توضیح دانشمندان در خصوص تاثیرات واقعی شکر بر مغز انسان

تقریبا همگی ما عاشق خوراکی‌های شیرین هستیم؛ اما وجود قند فراوان در رژیم غذایی انسان می‌تواند موجب افزایش وزن، چاقی، دیابت تیپ 2 و پوسیدگی دندان‌ها شود. همگی ما می‌دانیم که خوردن شیرینی، بستنی، کلوچه، کیک، نوشابه و انواع نوشیدنی‌های قندی برای سلامتی انسان مضر است؛ اما گاهی مقاومت در برابر این خوراکی‌ها اقدامی بسیار دشوار خواهد بود. به‌نظر می‌رسد که مغز بعضا شدیدا انسان را به مصرف چنین خوراکی‌هایی وسوسه می‌کند.

آمی ریچلتیک؛ متخصص علوم اعصاب و محقق ارشد دانشگاه وسترن در تحقیقات اخیر خود به بررسی نحوه تاثیر رژیم‌های غذایی چاق‌کننده یا تشدیدکننده چاقی بر عملکرد مغز پرداخته است. هدف از انجام چنین پژوهشی این است که نحوه تاثیر خوراکی‌ها بر رفتار انسان مشخص شود. بعلاوه روشن شود که آیا سایر عوامل مرتبط با سبک زندگی نیز بر تغییرات عملکرد مغز تاثیرگذار هستند یا خیر.

بدن انسان می‌تواند نسبت به قند بسیار حساس باشد. گلوکز از واژه یونانی glukos به‌معنای شیرین الهام گرفته شده است. گلوکز سوخت موردنیاز سلول‌های تشکیل‌دهنده بدن از جمله سلول‌های مغزی و عصبی را تامین می‌کند.

خوردن قند موجب افزایش هورمون دوپامین می‌شود

بر اساس اصل تکامل، اجداد بدوی ما از رژیم غذایی نامناسبی برخوردار بودند. غذاهای قندی از جمله منابع فوق‌العاده انرژی به‌شمار می‌روند؛ به همین دلیل مصرف خوراکی‌های شیرین مشخصا لذت‌بخش خواهد بود. موادغذایی با طعم ناخوشایند، تلخ یا ترش احتمالا آلوده، پوسیده یا مسموم بوده و موجب بیماری انسان می‌شوند.

بنابراین بدن انسان به منظور افزایش حداکثری شانس بقای خود به‌عنوان یک موجود زنده دارای یک سیستم مغزی است که انسان را به مصرف غذاهای شیرین ترغیب می‌کند؛ چرا که این خوراکی‌ها، منابع فوق‌العاده انرژی و سوخت موردنیاز بدن به‌شمار می‌روند. با مصرف غذاهای شیرین، سیستم پاداش مغز موسوم به دوپامین مزولیمبیک فعال می‌شود. دوپامین یک ماده شیمیایی در مغز است که توسط نورون‌های عصبی ترشح می‌شود و نشان‌دهنده وقوع یک رویداد مثبت است. با فعال‌سازی سیستم پاداش‌دهی، رفتارهای مغزی تشدید می‌شوند و اشتیاق انسان برای تکرار مجدد این قبیل اقدامات را افزایش می‌دهند. دوپامین آزاد شده در اثر مصرف خوراکی‌های قندی موجب یادگیری سریع مغز جهت یافتن مقادیر بیش‌تری از این غذاها خواهد شد. امروزه محیط اطراف ما مملو از خوراکی‌های شیرین و پرانرژی است و برای دریافت انرژی مشخصا لازم نیست از موادغذایی قندی استفاده کنیم؛ چرا که خوراکی‌های حاوی قند تقریبا در همه جا یافت می‌شوند. متاسفانه مغز ما به لحاظ عملکردی کماکان شباهت بسیار زیادی با اجداد پیشین ما دارد و واقعا به مصرف خوراکی‌های شیرین، تمایل نشان می‌دهد. اما مصرف بیش از اندازه مواد قندی موجب بروز چه فعل و انفعالاتی در مغز می‌شود؟

