Abstract
Antecedentes: Existen numerosos estudios que demuestran que la administración de glucosa mejora la memoria y otras funciones cerebrales. Prácticamente no se ha informado de ningún estudio sobre el efecto de la administración de sacarosa en las funciones cerebrales en humanos.
Métodos: Se administran a estudiantes universitarias soluciones de 500 mL que contienen cada una 50 g de glucosa, sacarosa, fructosa o agua. Se tomó sangre a los 0,15,30,60 y 120 min. después. Se administraron pruebas de Uchida-Kraepelin antes y 30 min. después de la ingesta de bebidas.
Resultados: El índice glucémico de la sacarosa fue del 88% de la administración de glucosa. Hubo un aumento significativo de la capacidad de trabajo medida por el test de Uchida-Kraepelin tras la administración de sacarosa. Hubo una tendencia al aumento de la capacidad de trabajo tras la administración de sacarosa, glucosa o fructosa, pero no fue estadísticamente significativa.
Conclusión: La administración de sacarosa mejoró la capacidad de trabajo de las hembras jóvenes posiblemente no sólo por el transporte de glucosa al cerebro sino por el aumento de la actividad de los sitios hedónicos cerebrales por la estimulación de los receptores del dulce, T1R 23.
Palabras clave
Glucosa, sacarosa, insulina, test de Uchida-Kraepelin, índice glucémico, receptor dulce, T1R 23
Introducción
Se ha demostrado a partir de estudios en animales que el aumento de los niveles de glucosa en sangre se asocia con una mejora de la memoria y la atención. En estudios anteriores se ha comprobado que la memoria humana se ve facilitada por la administración de glucosa.
Hubo una correlación significativa entre los valores de glucosa en sangre y el número de palabras recordadas. Aquellos cuyos niveles de glucosa en sangre aumentaban recordaban significativamente más palabras que aquellos cuyos niveles de glucosa en sangre disminuían.
Existen numerosas pruebas que indican que aumentos relativamente modestos de las concentraciones de glucosa circulante mejoran los procesos de aprendizaje y memoria en roedores y humanos. En las ratas, las inyecciones sistémicas de glucosa mejoran el aprendizaje y la memoria en muchas condiciones. Aunque la sacarosa se degrada a glucosa en el intestino y la glucosa es transportada a la sangre, no se han realizado estudios sistemáticos sobre los efectos de la sacarosa en la función cerebral.
Recientemente hemos demostrado mediante experimentos en el laberinto de Morris que la sacarosa mejoraba la memoria de las ratas de forma más significativa que la glucosa, aunque la glucosa tendía a mejorar la memoria. Queríamos averiguar los efectos de la ingesta de glucosa o sacarosa en la capacidad de trabajo utilizando las pruebas de Uchida-Kraepelin mediante las cuales podíamos medir la capacidad de trabajo de los participantes.
Etica
Este trabajo ha sido aprobado por los comités éticos de la Universidad Femenina de Showa y de la NPO «Proyectos internacionales sobre alimentación y salud» y se ha llevado a cabo de acuerdo con el Código Ético de la Asociación Médica Mundial (Declaración de Helsinki) para experimentos.
Métodos
Pedimos a estudiantes universitarias que participaran en los experimentos. Fueron reclutadas si no había problemas de salud como diabetes, hipertensión o enfermedades no graves experimentadas en el pasado. No habían fumado en el pasado. También se excluyeron las personas que tomaban medicamentos para la dislipidemia, la hiperglucemia o la hipertensión. Los antecedentes de los participantes se muestran en la Tabla 1.
Tabla 1. Antecedentes de los participantes(n=35)
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Edad |
21±1 |
Altura(cm) |
157.3±6.1 |
Peso (kg) |
50.3±5.5 |
IMC (kg/m2) |
20.3±1.5 |
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Insumo energético (kcal) |
1823±358 |
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Ingesta de proteínas (g) |
65.9±17,1 |
Ingesta de lípidos (g) |
63.1±16,2 |
Ingesta de carbohidratos (g) |
236.1±42,9 |
Recogimos muestras de sangre a primera hora de la mañana. Se pidió a los participantes que no comieran nada después de las 23:00 horas de la noche anterior. Obtuvimos un consentimiento informado antes de llevar a cabo el protocolo, que había sido aprobado por el Comité Ético de la Universidad Femenina de Showa.
