Rola składników diety w syntezie wybranych neurotransmiterów

• Authors: Zuzanna Goluch-Koniuszy , Joanna Fugiel

Title variants

EN

The role of components in synthesis of selected neurotransmitters

• Languages of publication: PL EN

Abstracts

PL

Neurotransmitery to związki chemiczne uwalniane z aksonu, stanowiącego wypustkę neuronu, w wyniku pojawiającej się fali depolaryzacyjnej, które biorą udział w przekazywaniu impulsów w układzie nerwowym. Zaburzona synteza tych związków i ich działanie w mózgu jest jedną z hipotez dotyczących etiopatogenezy zaburzeń psychicznych. Do klasycznych neurotransmiterów należą ester acetylocholina, aminokwasy (kwas glutaminowy, kwas γ-aminomasłowy) oraz aminy biogenne (dopamina, adrenalina, noradrenalina, serotonina i histamina).W ich syntezie w mózgu znaczącą rolę odgrywa: ilość i rodzaj spożytego białka będącego źródłem aminokwasów (L-tyrozyny, fenyloalaniny, tryptofanu, kwasu glutaminowego, histydyny), węglowodanów, kwasów tłuszczowych, witamin (B1, B6, B9, B12, C, E), składników mineralnych (Ca, Na, K, Mg, Fe, Mn, Zn, J) oraz choliny.

EN

Neurotransmitters are chemical compounds, released from axon at the neuron ending upon appearance of depolarization wave, which have the ability to transmit impulses in nervous system. Disturbed synthesis of neurotransmitters in brain underlies one of the hypothesis concerning etiopathogenesis of mental disorders. Classical neurotransmitters are acetylcholine, amino acids (glutamic acid, gamma-aminobutyric acid) and biogenic amines (dopamine, adrenalin, serotonin and histamine). In their synthesis in brain significant role play: the amount and kind of consumed proteins being the source of some key amino acids (L-tyrosine, phenylalanine, tryptophan, glutamic acid, histidine), coal hydrates, fatty acids, vitamins (B1, B6, B9, B12, C, E), mineral components (Ca, Na, Mg, Fe, Mn, Zn, J) and choline.

Keywords

PL

dieta; neurotransmitery

• Journal: Kosmos
• Year: 2016
• Volume: 65
• Issue: 4
• Pages: 523-534

Dates

published

2016

Contributors

author

Zuzanna Goluch-Koniuszy

• Zakład Fizjologii Żywienia Człowieka, Wydział Nauk o Żywności i Rybactwa, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Papieża Pawła VI nr 3, 71-459 Szczecin, Polska
• Department of Human Nutrition Physiology, Faculty of Food Science and Fisheries, West Pomeranian University of Technology in Szczecin, Papieża Pawła VI nr 3, 71-459 Szczecin, Poland

author

Joanna Fugiel

• Zakład Fizjologii Żywienia Człowieka, Wydział Nauk o Żywności i Rybactwa, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Papieża Pawła VI nr 3, 71-459 Szczecin, Polska
• Department of Human Nutrition Physiology, Faculty of Food Science and Fisheries, West Pomeranian University of Technology in Szczecin, Papieża Pawła VI nr 3, 71-459 Szczecin, Poland

