Nutrition and cognition
तुलनात्मक रूप से, मस्तिष्क शरीर के बाकी हिस्सों की तुलना में बहुत अधिक ऊर्जा की खपत करता है। खाद्य पदार्थों से न्यूरॉन्स में ऊर्जा के हस्तांतरण में शामिल तंत्र मस्तिष्क के कार्य के नियंत्रण के लिए मौलिक होने की संभावना है। मस्तिष्क सहित मानव शारीरिक प्रक्रियाओं के लिए मैक्रोन्यूट्रिएंट्स के साथ-साथ माइक्रोन्यूट्रिएंट्स दोनों की आवश्यकता होती है। चयनित विटामिनों का अपर्याप्त सेवन, या कुछ चयापचय संबंधी विकार, शरीर के भीतर पोषक तत्वों पर निर्भर प्रक्रियाओं को बाधित करके संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं को प्रभावित कर सकते हैं जो न्यूरॉन्स में ऊर्जा के प्रबंधन से जुड़े होते हैं, जो बाद में सिनैप्टिक प्लास्टिसिटी या नई यादों को कूटबद्ध करने की क्षमता को प्रभावित कर सकते हैं। सूक्ष्म पोषक तत्व मानव मस्तिष्क को अपनी शारीरिक संरचना और संज्ञानात्मक कार्यों को विकसित करने और बनाए रखने के लिए आहार से प्राप्त पोषक तत्वों की आवश्यकता होती है। इसके अतिरिक्त, मस्तिष्क को संचालित करने के लिए मुख्य रूप से प्राथमिक मैक्रोन्यूट्रिएंट्स से प्राप्त कैलोरी ऊर्जा की आवश्यकता होती है। तीन प्राथमिक सूक्ष्म पोषक तत्वों में कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन और वसा शामिल हैं। प्रत्येक मैक्रोन्यूट्रिएंट कई तंत्रों के माध्यम से संज्ञान को प्रभावित कर सकता है, जिसमें ग्लूकोज और इंसुलिन चयापचय, न्यूरोट्रांसमीटर क्रियाएं, ऑक्सीडेटिव तनाव और सूजन और आंत-मस्तिष्क अक्ष शामिल हैं। अपर्याप्त मैक्रोन्यूट्रिएंट की खपत या अनुपात इष्टतम संज्ञानात्मक कार्यप्रणाली को खराब कर सकता है और इसके दीर्घकालिक स्वास्थ्य प्रभाव हो सकते हैं। कार्बोहाइड्रेट पाचन के माध्यम से, आहार कार्बोहाइड्रेट टूट जाते हैं और ग्लूकोज में परिवर्तित हो जाते हैं, जो मस्तिष्क के लिए एकमात्र ऊर्जा स्रोत है। मस्तिष्क का इष्टतम कार्य पर्याप्त कार्बोहाइड्रेट की खपत पर निर्भर करता है, क्योंकि कार्बोहाइड्रेट मस्तिष्क के लिए ग्लूकोज का सबसे तेज़ स्रोत प्रदान करते हैं। हाइपोग्लाइकेमिया जैसी ग्लूकोज की कमी मस्तिष्क के लिए उपलब्ध ऊर्जा को कम करती है और सभी संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं और प्रदर्शन को खराब करती है। इसके अतिरिक्त, उच्च संज्ञानात्मक मांग वाली स्थितियाँ, जैसे कि एक नया कार्य सीखना, मस्तिष्क में ग्लूकोज के उपयोग को बढ़ाना, रक्त में ग्लूकोज के भंडार को कम करना और पूरक की आवश्यकता शुरू करना। जटिल कार्बोहाइड्रेट, विशेष रूप से उच्च आहार फाइबर वाले, संज्ञानात्मक प्रदर्शन में वृद्धि और बेहतर स्मृति कार्य से जुड़े होते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि फाइबर ग्लूकोज चयापचय को नियंत्रित करता है, इंसुलिन की रिहाई को धीमा करता है और इंसुलिन संवेदनशीलता को बनाए रखता है। एक अनुचित रूप से काम करने वाला ग्लूकोज और इंसुलिन चयापचय संज्ञानात्मक हानि और सामान्य चयापचय शिथिलता के लिए एक प्राथमिक तंत्र है, क्योंकि यह मस्तिष्क के भीतर सूजन और ऑक्सीडेटिव तनाव का कारण बन सकता है, जिससे संभावित रूप से न्यूरोडीजेनेरेशन हो सकता है। इसलिए, उच्च फाइबर वाले जटिल कार्बोहाइड्रेट ग्लूकोज और इंसुलिन चयापचय में सुधार कर सकते