Zusammenfassung
Kognitive Leistungsfähigkeit umfasst eine Reihe von verschiedenen, aber häufig miteinander
zusammenhängenden Prozessen. Hierzu gehören zum Beispiel Wahrnehmung, Gedächtnis,
Aufmerksamkeit und Aktivierung, Informationsverarbeitung und Bewegungssteuerung, aber
auch hoch komplexe Fähigkeiten und Prozesse wie Problemlösung und Intelligenz. Der
Einfluss von Nahrungsfaktoren auf die kognitive Leistungsfähigkeit muss dahingehend
differenziert werden, ob die Auswirkung des Nahrungsfaktors als akute, kurzfristige
Folge (normalerweise im Minuten- bis Stundenbereich) einer Nahrungsaufnahme erfasst
wird oder als langfristige Folge einer chronischen Nahrungszufuhr bzw. Ernährungssituation
(über Monate oder gar Jahre). Es gibt inzwischen eine Vielzahl von Studien, die die
Auswirkungen unterschiedlicher Nährstoffzufuhren, namentlich unterschiedlicher Makronährstoffrelationen
auf verschiedene Aspekte der kognitiven Leistungsfähigkeit untersuchen. Eine zusammenfassende
Bewertung der experimentellen Studien ergibt, dass akute, kurzfristige Interventionen
mit einer hohen Zufuhr an Kohlenhydraten und einer geringen Zufuhr an Protein in der
Regel beruhigend und angstreduzierend wirken. Eine hohe Zufuhr an Proteinen bei gleichzeitig
geringer Zufuhr an Kohlenhydraten wirkt in der Regel aktivierend und hat eine Verbesserung
von Reaktionszeiten zur Folge. Interventionen, die einen Anstieg der Blutglukose bewirken,
führen zu einer Verbesserung von Gedächtnisleistung und Reaktionszeiten, während ein
Absinken des Blutglukosespiegels mit einer Beeinträchtigung der Leistungsfähigkeit
einhergeht. Die wenigen verfügbaren Studien deuten an, dass eine schlechte Glukoseregulationsfähigkeit
mit verschlechterter kognitiver Leistungsfähigkeit einhergeht. Langzeitstudien und
Studien von komplexeren kognitiven Funktionen sind derzeit noch viel zu selten oder
fehlen gänzlich.
Abstract
Cognitive performance comprises a number of different, but related processes. These
include perception, memory, attention and arousal, information processing and motor
control, but also highly complex functions and processes as for example problem solving
and intelligence. Dietary influence on cognitive performance depends on the time frame
of dietary exposure. Single dietary exposures will usually have short-term effects
within minutes as contrasted by long-term or chronic dietary intakes. There are a
number of studies addressing the effects nutrient intakes, in particular of different
nutrient compositions, on cognitive performance. In summary, experimental studies
show that acute, short-term intake of carbohydrates and simultaneously low intakes
of protein are relaxing and anxiety reducing. High intakes of protein and simultaneously
low intakes of carbohydrates result in increased arousal and better reaction times.
Interventions which result in an increase of blood glucose yield improvements of memory
and reaction times, whereas a decline of blood glucose impairs these functions. A
small number of studies suggest that poor gluco-regulatory function is associated
with impaired cognitive performance. However, long-term studies and studies of more
complex cognitive functions are rare or missing altogether.
Schlüsselwörter
Kohlenhydrate - kognitive Leistungsfähigkeit - Reaktionszeit - Aufmerksamkeit - Gedächtnis
Key words
Carbohydrates - cognitive performance - reaction time - attention - memory
Literatur
- 1 Zimbardo P G. Psychologie. Berlin; Springer 1995
- 2
Westenhoefer J, Bellisle F, Blundell J E. et al .
PASSCLAIM - mental state and performance.
Eur J Nutr.
2004;
43, Suppl 2
II85-II117
- 3
Dye L, Blundell J.
Functional foods: psychological and behavioural functions.
Br J Nutr.
2002;
88, Suppl 2
187-211
- 4
Fischer K, Colombani P C, Langhans W. et al .
