Der Begriff Zucker ergab sich wahrscheinlich aus dem Sanskrit-Wort "sarkara", was so viel wie "süß‘‘ bedeutet. Daraus entwickelte sich das arabische Wort "sukkar", welches sich im europäischen Sprachraum ausbreitete.
Der süße Geschmack ist von Anfang an präsent in unserem Leben. Schon vor der Geburt nehmen die Babys über die Nabelschnur Zucker zu sich. Später, wenn die Kinder dann bereits geboren wurden, bekommen sie Gläser mit Babynahrung oder spezielle Knusperflakes, die ebenfalls Unmengen an Zucker enthalten. So änderte die WHO 2015 ihre Richtlinie zur Aufnahme von Zucker von Erwachsenen und Kindern. Demnach sollen nur noch fünf Prozent der kompletten Tagesenergie aus Zucker bestehen. Dies entspricht 25 Gramm (circa sechs Teelöffel) Zucker am Tag für einen Erwachsenen mit normalem Body Mass Index (BMI). Bei einer Umfrage gaben US-Bürger an sogar die doppelte bis fünffache Menge täglich zu sich zu nehmen (entspricht 10-30 Teelöffel, ca. 50-150 Gramm). Da Zucker für eine Vielzahl von verschiedenen Krankheiten verantwortlich gemacht wird, ergab sich daraus die Fragestellung, wie sich Zucker auf die Lernfähigkeit auswirkt.
Um dem auf den Grund zu gehen wird zunächst darauf eingegangen was Zucker überhaupt ist und welche Unterschiede es gibt. Darauf aufbauend werden verschiedene Studien und literarische Texte herangezogen, die sich mit Zucker und Lernfähigkeit beschäftigt haben. Abschließend wird unter Berücksichtigung der erworbenen Erkenntnisse ein Fazit gezogen.
Inhaltsverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
1 Einleitung
2 Was ist Zucker?
2.1 Monosaccharide, Disaccharide, Polysaccharide
2.2 Glukose und co
3 Auswirkungen von Zucker auf die Lernfähigkeit
4 Fazit
5 Literaturverzeichnis
5.1 Buch mit einem Autor
5.2 Buch von zwei bis sechs Autoren
5.3 Artikel, Kapitel aus einem Sammelwerk
5.4 Artikel in einer Online-Zeitschrift
5.5 Leitlinien
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Vergleich der Latenzzeiten im Barnes Maze Test der einzelnen Gruppen vor (A) und nach (B) der Einteilung in die unterschiedlichen Ernährungsweisen
Abbildung 2: CREB Phosphorylierung (A), positiver Zusammenhang zwischen Sir2 Werten und Phosphorylierung (B), Phosphorylierung von Synapsin (C), Synaptophysinwerte (SYP) in den einzelnen Gruppen (D)
Abbildung 3: Insulinresistenzindex in den unterschiedlichen Gruppen (A), Die Analyse ergab eine positive Verbindung zwischen Insulinresistenzindex in Verbindung mit dem Serum-Triglyzerid Spiegel (B), Latenzzeit und Serum-Triglyzerid Spiegel (C), Latenzzeit und Insulinresistenzindex (D)
Abbildung 4: Das Prinzip des Motivations-/Belohnungskreislaufs
1 Einleitung
Der Begriff Zucker ergab sich wahrscheinlich aus dem Sanskrit-Wort sarkara, was so viel wie ,,süß‘‘ bedeutet. Daraus entwickelte sich das arabische Wort sukkar, welches sich im europäischen Sprachraum ausbreitete (Rimbach, Nagursky & Ebersdobler, 2015).
Der süße Geschmack ist von Anfang an präsent in unserem Leben. Schon vor der Geburt nehmen die Babys über die Nabelschnur Zucker zu sich. Später, wenn die Kinder dann bereits geboren wurden, bekommen sie Gläser mit Babynahrung oder spezielle Knusperflakes, die ebenfalls Unmengen an Zucker enthalten (Grimm, 2013). So änderte die WHO 2015 ihre Richtlinie zur Aufnahme von Zucker von Erwachsenen und Kindern. Demnach sollen nur noch fünf Prozent der kompletten Tagesenergie aus Zucker bestehen. Dies entspricht 25 Gramm (circa sechs Teelöffel) Zucker am Tag für einen Erwachsenen mit normalem Body Mass Index (BMI) (WHO, 2015). Bei einer Umfrage gaben US-Bürger an sogar die doppelte bis fünffache Menge täglich zu sich zu nehmen (entspricht 10-30 Teelöffel, ca. 50-150 Gramm) (Stegemann & Davis, 2007). Da Zucker für eine Vielzahl von verschiedenen Krankheiten verantwortlich gemacht wird (Grimm, 2003, 2013), ergab sich daraus die Fragestellung, wie sich Zucker auf die Lernfähigkeit auswirkt.
