Глюкоза служит «топливом» для мозга, но если ее поступает слишком много за один раз, то это может вызвать ряд проблем. Совсем не случайно, что в контроле уровня глюкозы в крови участвуют многие органы, в том числе поджелудочная железа, печень, щитовидная железа, надпочечники, гипофиз и мозг. Если уровень глюкозы в крови падает, мозг (а именно гипоталамус) отдает сигнал гипофизу и щитовидной железе активизировать работу печени, где происходит процесс синтеза глюкозы.

Состояние пониженного уровня глюкозы в крови называется гипогликемией, а повышенного – гипергликемией. Оба состояния негативно сказываются на способности человека рационально мыслить и сохранять контроль над своим эмоциональным состоянием. Когда после приема пищи уровень сахара в крови повышается, поджелудочная железа вырабатывает инсулин, помогающий доставлять глюкозу в клетки организма. Если уровень сахара в крови падает ниже нормы, мозг посылает соответствующий сигнал, стимулирующий выработку гормона адреналина, чтобы сообщить печени о необходимости синтеза глюкозы. В результате человек может ощущать нервозность, головокружение, усталость, слабость, дрожь или усиленное сердцебиение.

Симптомы низкого уровня сахара в крови особенно опасны, если человек склонен к гипогликемии и при этом пьет кофе на голодный желудок. При диабете человек становится еще более уязвимым: ему необходимо тщательно контролировать свой уровень сахара в крови. Перечисленные выше симптомы, такие как нервозность и усталость, являются более очевидными, чем те, которые относятся к концентрации внимания, краткосрочной памяти и эмоциональной стабильности.

При чрезмерном употреблении сахара в организме повышается выработка гормонов стресса, которая может продолжаться до пяти часов. Это происходит, потому что поджелудочная железа секретирует больше инсулина, чем обычно, чтобы извлечь сахар из системы. Исследователь Университета Рокфеллера Энтони Керами выяснил, что диета с высоким содержанием сахара способствует ускорению процесса старения организма. Сахар негативно влияет на белок. В процессе гликации молекулы сахара прикрепляются к внешней оболочке молекул белка и вызывают их отвердевание, а сами комплексы сахар-белок называют конечными продуктами гликации (КПГ). Наглядным примером КПГ является то, что происходит, когда вы жарите цыпленка с кожей.

К сожалению, КПГ вызывают гораздо более негативные последствия, чем просто отвердевание оболочек клеток. Они действуют как химический клей, присоединяющий молекулы друг к другу, в результате чего образуются межмолекулярные связи. Например, такие связи возникают в пережаренном мясе, из-за чего его трудно резать или жевать. Когда этот процесс происходит в ткани организма, нарушаются многие метаболические процессы. Например, процесс гликации (при избыточном содержании глюкозы) препятствует свободному передвижению белковых молекул. В результате мембраны клеток блокируются, что приводит к снижению нейронной коммуникации. Гликация также способна привести к усилению воспалительных процессов во всем организме.

Сахара относятся к рафинированным углеводам, которые могут повысить риск образования свободных радикалов и воспалительных процессов. Свободными радикалами называют частицы с неспаренным электроном на внешней электронной оболочке, способные разрушать структуру клетки. После серии реакций КПГ ведут к образованию свободных радикалов и воспалительному процессу. КПГ меняют структуру и деятельность белков и нарушают синаптические связи. Кроме того, структурные нарушения происходят в митохондриях, которые называют «энергетическими станциями» клетки, так как в них осуществляется синтез АТФ (аденозинтрифосфата) универсального источника энергии для всех биохимических процессов, протекающих в живых системах.

Негативные последствия процесса гликации проявляются не сразу. Разрушение нейронов наблюдается со временем.

Неудивительно, что высокий уровень потребления сахара напрямую связывают с развитием депрессивного состояния. Результаты исследований по сравнению уровня потребления сахара в таких странах, как Япония, Канада и США, показали, что Япония отличается самым низким уровнем потребления сахара, как и самым низким уровнем депрессий.

Учитывая системное отрицательное воздействие сахара на организм, у исследователей был стимул усовершенствовать методы измерения уровня сахара в крови. В конце 1990-х в Гарвардском университете разработали новый способ оценки воздействия потребления углеводов, получивший название гликемическая нагрузка (GL, от англ. glycemic load). Чем выше уровень гликемической нагрузки, тем больше ожидается повышение в крови глюкозы и инсулиногенического влияния пищи. Употребление в пищу в течение длительного времени продуктов с высокой гликемической нагрузкой ведет к риску развития избыточного веса, диабета и воспалительного процесса. Исследователи доказали, что после употребления людьми количества сахара, содержащегося в двух прохладительных безалкогольных напитках (75 граммов глюкозы), уровень изопростана – свободных радикалов, полученных в результате окисления жирных кислот, – повысился на 34 % всего через 90 минут после употребления.

Умеренное повышение уровня изопростана связывается с болезнью Альцгеймера. Еще одним индикатором уровня оксидативного стресса организма (то есть уровнем массированного образования свободных радикалов) является малоновый диальдегид (MDA). Ученые доказали наличие взаимосвязи между повышенной гликемической нагрузкой и MDA.

Более 25 лет назад исследователи Массачусетского технологического института обнаружили разницу в 25 % между показателями IQ детей с высоким уровнем потребления рафинированных углеводов (сахар и белая мука) по сравнению с детьми с низким уровнем их потребления (Schauss, 1984). Разница в уровне глюкозы сыграла огромную роль в развитии когнитивных навыков и мозга в целом. Ученые из Университета в Суонси (Уэльс, Великобритания) обнаружили корреляцию между такими факторами, как низкий уровень глюкозы в крови и плохая память, слабая концентрация внимания и агрессивное поведение.

Когда исследователи из Йельского университета предложили 25 детям без проблем со здоровьем выпить напиток с содержанием глюкозы как в большинстве прохладительных безалкогольных напитков, скачок уровня сахара в крови вызвал повышение у них уровня адреналина более чем в пять раз по сравнению с нормальным примерно на пять часов. Большинство детей испытывали сложности с концентрацией внимания, а также тревожность и раздражение.

Похожим образом финские ученые оценили влияние потребления сахара у 404 детей в возрасте 10–11 лет. Они обнаружили, что тревожность, депрессия, отказ от участия в социальной жизни, делинквентное поведение и агрессия в два раза чаще наблюдались у тех детей, которые потребляли на 30 % больше сахарозы в форме безалкогольных напитков, сладких закусок и мороженого (Haapalahti, Mykkanen, Tikkanen, and Kokkonen, 2004).

Вывод очевиден: высокий уровень потребления сахара отрицательно сказывается на функциях мозга и способности рационально мыслить, поддерживать ровное эмоциональное состояние и эффективно вести себя в социальной жизни общества. Таким образом, для оптимального функционирования мозга необходимо контролировать уровень сахара в крови и поддерживать его стабильным.