آیا مصرف مواد قندی موجب تغییر ساختار عصبی مغز می‌شود؟

مغز انسان از طریق فرآیندی موسوم به نوروپلاستیست همواره مشغول بازسازی و بازنویسی ساختار عصبی خود است. این بازسازی می‌تواند در سیستم پاداش‌دهی مغز نیز روی دهد. فعال شدن مکرر مکانیسم پاداش‌دهی در اثر مصرف داروها و مقادیر فراوان خوراکی‌های قندی باعث می‌شود تا مغز با تحریکات مکرر سازگار شده و نهایتا به شکل‌گیری نوعی حالت تحمل (مقاومت) منتهی خواهد شد. چنین وضعیتی در خصوص غذاهای شیرین بدان معناست که دستیابی به احساس خوشایند گذشته به‌تدریج مستلزم مصرف مقادیر بیش‌تری از این خوراکی‌ها است. این پدیده یکی از مشخصه‌های کلاسیک اعتیاد به‌شمار می‌رود.

اعتیاد غذایی یکی از موضوعات بحث‌برانگیز در میان دانشمندان و پزشکان محسوب می‌شود. اگرچه وابستگی فیزیکی بدن به برخی داروها، پدیده‌ای قابل درک به‌شمار می‌رود؛ اما احتمال اعتیاد به غذا هنگام مصرف آن به‌عنوان یک ماده حیاتی کماکان موضوعی قابل بحث است.

نیاز مغز انسان به قند به‌تدریج افزایش پیدا می‌کند

صرف‌نظر از نیاز انسان به غذا جهت تامین انرژی موردنیاز بدن، بسیاری از افراد در شرایط ویژه‌ای نظیر اضطراب، گرسنگی و مشاهده خوراکی‌های جذاب (یک برش کیک خوشمزه در کافی‌شاپ) دچار هوس‌های غذایی می‌شوند. ما برای مقاومت کردن در برابر این هوس بایستی پاسخ طبیعی بدن که موجب افراط در مصرف خوراکی‌ها می‌شود را مهار نماییم. شبکه‌ای از نورون‌های مهارکننده در کنترل رفتارهای انسان نقش بسزایی دارد. این سلول‌های عصبی در قشر جلویی مغز متمرکز شده‌اند. این منطقه کلیدی از مغز در تصمیم‌گیری‌ها، کنترل حرکات و تاخیر در احساس رضایت تاثیرگذار است. نورون‌های مهارکننده همانند ترمزهای مغز هستند و هورمونی شیمیایی موسوم به GABA را ترشح می‌کنند. تحقیقات انجام شده بر روی موش‌های صحرایی نشان می‌دهند که رژیم‌های غذایی با قند بالا می‌تواند رفتار نورون‌های عصبی مهارکننده را تغییر دهد. بعلاوه قدرت کنترل رفتار و تصمیم‌گیری در موش‌های دریافت‌کننده رژیم قندی به‌مراتب کمتر بود. این پدیده نشان می‌دهد که موادغذایی مصرفی می‌توانند بر توانایی مقاومت انسان در برابر هوس‌ها تاثیرگذار باشند. دشواری تغییر رژیم غذایی برای برخی افراد نیز احتمالا از همین عامل ناشی می‌شود.

در یک پژوهش جدید از مردم درخواست شد تا میزان تمایل خود برای مصرف میان‌وعده‌هایی با کالری بالا را در زمان احساس گرسنگی یا سیری ارزیابی نمایند.  افرادی که از رژیم‌های غذایی پرچرب و با قند بالا به‌طور مرتب استفاده می‌کنند؛ حتی در مواقع عدم گرسنگی نیز تمایل بیش‌تری به دریافت میان‌وعده‌ها نشان می‌دهند. این پدیده نشان می‌دهد که مصرف پیوسته موادغذایی دارای قند بالا موجب تشدید هوس‌های غذایی می‌شود. چنین وضعیتی به شکل‌گیری چرخه معیوب مصرف هرچه بیش‌تر خوراکی‌ها منتهی خواهد شد.

مصرف مواد قندی می‌تواند فرآیند شکل‌گیری حافظه را مختل نماید

هیپوکامپ یکی دیگر از مناطق مغز است که تحت‌ثاثیر رژیم‌های غذایی با قند بالا قرار می‌گیرد. این قسمت به‌عنوان مرکز کلیدی حافظه در مغز شناخته می‌شود. تحقیقات نشان می‌دهند که موش‌های دریافت‌کننده رژیم غذایی با قند بالا از قوه حافظه ضعیف‌تری جهت به یاد آوردن موقعیت مکانی اشیاء پیش‌تر رویت شده برخوردار هستند. تغییرات ناشی از مصرف قند در هیپوکامپ شامل کاهش تعداد نورون‌های جدیدا متولد شده و افزایش هورمون‌های شیمیایی مرتبط با التهاب هستند. پیدایش نورون‌های جدید برای رمزنگاری اطلاعات حافظه حیاتی خواهد بود.