हैं, जो सूजन और ऑक्सीडेटिव तनाव को कम करता है, और मस्तिष्क की उम्र बढ़ने में सुधार करता है जैसा कि विकलांगता, अवसाद, पुरानी बीमारी की अनुपस्थिति और संज्ञानात्मक गिरावट में कमी से मापा जाता है। सरल कार्बोहाइड्रेट वैश्विक संज्ञानात्मक प्रदर्शन में कमी से जुड़े हैं। सरल कार्बोहाइड्रेट ध्यान, स्मृति, प्रतिक्रिया समय, दृश्य-स्थानिक प्रसंस्करण, मानसिक प्रसंस्करण गति और कार्यकारी कार्यों सहित कई आवश्यक संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं को नकारात्मक रूप से प्रभावित करते हैं। सरल कार्बोहाइड्रेट ग्लूकोज और इंसुलिन चयापचय शिथिलता के माध्यम से संज्ञान को खराब करते हैं, साथ ही मस्तिष्क के भीतर सूजन और ऑक्सीडेटिव तनाव पैदा करते हैं। इसलिए, साधारण कार्बोहाइड्रेट का अत्यधिक या दीर्घकालिक सेवन सर्वसम्मति से नकारात्मक स्वास्थ्य परिणामों से जुड़ा हुआ है। प्रोटीन पाचन के माध्यम से आहार प्रोटीन अलग-अलग अमीनो एसिड में टूट जाते हैं और रक्त में अवशोषित हो जाते हैं। आवश्यक अमीनो एसिड टायरोसिन और ट्रिप्टोफैन न्यूरोट्रांसमीटर डोपामाइन, सेरोटोनिन और नॉरपेनेफ्रिन के लिए अग्रदूत हैं, और ये रसायन तंत्रिका गतिविधि को संशोधित करते हैं और संज्ञानात्मक कार्यप्रणाली को प्रभावित करते हैं। आहार प्रोटीन मानसिक रूप से मांग और शारीरिक रूप से तनावपूर्ण स्थितियों के दौरान प्रतिक्रिया समय और अवरोध नियंत्रण को बढ़ाकर संज्ञान में सुधार कर सकता है, क्योंकि टायरोसिन और ट्रिप्टोफैन थके हुए न्यूरोट्रांसमीटर के स्तर को फिर से भर देंगे। इसके अतिरिक्त, टायरोसिन और ट्रिप्टोफैन की पर्याप्त और लगातार खपत स्मृति कार्य में सुधार से संबंधित है। टायरोसिन को संज्ञानात्मक नियंत्रण में वृद्धि के माध्यम से अभिसारी सोच प्रक्रियाओं में सुधार करने के लिए भी दिखाया गया है। वसा पाचन के माध्यम से आहार वसा को उपयोग के लिए अलग-अलग वसा अम्ल में विभाजित किया जाता है। फैटी एसिड को संतृप्त, ट्रांस, मोनोअनसैचुरेटेड, पॉलीअनसैचुरेटेड और कोलेस्ट्रॉल के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। प्रत्येक वर्ग का संज्ञानात्मक कार्यप्रणाली और स्वास्थ्य पर अलग-अलग प्रभाव पड़ता है। ऑमेगा-3 पॉलीअनसैचुरेटेड फैटी एसिड विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वे महत्वपूर्ण कोशिका झिल्ली और मस्तिष्क के संरचनात्मक घटक हैं। कोलेस्ट्रॉल एक असंतृप्त अल्कोहल है जो आमतौर पर अंडे, मांस और डेयरी में पाया जाता है। आहार कोलेस्ट्रॉल पर अध्ययनों ने वैश्विक संज्ञानात्मक कार्यप्रणाली पर सकारात्मक और नकारात्मक दोनों प्रभावों का संकेत दिया है। हालांकि, कोलेस्ट्रॉल के सेवन के प्रतिकूल संज्ञानात्मक प्रभाव कम होते दिखाई देते हैं जब शारीरिक गतिविधि के साथ जोड़ा जाता है, जो ऊर्जा होमियोस्टेसिस और सिनैप्टिक प्लास्टिसिटी को प्रभावित करता है। संतृप्त वसा अम्ल आम तौर पर कमरे के तापमान पर मक्खन, पनीर और मांस सहित सामान्य स्रोतों के साथ ठोस होते हैं। ट्रांस फैटी एसिड प्राकृतिक रूप से कुछ मांस और डेयरी उत्पादों में पाए जाते हैं, हालांकि अधिकांश कृत्रिम रूप से वनस्पति तेलों को हाइड्रोजनीकृत करके बनाए जाते हैं और कई प्रसंस्कृत खाद्य पदार्थों में मौजूद होते हैं। संतृप्त और ट्रांस फैटी एसिड संज्ञानात्मक