Mental performansta etkili gıda bileşenleri
27/10/2021 - 14:52:00
Bensu Özcan ve Mehmet Pala
Haliç Üniversitesi
GİRİŞ
Gıdalar, insanların günlük enerji ve besin öğesi ihtiyacını karşılamanın yanı sıra mental sağlıkları için de önem arz etmektedir. Beslenme ve yaşam tarzı değişiklikleri, mental performansı iyileştirmek için güvenli ve etkili çözümler sunmaktadır(1). Mental performans; dikkat, anlama, öğrenme, akıl yürütme, hafıza, dil, problem çözme ve karar verme gibi zihinsel faaliyetleri ifade etmektedir. Yapılan bir bilimsel çalışmalar, beslenmenin beyin sağlığı ve hafıza üzerinde etkilerinin olduğunu ayrıca mental performansı koruduğunu ve arttırdığını göstermektedir(2). Birçok deneysel çalışma da, zihinsel işlevi sürdüren belirli mekanizmalar üzerinde gıdaların etkisine dair güçlü kanıtlar sağlamıştır(3). Beslenme ve mental fonksiyonlar arasındaki ilişki son derece karmaşık olmakla birlikte beslenme, yaş, cinsiyet, genetik varyasyon ve çok sayıda çevresel faktörden etkilenmektedir(4).
Mental performansın korunması ve geliştirilmesi akademik başarı için önemli olduğu kadar iş yaşamındaki başarı için de önemli bir rol üstlenmektedir. Günümüzde iş yaşamındaki rekabet giderek artmakta ve bunun sonucunda çalışanlardan fiziksel performansın yanı sıra mental açıdan da daha fazla performans göstermeleri beklenmektedir. Bu beklentileri karşılayabilmek için, çalışanlar mental performansta etkili bir beslenme modeli uygulamalıdır. Mental performansın korunmasında ve arttırılmasında uygulanacak beslenme modeli genel anlamda inflamasyon ve oksidatif stresi baskılayıcı ve polifenollerden zengin olmalıdır. Uzun zincirli ω-3 (n– 3) yağ asitleri, aminoasitler, polifenoller, B ve D vitaminleri, selenyum, çinko gibi gıda bileşenlerinin mental performans üzerinde daha etkili olduğu bildirilmektedir.
Omega- 3
Omega-3 çoklu doymamış yağ asitlerinin fiziksel performanstaki rolü iyi bilinmektedir ve mental performanstaki rolleri de giderek daha belirgin hale gelmektedir(5). Omega-3 çoklu doymamış yağ asitleri(n-3), enerji substratları ve hücre zarı bileşenleri olarak mental fonksiyonlarda etkili gıda bileşenleri arasında yer almaktadır. n-3’ler, hücresel fonksiyonların yanı sıra biliş, öğrenme ve hafızanın gelişimi için gereklidir. Ayrıca n-3’ler, hipokampal beyin aktivitesine bağlı olarak artan ilişkisel hafıza ile bağlantılıdır(6). Çift kör randomize girişimsel bir çalışmada, omega-3’ün yürütücü işlevleri, beyindeki beyaz madde mikro yapısını, gri madde hacmini ve vasküler belirteçleri iyileştirdiğine dair deneysel kanıtlar bulunmuştur(7).
Beyin hücreleri üzerinde etki gösteren başlıca omega-3 yağ asidi, dokosaheksaenoik asit (DHA; 22: 6 ω-3)’tir. DHA, mental performansı etkileyen hücresel ve fizyolojik süreçleri modüle etmekte ve beynin sinyal iletimindeki verimliliği de arttırmaktadır(8). DHA ayrıca glukoz taşıyıcı molekül olan GLUT4'ün translokasyonunu desteklemekte ve beynin ana enerji kaynağı olan glikozun GLUT4 aracılığıyla beyin nöronlarına taşınmasına katkıda bulunmaktadır. Beyindeki omega-3 eksikliğinin nöronlara glukoz alımını %30’a kadar azalttığı gösterilmiştir(9).
Omega-3’ün günlük alım miktarının 1-1.5 gr/gün olması önerilmektedir. Omega-3’ün başlıca kaynakları arasında tuna, somon, sardalya, alabalık, uskumru, mezgit balıkları ile fındık ve ceviz yer almaktadır(10,19).
