Роль харчування у нейрокогнітивному розвитку дітей від вагітності до дитинства

Анетт Няраді

1 Центр досліджень здоров'я дітей, Інститут досліджень здоров'я дітей Телемонта, Університет Західної Австралії, Перт, Вашингтон, Австралія

2 Школа здоров'я населення, Університет Західної Австралії, Перт, Вашингтон, Австралія

Цзянхун Лі

3 Центр досліджень здоров'я населення, Інститут досліджень інновацій у галузі охорони здоров'я Кертіна, Університет Кертін, Перт, Вашингтон, Австралія

4 Центр соціальних наук, Берлін, Німеччина

Сіобхан Хіклінг

2 Школа здоров'я населення, Університет Західної Австралії, Перт, Вашингтон, Австралія

Джонатан Фостер

5 Школа психології та патології мови, Університет Кертіна, Перт, Вашингтон, Австралія

6 Неврологічний відділ, Департамент охорони здоров’я Західної Австралії, Перт, Вашингтон, Австралія

7 Школа педіатрії та здоров'я дітей, Університет Західної Австралії, Перт, Вашингтон, Австралія

Венді Х. Одді

Анотація

Вступ

Пізнання представляє складний набір вищих психічних функцій, що підпорядковуються мозку, і включає увагу, пам’ять, мислення, навчання та сприйняття (Bhatnagar and Taneja, 2001). Когнітивний розвиток у дошкільників передбачає пізніші шкільні досягнення (Tramontana et al., 1988; Clark et al., 2010; Engle, 2010). Як заявляють Росс та Міровський (1999): "Шкільне навчання формує людський капітал - навички, вміння та ресурси, - що в кінцевому рахунку формує здоров'я та добробут". Дійсно, більша освіта пов’язана з кращими робочими місцями, вищими доходами, вищим соціально-економічним статусом, кращим доступом до медичної допомоги та житлом, кращим способом життя, харчуванням та фізичною активністю (Florence et al., 2008), які всі добре відомі детермінанти здоров’я. Освіта підвищує почуття особистого контролю та самооцінки у людини; також було показано, що ці фактори впливають на кращу поведінку здоров’я (Ross and Mirowsky, 1999; Logi Kristjánsson et al., 2010). Навчальні досягнення важливі для майбутнього особистого здоров'я, а отже, є важливою проблемою для охорони здоров'я.

На когнітивний розвиток впливає безліч факторів, зокрема харчування. Збільшується кількість літератури, яка вказує на зв’язок між покращеним харчуванням та оптимальною роботою мозку. Поживні речовини забезпечують будівельні блоки, які відіграють важливу роль у проліферації клітин, синтезі ДНК, нейромедіаторі та метаболізмі гормонів і є важливими складовими ферментних систем мозку (Bhatnagar and Taneja, 2001; Lozoff and Georgieff, 2006; Zeisel, 2009; De Souza та ін., 2011; Zimmermann, 2011). Розвиток мозку відбувається швидше в перші роки життя порівняно з рештою тіла (Benton, 2010a), що може зробити його більш вразливим до дієтичних дефіцитів.

У цьому огляді літератури ми оцінюємо дані сучасних досліджень щодо зв’язку між споживанням їжі під час вагітності та дитинства та когнітивним розвитком дітей. Спочатку ми обговоримо окремі мікроелементи та окремі аспекти дієти, що представляє попередні дослідження в цій галузі. Далі ми розглянемо більш охоплюючі аспекти дієти, які з’явилися, коли дослідники стали більше цікавитись дієтою як комплексним виміром. Остання тенденція досліджень у цій галузі передбачає більш широкий аналіз ролі харчування у нейрокогнітивному розвитку, який ми пропонуємо тут у порівнянні з попередніми оглядами (Black, 2003b; Bellisle, 2004; Stevenson, 2006; Georgieff, 2007; Benton, 2010a ).

Розвиток мозку у людини

Факти свідчать, що терміни дефіциту поживних речовин можуть суттєво вплинути на розвиток мозку. Наприклад, загальновідомо, що дефіцит фолієвої кислоти між 21 і 28 днями після зачаття (коли нервова трубка закривається) схиляє плід до вродженої вади розвитку, яка називається дефектом нервової трубки. Отже, це критичний період, оскільки протягом цього часу відбувається незворотна зміна структури та функції мозку, якщо присутня недостатня кількість фолієвої кислоти (Blencowe et al., 2010). Критичний період - це певний період протягом чутливих часових рамок (Кнудсен, 2004). Чутливий період, як правило, відображає більш широкі часові рамки; протягом такого періоду розвитку мозок більш чутливий до конкретних втручань. Однак навички та вміння все ще можна придбати поза цим періодом часу, хоча і з меншими знаннями (Knudsen, 2004). Прикладом є те, що глухі діти, які отримують кохлеарні імплантати протягом чутливого періоду для розвитку мозку (тобто до віку 3-5 років), демонструють кращий мовний розвиток, ніж ті, хто отримує кохлеарний імплантат після цього періоду (Penhune, 2011).

Оскільки швидкий ріст мозку відбувається протягом перших 2 років життя (а до 2 років мозок досягає 80% ваги дорослої людини), цей період життя може бути особливо чутливим до недоліків у харчуванні (Bryan et al., 2004; Ленрут і Гідд, 2006). Підлітковий вік також є значним і чутливим періодом розвитку, при цьому дослідження вказують на те, що структурна перебудова, мозок та когнітивне дозрівання і, зокрема, основні зрушення в префронтальній корі відбуваються в період статевого дозрівання (Luna and Sweeney, 2001; Sisk, 2004; Peper et al. ., 2009; Asato et al., 2010; Blakemore et al., 2010).

Дієтичні впливи на когнітивний розвиток

Мікроелементи та когнітивний розвиток

Омега-3 жирні кислоти

В останні роки зростає інтерес до впливу незамінних жирних кислот, особливо поліненасичених жирних кислот з довгими ланцюгами (LCPUFA), на когнітивний розвиток мозку. Суха маса мозку людини на 60% складається з ліпідів, з яких 20% - це докозагексаєнова кислота (DHA; яка є омега-3 жирною кислотою) та арахідонова кислота (AA; омега-6 жирна кислота). Вони представляють дві основні жирні кислоти, що містяться в сірій речовині (Benton, 2010b; De Souza et al., 2011). Крім того, надходження LCPUFA з їжею, особливо омега-3 жирних кислот, включаючи DHA та ейкозапентаенову кислоту (EPA), часто є недостатнім як для дітей, так і для дорослих (Schuchardt et al., 2010).

Незамінні жирні кислоти відіграють центральну функціональну роль у тканинах мозку. Вони є не тільки основними компонентами нейрональних мембран, але вони модулюють текучість і об’єм мембрани і тим самим впливають на активність рецепторів та ферментів, крім того, що впливають на іонні канали. Незамінні жирні кислоти також є попередниками активних медіаторів, які відіграють ключову роль у запаленні та імунній реакції. Вони сприяють зростанню нейронів та дендритів хребта та синтезу синаптичних мембран, а отже, впливають на обробку сигналів та нейронну передачу. Крім того, незамінні жирні кислоти регулюють експресію генів у мозку (McCann and Ames, 2005; Eilander et al., 2007; Innis, 2007; Cetina, 2008; Wurtman, 2008; Ramakrishnan et al., 2009; Ryan et al., 2010; Schuchardt et al., 2010; De Souza et al., 2011). Отже, існуюча література настійно припускає, що незамінні жирні кислоти мають вирішальне значення для розвитку та функціонування мозку.