कार्यप्रणाली को कम करते हैं और विशेष रूप से स्मृति और सीखने के प्रदर्शन को प्रभावित करते हैं। सूक्ष्म पोषक तत्व कोलीन कोलीन एक आवश्यक पोषक तत्व है और मानव शरीर के भीतर इसका प्राथमिक कार्य कोशिकीय झिल्ली का संश्लेषण है, हालांकि यह अन्य कार्यों को भी करता है। यह न्यूरोट्रांसमीटर एसिटाइलकोलाइन का एक अग्रदूत अणु है जो मोटर नियंत्रण और स्मृति सहित कार्यों की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदान करता है। कोलीन की कमी कुछ यकृत और तंत्रिका संबंधी विकारों से संबंधित हो सकती है। कोशिकीय संश्लेषण में अपनी भूमिका के कारण, कोलीन संतानों के प्रसवपूर्व और प्रारंभिक प्रसवोत्तर विकास के दौरान एक महत्वपूर्ण पोषक तत्व है क्योंकि यह मस्तिष्क के विकास में योगदान देता है। पुरुषों, महिलाओं और बच्चों के लिए भोजन से कोलीन का सेवन पर्याप्त सेवन के स्तर से नीचे हो सकता है। महिलाओं, विशेष रूप से गर्भवती या स्तनपान कराने वाली महिलाओं, बुजुर्गों और शिशुओं को कोलीन की कमी का खतरा होता है। गोमांस यकृत, गेहूँ के रोगाणु और अंडे की जर्दी कोलीन प्रदान करने वाले आम खाद्य पदार्थ हैं। बी विटामिन बी, जिसे बी-कॉम्प्लेक्स के रूप में भी जाना जाता है, पोषक तत्वों का एक परस्पर संबंधित समूह है जो अक्सर भोजन में सह-घटित होता है। इस परिसर में थायमिन (बी1), राइबोफ्लेविन (बी2), नियासिन (बी3), पैंटोथेनिक एसिड (बी5), पाइरिडॉक्सिन (बी6), फोलिक एसिड (बी9), कोबालामिन (बी12) और बायोटिन होते हैं। बी विटामिन शरीर में संश्लेषित नहीं होते हैं, और इसलिए उन्हें भोजन से प्राप्त करने की आवश्यकता होती है। बी-कॉम्प्लेक्स विटामिन पानी में घुलनशील विटामिन हैं, जिसका अर्थ है कि वे शरीर के भीतर संग्रहीत नहीं होते हैं। नतीजतन, बी विटामिन को निरंतर पुनःपूर्ति की आवश्यकता होती है। कुछ बी विटामिनों के व्यापक संज्ञानात्मक प्रभावों की पहचान करना संभव है, क्योंकि वे मस्तिष्क के भीतर कई महत्वपूर्ण चयापचय प्रक्रियाओं में शामिल होते हैं। विटामिन बी1 (थायमिन) यह विटामिन ग्लूकोज के उपयोग की सुविधा के लिए महत्वपूर्ण है, इस प्रकार मस्तिष्क के लिए ऊर्जा का उत्पादन और तंत्रिका तंत्र, मांसपेशियों और हृदय के सामान्य कामकाज को सुनिश्चित करता है। थायमिन मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी सहित स्तनधारी तंत्रिका ऊतक में पाया जाता है। विटामिन का चयापचय और सह-एंजाइम कार्य तंत्रिका तंत्र के भीतर थायमिन के लिए एक विशिष्ट कार्य का सुझाव देते हैं। विटामिन बी3 (नियासिन) विटामिन बी3, जिसे नियासिन के रूप में भी जाना जाता है, में निकोटीनामाइड के साथ-साथ निकोटिनिक एसिड दोनों शामिल होते हैं, जो दोनों शरीर के भीतर कई जैविक ऑक्सीकरण और कमी प्रतिक्रियाओं में कार्य करते हैं। नियासिन फैटी एसिड और कोलेस्ट्रॉल के संश्लेषण में शामिल है, जो मस्तिष्क जैव रसायन के ज्ञात मध्यस्थ हैं, और वास्तव में, संज्ञानात्मक कार्य के। विटामिन बी9 (फोलिक एसिड) फोलेट और विटामिन बी12 एस-एडेनोसिलमेथियोनीन के संश्लेषण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, जो न्यूरॉन्स सहित सभी कोशिकाओं के रखरखाव और मरम्मत में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। इसके अलावा, फोलेट को रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए