients and Brain Development. 2019; 8: 99-107. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30953290/
  13. Delange, F. Iodine deficiency as a cause of brain damage. 2001; 77: 217-220. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11264481/
  14. Dida, A Gurnida, Angela M Rowan, Ponpon Idjradinata, Deddy Muchtadi, Nanan Sekarwana. Association of complex lipids containing gangliosides with cognitive development of 6-month-old infants. 2012; 88: 595-601. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22289412/
  15. Duffy, KB, et al. A blueberry-enriched diet provides cellular protection against oxidative stress and reduces a kainate-induced learning impairment in rats. 2007 May 22. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17524525/
  16. Durga, J, et al. Effect of 3-year folic acid supplementation on cognitive function in older adults in the FACIT trial: a randomised, double blind, controlled trial. 2007;369:208-216. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17240287/
  17. Fava, M, et al. Folate, vitamin B12, and homocysteine in major depressive disorder. 1997;154:426-428. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9054796/
  18. Fioravanti, M, et al. Low folate levels in the cognitive decline of elderly patients and efficacy of folate as a treatment for improving memory deficits. 1997;26:1-13. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18653121/
  19. Folic acid: a supplementary question. 2007;6:199. [Без автора].
  20. Gomez-Pinilla, F. The influences of diet and exercise on mental health through hormesis. 2008;7:49-62. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17604236/
  21. Greenwood, CE, Winocur G. High-fat diets, insulin resistance and declining cognitive function. 2005; 26 (Suppl 1):42-45. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16257476/
  22. Hillman, CH, Erickson KI, Kramer AF. Be smart, exercise your heart: exercise effects on brain and cognition. 2008;9:58-65. Available at: https://www.nature.com/articles/nrn2298
  23. Hilmar, Bading. Nuclear calcium signalling in the regulation of brain function. 2013; 14: 593-608. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23942469/
  24. Holmquist, L, et al. Lipoic acid as a novel treatment for Alzheimer’s disease and related dementias. 2007;113:154-164. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16989905/
  25. Innis, SM. Dietary (n-3) fatty acids and brain development. 2007;137:855-859. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17374644/
  26. Kramer, AF, et al. Ageing, fitness and neurocognitive function. 1999; 400: 418-419. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10440369/
  27. Liu, J. The effects and mechanisms of mitochondrial nutrient α-lipoic acid on improving age-associated mitochondrial and cognitive dysfunction: an overview. 2008;33:194-203. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17605107/
  28. Martha, E Payne, John J B Anderson, David C Steffens. Calcium and vitamin D intakes may be positively associated with brain lesions in depressed and nondepressed elders. 2008; 28: 285-292. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19083421/
  29. McCann, JC, Ames BN. Is docosahexaenoic acid, an n-3 long-chain polyunsaturated fatty acid, required for development of normal brain function? An overview of evidence from cognitive and behavioral tests in humans and animals. 2005;82:281-295. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16087970/
  30. Molteni, R, Barnard JR, Ying Z, Roberts CK, Gomez-Pinilla F. A high-fat, refined sugar diet reduces hippocampal brain-derived neurotrophic factor, neuronal plasticity, and learning. 2002;112:803-814. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12088740/
  31. Nilsson, K, Gustafson L, Hultberg B. Improvement of cognitive functions after cobalamin/folate supplementation in elderly patients with dementia and elevated plasma homocysteine. 2001; 16: 609-614. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11424170/
  32. Osendarp, SJ, et al. Effect of a 12-mo micronutrient intervention on learning and memory in well-nourished and marginally nourished school-aged children: 2 parallel, randomized, placebo-controlled studies in Australia and Indonesia. 2007; 86:1082-1093. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17921387/