Cognitive performance and its relationship with postprandial metabolic changes after
ingestion of different macronutrients in the morning.
Br J Nutr.
2001;
85
393-405
- 5
Wells A S, Read N W.
Influences of fat, energy, and time of day on mood and performance.
Physiol Behav.
1996;
59
1069-1076
- 6
Owens D S, Benton D.
The impact of raising blood glucose on reaction times.
Neuropsychobiology.
1994;
30
106-113
- 7
Spring B, Maller O, Wurtman J. et al .
Effects of protein and carbohydrate meals on mood and performance: interactions with
sex and age.
J Psychiatr Res.
1982;
17
155-167
- 8
Lloyd H M, Rogers P J, Hedderley D I. et al .
Acute effects on mood and cognitive performance of breakfasts differing in fat and
carbohydrate content.
Appetite.
1996;
27
151-164
- 9
Lloyd H M, Green M W, Rogers P J.
Mood and cognitive performance effects of isocaloric lunches differing in fat and
carbohydrate content.
Physiol Behav.
1994;
56
51-57
- 10
Cunliffe A, Obeid O A, Powell-Tuck J.
Post-prandial changes in measures of fatigue: effect of a mixed or a pure carbohydrate
or pure fat meal.
Eur J Clin Nutr.
1997;
51
831-838
- 11
Benton D, Owens D S, Parker P Y.
Blood glucose influences memory and attention in young adults.
Neuropsychologia.
1994;
32
595-607
- 12
Kelly T H, Foltin R W, Rolls B J. et al .
Effect of meal macronutrient and energy content on human performance.
Appetite.
1994;
23
97-111
- 13
Smith A, Leekam S, Ralph A. et al .
The influence of meal composition on post-lunch changes in performance efficiency
and mood.
Appetite.
1988;
10
195-203
- 14
Wells A S, Read N W, Craig A.
Influences of dietary and intraduodenal lipid on alertness, mood, and sustained concentration.
Br J Nutr.
1995;
74
115-123
- 15
Deijen J B, Heemstra M L, Orlebeke J F.
Dietary effects on mood and performance.
J Psychiatr Res.
1989;
23
275-283
- 16
Markus C R, Panhuysen G, Tuiten A. et al .
Does carbohydrate-rich, protein-poor food prevent a deterioration of mood and cognitive
performance of stress-prone subjects when subjected to a stressful task?.
Appetite.
1998;
31
49-65
- 17
Meikle A, Riby L M, Stollery B.
The impact of glucose ingestion and gluco-regulatory control on cognitive performance:
a comparison of younger and middle aged adults.
Hum Psychopharmacol.
2004;
19
523-535
- 18
Martin P Y, Benton D.
The influence of a glucose drink on a demanding working memory task.
Physiol Behav.
1999;
67
69-74
- 19
Kaplan R J, Greenwood C E, Winocur G. et al .
Cognitive performance is associated with glucose regulation in healthy elderly persons
and can be enhanced with glucose and dietary carbohydrates.
Am J Clin Nutr.
2000;
72
825-836
- 20
Kaplan R J, Greenwood C E, Winocur G. et al .
Dietary protein, carbohydrate, and fat enhance memory performance in the healthy elderly.
Am J Clin Nutr.
2001;
74
687-693
- 21
Ragozzino M E, Pal S N, Unick K. et al .
Modulation of hippocampal acetylcholine release and spontaneous alternation scores
by intrahippocampal glucose injections.
J Neurosci.
1998;
18
1595-1601
- 22
Das U N.
Cognitive performance and glucose.
Am J Clin Nutr.
2001;
74
409-411
- 23
Kalpan R J, Greenwood C E, Winocur G. et al .
Reply to UN Das.
Am J Clin Nutr.
2001;
74
410
- 24
Craft S, Asthana S, Newcomer J W. et al .
Enhancement of memory in Alzheimer disease with insulin and somatostatin, but not
glucose.
Arch Gen Psychiatry.
1999;
56
1135-1140
Prof. Dr. Joachim Westenhöfer
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