Aminoasitler
Amino asitler (AA), merkezi sinir sisteminde nörotransmiterler ve metabolizma düzenleyicileri olarak önemli rollere sahiptir(11). Amino asitler, proteinlerin yanı sıra nörotransmitter sentezi için de yapı taşları olarak işlev görmektedir. Nörotransmitterlerin, dikkat ve hafıza performansını etkileyen faktörlerde merkezi roller oynadığı bilindiğinden aminoasitlerin mental sağlığın korunmasındaki önemi açıkça ortaya çıkmaktadır(12)
Beyin, koruyucu ve oldukça seçici bir yarı geçirgen sınır olan kan-beyin bariyeri (KBB) ile çevrelenmiştir. Amino asitlerle yapılan ilk deneyler, dallı zincirli amino asitlerin (DZAA) KBB’yi kolayca geçtiğini kanıtlamış ve KBB'de DZAA alımının diğer tüm amino asitlerin alımınından fazla olduğunu ortaya koymuştur(13). DZAA'lar, endojen olarak sentezlenemeyen ve gıdalar yoluyla alınması gereken esansiyel amino asitler sınıfına aittir ve bilinen 3 DZAA valin, lösin ve izolösindir(14). DZAA’lar glikoz gibi yeterli miktarda başka enerji substratları olmasına rağmen nöronlarda hızla metabolize olmaktadır(15). Ayrıca hipokampal DZAA seviyelerindeki artış mental peformans gelişimi ile ilişkilendirilmektedir.
Yetişkin bireylerin fizyolojik ihtiyaçları karşılamak için günde yaklaşık 25 mg/kg valin, 40 mg/kg lösin ve 19 mg/kg izolösin alması önerilmektedir. DZAA'ların başlıca kaynakları süt ürünleri ve kırmızı ettir(14).
B Vitaminleri
B vitaminleri, çok çeşitli katabolik ve anabolik enzimatik reaksiyonlarda koenzimler olarak görev yapan, hücresel işlevlerde temel ve birbiriyle yakından ilişkili roller üstlenen sekiz suda çözünür vitaminden oluşmaktadır. Her bir B vitamininin kan beyin bariyerinden özel taşıma mekanizmaları tarafından aktif olarak taşınması, B vitaminlerinin mental fonksiyonlar için önemini açıklamaktadır(15). B grubu vitaminlerin, homosistein düzeylerini azaltarak mental fonksiyonları geliştirebildiği gösterilmiştir ve bu bulgular meta-analizlerle de desteklenmiştir(16).
Homosistein, esansiyel bir amino asit olan metioninin metabolizması sırasında üretilmektedir. Yüksek plazma homosisteinin seviyelerinin mental fonksiyonları olumsuz yönde etkilediği gösterilmiştir. Folat ve B12 vitamini, homosisteinden metionine remetilasyon için gereklidir, B6 vitamini ise homosisteinin diğer amino asitlere dönüşümünü katalize etmektedir(17). Düşük B1, B2, B6, B9 ve B12 seviyeleri, homosistein (HCY) artışı ile ilişkilendirilmiştir. Ayrıca, klinik çalışmalar, beyindeki kortikal yapıların korunumu ile daha yüksek B6 seviyeleri arasındaki pozitif korelasyonu ortaya çıkarmıştır(15). B12 eksikliğinin de hafızayı bozduğu ve 300 pmol/L'nin altındaki serum seviyelerinin geri dönüşü olmayan hipokampus değişikliklerine neden olduğu gösterilmiştir(18).
B vitaminlerinin önerilen günlük alım düzeyleri; B6 vitamini için 1,3 mg, B9 vitamini(folat) için 400mcg, B12 vitamini için 2,4 mcg’dır(19). B vitaminleri esas olarak; tam tahıllar, et, balık, kurubaklagiller, yeşil yapraklı sebzeler, fındık, muz, patates, turunçgillerde bulunmaktadır(15).
D vitamini, kemikteki kalsiyum, fosfor ve genel mineralizasyon düzeylerini kontrol etmede önemli bir rol oynayan iyi bilinen bir steroid hormondur(20). Vitamin D'nin çeşitli hücresel ve fizyolojik süreçlere dahil olarak mental fonksiyonları düzenleyici görevleri de bulunmaktadır. Son çalışmalar, mental fonksiyonların bozulmasında bir risk faktörü olarak Vitamin D'nin yetersizliğine işaret etmektedir(21).
D vitamini, pasif difüzyon yoluyla kan-beyin bariyerini (BBB) geçerek beyne ulaşabilmektedir. Aktif form olan 1,25(OH)D, etkisini nöronlarda, hipokampusun glial hücrelerinde, orbitofrontal-kortekste, singulatta, amigdalada ve talamusta bulunan D vitamini reseptörleri aracılığıyla göstermektedir. Yapılan çalışmalarda düşük D vitamini seviyeleri ile beynin işlem yapma hızı ve bilgi güncelleme gibi bir dizi yürütücü işlevinde gerileme arasında güçlü bir ilişki olduğu öne sürülmüştür(22).
