NUTRITION, BRAIN, BEHAVIOR
Lailan Safina Nasution Sistem Neuropsikiatri PS Kedokteran FKK UMJ 2015
EFEK MAKANAN TERHADAP PERILAKU
Hubungan antara makanan dan perilaku??? Saat ini banyak beredar berbagai suplemen diet yang mengaku dapat: Meningkatkan stamina Meningkatkan kemampuan berpikir Memperbaiki sifat pelupa Menghilangkan stress dan depresi Menurunkan berat badan (dengan memodifikasi perilaku)
ASI vs Susu Formula
ATAU
Regulasi longgar karena dianggap
sebagai makanan, bukan obat.
Di AS, pengawasan suplemen diet
diregulasi oleh the Dietary Health and Education Act Produsen tidak diwajibkan untuk mencantumkan bukti keefektifan dan keamanan obat.
Walaupun banyak dari produk-produk tersebut
belum dapat dibuktikan secara ilmiah, tetapi beberapa dari mereka memang dapat meningkatkan fungsi mental.
Harus dapat dibuktikan secara ilmiah
Umumnya, efek makanan terhadap perilaku
kurang diketahui dengan pasti, mengapa? Beberapa jenis makanan yang berefek kuat terhadap otak sering dicap negatif sebagai “drugs” (opium, ganja) atau “racun” (tetradoxin, dari ikan fugu)
Syarat suatu makanan dapat mempengaruhi performa otak: Mudah untuk dicerna, diabsorpsi, ditransportasi, dapat
melewati sawar darah-otak (BBB) Berpengaruh terhadap: Pelepasan neurotransmitter tertentu Ambilan (uptake) dari reseptor spesifik di otak Ada yang bersifat agonis/ antagonis
Akibat: perubahan mood, ketajaman berfikir/kecerdasan
Bukan berhubungan dengan pertumbuhan dan perkembangan jaringan syaraf
Akhir-akhir ini, berbagai penelitian tentang efek makanan terhadap perilaku terutama difokuskan kepada 4 kelompok utama, yaitu (1) makronutrien: karbohidrat (glukosa), protein, lemak (2) mikronutrien: vitamin dan mineral (3) konstituen diet lain, contoh: kafein (4) Herbal dan suplemen diet:, contoh: - melatonin - Ginkgo biloba - St. John’s Wort - ephedrine - Valerian
Metabolisme Energi di otak, dan fungsi psikologis
Walaupun berat otak hanya 2% dari BB orang dewasa
tapi otak menggunakan 20% dari kebutuhan energi pada saat istirahat (Resting Metabolic Rate). Tidak seperti organ lain di dalam tubuh, pada kondisi normal, otak menggunakan glukosa secara eksklusif sebagai sumber energi. Kemampuan otak untuk mencadangkan energi sangat terbatas (± 10 menit) sehingga sangat memerlukan suplai energi (glukosa) yang terus – menerus melewati sawar darah – otak (BBB). Penggunaan glukosa oleh otak lebih tinggi pada anakanak daripada orang dewasa.
HIPOGLIKEMIA KGD < 55 mg/dL : fungsi otak mulai terganggu Respons autonomik Respons neuroglikopenik.
Gangguan fungsi otak : gangguan konsentrasi,
bingung, amnesia, pandangan kabur, lemah, lelah, perubahan perilaku.
Efek makanan terhadap peningkatan kognitif
Dipengaruhi oleh: • Kandungan / jenis bahan makan • Waktu • Jumlah
Bagaimana jenis bahan makanan berefek terhadap proses berfikir? 1. Berhubungan dengan KGD, dimana glukosa
merupakan sumber energi bagi otak. 2. Sintesis berbagai neurotransmitter (contoh: serotonin, asetilkolin, noradrenalin, dopamin) untuk keterampilan motorik dan proses berfikir.
Makanan tinggi karbohidrat: Makanan tinggi karbohidrat menyebabkan terjadinya sekresi
insulin . Insulin menyebabkan kebanyakan asam amino meninggalkan aliran darah dan masuk ke otot , sementara AA triptofan tetap berada di darah. Akibatnya: triptofan yang mengalir ke otak meningkat Peningkatan triptofan di otak menyebabkan peningkatan sintesis dan pelepasan serotonin
serotonin Populer sebagai hormon bahagia. Hampir 90% disintesis di sel enterochromaffin
usus (regulasi pergerakan usus). Sisanya disintesis di neuron serotonergik di SSP (regulasi mood, nafsu makan, tidur, fungsi kognitif: belajar dan daya ingat )
CRAVING FOR SUGAR
Suplemen peningkat daya ingat/ stamina tubuh Prinsip kerja:
meningkatkan ketersediaan glukosa di otak Mempengaruhi pelepasan hormon adrenalin Hati-hati pada penderita penyakit jantung
Makanan tinggi protein: Pada makanan tinggi protein, umumnya kadar AA
yang paling rendah adalah triptofan sehingga triptofan kalah berkompetisi dengan AA lain dalam melewati sawar darah – otak (BBB) Akibatnya kadar AA triptofan dijumpai lebih sedikit di otak dan kadar AA lain (tirosin, valine) meningkat di otak. Sintesis serotonin menurun Sintesis dopamin dan norepinefrin meningkat.
