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Gehirn, Kinder und Ernährung
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Bild: Jacek Chabraszewski, fotolia.com |
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Nach
den Erkenntnissen der Neurowissenschaften sind alle mentalen Vorgänge wie Denken
und Fühlen unmittelbar mit der Aktivität von Nervenzellen verbunden. Zur
Erfüllung seiner Aufgaben ist das Gehirn auf eine ausreichende Versorgung mit
allen erforderlichen Nährstoffen angewiesen. Von einer „hirngesunden“ Ernährung
ist deshalb zu fordern, dass sie den Nährstoffbedarf des Gehirns in vollem
Umfang deckt und keine Bestandteile enthält, die sich nachteilig auf die
Hirnfunktion auswirken. Die Erforschung der Zusammenhänge zwischen Ernährung und
geistiger Gesundheit steckt noch in den Kinderschuhen; methodisch sind diese
auch recht schwierig nachzuweisen.
In den letzten Jahren sind jedoch vermehrt Fachbeiträge erschienen, die sich mit
der Frage beschäftigen, welchen Einfluss die Ernährung auf die
Hirnleistungsfähigkeit und die psychische Befindlichkeit hat. Im Januar 2006
wurden in Großbritannien von der Verbraucherorganisation Sustain und von der
Mental Health Foundation umfangreiche Berichte über den Zusammenhang von
Lebensmittelqualität, Ernährungsgewohnheiten und Hirnfunktionen veröffentlicht.
Dazu wurde auch die vorhandene wissenschaftliche Fachliteratur ausgewertet.
Einige wesentliche Aussagen dieser Berichte sind: In den letzten 50 Jahren
nehmen die Menschen immer weniger frische Lebensmittel und immer mehr gesättigte
Fette und Zucker zu sich. Diese Ernährungsweise führt zu Depressionen und
Problemen mit dem Gedächtnis. Der starke Anstieg der industrialisierten
Landwirtschaft hat den Einsatz von Pestiziden nach sich gezogen, und die daraus
resultierende Veränderung des Futters beeinflusst nun in der Folge auch das
Körperfett der Tiere.
Die psychische Befindlichkeit der Heranwachsenden hat sich in den letzten 25
Jahren deutlich verschlechtert; z.B. ist eine Zunahme von Depressionen bei
Jugendlichen zu beobachten. Eine Supplementierung von Spurenelementen und
Vitaminen sowie von essentiellen Fettsäuren führte bei Schulkindern zu besserem
Sozialverhalten und teilweise auch zu einer Steigerung des IQs. Der Verzehr von
Cholesterin und von gesättigten Fettsäuren ist mit Störungen der
Hirnleistungsfähigkeit assoziiert. Emotionale Stresszustände besserten sich
durch den Verzicht auf Zucker.
2007 wurden die ersten Ergebnisse aus dem Kinder- und Jugendgesundheitssurvey (KIGGS)
des Robert Koch-Instituts publiziert:
11,5 Prozent der Mädchen und 17,8 Prozent derJungen waren verhaltensauffällig
bzw. grenzwertig auffällig.
Lebensmittelfarbstoffe stehen schon seit einiger Zeit im Verdacht, eine Rolle
bei der Entstehung des Hyperaktivitätssyndroms ADHS zu spielen. Ein Forscherteam
der Universität Southampton untersuchte 153 Dreijährige und 144 achtjährige
Schulkinder ohne bekannte Lebensmittelallergien oder Verhaltensauffäligkeiten
aus der Durchschnittsbevölkerung Großbritanniens. Die Kinder erhielten in der
Studie zwei verschiedene Mixturen von Lebensmittelfarbstoffen. Als Kontrolle
wurde ein Fruchtsaft verwendet. Kinder, die Mixturen aus Konservierungs- und
Farbstoffen zu trinken bekamen, neigten signifikant mehr zu Hyperaktivität als
die Kontrollgruppe. Damit scheint bewiesen zu sein, dass künstliche
Lebensmittelzusätze das Verhalten von Kindern nachteilig beeinflussen können,
was aber nicht heißt, dass das Weglassen von Zusatzstoffen sämtliche
Hyperaktivitätssymptome beseitigen könnte.
