NUTRITION, BRAIN, BEHAVIOR

Lailan Safina Nasution

Sistem Neuropsikiatri

PSPD FKK UMJ

2014

EFEK MAKANAN TERHADAP

PERILAKU

Hubungan antara makanan 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

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)

Suatu makanan dapat mempengaruhi

performa otak:

Kemudahan untuk dicerna, diabsorpsi, ditransportasi, melewati

BBB

Mempengaruhi:

Pelepasan berbagai neurotransmitter

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: kafein

(4) Herbal dan suplemen diet:

- melatonin

- Ginkgo biloba

- St. Johns 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 anak-anak daripada orang dewasa.

HIPOGLIKEMIA

KGD < 55 mg/dL : fungsi otak mulai terganggu

Respons autonomik

Respons neuroglikopenik.

Gangguan fungsi otak : 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 kalah

berkompetisi dengan AA lain dalam melewati sawar

darah otak (BBB)

Akibatnya kadar AA triptofan dijumpai lebih sedikit

di otak dan kadar AA lain (seperti tirosin) meningkat

di otak.

Peningkatan sintesis dopamin dan norepinefrin.

Sintesis serotonin menurun.

EFEK WAKTU MAKAN TERHADAP KEMAMPUAN BERFIKIR :

Makanan yang sama yang dikonsumsi pada saat

pagi / siang / sore dapat menimbulkan efek yang

berbeda terhadap perilaku kognitif.

SARAPAN Banyak penelitian membuktikan adanya

hubungan antara sarapan dan kemampuan berfikiryang lebih baik pada setiap tahapan usia.

Sarapan sangat penting setelah tidak makan dalam waktu lama ketika tidur malam hari.

Melewatkan sarapan dapat menurunkan ketersediaan nutrien di otak dan menurunkan kemampuan berfikir.

Dampak sarapan pada anak-anak:

1. Pada anak laki-laki bergizi baik, kemampuan menyelesaikan

masalah yang lebih baik Gangguan konsentrasi dan daya

ingat yang lebih buruk pada kelompok yang tidak sarapan.

2. Pollit 1995: Sarapan meningkatkan kemampuan pada

pengukuran kelancaran verbal, daya ingat, aritmatika,

dan kemampuan persepsi yang lebih baik pada anak

anak yang beresiko gangguan gizi dibandingkan dengan

pada anak anak bergizi baik (menunjukkan efek yang

minimal).

3. 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.

4. 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.

5. 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

Dihubungkan dengan penurunan performa

mental, 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 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

Friedreichs 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 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 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. 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.

Akhir-akhir ini, melatonin digunakan sebagai

pengobatan berbagai penyakit seperti: penyakit

jantung, kanker, kelainan imun, depressi, gangguan

tidur / insomnia, seasonal affective disorder (SAD)