Los participantes sanos recibieron cuestionarios autoadministrados sobre la historia de la dieta y la frecuencia de los alimentos basados en los grupos de alimentos por el recuerdo de las dietas que tomaron. A partir de estos cuestionarios, se calcularon las ingestas de energía, carbohidratos, grasas y proteínas.
Se midieron los niveles de glucosa en sangre mediante una varilla de dedo (kit TERUMO).
Programas experimentales
A las 9 de la mañana, se tomó sangre a los participantes en ayunas. Se les realizó el test de Uchida-Kraepelin y bebieron 500 mL de soluciones que contenían 50 g. de sacarosa, glucosa de fructosa o bien 500 mL de agua. 15 min. después de tomar las bebidas, participaron en las pruebas de Uchida-Kraepelin, y luego 30, 60, 120 min. después de tomar las bebidas, se les tomó sangre.
La Figura 1 muestra los horarios experimentales. Se tomó sangre a los 0 min y se midieron los niveles de glucosa en sangre. Los participantes realizaron la prueba de Uchida-Kraepelin y tomaron 500 mL de solución que contenía 50 g de glucosa, fructosa o sacarosa. Como control tomaron 500 mL de agua.
Figura 1. La programación de los experimentos
Prueba de Uchida-Kraepelin
Se alinean números de una cifra. Se suman dos números alineados. Se describe el número de la cifra más alta. Este procedimiento se repite durante 1 min. Luego se realiza la adición de números de la segunda línea. y se repite durante 15 min. Se calculan los números totales sumados. y se comparan antes y después del experimento.
El trabajo de 1 min. se repitió 15 veces y luego se tomaron las bebidas. Después de las mediciones de sangre a los 30 min. se repitieron las pruebas.
Resultados
La figura 2 muestra la capacidad de trabajo de los participantes después de tomar glucosa, fructosa, sacarosa o agua medida. La ingesta de glucosa o fructosa tendió a aumentar la capacidad de trabajo, pero la ingesta de sacarosa dio lugar a un aumento significativo de la capacidad de trabajo.
Figura 2. La capacidad de trabajo después de cada bebida (La capacidad de trabajo después de cada bebida se examinó mediante la prueba de Uchida-Kraepelin. C: Control; G: Administración de glucosa; S: Administración de sacarosa; F: Administración de fructosa)
Los participantes calcularon números en 15 min. Se sumó el número de cálculos. La diferencia de los números de cálculos antes y después de la ingesta de bebidas se consideró una capacidad de trabajo.
La figura 3 muestra los cambios en los niveles de glucosa en sangre después de la ingesta de azúcar. Los niveles de glucosa en sangre aumentaron significativamente tras la ingesta de glucosa o sacarosa. Los niveles de glucosa en sangre no aumentaron tras la ingesta de fructosa. Aunque la sacarosa contiene un 50% de glucosa en la molécula, los niveles de glucosa en sangre aumentaron más del 50%. Cuando se calculó el índice glucémico de la sacarosa, éste fue del 88% de la glucosa. La figura 4 muestra la relación entre la capacidad de trabajo y los niveles de glucosa en sangre.
Figura 3. Cursos temporales de los niveles de glucosa en sangre después de tomar cada bebida (C: Control; G: Administración de glucosa; S: Administración de sacarosa; F: Administración de fructosa; c: G, S vs. C, f: G, S vs. F)
Figura 4. Diagrama de la gráfica entre los niveles de glucosa en sangre y la capacidad de trabajo (Coeficientes de correlación: niveles de glucosa en plasma vs. capacidad de trabajo para todos los participantes=0,53. G frente a la capacidad de trabajo=0,22, F frente a la capacidad de trabajo=0,19, S frente a la capacidad de trabajo=0,37. Ninguno es estadísticamente significativo)
Se comparó la capacidad de trabajo y los niveles de glucosa en sangre de todos los participantes a los 30 min. después de la administración de azúcares o agua.