Eine „hirngesunde“ Ernährung ist auch für die Intelligenz von großer Bedeutung.
Nach Aussagen von Siegfried Lehrl, Medizinpsychologe und Vorsitzender der
Gesellschaft für Gehirntraining, wird der Einfluss der Ernährung auf die
Intelligenzleistungen häufig unterschätzt. Die Deutschen würden zu fett, zu süß
und zu viel Fastfood essen. Ein Großteil der Bevölkerung würde heute viel
schlechter essen als früher. Bis in die neunziger Jahre des vorigen Jahrhunderts
war ein stetiger Anstieg des Intelligenzquotienten zu verzeichnen; seither kann
man in einigen westlichen Staaten einen Rückgang des IQs beobachten.
Im Rahmen der kanadischen Children´s Lifestyle and School Performance Study
wurden die Ernährungsgewohnheiten von 5.000 Schülern untersucht. Es zeigte sich,
dass die Schüler mit dem höchsten Verzehr von Obst und Gemüse und der
niedrigsten Fettaufnahme bei Lese- und Rechtschreibetests am besten abschnitten.
Für die Hirnleistungsfähigkeit und für die psychische Befindlichkeit von Kindern
und Jugendlichen spielt eine gute Versorgung mit Mikronährstoffen eine große
Rolle, da verschiedene Mikronährstoffe an der Bildung der Nervenbotenstoffe und
der Gehirnstrukturen beteiligt sind. Es ist keineswegs gesichert, dass Kinder
und Jugendliche ausreichend Vitamine, Spurenelemente und Aminosäuren zu sich
nehmen, da insbesondere in diesem Alter häufig unausgewogene, ja sogar ungesunde
Nahrungsmittel bevorzugt werden. Es gibt eine erhebliche Anzahl von Studien, die
eindrucksvoll belegen, dass ein Mikronährstoffmangel die Lernfähigkeit
vermindert oder dass die zusätzliche Einnahme von Vitalstoffen bestimmte Aspekte
der Hirnleistung verbessern kann. Im Folgenden werden dazu verschiedene
Erkenntnisse vorgestellt:
Zink
Im Jahr 2005 konnten amerikanische Wissenschaftler nachweisen, dass eine
Erhöhung der Zinkzufuhr in der Nahrung die Konzentrationsfähigkeit, die
Reaktionszeit und die Gedächtnisleistung bei Heranwachsenden deutlich
verbesserte. Mehr als 200 Zwölf- und Dreizehnjährige erhielten täglich ein Glas
Saft, das entweder mit 10 mg oder mit 20 mg Zink oder ohne Zink angereichert
war. Zu Beginn und am Ende der Studie nach 10 Wochen führten die Jugendlichen
verschiedene Aufgaben durch, mit denen die Wissenschaftler ihre Aufmerksamkeit,
ihre Reaktionsfähigkeit, ihr Gedächtnis, ihr logisches Denkvermögen und ihre
Hand- und Augenkoordination testeten. Bei den Jugendlichen, die 20 mg Zink
täglich erhalten hatten, war nach Ende der Studie eine deutliche Verbesserung
der geistigen Leistungsfähigkeit erkennbar. Die Verbesserung zeigte sich dabei
unabhängig davon, ob diese Jugendlichen vorher unter Zinkmangel gelitten hatten
oder nicht.
Nach wie vor gilt als ungeklärt, wie Zink die Hirnleistungsfähigkeit und
Stimmung beeinflussen kann. Es ist nachgewiesen, dass Zink sowohl für die
Funktionsfähigkeit der Glycinrezeptoren wie auch der NMDA-Rezeptoren eine
wichtige Rolle spielt.
