Colazione: differenze di composizione che si riflettono in differenze di risposta e situazione

Mentre l’assunzione di nutrienti è stata costantemente documentata per aumentare le prestazioni cognitive in alcuni settori come la memoria negli adulti giovani / di mezza età, il suo impatto sull’attenzione continua e sulla vigilanza in questa popolazione è meno chiaro. Tuttavia, fino ad oggi sono emersi diversi risultati interessanti. Ad esempio, alcuni studi hanno rilevato che l’assunzione di puro grasso durante la colazione ha supportato le prestazioni del compito attenzionale rispetto all’assunzione di proteine ​​o carboidrati puri. In un secondo studio, hanno osservato che le colazioni ricche di proteine ​​ed equilibrate (carboidrati più proteine) hanno portato ad un aumento delle prestazioni attentive rispetto a una colazione ricca di carboidrati, sebbene quest’ultima sia stata associata ad un aumento transitorio delle prestazioni poco dopo il consumo. In entrambi i casi, i ricercatori hanno attribuito le loro scoperte a una disponibilità di glucosio lenta e sostenuta in seguito al consumo di alimenti ricchi di grassi e proteine ​​con basso indice glicemico, a differenza della rapida disponibilità di glucosio a causa del consumo di alimenti ricchi di carboidrati con alto indice glicemico. Gli effetti della disponibilità glicemica post-prandiale sull’attenzione sembrano variare con l’età e la tolleranza individuale al glucosio.

Di conseguenza, la letteratura suggerisce che la regolazione glicemica postprandiale potrebbe essere alla base della relazione tra consumo di nutrienti, composizione di macronutrienti e attenzione sostenuta. Allo stesso modo, le prove a supporto di una relazione tra assunzione di sostanze nutritive e attività cerebrale attinente l’attenzione sono state anche miste. Le concentrazioni di glucosio extracellulare cerebrale fluttuano con concentrazioni di glucosio nel sangue, tali che le concentrazioni di glucosio extracellulare cerebrale sono ~20-30% delle concentrazioni di glucosio nel sangue. Ciò suggerisce che l’aumento del glucosio nel sangue consumando carboidrati indurrà piccoli aumenti nel glucosio extracellulare nel cervello. Tuttavia, è improbabile che ciò porti a cambiamenti nell’attività cerebrale e quindi nella funzione cognitiva, poiché l’assorbimento neuronale del glucosio è guidato dall’attività neurale, non dalla concentrazione extracellulare di glucosio cerebrale. Gli astrociti funzionano come un sistema di tampone, regolando la disponibilità di glucosio extracellulare cerebrale per i neuroni in risposta all’attività elettrica; e contengono anche riserve di glicogeno per prevenire ampie fluttuazioni della disponibilità di glucosio.

Questo potrebbe spiegare perché gli effetti del consumo della colazione sulla performance cognitiva possono verificarsi quando le concentrazioni di glucosio nel sangue sono tornate al basale. In alternativa, i meccanismi che coinvolgono il glucosio suggeriscono che un aumento del glucosio nel sangue può migliorare la cognitività facilitando l’assorbimento del glucosio neuronale specificamente nelle regioni in cui le concentrazioni di glucosio extracellulare cerebrale sono diminuite durante i periodi di elevata assunzione di glucosio neuronale. Ciò è supportato da una ricerca che dimostra come l’aumento dell’assorbimento di glucosio neuronale guidato da neuroni attivi durante compiti mentali impegnativi, può portare ad un deficit locale nel glucosio extracellulare che limita il tasso di trasferimento del glucosio ai neuroni. Gli eventi metabolici secondari indotti dall’ingestione di carboidrati, come i cambiamenti nelle concentrazioni di neurotrasmettitori e ormoni, possono mediare i cambiamenti della cognizione. L’erogazione di insulina nel cervello mediata dal glucosio può facilitare le prestazioni cognitive dopo l’ingestione di carboidrati. Inoltre, la somministrazione di insulina per via nasale ha dimostrato di facilitare la performance cognitiva negli adulti.

