View
66
Download
2
Category
Preview:
DESCRIPTION
nnnnnnnnnneeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeuuuuuuuuuuuuuuuurrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrroooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooo
Citation preview
NUTRITION, BRAIN, BEHAVIOR
Lailan Safina Nasution
Sistem Neuropsikiatri
PSPD FKK UMJ
2013
BEBERAPA ISSU PENTING
Hubungan antara nutrisi dan
perilaku???
Saat ini banyak beredar berbagai suplemen diet
yang mengaku dapat:
Meningkatkan kemampuan berpikir
Meningkatkan stamina
Memperbaiki sifat pelupa
Menghilangkan stress dan depresi
Menurunkan berat badan dengan memodifikasi
perilaku
Regulasi longgar karena dianggap sebagai makanan, bukan obat.
Di AS, pengawasan suplemen diet diregulasi oleh the Dietary Health and Education Act Suplemen diet tidak mewajibkan
produsen untuk mencantumkan bukti
keefektifan dan keamanan obat.
vs
Walaupun banyak dari produk-produk tersebut
terbukti invalid, tapi beberapa mungkin dapat
memang dapat meningkatkan fungsi mental.
Harus dapat dibuktikan secara ilmiah
EFEK MAKANAN TERHADAP
PERILAKU
Efek makanan terhadap perilaku umumnya
kurang dikenal, mengapa?
Beberapa jenis makanan yang berefek kuat
terhadap otak dicap negatif sebagai drugs
(opium, ganja) atau racun (tetradoxin, dari
ikan fugu)
Akhir-akhir ini, berbagai penelitian tentang efek makanan terhadap perilaku terutama difokuskan kepada 4 kelompok utama, yaitu
(1) makronutrien: protein, karbohidrat, lemak (2) mikronutrien: vitamin dan mineral (3) konstituen diet: kafein (4) Supplemen diet: - Ginkgo biloba - St. Johns Wort - melatonin
Beberapa makanan dapat mempengaruhi
performa otak dikarenakan oleh beberapa
faktor:
1. Langsung
2. Tidak langsung
Faktor Langsung:
kemudahan untuk dicerna (larut dalam lemak,
larut dalam air, kandungan serat)
Absorpsi
Transportasi , terutama dapat melewati sawar
darah-otak (BBB)
Beberapa substansi makanan dapat
melewati sawar darah otak, sehingga:
Mempengaruhi pelepasan neurotransmitter
Mempengaruhi ambilan (uptake) dari suatu reseptor spesifik
Bersifat agonis / antagonis terhadap suatu reseptor spesifik
Sehingga : dapat memodifikasi mood, ketajaman berfikir,
atau kecerdasan.
Bukan berhubungan dengan pertumbuhan dan perkembangan jaringan syaraf
Faktor Tidak Langsung:
1. Menghambat / meningkatkan transport
prekursor-prekursor dari neurotransmitter
tertentu untuk melewati sawar darah-otak.
Contoh:
Kompetisi antara valine dan triptofan dalam transportasinya ke
otak dimana jika kadar valine dalam diet tinggi dapat
menurunkan kadar triptofan yang ditransportasikan ke otak.
2. Status gizi (gizi kurang, gizi lebih)
Berpengaruh terhadap aktivitas yang optimal
dari suatu senyawa.
3. Waktu mengkonsumsi makanan
Beberapa hormon dan neurotransmitter
mempunyai waktu sirkadian atau pola
pelepasan tertentu.
Contoh: melatonin.
4. Frekuensi senyawa bioaktif tersebut harus
dikonsumsi, terutama jika zat tersebut
bekerja secara sentral dan harus melewati
sawar darah-otak, sehingga konsentrasinya
di sirkulasi harus dipertahankan pada kadar
tertentu untuk menjamin transportasi
yang efisien ke otak.
Hubungan antara malnutrisi dan
fungsi otak
Nutrisi memegang peranan sangat penting
dalam proses perkembangan SSP dan fungsi
mental yang optimal.
Malnutrisi (gizi kurang / gizi lebih)
berdampak terhadap perubahan biokimia
bahkan anatomi dari otak
gangguan fungsi: sensoris, persepsi,
motorik, kecerdasan, kesadaran, emosi,
kemampuan belajar dan daya ingat.
Keparahan bergantung kepada :
Intensitas Lama terjadinya Waktu terjadinya Sampai sejauh mana berdampak terhadap aspek
neuroanatomi, biokimia, dan elektrofisiologi otak Jika malnutrisi terjadi pada saat brain growth
spurt : terjadi gangguan neurogenesis, gliogenesis, dan migrasi sel dengan kecepatan paling tinggi di jaringan syaraf
Pertumbuhan Otak:
Periode penting: trimester ke-3 kehamilan s/ 2 tahun
Terjadi akumulasi asam lemak n-3 dan n-6 pada struktur
lipidnya, dimana akumulasi asam lemak n-3 FAs cenderung
berlangsung paling cepat pada periode pre-natal, sementara
n-6 dan n-9 pada periode postnatal.