D vitamininin önerilen günlük alım düzeyi 10 mcg’dir(19). D vitamininin ana kaynağı; güneş ışınlarının deride 7-dehidrokolesterolden vitamin D3(kolekalsiferol)’ü fotokimyasal olarak sentezlemesidir. D vitamini ayrıca, bitkilerden ergokalsiferol (vitamin D2) ve hayvan dokularından kolekalsiferol (vitamin D3) olarak alınabilmektedir. D vitaminin önemli besin kaynakları; balık, karaciğer ve yumurta sarısıdır(23).
Polifenoller
Polifenoller, çeşitli bitki bazlı gıda kaynaklarında (meyve, sebzeler, bitki özleri, baharatlar, kahve, çay ve kakao) değişen konsantrasyonlarda bulunmakta ve insan sağlığı üzerindeki etkileri büyük ilgi görmektedir. Polifenoller; flavonoidler, antosiyaninler, fenolik asitler, tanenler, stilbenler gibi alt gruplara sahiptir. Bu bileşiklerin, inflamasyon modülasyonu ve oksidatif etkilere karşı koruma dahil olmak üzere bir dizi sağlık yararı bildirilmiş ve bu etkiler mental sağlık ile ilişkilendirilmiştir(24).
Polifenolden zengin ürünlerin tek doz veya daha uzun süreli takviye periyotlarından sonra beyin kan akışını sürekli olarak arttırdığını ve beyin aktivitesini modüle ettiğini gösteren açık kanıtlar vardır(25). Bazı bireysel çalışmalardan elde edilen bulgular, polifenol tüketiminin psikomotor işlevleri, dikkat hızını, epizodik hafızayı, sözel akıcılığı, çalışma belleği (planlama yeteneği, motor yanıtın değişimi ve akışkanlığı) ve kısa süreli bellek gibi yürütücü işlevlerde yer alan süreçleri ve genel mental durumu geliştirdiğini göstermektedir(24). Çeşitli meta-analizlerde de bu bulgular doğrulanmış ve bu aktiviteler sadece antioksidan ve antiinflamatuar özelliklerle değil, aynı zamanda lipid metabolizmasının modülasyonu ve bağırsak mikrobiyota fonksiyonu gibi ek mekanizmalarla da ilişkilendirilmiştir(26).
Mental performansta ani bir iyileşme sağlamak için en az 250 mg/gün; kronik etkiler için ise daha yüksek dozda (>500 mg/gün) polifenol alımı önerilmektedir. Ayrıca kullanılacak olan polifenollerin yüksek seviyede biyoyararlanımı (≥%30) gerekmektedir. Akut etkiler, tüketildikten sonraki saatler içinde kaydedilirken; kronik faydalar, birkaç hafta veya on yıllarca düzenli alımdan sonra ortaya çıkabilmektedir(24).
Çinko
Çinko, hafıza oluşumu ve öğrenme için çok önemli bir gıda bileşenidir(6). Çinko, sinaps oluşturmada ve yapısal plastisiteye aracılık etmede gerekli olduğundan; bu aktivite çinkonun bellekteki hipokampüsün işlevini modüle etmesine izin vermektedir. Çinko eksiklikleri dikkati ve motor gelişimi etkileyebilmektedir. Çinko ayrıca merkezi sinir sisteminin genel gelişimi ve işlevi için de gereklidir. Deneysel çalışmalarda, çinko takviyelerinin öğrenme, uzamsal bellek, tanıma belleğini iyileştirdiği ve genel mental durumu desteklediği bulunmuştur. Ayrıca çinko hipokampusta oldukça yüksek konsantrasyonlarda bulunmakta ve glutamat sinyalleşmesini düzenleme potansiyeli sayesinde hafıza oluşumuna da katkıda bulunmaktadır(27).
Çinkonun önerilen günlük alım düzeyi 9-16 mg arasında değişmektedir. Çinkonun başlıca besin kaynakları arasında; yeşil yapraklı sebzeler, et, süt, yoğurt, balık, tahıllar, kurubaklagiller yer almaktadır(19).
Selenyum
Selenyum, beyin fonksiyonundaki hayati rolü ile iyi bilinen önemli bir eser elementtir(28). Selenyumun motor performans, koordinasyon, hafıza ve biliş gibi merkezi sinir sisteminin çeşitli işlevlerinde yer aldığı gösterilmiştir(29). Selenyumun çoklu biyolojik fonksiyonları, esas olarak aktif merkezinde selenosistein bulunan 25 selenoprotein aracılığıyla ortaya çıkmaktadır. Selenoproteinler, beyindeki hipokampus, neokorteks ve serebellar korteks bölgelerinde yüksek seviyede bulunmaktadır. Beyindeki temporal ve hipokampal bölgelerdeki düşük selenyum seviyelerinin mental fonksiyonlarda gerilemeye yol açtığı bildirilmektedir(28).