References

• Başar E., Güntekin B., 2008. A review of brain oscillations in cognitive disorders and the role of neurotransmitters. Brain Res. 1235, 172-193.
• Bauer J., Biolo G., Cederholm T., Cesari M., Cruz-Jentoft A. J., Morley J. E., Phillips S., Sieber C., Stehle P., Teta D., Visvanathan R., Volpi E., Boirie Y., 2013. Evidence-based recommendations for optimal dietary protein intake in older people: A position paper from the PROT-AGE study group. J. Am. Med. Dir. Assoc.14, 542-559.
• Bellisle F., Blundell J. E., Dye L., Fantino M., Fern E., Fletcher R. J., Lambert J., Roberfroid M., Specter S., Westenhofer J., Westerterp-Plantenga M. S., 1998. Functional food science and behavior, and psychological functions. Br. J. Nutr. 80 (Suppl. 1), 173-193.
• Benes F. M., Berretta S., 2001. GABAergic interneurons: implications for understanding schizophrenia and bipolar disorder. Neuropsychopharmacy 25, 1-27.
• Car H., 2009. Współdziałanie pomiędzy glutaminianem a kwasem γ-aminomasłowym w ośrodkowym układzie nerwowym. Neuropsychiat. Neuropsychol. 4, 116-125.
• Challem J., 2011. Current controversies in nutrition: why nutrition should be your first-line therapy. J. Altern. Complement. Med. 17, 319-322.
• Choi S., DiSilvio B., Fernstrom M. H., Fernstrom J. D., 2009. Meal ingestion, amino acids and brain neurotransmitters: effects of dietary protein source on serotonin and catecholamine synthesis rates. Physiol. Behav. 98, 156-162.
• Cohen E. L., Wurtman R. J., 1976. Brain acetylcholine: control by dietary choline. Science 191, 561-562.
• Coppen A., Bolander-Gouaille C., 2005. Treatment of depression: time to consider folic acid and vitamin B12. J. Psychopharmacol. 19, 59-65.
• Das U. N., 2006. Essential fatty acids: biochemistry, physiology and pathology. Biotechnol. J. 1, 420-439.
• Domagała P., Żuralska R., Mziray M., 2014. Rola niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych oraz ich znaczenie w wybranych schorzeniach. Pielęgniarstwo XXI wieku 46, 27-30.
• Dorszewska J., 2008. Molekularne podstawy apoptozy i martwicy. [W:] Apoptoza w chorobach ośrodkowego układu nerwowego. Kozubski W., Dorszewska J. (red). Wyd. Czelej, Lublin.
• Drake V., 2011. Micronutrients and cognitive function. The Linus Pauling Institute Research Newsletter.
• Duelli R., Kuschinsky W., 2001. Brain glucose transporters: relationship to local energy demand. News Physiol. Sci. 16, 71-76.
• Fernstrom J. D., 1994. Dietary amino acids and brain function. J. Am. Diet. Assoc. 94, 1, 71-72.
• Fernstrom J. D., Wurtman R. J., 1971. Brain serotonin content: increase following ingestion of carbohydrate diet. Science 174, 1023-1025.
• Fernstrom J. D., Langham K., Marcellino L., Irvine Z., Fernstrom M., Kaye W., 2013. The ingestion of different dietary proteins by humans induces large changes in the plasma tryptophan ratio, a predictor of brain tryptophan uptake and serotonin synthesis. Clin. Nutr. 32, 1073-1076.
• Fischer K., Colombani P., Langhans W., Wenk C., 2002. Carbohydrate to protein ratio in food and cognitive performance in the morning. Physiol. Behav. 75, 411-423.
• Frederick A. L., Stanwood G. D., 2009. Drugs, biogenic amine targets and the developing brain. Dev. Neurosci. 31, 7-22.
• Gapys B., Raszeja-Specht A., Bielarczyk H., 2014. Rola cynku w procesach fizjologicznych i patologicznych organizmu. Diagn. Lab. 50, 45-52.
• Gardier A., Wurtman R. J., 1991. Persistent blockade of potassium-evoked serotonin release from rat frontocortical terminals after fluoxetine administration. Brain Res. 540,325-330.
• Gleeson M., 2005. Interrelationship between physical activity and branched-chain amino acids. J. Nutr. 135, 1591-1595.
• Guroff G., Udenfriend S., 1962. Studies on aromatic amino acid uptake by rat brain in vivo. J. Biol. Chem. 237, 803-806.
• Haag M., 2003. Essential fatty acids and the brain. Can. J. Psychiatry. 48, 195-203.
• Heinrichs S. C., 2010. Dietary omega-3 fatty acid supplementation for optimizing neuronal structure and function. Mol. Nutr. Food Res. 54, 447-456.
• Heller R., Unbebaun A., Schellenherg B., 2001. L-ascorbic acid potentiates endothelial nitric oxide synthesis via a chemical stabilization of tetrahydrobiopterin. J. Biol. Chem. 276, 40-47.
• Holford P., 2003. Depression: the nutrition connection. Prim. Care Ment. Health. 1, 9-16.
• Hu N., Yu J.-T., Tan L., Wang Y.-L., Sun L., Tan L., 2013. Nutrition and the risk of Alzheimer's Disease. BioMed. Res. Internat. http://dx.doi.org/10.1155/2013/524820.
• Inam Q., Ikram H., Shireen E., Haleem D. J., 2016. Effects of sugar rich diet on brain serotonin, hyperphagia and anxiety in animal model of both genders. Pak. J. Pharm. Sci. 29, 757-763.