Eisen
Eisen ist ein essentielles Spurenelement und wird für zahlreiche
Stoffwechselfunktionen benötigt, z.B. der Sauerstofftransport, die zelluläre
Energiegewinnung, die Carnitin- und Neurotransmittersynthese, die NO-Produktion
und vieles mehr. Ein Eisenmangel beeinträchtigt die geistige Entwicklung von
Heranwachsenden. 185 Kinder und Jugendliche aus einem städtischen Gebiet in
Costa Rica wurden erstmals mit 17 Monaten und dann mehrmals bis zum neunzehnten
Lebensjahr auf Eisenwerte und geistige Fähigkeiten hin untersucht. Dabei
schnitten Kinder mit niedrigeren Eisenwerten bei Intelligents-, Lern- und
Gedächtnistests schlechter ab als Gleichaltrige mit normalen Eisenwerten. In
einer anderen Untersuchung konnte nachgewiesen werden, dass bei jungen Frauen
bereits mit einem leichten Eisenmangel ohne Anämie eine Beeinträchtigung der
kognitiven Fähigkeiten auftreten kann. Durch die Einnahme von Eisen als
Nahrungsergänzungsmittel konnten die Frauen die Aufgaben hinsichtlich
Gedächtnis, Aufmerksamkeit und Lernen nicht nur besser, sondern auch schneller
lösen. Bei Kindern und Jugendlichen mit ADHS wurden mehrfach niedrige
Ferritinkonzentrationen nachgewiesen, die auch mit dem Schweregrad der
ADS-Symptomatik korrelierten. Bei ADHS liegt bekanntlich eine Störung des
dopaminergen Systems vor – Eisen wird für die Dopaminsynthese benötigt.
Ferritin ist ein Eisenspeicherprotein, das die Eisenversorgung des Organismus am
besten widerspiegelt.
Magnesium
Magnesium ist ein wichtiger „Antistress“-Mikronährstoff, dem eine
psychovegetativ stabilisierende Wirkung zu Eigen ist. In einer polnischen Studie
konnte durch eine Magnesiumtherapie eine deutliche Verminderung von
Hyperaktivitätssymptomen erreicht werden.
Tryptophan
Tryptophan ist die Ausgangssubstanz für die Bildung von Serotonin, einem
Nervenbotenstoff, der wesentlich an der Regulierung von Stimmung und
Sozialverhalten beteiligt ist. Die Serotoninsynthese im ZNS ist unmittelbar von
der Tryptophan-Verfügbarkeit im ZNS abhängig. Ein Serotoninmangel im Gehirn kann
experimentell relativ leicht erzeugt werden – nämlich durch den
Tryptophan-Depletionstest, bei dem ein tryptophanfreies Aminosäurengetränk
verabreicht wird. Es ist ein beliebter Test zur Untersuchung der Auswirkungen
eines Serotonindefizits auf Stimmung, Sozialverhalten etc. Verschiedenen Studien
ergaben, dass ein Serotoninmangel meist mit einer Stimmungsverschlechterung und
nachteiligen Veränderungen des Sozialverhaltens, z.B. höherer Impulsivität und
Aggressivität, assoziiert ist. Es gibt auch Untersuchungen von Erwachsenen, in
denen gezeigt wird, dass eine Tryptophansupplementierung im täglichen Leben mit
einer Verminderung streitsüchtigen Verhaltens und einer Zunahme sozial
wünschenswerter Verhaltensweisen verbunden ist. Zunehmend mehren sich die
Hinweise, dass das serotoninerge System auch an der Entstehung der
ADHS-Symptomatik beteiligt ist. In einer vor kurzem publizierten Studie der
Universität Frankfurt konnte nachgewiesen werden, dass bei ADHS-Patienten mit
einer Tryptophandepletion vermehrt aggressives Verhalten auftritt.
Weitere Aminosäuren
Außer Tryptophan haben auch noch verschiedene weitere Aminosäuren einen
wichtigen Bezug zum Hirnstoffwechsel und können gegebenenfalls bei Lernstörungen
oder bei psychischen Befindlichkeitsstörungen bei Kindern und Jugendlichen
angewendet werden.
Glycin ist eine Aminosäure mit sehr vielfältigen Eigenschaften: Es wirkt als
inhibitorischer Neurotransmitter an Glycinrezeptoren in Hirnstamm und Rückenmark
und ist wesentlich an der Regulierung der Motorik beteiligt. Glycin ist aber
auch ein Coagonist an den NMDA-Rezeptoren, die ja bekanntlich für das Lernen und
für die Gedächtnisbildung eine besondere Rolle spielen. 1999 wurde eine Studie
publiziert, in der gezeigt wurde, dass Glycin in einer besonderen
Darreichungsform in allen Altersgruppen zu einer deutlichen Verbesserung der
Gedächtnisleistungen führte.