Selenyumun önerilen günlük alım düzeyi 70 mcg’dir(19). Başlıca selenyum kaynakları; tahıllar, et ve süt ürünleri, balıklar, deniz ürünleri, süt ve sert kabuklu meyvelerdir(28).
SONUÇ
Beslenme, fiziksel ve mental performansı etkileyen en önemli faktörlerden biridir. Gıda bileşenlerinin mental fonksiyonları etkileyen mekanizmaları henüz kesin olarak açıklığa kavuşturulamamış olsa da, mental fonksiyonları kontrol altında tutulabileceği ve geliştirebileceği görülmektedir. İş yaşamının giderek artan talepkar yönü çalışanların mental performanslarını sürekli koruma ve arttırmalarını zorunlu hale getirmektedir. Mental performansta etkili gıda bileşenlerinin ön planda olduğu bir beslenme modelinin uygulanması çalışanlar arasında üretkenliği, verimliliği ve başarıyı arttıracaktır.
KAYNAKÇA
1) Philip, P., Sagaspe, P., Taillard, J., Mandon, C., Constans, J., Pourtau, L., Pouchieu, C., Angelino, D., Mena, P., Martini, D., Del Rio, D., & Vauzour, D. (2019). Acute Intake of a Grape and Blueberry Polyphenol-Rich Extract Ameliorates Cognitive Performance in Healthy Young Adults During a Sustained Cognitive Effort. Antioxidants (Basel, Switzerland), 8(12):650. https://doi.org/10.3390/antiox8120650
2) Angeloni C, Businaro R, Vauzour D. (2020). The role of diet in preventing and reducing cognitive decline. Curr Opin Psychiatry, 33(4):432-438. doi: 10.1097/YCO.0000000000000605.
3) Mazza E, Fava A, Ferro Y. (2018). Effect of the replacement of dietary vegetable oils with a low dose of extravirgin olive oil in the mediterranean diet on cognitive functions in the elderly. J Transl Med., 16(1):10. doi:10.1186/s12967-018-1386-x
4) Dauncey MJ. (2014). Nutrition, the brain and cognitive decline: insights from epigenetics. Eur J Clin Nutr., 68(11):1179-85. doi: 10.1038/ejcn.2014.173.
5) Lange KW. (2020). Omega-3 fatty acids and mental health. Global Health J., 4(1):18–30. doi:10.1016/j.glohj.2020.01.004.
6) Madireddy, S.; Madireddy, S. Most Effective Combination of Nutraceuticals for Improved Memory and Cognitive Performance in the House Cricket, Acheta domesticus. Nutrients 2021, 13:362. doi: 10.3390/nu13020362.
7) Witte AV, Kerti L, Hermannstädter HM, Fiebach JB, Schreiber SJ, Schuchardt JP, Hahn A, Flöel A. (2014). Long-chain omega-3 fatty acids improve brain function and structure in older adults. Cereb Cortex., 24(11):3059-68. doi: 10.1093/cercor/bht163.
8) Sambra, V., Echeverria, F., Valenzuela, A., Chouinard-Watkins, R., & Valenzuela, R. (2021). Docosahexaenoic and Arachidonic Acids as Neuroprotective Nutrients throughout the Life Cycle. Nutrients, 13(3):986. doi: 10.3390/nu13030986
9) DiNicolantonio JJ, O'Keefe JH.(2020). The Importance of Marine Omega-3s for Brain Development and the Prevention and Treatment of Behavior, Mood, and Other Brain Disorders. Nutrients, 12(8):2333. doi: 10.3390/nu12082333.
10) Çelebi, Ş. , Kaya, H. & Kaya, A. (2017). Omega-3 Yağ Asitlerinin İnsan Sağlığı Üzerine Etkileri. Alinteri Journal of Agriculture Science , 32(2):105-112 . doi: 10.28955/alinterizbd.319437
11) Socha, E., Koba, M., Kośliński, P. (2019). Amino acid profiling as a method of discovering biomarkers for diagnosis of neurodegenerative diseases. Amino Acids, 51:367–371. doi: 10.1007/s00726-019-02705-6
12) Key MN, Zwilling CE, Talukdar T, Barbey AK. (2019). Essential Amino Acids, Vitamins, and Minerals Moderate the Relationship between the Right Frontal Pole and Measures of Memory. Mol Nutr Food Res., 63(15):e1801048. doi: 10.1002/mnfr.201801048.