Akibatnya :
Gangguan konduksi syaraf sensoris maupun motoris, baik di
sentral maupun perifer.
Histologi:
diameter serabut syaraf bermyelin menurun
proses myelinisasi yang terlambat
degenerasi akson.
Klinis:
kelemahan otot
Hipotonia
hiporefleks
penurunan kemampuan belajar
gangguan koordinasi motorik
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).
Kemampuan otak untuk mencadangkan energi
sangat terbatas ( 10 menit) sehingga sangat
memerlukan suplai energi (glukosa) yang terus
menerus melewati sawar darah otak (BBB).
Kadar glukosa darah dipertahankan 70 90
mg/dL.
30% glukosa untuk menghasilkan energi
sisanya untuk sintesis asam amino, peptida,
lipid, dan asam nukleat (contoh: berbagai
neurotransmitter)
Penggunaan glukosa oleh otak lebih tinggi
anak-anak daripada orang dewasa.
Kadar glukosa darah dikontrol dengan sangat
ketat, terutama untuk penyediaan energi yang
konstan bagi otak.
Jika KGD jatuh sangat rendah, fungsi otak akan
terganggu, terjadi kerusakan otak sampai
kematian.
HIPOGLIKEMIA
Kadar glukosa darah < 40 mg/dL
KGD < 55 mg/dL : fungsi otak mulai terganggu.
2 tipe reaksi terhadap KGD yang sangat rendah
dibedakan menjadi: respons autonomik dan
respons neuroglikopenik.
Gangguan fungsi otak terganggu, bingung,
amnesia, pandangan kabur, lemah, lelah, dan
perilaku yang aneh.
GLUKOSA dan DAYA INGAT
Hippocampus : sangat penting untuk memodulasi
daya ingat (memori)
Reseptor insulin di hippocampus mempengaruhi
uptake glukosa dan laju hantaran syaraf
menimbulkan dugaan adanya peranan diet,
khususnya glukosa, dalam perbaikan daya ingat
(memori)
Suplemen peningkat daya ingat
Prinsip kerja :
meningkatkan ketersediaan dan ambilan
(uptake) dari glukosa sehingga kadar glukosa
meningkat di otak.
Banyak obat obatan peningkat daya ingat menyebabkan pelepasan adrenalin oleh kelenjar adrenal yang pada gilirannya menyebabkan pelepasan glukosa oleh hepar.
Penelitian:
Konsumsi minuman ber-glukosa memperbaiki
daya ingat sekelompok lansia jika diberikan sesaat
sebelum atau segera setelah mendengar suatu
cerita.
Efek segera dari makan 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.
Perubahan kadar neurotransmitter menyebabkan
terjadinya perubahan mood dan performa
kognitif
KARBOHIDRAT :
Diasumsikan dapat mempengaruhi mood, daya ingat dan
performa mental.
Mekanisme :
peningkatan ketersediaan glukosa di jaringan syaraf
pelepasan -endorphin
perubahan metabolisme serotonin akibat peningkatan
transport triptofan melewati sawar darah-otak
(blood-brain barrier ).
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 dan
kompetisi dengan asam amino lain melewati sawar darah
otak menurun.
Peningkatan triptofan di otak menyebabkan peningkatan
sintesis dan pelepasan serotonin
serotonin
Secara biokimai berasal dari AA triptofan.
Populer sebagai hormon bahagia.
Hampir 90% berlokasi 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
Makanan tinggi protein:
Makanan tinggi protein mengandung AA termasuk
triptofan dan tirosin.
Tapi karena triptofan merupakan AA yang paling
sedikit dijumpai pada makanan tinggi protein dan
semua AA berkompetisi terhadap molekul
transporter yang sama untuk melewati sawar darah
otak, akibatnya triptofan dijumpai lebih sedikit di
otak.
Peningkatan kadar tirosin di otak, meningkatkan
sintesis dopamin dan norepinefrin. Sintesis
serotonin menurun.
Lieberman et al., 1986:
Efek triptofan dan tirosin terhadap mood, waktu bereaksi,
dan performa motorik.
Hasil: partisipan yang menkonsumsi pil triptofan terlihat
kurang waspada, kurang bergairah, dan lebih lelah
dibandingkan jika mengkonsumsi pil tirosin atau
plasebo.
