Apa yang kita makan penting, dan memiliki jumlah nutrisi penting yang tepat adalah kunci untuk kesehatan kita secara keseluruhan. Niusha Shodja dan Saina Heshmati, Storylab, CC BY-NC-ND
Selama perjalanan pelayaran yang panjang pada abad ke-15 dan ke-16, periode yang dikenal sebagai Zaman Penemuan, pelaut dilaporkan mengalami visi makanan luhur dan ladang hijau. Penemuan bahwa ini tidak lebih dari halusinasi setelah berbulan-bulan di laut sangat menyiksa. Beberapa pelaut menangis dalam kerinduan; yang lain melemparkan diri mereka ke laut.
Obat untuk fatamorgana yang mengerikan ini ternyata bukan ramuan bahan kimia kompleks, seperti yang diduga sebelumnya, melainkan penangkal sederhana dari jus lemon. Para pelaut ini menderita penyakit kudis, penyakit yang disebabkan oleh kekurangan vitamin C, zat gizi mikro esensial yang diperoleh orang dari makan buah dan sayuran.
Vitamin C itu penting untuk produksi dan pelepasan neurotransmiter, pembawa pesan kimiawi otak. Dalam ketiadaan, sel-sel otak tidak berkomunikasi secara efektif satu sama lain, yang dapat menyebabkan halusinasi.
Seperti yang diilustrasikan oleh contoh penjelajah awal yang terkenal ini, ada hubungan erat antara makanan dan otak, hubungan yang sedang diurai oleh para peneliti seperti saya. Sebagai seorang ilmuwan yang mempelajari ilmu saraf nutrisi di University of Michigan, saya terutama tertarik pada bagaimana komponen makanan dan produk pemecahannya dapat mengubah instruksi genetik yang mengontrol fisiologi kita.
Di luar itu, penelitian saya juga difokuskan untuk memahami bagaimana makanan bisa mempengaruhi pikiran, suasana hati, dan perilaku kita. Meskipun kita belum dapat mencegah atau mengobati kondisi otak dengan diet, peneliti seperti saya belajar banyak tentang peran nutrisi dalam proses otak sehari-hari yang membuat kita menjadi diri kita sendiri.
Mungkin tidak mengherankan, keseimbangan nutrisi yang halus adalah kunci untuk kesehatan otak: Kekurangan atau kelebihan vitamin, gula, lemak dan asam amino dapat mempengaruhi otak dan perilaku baik secara negatif maupun positif.
Kekurangan vitamin dan mineral
Seperti halnya vitamin C, kekurangan vitamin dan mineral lain juga dapat memicu penyakit gizi yang berdampak buruk pada otak manusia. Misalnya, tingkat diet rendah vitamin B3/niasin – biasanya ditemukan pada daging dan ikan – menyebabkan pellagra, penyakit di mana orang mengembangkan demensia.
Niasin sangat penting untuk mengubah makanan menjadi energi dan bahan bangunan, melindungi cetak biru genetik dari kerusakan lingkungan dan mengontrol berapa banyak produk gen tertentu yang dibuat. Dengan tidak adanya proses kritis ini, sel-sel otak, juga dikenal sebagai neuron, malfungsi dan mati sebelum waktunya, menyebabkan demensia.
Pada model hewan, penurunan atau penghambatan produksi niasin di otak meningkatkan kerusakan saraf dan kematian sel. Sebaliknya, meningkatkan kadar niasin telah terbukti mengurangi efek penyakit neurodegeneratif seperti: Alzheimer, Huntington, dan Parkinson. Studi observasional pada manusia menunjukkan bahwa kadar niacin yang cukup dapat melindungi dari penyakit ini, tetapi hasilnya masih belum meyakinkan.
Menariknya, kekurangan niasin yang disebabkan oleh konsumsi alkohol dalam jumlah berlebihan dapat menyebabkan efek yang sama seperti yang ditemukan pada pellagra.
Contoh lain bagaimana kekurangan zat gizi mempengaruhi fungsi otak dapat ditemukan pada unsur yodium, yang, seperti niasin, harus diperoleh dari makanan seseorang. Yodium, yang hadir dalam makanan laut dan rumput laut, merupakan bahan pembangun penting untuk hormon tiroid – molekul sinyal yang penting untuk banyak aspek biologi manusia, termasuk perkembangan, metabolisme, nafsu makan, dan tidur. Tingkat yodium yang rendah mencegah produksi hormon tiroid dalam jumlah yang cukup, mengganggu proses fisiologis penting ini.
Yodium sangat penting untuk perkembangan otak manusia; sebelum garam meja dilengkapi dengan mineral ini pada tahun 1920-an, kekurangan yodium penyebab utama kecacatan kognitif di seluruh dunia. Pengenalan garam beryodium diperkirakan telah berkontribusi pada peningkatan skor IQ secara bertahap di abad yang lalu.
Diet ketogenik untuk epilepsi
Tidak semua kekurangan makanan merugikan otak. Faktanya, penelitian menunjukkan bahwa orang dengan epilepsi yang resistan terhadap obat – suatu kondisi di mana sel-sel otak menyala tak terkendali – dapat mengurangi jumlah kejang dengan mengadopsi rejimen ultralow-karbohidrat, yang dikenal sebagai a ketogenic diet, di mana 80% hingga 90% kalori diperoleh dari lemak.
Karbohidrat merupakan sumber energi yang disukai tubuh. Ketika mereka tidak tersedia - baik karena puasa atau karena diet ketogenik - sel memperoleh bahan bakar dengan memecah lemak menjadi senyawa yang disebut keton. Pemanfaatan keton untuk energi mengarah ke mendalam perubahan metabolisme dan fisiologi, termasuk kadar hormon yang beredar dalam tubuh, jumlah neurotransmiter yang diproduksi oleh otak dan jenis bakteri yang hidup di usus.