13) Polis B, Samson AO. (2020). Role of the metabolism of branched-chain amino acids in the development of Alzheimer’s disease and other metabolic disorders. Neural Regen Res 15(8):1460-1470. doi:10.4103/1673-5374.274328.
14) Brestenský, Matej; Nitrayová, Sona; Patrás, Peter; Heger, Jaroslav; Nitray, Jozef. (2015). Branched Chaın Amıno Acıds And Theır Importance In Nutrıtıon. The Journal of Microbiology, Biotechnology and Food Sciences, 5(2):197-202. doi:10.15414/jmbfs.2015.5.2.197-202
15) Kennedy D. O. (2016). B Vitamins and the Brain: Mechanisms, Dose and Efficacy--A Review. Nutrients, 8(2):68. doi:10.3390/nu8020068
16) Li S, Guo Y, Men J, Fu H, Xu T. (2021). The preventive efficacy of vitamin B supplements on the cognitive decline of elderly adults: a systematic review and meta-analysis. BMC Geriatr, 21(1):367. doi: 10.1186/s12877-021-02253-3.
17) Behrens, A., Graessel, E., Pendergrass, A. (2020). Vitamin B—Can it prevent cognitive decline? A systematic review and meta-analysis. Syst Rev 9:111. doi:10.1186/s13643-020-01378-7
18) Smith AD. (2016). Hippocampus as a mediator of the role of vitamin B-12 in memory. Am J Clin Nutr., 103(4):959-60. doi: 10.3945/ajcn.116.13226
19) Türkiye Beslenme Rehberi(TÜBER), 2015. T.C. Sağlık Bakanlığı Yayın No: 1031, Ankara.
20) Alzahrani, Y. A., Alomary, M. A., Alzahrani, A. A., Eskandarani, M. M., Aljabry, I. S. and Alzahrani, Y. M. (2020) “The Association of Vitamin D with Brain Cognitive Functions: A Literature Review”, Journal of Pharmaceutical Research International, 32(35): 97-113. doi: 10.9734/jpri/2020/v32i3530982.
21) Lee, D. H., Chon, J., Kim, Y., Seo, Y. K., Park, E. J., Won, C. W., & Soh, Y. (2020). Association between vitamin D deficiency and cognitive function in the elderly Korean population: A Korean frailty and aging cohort study. Medicine, 99(8):e19293. doi: 10.1097/MD.0000000000019293
22) Sultan S, Taimuri U, Basnan SA, Ai-Orabi WK, Awadallah A, Almowald F, Hazazi A. (2020). Low Vitamin D and Its Association with Cognitive Impairment and Dementia. J Aging Res, 6097820. doi: 10.1155/2020/6097820.
23)Wacker M, Holick MF. (2013). Vitamin D — Effects on Skeletal and Extraskeletal Health and the Need for Supplementation. Nutrients, 5(1):111-148. doi: 10.3390/nu5010111
24) Ammar A, Trabelsi K, Boukhris O, Bouaziz B, Müller P, M Glenn J, Bott NT, Müller N, Chtourou H, Driss T, Hökelmann A. (2020). Effects of Polyphenol-Rich Interventions on Cognition and Brain Health in Healthy Young and Middle-Aged Adults: Systematic Review and Meta-Analysis. J Clin Med., 9(5):1598. doi: 10.3390/jcm9051598.
25) Fraga CG , Croft KD , Kennedy DO , Tomás-Barberán FA. (2019). The effects of polyphenols and other bioactives on human health. Food Funct., 10(2):514-528. doi: 10.1039/c8fo01997e.
26) Potì, F., Santi, D., Spaggiari, G., Zimetti, F., & Zanotti, I. (2019). Polyphenol Health Effects on Cardiovascular and Neurodegenerative Disorders: A Review and Meta-Analysis. International journal of molecular sciences, 20(2):351. doi:10.3390/ijms20020351
27) Qi, Z.; Liu, K.J. (2019).The interaction of zinc and the blood-brain barrier under physiological and ischemic conditions. Toxicol. Appl. Pharmacol., 364: 114–119.
28) Kieliszek M. (2019). Selenium⁻Fascinating Microelement, Properties and Sources in Food. Molecules (Basel, Switzerland), 24(7):1298. doi:10.3390/molecules24071298
29) Solovyev ND. (2015). Importance of selenium and selenoprotein for brain function: From antioxidant protection to neuronal signalling. J Inorg Biochem. 153:1-12. doi: 10.1016/j.jinorgbio.2015.09.003.