  33. Pu, F, et al. Neuroprotective effects of quercetin and rutin on spatial memory impairment in an 8-arm radial maze task and neuronal death induced by repeated cerebral ischemia in rats. 2007;104:329-334. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17666865/
  34. Quinn, JF, et al. Chronic dietary α-lipoic acid reduces deficits in hippocampal memory of aged Tg2576 mice. 2007;28:213-225. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16448723/
  35. Ramos, MI, et al. Low folate status is associated with impaired cognitive function and dementia in the Sacramento Area Latino Study on Aging. 2005;82:1346-1352. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16332669/
  36. Richardson, AJ, Montgomery P. The Oxford-Durham study: a randomized, controlled trial of dietary supplementation with fatty acids in children with developmental coordination disorder. 2005;115:1360-1366. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15867048/
  37. Ronald, L Schnaar, Rita Gerardy-Schahn, Herbert Hildebrandt. Sialic acids in the brain: gangliosides and polysialic acid in nervous system development, stability, disease, and regeneration. 2014; 94: 461-518. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24692354/
  38. Rosamond, B. Guillermo, Panzao Yang, Mark H. Vickers, Paul McJarrow. Supplementation with complex milk lipids during brain development promotes neuroplasticity without altering myelination or vascular density. 2015; 59: 25765. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4377325/
  39. Samuel, Martín-Sosa, María-Jesús Martín, María-Dolores Castro, José A Cabezas, Pablo Hueso. Lactational changes in the fatty acid composition of human milk gangliosides. 2004; 39: 111-116. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15134137/
  40. Shanley, LJ, Irving AJ, Harvey J. Leptin enhances NMDA receptor function and modulates hippocampal synaptic plasticity. 2001;21:RC186. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11734601/
  41. Shannon, D. Gower-Winter, Cathy W Levenson. Zinc in the central nervous system: From molecules to behavior. 2012; 38: 186-193. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22473811/
  42. Sylvia, Christakos, Puneet Dhawan, Angela Porta, Leila J Mady, Tanya Seth. Vitamin D and intestinal calcium absorption. 2011; 347: 25-29. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21664413/
  43. Tiggemann, M., E. Kemps. The phenomenology of food cravings: the role of mental imagery. 2005;3: 305-313. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16112776/
  44. van Praag, H, et al. Plant-derived flavanol (−) epicatechin enhances angiogenesis and retention of spatial memory in mice. 2007;27:5869-5878. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17537957/
  45. Vaynman, S, Gomez-Pinilla F. Revenge of the “sit”: how lifestyle impacts neuronal and cognitive health through molecular systems that interface energy metabolism with neuronal plasticity. 2006;84:699-715. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16862541/
  46. Vaynman, S, Ying Z, Wu A, Gomez-Pinilla F. Coupling energy metabolism with a mechanism to support brain-derived neurotrophic factor-mediated synaptic plasticity. 2006;139:1221-1234. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16580138/
  47. Vermiglio, F., V P Lo Presti, M Moleti, M Sidoti, G Tortorella, G Scaffidi, M G Castagna, F Mattina, M A Violi, A Crisà, A Artemisia, F Trimarchi. Attention deficit and hyperactivity disorders in the offspring of mothers exposed to mild-moderate iodine deficiency: a possible novel iodine deficiency disorder in developed countries. 2004; 89: 6054-6060. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15579758/
  48. Vinicius, J.B. Martins, Telma M.M. Toledo Florêncio, Luciane P. Grillo, Maria do Carmo P. Franco, Paula A. Martins, Ana Paula G. Clemente, Carla D. L. Santos, Maria de Fatima A. Vieira, Ana Lydia Sawaya. Long-Lasting Effects of Undernutrition. 2011;6: 1817-1846. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3137999/
  49. Winter, B, et al. High impact running improves learning. 2007; 87:597-609. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17185007/
  50. Wu, A, Ying Z, Gomez-Pinilla F. DHA dietary supplementation enhances the effects of exercise on synaptic plasticity and cognition. (пресса). Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18620024/