आवश्यक सह-कारकों के पर्याप्त मस्तिष्क स्तर के रखरखाव से जोड़ा गया है जो सेरोटोनिन और कैटेकोलामाइन न्यूरोट्रांसमीटर के संश्लेषण की ओर ले जाते हैं। रक्त प्लाज्मा फोलेट और होमोसिस्टीन सांद्रता की सांद्रता विपरीत रूप से संबंधित है, जैसे कि आहार फोलेट में वृद्धि होमोसिस्टीन सांद्रता को कम करती है। इस प्रकार, फोलेट का आहार सेवन शरीर के भीतर होमोसिस्टीन के स्तर का एक प्रमुख निर्धारक है। फोलेट के स्तर और परिवर्तित मानसिक कार्य के बीच का संबंध बड़ा नहीं है, लेकिन एक कारण संबंध का सुझाव देने के लिए पर्याप्त है। फोलेट की कमी से रक्त में होमोसिस्टीन की वृद्धि हो सकती है, क्योंकि होमोसिस्टीन की निकासी के लिए फोलेट पर निर्भर एंजाइमेटिक कार्रवाई की आवश्यकता होती है, और कुछ हद तक, विटामिन बी 6 और बी 12। उन्नत होमोसिस्टीन संवहनी घटनाओं के साथ-साथ मनोभ्रंश के बढ़ते जोखिम से जुड़ा हुआ है। विटामिन के सेवन को सीखने और स्मृति में कमी से जोड़ा गया है, विशेष रूप से बुजुर्ग आबादी में। फोलेट की कमी वाले बुजुर्ग लोगों को मुफ्त में याद करने और पहचानने में कमी हो सकती है, जिससे पता चलता है कि फोलेट का स्तर एपिसोडिक मेमोरी की प्रभावकारिता से संबंधित हो सकता है। चूँकि गर्भावस्था की पहचान होने से पहले न्यूरूलेशन पूरा किया जा सकता है, इसलिए यह अनुशंसा की जाती है कि गर्भवती होने में सक्षम महिलाएं तंत्रिका नलिका दोषों के जोखिम को कम करने के लिए फोर्टिफाइड खाद्य पदार्थों, पूरक या दोनों के संयोजन से लगभग 400 माइक्रोग्राम फोलिक एसिड लें। गर्भावस्था की शुरुआत से पहले होने वाले व्यवस्थित फोलेट पूरक के साथ तंत्रिका तंत्र में इन प्रमुख विसंगतियों को 85 प्रतिशत तक कम किया जा सकता है। अल्जाइमर और अन्य संज्ञानात्मक रोगों की घटनाओं को फोलेट की कमी से जोड़ा गया है। रोग के विकास के जोखिम को कम करने के लिए बुजुर्गों को भोजन, फोर्टिफाइड या नहीं, और पूरक के माध्यम से फोलेट का सेवन करने की सिफारिश की जाती है। विटामिन बी12, जिसे कोबालामिन के रूप में भी जाना जाता है, तंत्रिका संबंधी कार्य के रखरखाव के लिए महत्वपूर्ण है। बी12 की कमी, जिसे हाइपोकोबालामिनेमिया के रूप में भी जाना जाता है, अक्सर शरीर में अवशोषण से जुड़ी जटिलताओं के परिणामस्वरूप होती है। नैदानिक रूप से अवलोकन योग्य बी12 की कमी वाले किसी भी उम्र के व्यक्तियों के 75-90% में तंत्रिका संबंधी प्रभावों का एक वर्गीकरण देखा जा सकता है। कोबालामिन की कमी की अभिव्यक्तियाँ रीढ़ की हड्डी, परिधीय नसों, ऑप्टिक नसों और प्रमस्तिष्क की असामान्यताओं में स्पष्ट हैं। सामान्य अवशोषण कार्यक्षमता के बावजूद जिन लोगों में बी12 की कमी होती है, उनका इलाज गोली के रूप में कम से कम 6 माइक्रोग्राम/दिन विटामिन के मौखिक प्रशासन के माध्यम से किया जा सकता है। जो लोग कमी के अपरिवर्तनीय कारणों से पीड़ित हैं, जैसे कि घातक एनीमिया या वृद्धावस्था, उन्हें बी12 की औषधीय खुराक के साथ आजीवन उपचार की आवश्यकता होगी। उपचार के लिए रणनीति व्यक्ति की कमी के स्तर के साथ-साथ उनके संज्ञानात्मक कार्य के स्तर पर निर्भर करती है। गंभीर कमी वाले लोगों के उपचार में एक सप्ताह के लिए प्रतिदिन 1000 माइक्रोग्राम बी12 इंट्रामस्क्युलर रूप से, एक महीने के लिए