چگونه از مغز خود در مقابل قند محافظت کنیم؟

سازمان بهداشت جهانی توصیه می‌کند که کالری دریافتی از قند افزوده شده به خوراکی‌ها معادل 5 درصد کالری دریافتی روزانه باشد. این رقم معادل مصرف 25 گرم (6 قاشق چای‌خوری) شکر است. با توجه به این‌که بزرگسالان کانادایی روزانه به‌طور متوسط 85 گرم (معادل 20 قاشق چای‌خوری) شکر مصرف می‌کنند؛ لذا اعمال چنین تغییری در رژیم غذایی برای بسیاری از افراد دشوار خواهد بود.

از همه مهم‌تر قابلیت‌های نوروپلاستی مغز به آن امکان می‌دهند تا خود را با رژیم‌های غذایی دارای قند پایین هماهنگ نماید و تمرینات جسمانی نیز به تسریع این فرآیند کمک خواهند کرد. غذاهای سرشار از چربی‌های امگا 3 (شامل روغن ماهی، آجیل و دانه‌های خوراکی) از سیستم عصبی محافظت نموده و میزان مواد شیمیایی موردنیاز مغز برای شکل‌گیری نورون‌های جدید را افزایش خواهد داد.

اگرچه کنار گذاشتن عاداتی نظیر خوردن دسر و مصرف بیش از اندازه قهوه احتمالا کار چندان آسانی نیست؛ اما یقینا مغز به‌خاطر برداشتن چنین گام‌های مثبتی، قدردان شما خواهد بود. برداشتن نخستین قدم غالبا دشوارترین کار ممکن است و اعمال اصلاحات در رژیم غذایی غالبا با گذر زمان تسهیل خواهد شد.

نوشته توضیح دانشمندان در خصوص تاثیرات واقعی شکر بر مغز انسان اولین بار در اخبار تکنولوژی و فناوری پدیدار شد.

چرا شکر چسبناک است؟

چرا شکر چسبناک است؟

مواقعی پیش می‌آید که تشخیص تفاوت ظاهری نمک و شکر مشکل می‌شود. بنابراین شاید تا به حال برایتان پیش آمده باشد که یک کیک شور پخته باشید! اما اضافه کردن آب به هر کدام از این دوقلوهای دانه سفید، نتایج مختلفی در بر دارد. شکر و نمک، هر دو در آب حل می‌شوند. پس از حل شدن شکر، محلولی چسبناک به دست می‌آید؛ اما در مورد نمک این طور نیست.

پیوندهای هیدروژنی، دلیل کلیدی چسبندگی محلول شکر هستند. شکر به تنهایی، ماده‌ای جامد بوده که مولکول‌های آن شامل اتم‌های کربن، هیدروژن و اکسیژن است. بلورهای شکر آنچنان دست نخورده هستند که به راحتی می‌توان آن را غربال کرد و مانند مایع آن را جاری نمود. اما در حالت مایع، پیوندهای قوی پیشین اکسیژن-هیدروژن شکر، شروع به شکسته شدن کرده و اتم‌های هیدروژن جدا شده به دنبال ایجاد پیوند با اتم‌های دیگری می‌روند.

بعضی از اتم‌های هیدروژن به نزدیک‌ترین سطح می‌چسبند، بعضی‌ها به سمت مولکول‌های هیدروژن مایع دست درازی می‌کنند و بعضی دیگر، با اتم‌های هیدروژن و اکسیژن در شکر پیوند می‌خورند. نتیجه این است که یک خرابکاری به بار می‌آید! حتی اگر مقداری شکر را در دستان خود نگه دارید، مقداری از آن با عرق دستتان ترکیب شده و ماده چسبنده‌ای به وجود می‌آید. از طرفی، نمک از دو عنصر سدیم و  کلر تشکیل شده است. بنابراین هنگام انحلال نمک در آب، هیدروژنی سرگردان وجود ندارد که بخواهد هر طور شده خود را از غرق شدن نجات بدهد!

