من أين يحصل الدماغ على الطاقة ؟

في الظروف العادية، يعدّ الجلوكوز المصدر الرئيسي للطاقة بالنسبة للدماغ (الذي يحصل عليه مباشرة من السكريات التي يتم تناولها أو من تلك المخزنة في الجسم على شكل غليكوجين). بمجرد وصول الجلوكوز إلى الدماغ، يتم تحويله إلى طاقة على شكل ATP بواسطة مصانع الطاقة في الخلايا، الميتوكوندريا.

بالإضافة إلى الجلوكوز، يمكن لخلايا الدماغ أيضًا استخدام مصدر آخر للطاقة.

عندما تكون مستويات الجلوكوز منخفضة، يصنع الكبد جسيمات الكيتون من الدهون (الأحماض الدهنية). حيث يمكن أن تساهم الكيتونات بنسبة تصل إلى 60٪ من حاجيات الدماغ من الطاقة. هذا (الوقود) البديل مهم جداً خاصة في حالة الصيام أو الجوع لأنه يحافظ على استمرار عمل الدماغ ويمنع الجسم من هدم البروتينات وبالتالي العضلات.

هل الجلوكوز هو أفضل مصدر طاقة للدماغ؟

إن صحة الدماغ مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بالإمداد المستمر والكافي من الجلوكوز الذي نحصل عليه من السكريات المستهلكة. ونظرًا لعدم وجود مخزون من الجلوكوز في الدماغ، يوصي خبراء الصحة بتناول السكريات في كل وجبة. ولكن ليس أي سكريات. فقد أظهرت الأبحاث في مجال التغذية أن السكريات المستهلكة عادة، أي المكررة (مثل السكر الأبيض)، والمعالجة (الدقيق الأبيض)، تسبب التهابات شديدة ولها آثار ضارة على الجسم والجهاز العصبي.

ففي تجربة علمية، تم وضع قوارض على نظام غذائي حديث، غني بالسكر لمدة 3 أشهر، فلوحظ زيادة في نفاذية الحاجز الدموي الدماغي(وهذا الحاجز يسمح بوصول المغذيات الأساسية لعمل وصحة الدماغ، وفي نفس الوقات يمنع مرور السموم والمواد الضارة إليه)، وظهرت لديها اضطرابات معرفية، خاصة في منطقة الحُصين، وهي منطقة مهمة في الدماغ. وكلما طالت مدة هذا النظام الغذائي، كلما زاد تأثر أدمغة القوارض وانخفضت قدراتها الدماغية.

إن النظام الغذائي الحديث غني بالسكريات والدهون المشبعة، مما يؤدي إلى زيادة المواد الالتهابية في عدة مناطق من الدماغ، بما في ذلك منطقة الحُصين والقشرة الدماغية. لم يفهم العلماء بعد كيف يمكن لهذا النوع من النظام الغذائي أن يعزز الالتهابات في الدماغ. لكن تؤدي هذه الالتهابات إلى رفع مستوى السموم الداخلية الالتهابية وهذه السموم تنطلق في الدورة الدموية مسببة التهابات في مناطق أخرى من الجسم.

فإذا كان الدماغ يفضل استخدام الجلوكوز كمصدر أولي للطاقة، فيمكن لهذا الأخير، في حال تم الافراط في تناوله، كما هو الحال في نظامنا الغذائي الحديث، أن يتسبب في زيادة نفاذية الحاجز الدموي الدماغي وفي الالتهاب وهما أمران مضران جدا.

فوائد الكيتونات للدماغ

بدون الكيتونات كمصدر طاقة بديل، لن نستطيع تحمل الصوم أو الجوع لفترة طويلة. فعندما يستخدم الجسم الدهون كمصدر رئيسي للطاقة، فإن الكبد يصنع هذه الأجسام الكيتونية التي سيتم استخدامها بسرعة من طرف الدماغ، الذي (على عكس العضلات) ليست له القدرة على استقلاب الأحماض الدهنية الحرة مباشرة. بصرف النظر عن الأسيتون، الذي يتم إفرازه كنفايات في البول والنّفَس، فإن الكيتونات تخترق الحاجز الدموي الدماغي بسرعة كبيرة ويمكن للدم نقلها بسهولة إلى الأعضاء والأنسجة الأخرى في الجسم.

وهكذا تساعد الكيتونات في الحفاظ على المستويات المثلى للنشاط البدني والعقلي. ويتم إنتاجها بكميات كافية لتزويد الدماغ بكل الطاقة التي يحتاجها. والأكثر إثارة للاهتمام: أن هذا الوقود يوفر حوالي 25٪ طاقة أكثر مقارنة بالجلوكوز، لأنه يتم امتصاصه بسرعة. وهذا لأنه لا يخضع لعملية التحلل مثل الجلوكوز.

تساعد الكيتونات أيضًا على إعادة التوازن إلى نسبة الجلوتامات / الجلوتامين في الدماغ، كمصدر لذرات الكربون، مما يمنع بعض الاضطرابات العصبية. ويُعتقد أيضًا أن الكيتونات تقلل من إنتاج الجذور الحرة، ما يقلل من التهاب الأنسجة.

ويُعتقد أيضًا أن أجسام الكيتون لها تأثير محفز نفسي خفيف (خاصة خلال الأسبوعين الأولين من نظام غذائي كيتوني)، مما ينتج عنه زيادة في الطاقة وقدرة أكبر على التركيز. بالإضافة إلى ذلك، وعلى عكس الجلوكوز، فإن دخول أجسام الكيتون مباشرة في الخلايا يوفر العمل على البنكرياس وبالتالي لايتم استنزاف الأنسولين.

الكيتونات وأمراض الدماغ

لا تزال الأبحاث في بدايتها، لكن الكيتونات يمكن أن تساعد في علاج العديد من أمراض الدماغ التنكسية : مثل الصرع والصداع النصفي وأمراض التنكس العصبي (الزهايمر، باركنسون، التصلب الجانبي الضموري) والعديد من الاضطرابات العصبية الأخرى (التوحد، أورام الدماغ، والصدمات، أمراض الميتوكوندريا، والسكتة الدماغية).

في الواقع، لم يتم بعد فهم، تماماً، آليات عمل هذه الكيتونات، ولكن هذه الأخيرة قد تقلل من الإجهاد التأكسدي، وتعيد االنشاط الى الميتوكوندريا، وتمنع التهاب الخلايا العصبية.

 

الخلاصة

يستطيع الدماغ استخدام كل من الجلوكوز والكيتونات كمصادر طاقة.

يعد الجلوكوز هو الوقود المفضل للدماغ (إلا في حالة نظام غذائي قليل الكربوهيدرات). ومن الأفضل اختيار مصادر جلوكوز أقل معالجة، وغير مكررة، وفقيرة من السكر، وبمؤشر غليسيمي منخفض (مؤشر يقيس سرعة مرور السكر الى الدم).

في بعض الحالات، يستفيد الدماغ أكثر من الكيتونات، لأنه يتم توفيرها بسرعة أكبر وتعطي طاقة أكثر من الجلوكوز.

ليقوم الجسم بإنتاج الكيتونات، يجب إما الصيام أو اتباع نظام غذائي منخفض الكربوهيدرات وعالي الدهون، وهذا النظام معروف أيضًا باسم حمية الكيتو.

حمية الكيتو أو النظام الغذائي المنخفض الكربوهيدرات، قد يكون فعالا ضد اضطرابات وأمراض الدماغ (الصداع النصفي ومرض الزهايمر وباركنسون على وجه الخصوص).