साप्ताहिक, फिर व्यक्ति के शेष जीवन के लिए मासिक रूप से दिया जाता है। कोबालामिन की कमी की तंत्रिका संबंधी अभिव्यक्तियों की प्रगति आम तौर पर क्रमिक होती है। नतीजतन, जल्दी निदान महत्वपूर्ण है अन्यथा अपरिवर्तनीय क्षति हो सकती है। जो लोग डिमेंटेड हो जाते हैं वे आमतौर पर बी12 के प्रशासन के साथ बहुत कम या कोई संज्ञानात्मक सुधार नहीं दिखाते हैं। इस बात का खतरा है कि बी12 की कमी वाले लोगों को दिया जाने वाला फोलिक एसिड हाथ में समस्या को हल किए बिना एनीमिक लक्षणों को छुपा सकता है। इस मामले में, लोगों को अभी भी बी12 की कमी से संबंधित एनीमिया से जुड़े न्यूरोलॉजिकल घाटे का खतरा होगा, जो फोलेट की कमी से संबंधित एनीमिया से जुड़े नहीं हैं। विटामिन ए की कमी विटामिन ए स्तनधारियों के लिए एक आवश्यक पोषक तत्व है जो या तो रेटिनॉल या प्रोविटामिन बीटा-कैरोटीन में बनता है। यह कोशिका विभाजन, कोशिका कार्य, आनुवंशिक विनियमन के विनियमन में मदद करता है, प्रतिरक्षा प्रणाली को बढ़ाने में मदद करता है, और मस्तिष्क कार्य, रासायनिक संतुलन, केंद्रीय तंत्रिका तंत्र और दृष्टि के विकास और विकास के लिए आवश्यक है। आयरन की कमी ऑक्सीजन परिवहन, डीएनए संश्लेषण, माइलिन संश्लेषण, ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन, और न्यूरोट्रांसमीटर संश्लेषण और चयापचय सभी जैविक प्रक्रियाएं हैं जिनके लिए आयरन की आवश्यकता होती है; हालाँकि, आयरन के असंतुलन के परिणामस्वरूप न्यूरोटॉक्सिसिटी हो सकती है जिससे ऑक्सीकरण हो सकता है और लिपिड, प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट और डीएनए में संशोधन हो सकता है। गंभीर रूप से एनीमिक व्यक्तियों में हाइपोक्सिक स्थितियों के कारण मस्तिष्क को नुकसान हो सकता है जिसके परिणामस्वरूप संज्ञानात्मक हानि हो सकती है। जब मस्तिष्क में आयरन का स्तर बाधित होता है तो न्यूरोफिजियोलॉजिकल तंत्र और अनुभूति प्रभावित होती है, जिसके परिणामस्वरूप संभावित रूप से दीर्घकालिक व्यवहार परिवर्तन होते हैं और ध्यान अवधि, बुद्धि, संवेदी धारणा कार्यों, मनोदशा और व्यवहार को प्रभावित कर सकते हैं। आयरन की कमी वाले व्यक्तियों में एडीएचडी, ऑटिज्म, अवसाद, चिंता, सिज़ोफ्रेनिया और द्विध्रुवी विकार जैसे न्यूरोपैथी देखे जाते हैं। हालांकि, अल्जाइमर और हंटिंगटन रोग सहित न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों में अत्यधिक आयरन का संचय देखा जा सकता है। केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (सी. एन. एस.), अंतःस्रावी तंत्र, ऑटोइम्यून सिस्टम और मस्तिष्क के विकास के लिए आयरन की आवश्यकता होती है। आयरन विभिन्न न्यूरोट्रांसमीटर प्रणालियों के विकास और कार्यप्रणाली से जुड़ा होता है और सफेद मस्तिष्क पदार्थ के माइलिनेशन के लिए बड़ी मात्रा में आयरन की आवश्यकता होती है। विकास के दौरान लोहे की कमी के कारण सफेद पदार्थ का असामान्य माइलिनेशन किशोरावस्था में मनोवैज्ञानिक विकारों की शुरुआत से संबंधित हो सकता है। आयरन की कम सांद्रता के परिणामस्वरूप न्यूरोट्रांसमीटर के स्तर में कमी आती है, जिससे खराब माइलिनेशन होता है और न्यूरोमैचुरेशन में देरी होती है। नूट्रोपिक पोषण पोषण तंत्रिका विज्ञान पेलाग्रा वर्निक-कोर्साकॉफ सिंड्रोम संदर्भ पोषण संज्ञानात्मक स्मृति भी देखें।