L’insulina, infatti, attraversa la barriera emato-encefalica (BEE) e i recettori dell’insulina si trovano nel cervello. Questa nozione è nota ai neurobiologi sin dagli anni ’70 ma ha destato interesse per le correlazioni con le funzioni cognitive circa vent’anni fa. A parte i neuroni, i recettori dell’insulina si trovano soprattutto negli astrociti, che sono le cellule che passano l’energia del glucosio ai neuroni. Dopo captazione da parte degli astrociti tramite i recettori dell’insulina, questi trasformano il glucosio in acido lattico e lo cedono ai neuroni che lo assorbono tramite trasportatori. Le cellule neuronali poi processano l’acido lattico nei mitocondri trasformandolo in acetil-coenzima A. Quest’ultimo può sia generare energia sottoforma di ATP o essere usato per la sintesi di acetilcolina. Altri meccanismi cognitivi, infatti, possono coinvolgere l’acetilcolina come neurotrasmettitore, dato che la sintesi di acetilcolina richiede il metabolismo glucosio. La secrezione di cortisolo come risultato della combinazione del consumo di carboidrati e di una situazione eccitante (test cognitivi), può interagire per facilitare gli effetti sulle prestazioni cognitive. I recettori del cortisolo sono abbondanti nell’ippocampo.

L’ingestione di glucosio può interagire con un’attività stressante e provocare una maggiore risposta al cortisolo, che a sua volta ha effetti dose-dipendenti e bidirezionali sulla funzione cognitiva. Ciò può spiegare il fatto che gli effetti cognitivi benefici sono più evidenti nei momenti in cui le concentrazioni glicemiche sono tornate alla norma o inferiori al basale dopo una colazione, ma quando è più probabile che si verifichino differenze nel cortisolo (cioè durante i test cognitivi). Non bisogna, infatti, pensare che il cortisolo sia unicamente l’ormone dello stress. Esso diventa tale solo a concentrazioni sanguigne elevate o sostenute nel tempo. Al di fuori di ciò, il cortisolo è essenziale per le funzioni cellulari di molti tessuti, cervello incluso. E’ anche possibile che ci siano delle differenze di interazione fra glucosio-acetilcolina-cortisolo a secondo della situazione cognitiva. Ad esempio, in una classe di alunni, se l’insegnante sta spiegando e si richiede unicamente attenzione o se c’è una verifica in corso che richiede uno sforzo cognitivo, l’interazione fra il metabolismo del glucosio e il cortisolo potrebbe benissimo differire.

In questo caso la colazione zuccherina andrebbe bene nel giorno delle “interrogazioni”, quella mista per seguire meglio argomenti da apprendere. E per sopportare il capo in ufficio? Andate sul sicuro: cornetto e cappuccio….

  • A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

Pubblicazioni scientifiche

Wilson T et al. Nutr Neurosci. 2018; 21(10):729-743. 

Ryan JP et al. Neuroimage. 2018 May 1;171:268-276. 

Emilien CH et al. Eur J Nutr. 2017; 56(6):2139-2150.

Codella R et al. J Diabetes Res. 2017; 2017:9634585. 

Galioto R, Spitznagel MB. Adv Nutr. 2016; 7(3):576-89.

Informazioni su Dott. Gianfrancesco Cormaci 1561 Articoli
- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry specialty in 2002) - Dottorato in Neurobiologia nel 2006 (Neurobiology PhD in 2006) - Ha soggiornato negli Stati Uniti, Baltimora (MD) come ricercatore alle dipendenze del National Institute on Drug Abuse (NIDA/NIH) e poi alla Johns Hopkins University, dal 2004 al 2008. - Dal 2009 si occupa di Medicina personalizzata. - Detentore di un brevetto sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento immunologicamente neutralizzata (owner of a patent concerning the production of bakery gluten-free products, starting from regular wheat flour). - Autore di un libro riguardante la salute e l'alimentazione, con approfondimenti su come questa condizioni tutti i sistemi corporei. - Autore di articoli su informazione medica, salute e benessere sui siti web salutesicilia.com e medicomunicare.it