EFEK WAKTU MAKAN TERHADAP KEMAMPUAN BERFIKIR : Makanan yang sama yang dikonsumsi pada saat
pagi / siang / sore dapat menimbulkan efek yang berbeda terhadap kognitif (kemampuan berfikir).
SARAPAN Banyak penelitian membuktikan: hubungan
antara sarapan dan kemampuan berfikir yang lebih baik pada setiap tahapan usia. Sarapan sangat penting setelah tidak makan dalam waktu lama ketika tidur malam hari. Melewatkan sarapan dapat menurunkan ketersediaan zat gizi di otak dan menurunkan kemampuan berfikir.
Berbagai penelitian dampak sarapan pada anak-anak membuktikan: Sarapan meningkatkan kemampuan menyelesaikan masalah, kemampuan konsentrasi dan daya ingat, kelancaran verbal, daya ingat, aritmatika, dan kemampuan persepsi dibandingkan anak – anak yang tidak sarapan.
Berbagai penelitian dampak sarapan pada anak-anak: 1. Israel: anak – anak yang diberi sarapan di sekolah (30
g cornflakes manis + 200 ml susu : performa daya ingat dan kemampuan belajar yang lebih baik dibanding yang tidak sarapan atau yang sarapan di rumah 2. Spanyol: anak – anak yang secara reguler mengkonsumsi sarapan yang cukup (20% dari total kalori harian) mendapat nilai yang lebih tinggi dibanding anak – anak yang sarapan lebih sedikit.
3. Jamaika: konsumsi sarapan standar yang diberikan
pemerintah berdampak terhadap kehadiran di sekolah dan performa aritmatika pada anak – anak bergizi kurang. 4. Sarapan meningkatkan kemampuan menyelesaikan
masalah, kemampuan konsentrasi dan daya ingat, kelancaran verbal, daya ingat, aritmatika, dan kemampuan persepsi dibandingkan anak – anak yang tidak sarapan.
Indonesia: 5. Hardinsyah (2012): 44.6% anak usia sekolah sarapan dengan kualitas gizi rendah, memenuhi <15% AKG (sarapan sehat memenuhi 15-30% AKG). - Makanan terfavorit: Nasi putih, telur ceplok/dadar, tempe/tahu goreng, sayur berkuah/tumis, ikan goreng, mi instan, nasi goreng - Minuman terfavorit: Air putih, teh manis, susu kental manis, susu instan.
Dampak sarapan pada orang dewasa Tuttle et al. (1952) membandingkan efek sarapan
yang berat (800 kkal), ringan (400 kkal) atau tidak sarapan terhadap kecepatan beraksi. Hasilnya: kelompok yang tidak sarapan memberikan respon bereaksi yang lebih lama dibanding 2 kelompok lainnya.
Dampak sarapan pada lansia Lansia usia 60 – 79 tahun yang sarapan sereal
setiap hari mempunyai performa lebih baik pada tes membaca dibanding yang tidak sarapan sereal setiap hari ataupun yang sarapan tidak teratur.
MAKAN SIANG Dihubungkan dengan penurunan performa
mental, menurunkan mood, rasa bosan, letargi, lamban, ngantuk, tak bertenaga (postlunch dip) Porsi makanan ? → Porsi besar cenderung menurunkan performa yang
lebih besar dibandingkan porsi kecil
DHA dan EPA DHA = Docosahexanoic Acid EPA =Eicosapentanoic Acid
DHA dan EPA merupakan asam lemak esensial
yang sangat penting bagi kesehatan manusia. Otak mengandung kadar lipid sangat tinggi, dimana proporsi terbesar dari gray matter cerebrum terdiri dari PUFA rantai panjang (t.u DHA). DHA (22:6 ω-3) EPA (20:5 ω-3)
Sumber: Di alam berasal disintesis oleh phytoplankton
dalam ekosistem laut, shg sumber DHA dan EPA : ikan laut, minyak ikan, ganggang laut, kerang, dan mamalia laut
Hampir ½ dari DHA otak dan retina orang dewasa
dicadangkan sejak masa janin. Kandungan DHA dan asam arakidonat di cerebrum dan cerebellum meningkat 3-5 kali pada trimester akhir kehamilan dan 3 bulan pertama bayi lahir → SANGAT PENTING ! Bayi prematur → perlu DHA (sumber terbaik: ASI).