 

REFERENCES

  1. Gladilin Yu.A., Fomkina O.A., Nikolenko V.N. Varianty izmenchivosti massy golovnogo mozga u vzroslykh lyudey [Variants of brain mass variability in adults]. 2016, no 12, pp. 1654-1657. Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/varianty-izmenchivosti-massy-golovnogo-mozga-u-vzroslyh-lyudey (In Russ.).
  2. Anthony Lopez, Patrice Cacoub, Iain C Macdougall, Laurent Peyrin-Biroulet. Iron deficiency anaemia. 2016; 387: 907-916. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26314490/ (In English).
  3. Betsy Lozoff, John Beard, James Connor, Felt Barbara, Michael Georgieff, Timothy Schallert. Long-lasting neural and behavioral effects of iron deficiency in infancy. 2006; 64: 34-43. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16770951/ (In English).
  4. Bo Ekstrand, Nathalie Scheers, Martin Krøyer Rasmussen, Jette Feveile Young, Alastair B Ross, Rikard Landberg. Brain foods – the role of diet in brain performance and health. 2021;6: 693-708. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32989449/ (In English).
  5. Casadesus G, et al. Modulation of hippocampal plasticity and cognitive behavior by short-term blueberry supplementation in aged rats. 2004;7:309-316. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15682927/ (In English).
  6. Corrada M, Kawas C, Hallfrisch J, Muller D, Brookmeyer R. Reduced risk of Alzheimer’s disease with high folate intake: The Baltimore Longitudinal Study of Aging. 2005; 1: A4. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3375831/ (In English).
  7. Crawford MA, et al. Evidence for the unique function of docosahexaenoic acid during the evolution of the modern hominid brain. 1999;34 (Suppl):39-47. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10419087/ (In English).
  8. Crawford MA, Sinclair AJ. The limitations of whole tissue analysis to define linolenic acid deficiency. 1972;102:1315-1321. Available at: https://academic.oup.com/jn/article-abstract/102/10/1315/4779442 (In English).
  9. Darryl W Eyles, Thomas H J Burne, John J McGrath. Vitamin D, effects on brain development, adult brain function and the links between low levels of vitamin D and neuropsychiatric disease. 2013; 34: 47-64. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22796576/ (In English).
  10. Dauncey MJ. Genomic and epigenomic insights into nutrition and brain disorders. Nutrients. 2013;5:887-914. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3705325/ (In English).
  11. David O. Kennedy. B Vitamins and the Brain: Mechanisms, Dose and Efficacy—A Review. 2016; 8: 68. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4772032/ (In English).
  12. Davide Mattei, Angelo Pietrobelli. Micronutrients and Brain Development. 2019; 8: 99-107. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30953290/ (In English).
  13. Delange F. Iodine deficiency as a cause of brain damage. 2001; 77: 217-220. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11264481/ (In English).
  14. Dida A Gurnida, Angela M Rowan, Ponpon Idjradinata, Deddy Muchtadi, Nanan Sekarwana. Association of complex lipids containing gangliosides with cognitive development of 6-month-old infants. 2012; 88: 595-601. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22289412/ (In English).
  15. Duffy KB, et al. A blueberry-enriched diet provides cellular protection against oxidative stress and reduces a kainate-induced learning impairment in rats. 2007 May 22. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17524525/ (In English).
  16. Durga J, et al. Effect of 3-year folic acid supplementation on cognitive function in older adults in the FACIT trial: a randomised, double blind, controlled trial. 2007;369:208-216. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17240287/ (In English).
  17. Fava M, et al. Folate, vitamin B12, and homocysteine in major depressive disorder. 1997;154:426-428. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9054796/ (In English).
  18. Fioravanti M, et al. Low folate levels in the cognitive decline of elderly patients and efficacy of folate as a treatment for improving memory deficits. 1997;26:1-13. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18653121/ (In English).
  19. Folic acid: a supplementary question. 2007;6:199. [Без автора] (In English).
  20. Gomez-Pinilla F. The influences of diet and exercise on mental health through hormesis. 2008;7:49-62. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17604236/ (In English).
  21. Greenwood CE, Winocur G. High-fat diets, insulin resistance and declining cognitive function. 2005; 26 (Suppl 1):42-45. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16257476/ (In English).
  22. Hillman CH, Erickson KI, Kramer AF. Be smart, exercise your heart: exercise effects on brain and cognition. 2008;9:58-65. Available at: https://www.nature.com/articles/nrn2298 (In English).
  23. Hilmar Bading. Nuclear calcium signalling in the regulation of brain function. 2013; 14: 593-608. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23942469/ (In English).
  24. Holmquist L, et al. Lipoic acid as a novel treatment for Alzheimer’s disease and related dementias. 2007;113:154-164. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16989905/ (In English).
  25. Innis SM. Dietary (n-3) fatty acids and brain development. 2007;137:855-859. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17374644/ (In English).
  26. Kramer AF, et al. Ageing, fitness and neurocognitive function. 1999; 400: 418-419. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10440369/ (In English).
  27. Liu J. The effects and mechanisms of mitochondrial nutrient α-lipoic acid on improving age-associated mitochondrial and cognitive dysfunction: an overview. 2008;33:194-203. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17605107/ (In English).
  28. Martha E Payne, John J B Anderson, David C Steffens. Calcium and vitamin D intakes may be positively associated with brain lesions in depressed and nondepressed elders. 2008; 28: 285-292. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19083421/ (In English).