Periset berpikir begitu perubahan yang bergantung pada diet ini, terutama produksi bahan kimia otak yang lebih tinggi yang dapat menenangkan neuron dan menurunkan tingkat molekul inflamasi, mungkin berperan dalam kemampuan diet ketogenik untuk menurunkan jumlah kejang. Perubahan ini juga dapat menjelaskan manfaat dari keadaan ketogenik – baik melalui diet atau puasa – pada fungsi kognitif dan suasana hati.
Beberapa makanan dapat berdampak negatif pada memori dan suasana hati Anda.
Gula, lemak jenuh, dan makanan ultraproses
Kelebihan kadar beberapa nutrisi juga dapat memiliki efek merugikan pada otak. Pada model manusia dan hewan, peningkatan konsumsi produk olahan gula dan lemak jenuh – kombinasi yang biasa ditemukan dalam makanan ultraproses – mendorong makan dengan desensitisasi otak ke sinyal hormonal yang diketahui mengatur rasa kenyang.
Menariknya, diet tinggi makanan ini juga mendesensitisasi sistem rasa, membuat hewan dan manusia menganggap makanan kurang manis. Perubahan sensorik ini dapat mempengaruhi pilihan makanan serta imbalan yang kita dapatkan dari makanan. Misalnya, penelitian menunjukkan bahwa respons orang terhadap es krim di area otak penting untuk rasa dan hadiah tumpul ketika mereka memakannya setiap hari selama dua minggu. Beberapa peneliti berpikir penurunan sinyal hadiah makanan ini mungkin meningkatkan keinginan untuk lebih banyak makanan berlemak dan manis, mirip dengan cara perokok mendambakan rokok.
Diet tinggi lemak dan makanan olahan juga dikaitkan dengan fungsi kognitif dan memori yang lebih rendah pada manusia dan model hewan serta insiden penyakit neurodegeneratif yang lebih tinggi. Namun, para peneliti masih belum tahu apakah efek ini disebabkan oleh makanan ini atau karena kenaikan berat badan dan resistensi insulin berkembang dengan konsumsi jangka panjang dari diet ini.
Skala waktu
Ini membawa kita ke aspek penting dari efek diet pada otak: waktu. Beberapa makanan dapat mempengaruhi fungsi dan perilaku otak secara akut - seperti berjam-jam atau berhari-hari - sementara yang lain membutuhkan waktu berminggu-minggu, berbulan-bulan atau bahkan bertahun-tahun untuk memiliki efek. Misalnya, makan sepotong kue dengan cepat mengubah metabolisme ketogenik yang membakar lemak dari seseorang dengan epilepsi yang resistan terhadap obat menjadi metabolisme yang membakar karbohidrat, sehingga meningkatkan risiko kejang. Sebaliknya, dibutuhkan berminggu-minggu konsumsi gula untuk rasa dan jalur penghargaan otak untuk berubah, dan berbulan-bulan kekurangan vitamin C untuk mengembangkan penyakit kudis. Akhirnya, ketika datang ke penyakit seperti Alzheimer dan Parkinson, risiko dipengaruhi oleh paparan diet selama bertahun-tahun dalam kombinasi dengan faktor genetik atau lainnya. Faktor gaya hidup seperti merokok.
Pada akhirnya, hubungan antara makanan dan otak agak mirip dengan Goldilocks yang halus: Kita tidak perlu terlalu sedikit, tidak terlalu banyak, tetapi cukup untuk setiap nutrisi.
Tentang Penulis
Monica Duso, Associate Professor Biologi Molekuler, Seluler, dan Perkembangan, University of Michigan
Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.
Buku terkait:
Garam, Lemak, Asam, Panas: Menguasai Unsur-Unsur Memasak yang Baik
oleh Samin Nosrat dan Wendy MacNaughton
Buku ini menawarkan panduan komprehensif untuk memasak, berfokus pada empat unsur garam, lemak, asam, dan panas serta menawarkan wawasan dan teknik untuk membuat makanan yang lezat dan seimbang.
Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan
The Skinnytaste Cookbook: Ringan pada Kalori, Besar pada Rasa
oleh Gina Homolka
Buku masak ini menawarkan kumpulan resep sehat dan lezat, berfokus pada bahan-bahan segar dan rasa yang berani.
Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan
Perbaikan Pangan: Bagaimana Menyelamatkan Kesehatan Kita, Perekonomian Kita, Komunitas Kita, dan Planet Kita--Satu Gigitan Sekaligus
oleh Dr Mark Hyman
Buku ini mengeksplorasi hubungan antara makanan, kesehatan, dan lingkungan, menawarkan wawasan dan strategi untuk menciptakan sistem pangan yang lebih sehat dan berkelanjutan.
Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan
The Barefoot Contessa Cookbook: Rahasia dari Toko Makanan Khusus East Hampton untuk Hiburan Sederhana
oleh Ina Garten
Buku masak ini menawarkan kumpulan resep klasik dan elegan dari Barefoot Contessa tercinta, berfokus pada bahan-bahan segar dan persiapan sederhana.
Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan
Cara Memasak Semuanya: Dasar-Dasar
oleh Mark Bitman
Buku masak ini menawarkan panduan komprehensif untuk dasar-dasar memasak, mencakup segala hal mulai dari keterampilan pisau hingga teknik dasar dan menawarkan kumpulan resep sederhana dan lezat.
