Aktuelle Ernährungsmedizin 2006; 31: 96-102
DOI: 10.1055/s-2005-915364
Übersicht
© Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Kohlenhydrate und kognitive Leistungsfähigkeit

Carbohydrates and Cognitive PerformanceJ.  Westenhöfer1
  • 1Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg, Fakultät Life Sciences, Forschungsschwerpunkt Public Health Hamburg
Further Information

Publication History

Publication Date:
14 February 2006 (online)

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.

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

Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg · Fakultät Life Sciences · Forschungsschwerpunkt Public Health

Lohbrügger Kirchstraße 65

21033 Hamburg

Phone: 0700/5693-7836

Fax: 0700/5693-7836

Email: joachim@westenhoefer.de

    >