La capacidad de trabajo de los participantes tendía a aumentar cuando los niveles de glucosa en sangre aumentaban, pero no hubo significación estadística. No hubo un coeficiente de correlación significativo (=0,53) entre los niveles de glucosa en sangre y la capacidad de trabajo después de tomar bebidas.
Cuando se analizó la relación entre la capacidad de trabajo y los niveles de glucosa en sangre después de tomar glucosa, fructosa, sacarosa o agua, no hubo relaciones significativas entre la capacidad de trabajo y los niveles de glucosa en sangre. No se encontraron coeficientes de correlación entre la capacidad de trabajo y los niveles de glucosa en sangre después de cada bebida (Figura 5).
Figura 5. Diagramas de parcela entre los niveles de glucosa en sangre después de tomar sacarosa, glucosa o fructosa y la capacidad de trabajo
Discusión
Está bien establecido que la glucosa es un combustible principal del cerebro y se transporta a través de las membranas celulares por difusión facilitada mediada por las proteínas transportadoras de glucosa . Se ha demostrado que las inyecciones de glucosa mejoran la memoria en una variedad de tareas . La sacarosa está compuesta por glucosa y fructosa y se degrada a sus componentes en el intestino y la glucosa se absorbe en la sangre.
Hemos administrado sacarosa o glucosa a hombres jóvenes y mayores y hemos encontrado que el índice glucémico en respuesta a la sacarosa fue del 82,8% comparado con el de la glucosa en los hombres más jóvenes y del 73,5% en los hombres mayores. Estos resultados significan que la administración de sacarosa aumenta significativamente los niveles de glucosa en sangre . Estos resultados se obtuvieron mediante la administración de sacarosa o glucosa a mujeres jóvenes y mayores.
Hasta ahora, no se ha realizado ninguna investigación sobre los efectos de la administración de sacarosa en la actividad mental.
Como se ha indicado anteriormente, informamos mediante experimentos en el laberinto de Morris que la administración de sacarosa, pero no de glucosa, mejoraba la memoria de las ratas.
Utilizamos el test de Uchida-Kraepelin para conocer la capacidad de trabajo y descubrimos que la administración de sacarosa producía un aumento significativo de la capacidad de trabajo de las mujeres jóvenes. Aunque hubo una tendencia para la capacidad de trabajo después de la administración de glucosa o fructosa, pero se mostró una significación estadística.
Dado que hubo una tendencia para el aumento de la capacidad de trabajo después de la administración de fructosa aunque se observó un ligero aumento en los niveles de glucosa, pensamos que el sabor dulce puede contribuir al aumento de la capacidad de trabajo.
Se ha demostrado que la estimulación del sabor dulce dio lugar a un aumento en la liberación de dopamina en el N. Accumbens y causó respuestas hedónicas . Los receptores de fructosa de la lengua son T1R 2 3, que es lo mismo que los receptores de sacarosa.
Examinamos cómo los niveles de glucosa en sangre influyeron en la capacidad de trabajo tras la administración de azúcares. Las figuras 3 y 4 muestran que, aunque hubo una tendencia al aumento de la capacidad de trabajo tras la administración de azúcares, no se obtuvo significación estadística sobre las correlaciones entre ellas.
Estos resultados sugieren que, aunque la glucosa aumenta la capacidad de trabajo, no se puede ignorar el papel del sabor dulce en esta capacidad.
Estadística
Los resultados se presentan como medias ±SD. La significación estadística de las diferencias entre grupos se calculó según el ANOVA de una vía. Cuando el ANOVA indicó una diferencia significativa (P<0,05), los valores medios del tratamiento se compararon mediante la prueba de diferencia mínima significativa de Tukey a P<0,05. Se utilizaron las pruebas de correlación de Spearman para examinar la significación estadística.
Reconocimiento
Los experimentos fueron diseñados y realizados por todos los autores. AT escribió un manuscrito. Los análisis estadísticos fueron realizados por MO. Todos los autores leyeron el manuscrito y aprobaron la versión final. Todos los autores tenían responsabilidades para el contenido final. No hay conflictos de intereses para ningún autor.
Apoyo financiero
Este estudio fue apoyado por Ito Memorial Foundation… NPO «International Projects on Food and Health.» y la subvención de la Showa Women’s University.
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