  29. McCann JC, Ames BN. Is docosahexaenoic acid, an n-3 long-chain polyunsaturated fatty acid, required for development of normal brain function? An overview of evidence from cognitive and behavioral tests in humans and animals. 2005;82:281-295. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16087970/ (In English).
  30. Molteni R, Barnard JR, Ying Z, Roberts CK, Gomez-Pinilla F. A high-fat, refined sugar diet reduces hippocampal brain-derived neurotrophic factor, neuronal plasticity, and learning. 2002;112:803-814. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12088740/ (In English).
  31. Nilsson K, Gustafson L, Hultberg B. Improvement of cognitive functions after cobalamin/folate supplementation in elderly patients with dementia and elevated plasma homocysteine. 2001; 16: 609-614. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11424170/ (In English).
  32. Osendarp SJ, et al. Effect of a 12-mo micronutrient intervention on learning and memory in well-nourished and marginally nourished school-aged children: 2 parallel, randomized, placebo-controlled studies in Australia and Indonesia. 2007; 86:1082-1093. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17921387/ (In English).
  33. Pu F, et al. Neuroprotective effects of quercetin and rutin on spatial memory impairment in an 8-arm radial maze task and neuronal death induced by repeated cerebral ischemia in rats. 2007;104:329-334. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17666865/ (In English).
  34. Quinn JF, et al. Chronic dietary α-lipoic acid reduces deficits in hippocampal memory of aged Tg2576 mice. 2007;28:213-225. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16448723/ (In English).
  35. Ramos MI, et al. Low folate status is associated with impaired cognitive function and dementia in the Sacramento Area Latino Study on Aging. 2005;82:1346-1352. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16332669/ (In English).
  36. Richardson AJ, Montgomery P. The Oxford-Durham study: a randomized, controlled trial of dietary supplementation with fatty acids in children with developmental coordination disorder. 2005;115:1360-1366. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15867048/ (In English).
  37. Ronald L Schnaar, Rita Gerardy-Schahn, Herbert Hildebrandt. Sialic acids in the brain: gangliosides and polysialic acid in nervous system development, stability, disease, and regeneration. 2014; 94: 461-518. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24692354/ (In English).
  38. Rosamond B. Guillermo, Panzao Yang, Mark H. Vickers, Paul McJarrow. Supplementation with complex milk lipids during brain development promotes neuroplasticity without altering myelination or vascular density. 2015; 59: 25765. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4377325/ (In English).
  39. Samuel Martín-Sosa, María-Jesús Martín, María-Dolores Castro, José A Cabezas, Pablo Hueso. Lactational changes in the fatty acid composition of human milk gangliosides. 2004; 39: 111-116. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15134137/ (In English).
  40. Shanley LJ, Irving AJ, Harvey J. Leptin enhances NMDA receptor function and modulates hippocampal synaptic plasticity. 2001;21:RC186. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11734601/ (In English).
  41. Shannon D. Gower-Winter, Cathy W Levenson. Zinc in the central nervous system: From molecules to behavior. 2012; 38: 186-193. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22473811/ (In English).
  42. Sylvia Christakos, Puneet Dhawan, Angela Porta, Leila J Mady, Tanya Seth. Vitamin D and intestinal calcium absorption. 2011; 347: 25-29. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21664413/ (In English).
  43. Tiggemann M., E. Kemps. The phenomenology of food cravings: the role of mental imagery. 2005;3: 305-313. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16112776/ (In English).
  44. van Praag H, et al. Plant-derived flavanol (−) epicatechin enhances angiogenesis and retention of spatial memory in mice. 2007;27:5869-5878. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17537957/ (In English).
  45. Vaynman S, Gomez-Pinilla F. Revenge of the “sit”: how lifestyle impacts neuronal and cognitive health through molecular systems that interface energy metabolism with neuronal plasticity. 2006;84:699-715. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16862541/ (In English).
  46. Vaynman S, Ying Z, Wu A, Gomez-Pinilla F. Coupling energy metabolism with a mechanism to support brain-derived neurotrophic factor-mediated synaptic plasticity. 2006;139:1221-1234. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16580138/ (In English).
  47. Vermiglio F., V P Lo Presti, M Moleti, M Sidoti, G Tortorella, G Scaffidi, M G Castagna, F Mattina, M A Violi, A Crisà, A Artemisia, F Trimarchi. Attention deficit and hyperactivity disorders in the offspring of mothers exposed to mild-moderate iodine deficiency: a possible novel iodine deficiency disorder in developed countries. 2004; 89: 6054-6060. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15579758/ (In English).
  48. Vinicius J.B. Martins, Telma M.M. Toledo Florêncio, Luciane P. Grillo, Maria do Carmo P. Franco, Paula A. Martins, Ana Paula G. Clemente, Carla D. L. Santos, Maria de Fatima A. Vieira, Ana Lydia Sawaya. Long-Lasting Effects of Undernutrition. 2011;6: 1817-1846. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3137999/ (In English).
  49. Winter B, et al. High impact running improves learning. 2007; 87:597-609. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17185007/ (In English).
  50. Wu A, Ying Z, Gomez-Pinilla F. DHA dietary supplementation enhances the effects of exercise on synaptic plasticity and cognition. (пресса). Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18620024/ (In English).