• Inam Q., Jabeen B., Haleem M. A., Haleem D. J., 2008. Long-term consumption of sugar-rich diet decreases the effectiveness of somatodendritic serotonin-1A receptors. Nutr. Neurosci. 11, 277-282.
• Jankowska-Kulawy A., Bielarczyk H., Ronowska A., Bizon-Zygmańska D., Szutowicz A., 2014. Zaburzenia metabolizmu energetycznego mózgu w stanach niedoboru tiaminy. Diagn. Lab. 50, 333-338.
• Jarosz M., 2012. Normy żywienia dla populacji polskiej - nowelizacja. IŻŻ, Warszawa.
• Jia F., Pignataro L., Schofield C. M., 2005. An extrasynaptic GABAA receptor mediates tonic inhibition in thalamic VB neurons. J. Neurophysiol. 94, 4491-4501.
• Kostowski W., Witanowska A., 2009. Podwójne oblicze GABA: hamowanie i pobudzenie. Farmakoter. Psych. Neurol. 3-4, 173-178.
• Kunachowicz W., Nadolna I., Przygoda B., Iwanow K., 2005. Tabele wartości odżywczej produktów spożywczych i potraw. IŻŻ, Warszawa.
• Lee L., Kang S. A., Lee H. O., Lee B. H., Jung I. K., Lee J. E., Hoe Y. S., 2011. Effect of supplementation of vitamin E and vitamin C on brain acetylcholinesterase activity and neurotransmitter levels in rats treated with scopolamine, an inducer of dementia. J. Nutr. Sci. Vitaminol. 47, 323-328.
• Leszczyńska T., Pisulewski P. M., 2004. Wpływ wybranych składników żywności na aktywność psychofizyczną człowieka. Zywn. Nauk. Technol. Jakość 38, 12-24.
• Lizak-Nitsch M., 2011. Rola noradrenaliny i serotoniny w modulacji funkcji mózgu ich znaczenie dla snu człowieka. Rocz. PAM 57, 36-42.
• Longstaff A., 2002. Neurobiologia. Wyd. Naukowe PWN, Warszawa.
• Lutsenko S., Bhattacharjee A., Hubbard A. L., 2010. Copper handling machinery of the brain. Metallomics 2, 596-608.
• Markowicz-Narękiewicz A. E., 2009-2011. Związek między wydzielaniem neuroprzekaźników a powstawaniem chorób psychicznych - na szczegółowo omówionym przykładzie depresji. Ann. Acad. Med. Silesien. 1427-440, 55-59.
• Materac E., Marczyński Z., Bodek K. H., 2013. Rola kwasów tłuszczowych omega-3 i omega-6 w organizmie człowieka. Bromatol. Chem. Toksykol., 44, 225-233.
• Miller A. L., 2008. The methylation, neurotransmitter, and antioxidant connections between folate and depression. Altern. Med. Rev. 13, 216-226.
• Murakami K., Miyake Y., Sasaki S., Tanaka K., Arakawa M., 2010. Dietary folate, riboflavin, vitamin B-6, and vitamin B-12 and depressive symptoms in early adolescence: the Ryukyus Child Health Study. Psychosom. Med. 72, 763-768.
• Riedel W. J., Klaassen T., Schmitt J., 2002. Tryptophan, mood and cognitive function. Brain Behav. Immun. 16, 581-589.
• Rouch C., Nicolaidis S., Orosco M., 1998. Determination, using microdialysis, of hypothalamic serotonin variations in response to different macronutrients. Physiol. Behav. 65, 653- 657.
• Rude R. K., Shils M. E., 2006. Magnesium. [W:] Modern Nutrition in Health and Disease. Shils M. E., Shike M., Ross A. C., Caballero B., Cousins R. J. (red.). Baltimore, Lippincott Williams & Wilkins, 223-247.
• Spadaro P. A., Naug H. L., Du Toit E. F., Donner D., Colson N. J., 2015. A refined high carbohydrate diet is associated with changes in the serotonin pathway and visceral obesity. Genet. Res. 97, e23.
• Stańczykiewicz B., Nowacki D., Jakubik M., Rymaszewska J., 2010. Wpływ kwasów omega-3 (DHA) na zaburzenia otępienne, w tym chorobę Alzheimera w badaniach zwierzęcych. J. Geriatr. Psychiat. 7, 71-82.
• Su H. M., 2010. Mechanisms of n-3 fatty acid-mediated development and maintenance of learning memory performance. J. Nutr. Biochem. 21, 364-373.
• Szewczyk B., Poleszak E., Sowa-Kucma M., Siwek M., Dudek., Ryszewska- Pokrasniewicz B., 2008. Antidepressant activity of zinc and magnesium in view of the current hypothesis of antidepressant action. Pharmacol. Rep. 60, 588-589.
• Traczyk W.Z., Trzebski A., 2009. Fizjologia człowieka z elementami fizjologii stosowanej i klinicznej. Wyd. Lek. PZWL, Warszawa.
• Ueland P. M., 2011. Choline and betaine in health and disease. J. Inherit. Metab. Dis. 34, 3-15.
• Upadhyay R. K., 2014. Transendothelial transport and its role in therapeutics. Inter. Scholarly Res. Notices http://dx.doi.org/10.1155/2014/309404.
• Vetulani J., 2013. Neurochemistry of impulsiveness and aggression. Psychiatr. Pol. 47, 103-113.
• Who, 2007. Protein and amino acid requirements in human nutrition. WHO, Geneva.
• Who, 2015. Sugars intake for adult and children Guideline. WHO, Geneva.
• Wurtman R., Fernstrom J., 1975. Control of brain monoamine synthesis by diet and plasma amino acids. Am. J. Clin. Nutr. 28, 638- 647.