Um dem auf den Grund zu gehen wird zunächst darauf eingegangen was Zucker überhaupt ist und welche Unterschiede es gibt. Darauf aufbauend werden verschiedene Studien und literarische Texte herangezogen, die sich mit Zucker und Lernfähigkeit beschäftigt haben. Abschließend wird unter Berücksichtigung der erworbenen Erkenntnisse ein Fazit gezogen.
2 Was ist Zucker?
Alle Arten von Zucker gehören den sogenannten Kohlenhydraten an. Dabei wird zwischen verdaulichen und unverdaulichen Kohlenhydraten differenziert. Ballaststoffe beispielsweise werden den unverdaulichen Kohlenhydraten zugeordnet, da diese den Körper in ihrer weitestgehend ursprünglichen Form wieder verlassen (Yudkin & Lustig, 2012). Im nachfolgenden Abschnitt wird genauer auf die einzelnen Gruppierungen eingegangen.
2.1 Monosaccharide, Disaccharide, Polysaccharide
Die verschiedenen Zuckerarten bestehen alle aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff, wobei sich lediglich die Anzahl der einzelnen Atome unterscheidet und sie dadurch den verschiedenen Gruppen angehören (Rimbach et al., 2015).
Monosaccharide: Sie besitzen zwei bis sechs Kohlenstoffatome und werden auch als Einfachzucker bezeichnet. Monosaccharide können ohne Verdauung aufgenommen werden (Stegemann & Davis, 2007).
Disaccharide: Sie bestehen aus zwölf Kohlenstoffatomen, da sie zwei miteinander verbundene Monosaccharide enthalten (Stegemann & Davis, 2007).
Polysaccharide: Sie bestehen aus mindestens zehn unterschiedlichen Monosacchariden und werden auch als komplexe Kohlenhydrate bezeichnet (Stegemann & Davis, 2007).
Im nachstehenden Unterkapitel werden die Mono- und Disaccharide nochmals genauer beleuchtet, da diese die größte Relevanz für die Fragestellung haben.
2.2 Glukose und co.
Glukose, Fructose und Galaktose sind die Monosaccharide mit signifikanter Wichtigkeit für den Stoffwechsel des Körpers und Lebensmittel (Stegemann & Davis, 2007).
Glukose entsteht bei der Verdauung von Disacchariden und Polysacchariden und findet sich vor allem in zahlreichen Obst- aber auch Gemüsesorten. Sie spielt eine große Rolle, da sie als einziger Zucker über die Blutbahn transportiert wird und damit alle Körperzellen mit Nährstoffen versorgt (Stegemann & Davis, 2007).
Fructose ist aus Glukose herstellbar und hat unter den Monosacchariden den süßesten Geschmack. Sie kommt natürlicherweise vor allem in Obst, aber auch in Honig vor und wird auch als Levulose bezeichnet (Stegemann & Davis, 2007).
Galaktose kommt auf natürliche Weise eher selten vor und ist ein Produkt der Laktose- oder Milchzuckerverdauung. Sie ist Bestandteil des Nervengewebes und wird während der Stillzeit aus Glukose produziert (Stegemann & Davis, 2007).
Disaccharide werden im Verdauungsprozess durch Hydrolyse in Monosaccharide aufgespalten, da sie in ihrer primären Form nicht resorbierbar sind (Stegemann & Davis, 2007).
Saccharose besteht aus Glukose und Fruktose und wird am meistens als Haushaltszucker verbraucht. Sie findet sich in zahlreichen Obst- und Gemüsesorten (Stegemann & Davis, 2007).
Laktose besteht aus Glukose und Galaktose und ist lediglich in der Säuglingsmilch vorhanden. Buttermilch und Joghurt erhalten durch die Milchsäure, welche durch Fermentierung gewonnen wird, ihren Geschmack (Stegemann & Davis, 2007).
Maltose besteht aus Glukose und Glukose und entsteht beim Brauprozess oder beim Backen von Brot. Maltose gibt es nicht auf natürliche Weise (Stegemann & Davis, 2007).
Da nun die Gruppierungen genauer differenziert wurden, wird im folgenden Kapitel auf die wissenschaftlichen Studien und Literaturen eingegangen.
3 Auswirkungen von Zucker auf die Lernfähigkeit
In diesem Kapitel werden Studien und literarische Texte herangezogen, die sich mit dem Zuckerkonsum im Zusammenhang mit der Lernfähigkeit auseinandergesetzt haben. Dabei wird zunächst der negative Einfluss von Zucker auf die Lernfähigkeit aufgegriffen.