Smith et al., 1988
Makan siang yang mengandung:
protein tinggi menyebabkan gangguan
konsentrasi yang lebih tinggi,
karbohidrat tinggi berasosiasi dengan
waktu reaksi yang lebih lambat
WAKTU :
Makanan yang sama yang dikonsumsi pada saat
pagi hari, siang, sore dapat menimbulkan efek
yang berbeda terhadap perilaku kognitif.
Secara umum, individu cenderung lebih waspada
dan performa yang lebih baik pada tugas tugas
kognitif pada saat pagi hari dibanding sore hari
(Smith et al., 1988).
SARAPAN Banyak peneltian membuktikan adanya hubungan
antara sarapan dan performa kognitif yang lebih
baik pada setiap tahapan usia.
Sarapan dianggap sebagai makan yang paling
penting setelah tidak makan dalam waktu lama
ketika tidur malam hari, melewatkan sarapan
dapat menurunkan ketersediaan sejumlah nutrien
di otak dan menurunkan performa kognitif.
Pollitt, 1995:
Sarapan terbukti meningkatkan performa pada
pengukuran kelancaran verbal, daya ingat,
aritmatika, dan kemampuan persepsi pada anak
anak beresiko gangguan gizi, tapi memiliki efek
minimal pada anak anak bergizi baik.
Dampak sarapan pada anak anak
Suatu penelitian yang meneliti tentang efek tidak
sarapan pada anak laki laki bergizi baik.
Hasilnya:
kemampuan menyelesaikan masalah lebih jelek
dibanding jika sarapan.
berhubungan dengan gangguan konsentrasi dan
daya ingat yang semakin memburuk pada siang hari
nya.
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.
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.
Jamaika: konsumsi sarapan standar yang diberikan
pemerintah berdampak terhadap kehadiran di sekolah
dan performa aritmatika pada anak anak bergizi
kurang.
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
lebih lama dibanding 3 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
Sering dilaporkan menurunkan performa mental
dan menurunkan mood.
Rasa bosan, letargi, lamban, ngantuk, tak
bertenaga (postlunch dip)
Jumlah / Porsi makanan
Porsi besar cenderung menurunkan performa
yang lebih besar dibandingkan porsi kecil
DHA = Docosahexanoic Acid
EPA =Eicosapentanoic Acid
DHA dan EPA
DHA dan EPA merupakan asam lemak esensial
yang sangat penting bagi kesehatan manusia.
Otak mengandung lipid sangat tinggi, dimana
proporsi terbesar dari gray matter cerebrum terdiri
dari PUFA rantai panjang (t.u DHA).
DHA (22:6 -3)
EPA (20:5 -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 dari DHA otak dan retina orang dewasa dicadangkan sejak masa janin.
Kandungan DHA dan arachidonat di cerebrum dan cerebellum meningkat 3-5 kali pada trimester akhir kehamilan. Juga 3 bulan pertama bayi lahir SANGAT PENTING !
Bayi prematur perlu DHA.
Susu pada kebanyakan mamalia, termasuk manusia, mengandung banyak DHA, tapi tidak pada susu formula.
Vitamin dan mineral
Bukti penelitian:
Penelitian di negara dimana terjadi malnutrisi
endemis dan di berbagai negara Barat :
anak-anak yang diberi vitamin dan mineral
tambahan meningkatkan kemampuan belajar di sekolah, suasana hati (mood) dan kesehatan
mentalnya.
Vitamin
Peran sangat 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, termasuk di
hippocampus.
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:
Defisiensi Fe dalam diet bayi dan anak:
kadar Fe di otak menurun
berpengaruh terhadap fungsi kognitif dan
perubahan perilaku.
Kelebihan Fe:
Akumulasi Fe abnormal penyebab penyakit
neurodegeneratif:
degenerasi syaraf
Alzheimers disease (AD),
Parkinsons disease (PD)
Friedreichs ataxia (FRDA).
Diduga:
Fe kerusakan oksidatif kematian sel
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 g/g pada tahun I kehidupan
10 g/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
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
Kola
Analgesik
Produk cokelat
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 3
bulan setelah kelahiran, 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. Johns 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 seperti penyakit Parkinson
Tumor suppressant
WHO (2007) : pekerja dengan shift kerja
malam hari diduga lebih mudah terkena
kanker.
Melatonin sebagai antioksidan dan penekan
pertumbuhan tumor, diproduksi di malam
hari. Jika seseorang bekerja di malam hari,
dengan menggunakan lampu buatan,
menyebabkan kadar hormon melatonin
rendah sehingga lebih mudah terjadi kanker.
Melatonin dapat digunakan sebagai pengobatan
berbagai penyakit seperti: penyakit jantung, kanker,
kelainan imun, depressi, gangguan tidur / insomnia,
seasonal affective disorder (SAD)
Recommended