Vitamin dan mineral
Penelitian pada anak-anak malnutrisi di berbagai negara menunjukkan: Pemberian suplementasi vitamin dan mineral → meningkatkan kemampuan belajar di sekolah, suasana hati (mood) dan kesehatan mentalnya.
Vitamin Berperan penting pada: metabolisme energi sel neuron dan glia Sebagai koenzim dalam sintesis neurotransmitter Modulasi ikatan antara reseptor-neurotransmitter (terutama vit B6) Berpengaruh terhadap integritas struktural neuron dan kecepatan konduksi (terutama kobalamin, tiamin, folat) Kondisi mental dan mood
Vitamin dan sintesis neurotransmitter VIITAMIN
FUNGSI
NEUROTRANSMITTER
Nicotinamide
Enzyme cofactor
serotonin
Piridoksin
Enzyme cofactor
Noradrenalin, dopamin, serotonin, histamin, GABA
Asam folat/B12
Enzyme cofactor
Noradrenalin, dopamin
Ascorbic acid
Enzyme cofactor
Noradrenalin, dopamin
Thiamin
Enzyme cofactor
Asetilkolin
Vitamin e Asupan makanan dengan kandungan vitamin E
yang tinggi mengakibatkan peninggian kadar vitamin E di berbagai area otak penurunan stress oksidatif di jaringan otak
Zat Besi (Fe) Berperan penting pada fungsi syaraf normal: Metabolisme oksidatif Kofaktor pada sintesis neurotransmitter Kofaktor pada sintesis myelin
Defisiensi Fe
→ kadar Fe di otak menurun. Jika terjadi pada bayi dan anak: berpengaruh terhadap fungsi kognitif dan perubahan perilaku
Kelebihan Fe
→ akumulasi Fe di otak
→ kerusakan oksidatif → penyebab penyakit neurodegeneratif: Alzheimer
Parkinson Friedreich’s ataxia
ZINC Merupakan mineral kedua terbanyak dalam otak
manusia (1. Fe, 3. Co). Selama masa pertumbuhan, terjadi peningkatan yang bertahap pada kandungan Zc di otak, ± 5 μg/g pada tahun I kehidupan 10 μg/g saat dewasa
Fungsi: Unsur/bagian dari berbagai metalloprotein, yang
berperan dalam struktural, regulasi, antioksidan. Terlibat dalam aktivitas > 300 enzim. Ketiadaan Zc menyebabkan enzim inaktif. Transkripsi gen
Defisiensi Zc: Tahapan embrionik → malformasi otak
(cth: spina bifida) Tahapan menyusu ukuran otak lebih kecil daripada normal. Gangguan belajar, memori, perilaku.
Iodium (I) Berperan penting dalam pertumbuhan dan
perkembangan normal. Defisiensi I : gangguan pertumbuhan dan perkembangan, retardasi mental
KAFEIN
Antagonis reseptor adenosin
pelepasan
neurotransmitter. Akibatnya: peningkatan kewaspadaan terutama ketika harus bekerja di malam hari
Sumber kafein : Kopi Teh Produk cokelat Kola Analgesik
HERBAL DAN SUPLEMEN DIET
melatonin
Secara natural dijumpai pada binatang, tumbuhan,
mikroba Manusia: diproduksi oleh glandula pineal. Kadar hormon melatonin bervariasi sepanjang hari (ritme sirkadian) Kadar hormon melatonin akan teratur setelah usia bayi berusia 3 bulan, dengan kadar tertinggi pada tengah malam dan jam 8 pagi. Produksi melatonin menurun pada proses menua. Produksi melatonin terinhibisi oleh cahaya yang sampai ke retina dan distimulasi oleh kegelapan.
Bahan makanan sumber: Buah – buahan (pisang, nenas, jeruk, tomat)
Beras, jagung St. John’s wort (bunga, daun)
Fungsi: Pengatur jam biologis (siklus bangun – tidur) Antioksidan kuat, dapat melewati membran sel
dan sawar darah otak sehingga dapat melindungi otak terhadap berbagai jejas yang disebabkan oleh pelepasan ROS dan beberapa penyakit kerusakan otak (contoh: penyakit Parkinson) Tumor suppressant
WHO (2007) : pekerja dengan shift kerja
malam hari diduga lebih mudah terkena kanker.
Suplemen: berbagai penyakit degeneratif, kanker,
kelainan imun, depressi, gangguan tidur / insomnia, seasonal affective disorder (SAD)