Auch Glutamin kann bei Lernstörungen hilfreich sein. In verschiedenen älteren
Studien konnte durch eine Glutaminsupplementierung eine Zunahme des IQs bei
lernbehinderten Kindern erzielt werden, oder es wurden ADS-Symptome gebessert.
Glutamin ist Ausgangssubstanz für die Bildung von GABA, dem wichtigsten
beruhigenden Neurotransmitter.
Tyrosin ist Ausgangssubstanz für die Bildung der Katecholamine und
Schilddrüsenhormone. Verschiedene Studien mit jungen Männern kamen zu dem
Ergebnis, dass eine Tyrosinsupplementierung in Stresssituationen die
Hirnleistungsfähigkeit, insbesondere die Gedächtnisleistungen, stabilisieren
kann. Tyrosin ist auch bei der ADS-Symptomatik sowie bei Depressionen
erfolgreich eingesetzt worden. Bekanntlich sind Störungen des dopaminergen und
noradrinergen Systems bei ADHS und Depressionen nachweisbar.
Lysin ist eine essentielle Aminosäure, die für die Bildung der Collagene, des
Elastins und des Carnitins benötigt wird. Lysin hat auch einen Einfluss auf die
psychische Befindlichkeit. Es ist schon länger bekannt, dass Lysin als
partieller Antagonist an 5-HT4-Rezeptoren wirkt, die im Verdauungstrakt und im
limbischen System sitzen und für stressbedingte körperliche Reaktionen und
Verhaltensweisen mitverantwortlich sind. Eine unzureichende Lysinversorgung kann
zu einer verminderten Stresstoleranz und zu einer erhöhten Aktivität des
sympathischen Nervensystems führen, die sich durch eine Lysinsupplementierung
bessern lässt.
Serin ist die Ausgangssubstanz für die Bildung von Cholin, Acetylcholin und
Phosphatidylserin. Es spielt auch eine wichtige Rolle im Homocysteinstoffwechsel.
Für die Remethylierung des Homocysteins zu Methionin ist Serin erforderlich. Ein
Serinmangel kann deshalb zu einer Beeinträchtigung des
Neurotransmitterstoffwechsels führen.
Taurin ist ein Aminosäurenderivat mit zahlreichen Funktionen. Im ZNS wirkt
Taurin sowohl als Neurotransmitter als auch als Neuromodulator mit ähnlichen
erregungsdämpfenden Eigenschaften wie GABA und Glycin. Bei einer
Übererregbarkeit des Nervensystems kann deshalb auch eine Taurinsupplementierung
sinnvoll sein.
Vitamin B1
Vitamin B1 ist das wichtigste Vitamin für den Kohlenhydratabbau. Die Neuronen
sind in besonderer Weise von Vitamin B1 abhängig, da sie keine Fettsäuren
verbrennen können. Über seine wichtige Funktion im Energiestoffwechsel hinaus
hat Vitamin B1 auch noch andere Wirkungen im Nervensystem, z B. eine Beteiligung
an der Synthese von Acetylcholin sowie an der Funktion der Nervenreizleitung.
Bei Kindern und Jugendlichen unter 15 Jahren erreicht die Vitamin-B1-Versorgung
nicht die D-A-Ch-Referenzwerte. Auch bei normalen Konzentrationen im Blut kann
eine Supplementierung von Vitamin B1 zu einer Verbesserung von
Hirnleistungsfähigkeit und psychischer Befindlichkeit beitragen. Dies wurde in
einer Studie an 120 jüngeren Frauen nachgewiesen.
Vitamine B6, B12, Folsäure
Von zentraler Bedeutung für die Bildung von Neurotransmittern sind
Methylierungsreaktionen. Eine Schlüsselverbindung für die Übertragung von
Methylgruppen ist das S-Adenosylmethionin(SAM). Beispiele für SAM-abhängige
Reaktionen sind die Bildung von Cholin aus Ethanolamin, von Adrenalin aus
Noradrenalin oder von Lecithin aus Phosphatidylethanolamin. Bei Reaktionen unter
Beteiligung von SAM entsteht als Zwischenprodukt immer Homocystein, für dessen
Abbau bekanntlich Folsäure, Vitamin B12 und Vitamin B6 erforderlich sind.