Agrawal und Gomez-Pinilla (2012) führten eine Studie durch um neue Beweise für die Effekte von Stoffwechselstörungen auf die Gehirnfunktion unter Verwendung des Rattenmodells des Stoffwechselsyndroms, eingeführt durch eine hohe Fructoseaufnahme, zu liefern. Um die Studie durchzuführen, wurden vierundzwanzig männliche Ratten verwendet. Nachdem sie eine Woche lang mit normalem Rattenfutter akklimatisiert wurden, wurden die Ratten mit dem Barnes Maze Test fünf Tage lang trainiert, um sich mit der Aufgabe vertraut zu machen. Danach wurden die Ratten in zwei Gruppen aufgeteilt. Die eine Gruppe bekam eine Omega-3-Fettsäuren Nahrung, während die andere Gruppe eine Omega-3-Fettsäuren Mangelernährung zugeteilt bekam. Die Gruppen wurden nochmal in jeweils zwei Gruppen gegliedert, in dem jeweils sechs Ratten sechs wochenlang zusätzlich eine 15 prozentige Fructoselösung als Trinkwasser erhielten. Hinzuzufügen ist, dass alle Ratten am Anfang einen ähnlichen kognitiven Stand hatten, da sie alle eine verringerte Latenzzeit am fünften Tag des Barnes Maze Test aufwiesen (A). Nachdem sechs Wochen vergangen waren, in denen die Ratten die verschiedenen Nahrungen erhalten hatten, wurde der Barnes Maze Test erneut durchgeführt um die Merkfähigkeit zu beurteilen. Dabei ergab, dass die Ratten, welche die Omega-3-Fettsäuren Mangelernährung erhalten hatten, einen bedeutenden Anstieg der Latenzzeit aufzeigten, was auf eine Erinnerungsstörung hindeutet. Diese wurde durch die Fructose weiter verstärkt (B).
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung. 1: Vergleich der Latenzzeiten im Barnes Maze Test der einzelnen Gruppen vor (A) und nach (B) der Einteilung in die unterschiedlichen Ernährungsweisen (Agrawal & Gomez-Pinilla, 2012, S. 2489).
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 2: CREB Phosphorylierung (A), positiver Zusammenhang zwischen Sir2 Werten und Phosphorylierung (B), Phosphorylierung von Synapsin (C), Synaptophysinwerte (SYP) in den einzelnen Gruppen (D) (Agrawal & Gomez-Pinilla, 2012, S. 2494).
Agrawal und Gomez-Pinilla (2012) untersuchten das cAMP response element binding (CREB) Protein, eine Familie von Transkriptionsfaktoren, die eine wichtige Rolle bei der synaptischen Plastizität und den kognitiven Funktionen spielen, um die Beteiligung von Stoffwechselwegen an der Regulierung der kognitiven Funktionen herauszufinden. Der Mangel an Omega-3-Fettsäuren zeigte eine bedeutende Abnahme bei der Phosphorylierung von CREB, welche durch die Fructosebehandlung verstärkt wurde (A). In der Gruppe, die die Fructoselösung bekam, stieg das Level der CREB Phosphorylierung in Anwesenheit der Omega-3-Fettsäuren Nahrung an, was darauf hindeutet, dass die Gegenwart von Omega-3-Fettsäuren Fructose bedingten Veränderungen in der synaptischen Plastizität über CREB entgegenwirken kann. Die herausgefundene positive Verbindung zwischen Sir2 und CREB zeigt Beteiligung von Sir2 in Plastizität und kognitiver Funktion im Hippocampus an (B). Außerdem wurde auch Synapsin 1 gemessen, eine synaptische Kennzeichnung, die die Freigabe von Neurotransmittern an die Synapse reguliert, und Synaptophysin (SYP), eine Kennzeichnung für das synaptische Wachstum. Es gab einen signifikanten Abfall bei der Phosphorylierung von Synapsin 1 und den Synaptophysinwerten mit Omega-3 Mangel. Der Konsum von Fructose, in Anwesenheit von Omega-3 Mangel, hat die Aktivierung von Synapsin 1 (C) und dem Synaptophysinlevel ebenfalls verringert (D), jedoch wurde mit der Omega-3 Nahrung der gegenteilige Effekt gezeigt. Die Forscher fanden außerdem heraus, dass Fructose die Signalisierung der Insulinrezeptoren beeinflusst. Dafür wurden die Werte der Insulinrezeptoren Tyrosinphosphorylierung und Akt Phosphorylierung in den einzelnen Gruppen untersucht. Die Omega-3-Fettsäuren Mangelernährung in Kombination mit der Fructoselösung beeinflusste die Signalisierung des Insulinrezeptors, was durch eine Verminderung der Tyrosinphosphorylierung im Hippocampus deutlich wurde.
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