«Не забудьте съесть шоколадку перед экзаменом», – наставляли нас в школе. Сахар в массовом сознании неизменно связан со стимулированием мозговой активности, но действительно ли он делает нас умнее? Или от сахара можно и поглупеть?
Термином «сахар» в обиходе пользуются для обозначения целого класса молекул. Фруктоза, сахароза, мальтоза, лактоза, глюкоза, крахмал, декстроза – все это виды сахара. Главный потребитель сахара в нашем организме – мозг. Глюкоза для него – основной источник энергии, и мозг потребляет ее, как автомобиль топливо. Если говорить упрощенно, то все углеводы, попав в наш организм, мозгом превращаются в глюкозу. Если говорить сложно, то глюкоза перерабатывается в пируват, а тот – в ацетил SKoA, который отправляется в еще более сложную реакцию с выделением энергии.
Когда сахар поступает в наш организм, в первую очередь на него реагируют вкусовые рецепторы языка. Они посылают сигнал в кору головного мозга, где разные отделы отвечают за разные вкусы: горький, соленый, острый, сладкий. Тест на вкус активирует подкрепляющую систему мозга, так называемый центр удовольствия. Он возбужден. Общение, секс или игра могут оказать на него тот же эффект, но самый простой искусственный способ «обрадовать» эту часть мозга – съесть немного сахара. Именно подкрепляющая система отвечает за выработку дофамина.
Дофамин – что же в этом слове? Это нейромедиатор или нейротрансмиттер, так называются биологически активные химические вещества, передающие импульсы. В команде нашего мозга, кроме дофамина, таких несколько: серотонин, например, или таурин – тоже нейромедиаторы. Все они питаются глюкозой. Когда ее недостаточно, нейротрансмиттеры не вырабатываются, и связь между нейронами нарушается. Нейромедиаторы контролируют разные направления. Дофамин отвечает за двигательную активность, мышление, эмоции, эндокринные функции. Рецепторы дофамина неравномерно распределены по переднему отделу головного мозга. Алкоголь, никотин или героин очень сильно воздействуют на дофамин. И сахар тоже, хоть и не так радикально, как его наркотические «коллеги». Выработка дофамина важна для организма – если он вдруг станет выделяться в меньших количествах, мы потеряем мотивацию, будем чувствовать себя усталыми и грустить. Больше того, многие болезни, в том числе депрессия и биполярное расстройство, провоцируются дефицитом серотонина и дофамина. Но это не значит, что отсутствие пары шоколадок в день сделает кого-нибудь потенциальным клиентом психотерапевта. Весь необходимый запас глюкозы наш мозг получает из привычной ежедневной пищи. Дофамин привередлив именно поэтому. Наверняка вы замечали, что однотипная пища быстро вызывает раздражение. Это проделки дофамина – он уделяет особое внимание новым или необычным вкусам, а старые ему быстро приедаются, и уровень дофамина медленно снижается. Таким образом мозг пытается выровнять наше питание: через разнообразную пищу мы получим больше витаминов для организма.
Глюкоза либо расходуется для получения энергии, либо превращается в вещество гликоген и запасается. Этот запас нужен на случай, если человек сделает слишком большой промежуток между приемами пищи. Запасы гликогена не так уж велики, хватает их примерно на сутки. Для того чтобы переизбытка глюкозы не возникало, нужен гематоэнцефалический барьер. Вообще-то он защищает нервную систему от чужеродных агентов, но у него есть специальные «сахарные ворота». Они «открываются», когда глюкоза нужна, и «закрываются», если ее достаточно. Так что, если мозг «сыт» сахаром, лишняя шоколадка не поможет ему работать быстрее – ворота окажутся закрытыми. Но эволюционную модель не так просто изменить. Наш мозг так «радуется» глюкозе, потому что она дает ему необходимую энергию. Во времена пещерных людей добыть ее было непросто, и мозг по-прежнему воспринимает глюкозу как товар дефицитный, никак не привыкнув к ее присутствию на полке каждого супермаркета.
Шоколад-вредительБез сахара нельзя, но вред, который он может нанести организму, не ограничивается парой лишних килограммов. Сахар действует на наш мозг как наркотик, и это не страшилки с диетических сайтов. Ученые из Орхусского университета в Дании в 2019 году провели эксперимент и доказали, что сахар вызывает привыкание (статья об этом опубликована в Scientific Reports). Правда, в качестве подопытных выбрали свиней, а не людей. Дело в том, что люди, сложные и противоречивые существа, не могли обеспечить чистоту эксперимента, поскольку в их мозге уровень дофамина колеблется под воздействием слишком большого числа факторов: гормон радости вырабатывается после встречи с кем-то, увлекательной игры на телефоне и т. д. Выбор в пользу свиней снижал отклонения в результатах. Их мозг сложнее, например, крысиного, а размером идеально подходит для визуализации мозговой активности. В течение 12 дней свиньям давали по два литра сахарной воды в день, а параллельно фиксировали с помощью МРТ, что происходит в их мозгах. Команда ученых обнаружила серьезные изменения в дофаминовой и опиоидной системах, причем вторая, отвечающая за химию благополучия и удовольствия, активировалась уже после первого приема сладкого напитка! Эксперимент подтвердил, что сахар влияет на систему вознаграждения таким же образом, как и наркотические средства: высвобождаются нейротрансмиттеры – дофамин и опиоиды. Знакомо желание съесть шоколадку в моменты тяжелой грусти? Оно естественно, потому что мозг предлагает простой и быстрый способ получить почти мгновенную радость.
Крысы, с которыми работали в 2008 году американские ученые из Принстонского университета в рамках другого эксперимента, тоже демонстрировали при диете с высоким содержанием сахара все признаки наркомании, вплоть до ломки. Грызуны, кроме того, проявляли склонность к алкоголизму и впадали в зависимость от опиоидов, то есть, как и свиньи, оказывались заложниками гормона счастья. Некоторым крысам ученые давали попробовать и сахар, и наркотик, и при повторном выборе подопытные все равно склонялись в пользу сладкого.
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.