Forscher der schwedischen Örebro-Universität konnten nachweisen, dass bei
Schulkindern höhere Homocystein-Werte eng mit schlechteren Schulnoten in
Verbindung standen. Eine unzureichende Versorgung mit Vitamin B12 kann bei
Jugendlichen zu einer Einschränkung der kognitiven Fähigkeiten führen, auch wenn
noch keine hämatologischen Veränderungen nachweisbar sind. Dies sind die
Ergebnisse einer niederländischen Studie, die im Jahr 2000 publiziert wurde.
Die Folsäureversorgung erwies sich in allen Altersgruppen, besonders aber bei
Kindern und Jugendlichen, als zu niedrig.
Vitamin D
Vitamin D gehört nicht zu jenen Mikronährstoffen, die man unmittelbar mit
Schulleistungen, Lernen und Konzentrationsfähigkeit in Zusammenhang bringt. Aber
der Vitamin-D-Mangel ist inzwischen ein weltweites Problem. Auch ein Großteil
der deutschen Bevölkerung erreicht die Referenzwerte für die Vitamin-D-Aufnahme
nicht. Im Kinder- und Jugend-Gesundheits-Survey (KIGGS) des
Robert-Koch-Instituts zeigte sich, dass Kinder afrikanischen, asiatischen oder
türkischen Ursprungs signifikant niedrigere Vitamin-D-Spiegel aufwiesen als
Kinder ohne Migrationshintergrund. In einer Studie der Kinderklinik in
Philadelphia wurden bei 55 Prozent gesunder Kinder und Jugendlichen zu niedrige
Vitamin-D-Spiegel gemessen. Auch im ZNS gibt es Vitamin-D-Rezeptoren, und es
mehren sich die Hinweise, dass Vitamin D auch für die Regulierung der Stimmung
eine Bedeutung hat. Bei Kindern und Jugendlichen sollte unbedingt auf eine gute
Vitamin-D-Versorgung geachtet werden, da Vitamin D über seine Bedeutung als
Knochenvitamin hinaus sehr vielfältige regulatorische Funktionen im Stoffwechsel
hat.
Zur Verbesserung der Hirnleistungsfähigkeit sind natürlich noch verschiedene
weitere Mikronährstoffe von Bedeutung, wie z.B. die Omega-3-Fettsäuren, Cholin,
eventuell Biotin, Chrom und die Vitamine C und E.
Vor einer Einnahme von Mikronährstoffen sollte eine entsprechende Laboranalyse
durchgeführt werden, bei der bestehende Mängel objektiviert werden können und
die daher die Grundlage für eine gezielte, individuelle Nahrungsergänzung
bildet.
Autor:
Dr. med. Hans-Günter Kugler
Diagnostisches Centrum für Mineralanalytik und Spektroskopie DCMS GmbH
Löwensteinstr. 9
97828 Marktheidenfeld
diagnostisches-centrum@t-online.de
www.diagnostisches-centrum.de
Referenz:
-
Kathi J Kemper et al: CAM Therapies to promote
healthy moods ; Pediar Clin North AM 2007 December; 54(6): 901-x
-
Focus Online, 03.04.07: Workout fürs Gehirn
-
Courtney Van de Weyer: Changing Diets, Changing
Minds: how fold affects mental well being and behaviour; Sustain 2005
-
Maureen M. Black:Micronutrient deficiencies and
cognitive functioning; Department of Pediatrics, University of Maryland School
of Medicine, Baltimore; MD 21201
-
Louwmann MW et al: Signs of impaired cognitive
function in adolescents with marginal cobalamin status; AM J Clin Nutr. 2000
Sep; 72(3): 762-9
-
Zepf FD et al: Diminished serotonergic functioning
in hostile children with ADHS: tryptophan depletion increases behavioural
inhibition; Pharmacopsychiatry 2008 Mar; 41(2): 60-5
-
Weitere Literatur beim Verfasser.; © DCMS GmbH, August 2008
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