اما در مورد آب چطور؟ مولکول‌های آب نیز دارای هیدروژن هستند. بنابراین باید حکم چسبنده بودن، در مورد آب نیز مانند شکر صدق کند؛ اما این اتفاق در مورد آب نمی‌افتد. دلیلش این است که ساختار مولکول شکر بسیار پیچیده‌تر از آب است. هر مولکول شکر دارای 12 اتم کربن، 22 هیدروژن و 11 اکسیژن است. بنابراین تعداد پیوندهای هیدروژنی این مولکول، بسیار بیشتر از آب است. زمانی که  پیوندهای هیدروژنی در شکر گیر می‌افتند، شانس چسبیدن مولکول‌ها به هر سطحی که با آن در تماس هستند، از جمله دیگر مولکول‌های شکر، بیشتر می‌شود. بنابراین، پیوندهای جدید به دلیل بیشتر بودن تعدادشان، مستحکم‌تر شده و به راحتی از هم جدا نمی‌شوند.

از طرفی، هر مولکول آب تنها از دو اتم هیدروژن و یک اکسیژن تشکیل شده است. بنابراین شانسی برای چسبندگی ندارد. آب تمایل بیشتری برای چسبیدن به سطوح دارد تا به مولکول‌های خودش! البته بسته به زبری سطوح، آب می‌تواند سطح را تر کند یا به‌صورت قطره دربیاید.

نوشته چرا شکر چسبناک است؟ اولین بار در پدیدار شد.

گوشی‌های هوشمند در آینده با شکر شارژ خواهند شد!

 

اگر شما هم به شیرینی‌جات علاقه دارید، باید بگوییم علاوه بر نام‌های خوشمزه‌ای که گوگل هر ساله برای اندروید انتخاب می‌کند، در آینده قرار است گوشی‌های شما شیرین‌تر شود.

با فناوری جدیدی که به تازگی معرفی شده، می‌توانید با یک قاشق شکر برای مدت چند ساعت باتری گوشی خود را شارژ کنید. این فرآیند آزمایش شده و نتایج مثبتی را ثبت کرده که این باتری‌ها را از باتری‌های لیتیومی فعلی کارآمدتر کرده، همچنین قیمت تامین انرژی را کاهش داده است.spoonful-of-sugar

این روش بر پایه اکتشافی است که چهار سال پیش توسط نخبگان MIT اتفاق افتاد. در این روش با استفاده از لوله‌های نانو کربن یک سیم ساخته شد که با مواد اشتعال پذیر پوشانده شده بود و از شکر برای داغ کردن نانو کربن‌ها برای تولید الکتریسیته استفاده شده است. در تست‌های اولیه تنها مقدار کمی الکتریسیته تولید شد، اما حالا مایکل استرانو، از استاد مهندسی شیمی در MIT، توانسته کارایی این روش را بیشتر و میزان تولید الکتریسیته را هزاران برابر افزایش دهد. تیم استرانو توانسته با این روش نیروی مورد نیاز برای یک گجت را تامین کند.

پروفسور استرانو معتقد است که بهبود در کارایی، این روش را از یک کنجکاوی ساده به پروژه‌‌ای تبدیل کرده که ظرفیت تجاری سازی را دارد. او می‌گوید این روش ممکن است به برترین راه برای تامین انرژی گجت‌های قابل حمل تبدیل شود. همچنین یادآور شده این یک پدیده عجیب است که تا پیش از این کسی راجع به آن مطالعه نکرده است.

در آزمایش‌های اولیه از مواد محترقه برای تامین گرمای مورد نیاز استفاده شد اما حالا این تیم توسعه دهنده منبع جدیدی برای تامین گرما و در نهایت تولید الکتریسیته کشف کرده که همان شکر است.

نکته مهم دیگر این است که در این روش، باتری با گذشت زمان انرژی خود را از دست نمی‌دهد. به بیان دیگر، اگر شما گوشی خود را خاموش کرده و پس از چند روز دوباره آن را روشن کنید، خواهید دید که میزان شارژ باتری تغییر نکرده است. این روش اندازه باتری را هم کاهش می‌دهد که به سازندگان فضای بیشتری برای جای دادن سایر قطعات سخت‌افزاری می‌دهد. خوش‌بختانه این فرآیند با گذشت زمان در حال بهبود یافتن است و در آینده شاهد حضور باتری‌های بهینه‌تری در گوشی‌های هوشمند خواهیم بود.

نوشته گوشی‌های هوشمند در آینده با شکر شارژ خواهند شد! اولین بار در - آی‌تی‌رسان پدیدار شد.