 

Материал поступил в редакцию 08.12.22

 

 

 

 

 

THE EFFECT OF NUTRITION ON HUMAN COGNITIVE FUNCTIONS

 

A.S. Osmanova, 3rd year Student of the Faculty of Medicine

Dagestan State Medical University

(367000, Russia, Makhachkala, Lenin Square, 1)

E-mail: amina539977@gmail.com

 

M.S. Abakarova, 3rd year Student of the Faculty of Medicine

Dagestan State Medical University

(367000, Russia, Makhachkala, Lenin Square, 1)

E-mail: mary973737@mail.ru

 

G.N. Amirov, 3rd year Student of the Faculty of Dentistry

Dagestan State Medical University

(367000, Russia, Makhachkala, Lenin Square, 1)

E-mail: kilinez@yandex.ru

 

K.M. Magomedova, 3rd year Student of the Faculty of Medicine

Dagestan State Medical University

(367000, Russia, Makhachkala, Lenin Square, 1)

E-mail: karina.magomedova.2003@mail.ru

 

Research Advisor: P.M. Magomedova, Senior Lecturer of the Department of Pharmacology

Dagestan State Medical University

(367000, Russia, Makhachkala, Lenin Square, 1)

E-mail: patimatmaxud@yandex.ru

 

Abstract. Purposes: To identify the correlation between nutrition and cognitive functions, to study the mechanisms of this relationship, to review research on this problem. Methods. Collection and systematization of existing research on this topic. Conclusions. Proper nutrition is one of the important factors shaping mental and physical health and improving many anthropometric indicators. The level of efficiency and academic performance in educational processes depends on how rationally a person eats. The presence of macronutrients in a healthy diet is necessary to provide energy and plastic resources, micronutrients such as vitamins and trace elements also contribute to maintaining brain health and adding them to the diet leads to improved cognitive functions. On the contrary, deficiency or excess may be associated with brain dysfunction and a variety of neurological disorders.

Keywords: cognitive functions, nutrition, macronutrients, micronutrients, diet, dietary supplements.