Brainfood – Macht gutes Essen Schüler schlauer?

Stand: 09/08/2015
Bisher hat noch keiner die Weisheit mit dem Löffel essen können, denn einen angeborenen IQ kann man auch nicht durch eine noch so ausgefeilte Ernährungsweise steigern. In einem bestimmten Rahmen können jedoch Konzentration, Merkfähigkeit, Leistungsbereitschaft und damit auch die Leistungen insgesamt durch die Ernährung positiv beeinflusst werden.


Die Grundversorgung des Gehirns

Eine hohe körperliche und geistige Leistungsfähigkeit ist abhängig von einem gut funktionierenden Gehirn, denn jede Organtätigkeit, jede Bewegung und auch jeder Gedankenblitz sind hirngesteuert und das Ergebnis eines komplizierten Mechanismus‘ von chemischen Reaktionen und der Weitergabe von Impulsen.

Unabdingbar ist eine gute Durchblutung des Gehirns, wodurch dieses Denkorgan sowohl mit Sauerstoff, als auch mit Energie und Nervenbotenstoffen (Neurotransmittern) versorgt wird.

Dabei ist die permanente Sauerstoffzufuhr am wichtigsten. Der tägliche Bedarf von ca. 75 Litern Sauerstoff macht es erforderlich, dass pro Tag etwa 1.200 Liter Blut das Gehirn durchströmen. Trinkt man zu wenig, so kommt es zur Eindickung des Blutes, zu einer verminderten Sauerstoffversorgung und in der Folge zu Kopfschmerzen und Konzentrationsstörungen.

Deshalb sollten Schüler während des gesamten Schultages genügend trinken.


Die Versorgung des Gehirns mit Energie

Auch wenn unser Gehirn nur etwa zwei Prozent des Körpergewichts ausmacht, so beansprucht es ca. 20 Prozent des Grundumsatzes alleine für sich, für die Versorgung und Interaktionen von mehreren Milliarden Nervenzellen.
Als Energiequelle nutzt das Gehirn Glukose (Traubenzucker). Ähnlich dem Sauerstoff wird auch die Zuckerversorgung über den Blutstrom sichergestellt. Regelmechanismen im Körper sorgen dafür, dass die Glukoseversorgung des Gehirns praktisch immer gewährleistet ist. Sinkt der Blutzucker unter bestimmte Grenzen, werden die körpereigenen Glykogenreserven (Glykogen ist die Speicherform von Kohlenhydraten im tierischen und menschlichen Organismus) in der Leber mobilisiert.

Bei Verzehr von ballaststoffreichen Lebensmitteln mit langkettigen Kohlenhydraten (Stärke) wie Brot und Getreideprodukte, vor allem Vollkornprodukte, Kartoffeln und Gemüse werden die Zuckerbausteine der Stärke langsamer, jedoch über einen längeren Zeitraum an das Blut abgegeben als bei Verzehr von ballaststoffarmen Lebensmitteln wie Weißbrot oder zuckerreichen Lebensmitteln wie Süßigkeiten oder süße Getränke.

Wichtig für eine gute Konzentrations- und Leistungsfähigkeit von Schülern ist die kontinuierliche Versorgung des Gehirns mit Glukose. Regelmäßige Mahlzeiten und der Verzehr komplexer Kohlenhydrate sind deshalb wichtig. Ein Frühstück z.B. in Form von Müsli mit Milch und Obst, dann ein Pausenbrot z.B. in Form von Vollkornbrot mit Käse, Rohkost und frischem Obst versorgt die Schüler anhaltend mit Energie. Das gilt auch für Prüfungssituationen. Die häufig in Schule und Studium zum Einsatz kommenden Traubenzuckerplättchen geben dann zwar einen kurzfristigen Energieschub, sind jedoch im Grunde genommen nicht notwendig und können eher auch zu Leistungsschwankungen führen.


Relevante Nährstoffe für das Gehirn

Es gibt einige Schlüsselnährstoffe, die von zentraler Bedeutung für die Grundfunktionen des Gehirns sind:

Eisen
Neben genügend Flüssigkeit als Lösungs- und Transportmittel übernimmt vor allem das Spurenelement Eisen wichtige Aufgaben zum Transport von Sauerstoff im Blut. Rotes Fleisch ist einer der besten Eisenlieferanten, wegen des gut verfügbaren Hämeisens, das zugleich auch die Verfügbarkeit des Eisens in pflanzlichen Lebensmitteln verbessert. Gute pflanzliche Eisenquellen sind Cerealien, insbesondere Hirse und Hafer, Amaranth sowie alle Hülsenfrüchte und grüne Blattgemüse wie Spinat, Mangold, Portulak und Feldsalat. Die Verwertbarkeit des pflanzlichen Eisens wird auch durch Vitamin C verbessert, beispielsweise kann man Obst oder Obstsaft zum Müsli geben oder eine Salatmarinade mit Zitronensaft herstellen.
Erste Symptome von Eisenmangel sind Müdigkeit, Konzentrations- und Lernstörungen. Auch die körperliche Leistungsfähigkeit ist eingeschränkt.

Jod
Als Bestandteil des Schilddrüsenhormons ist Jod bereits für die frühkindliche Gehirnentwicklung mitverantwortlich und wird daher schon in der Schwangerschaft in der Regel als Nahrungsergänzung angeordnet. Ein chronischer Jodmangel bzw. eine u-behandelte Funktionsstörung der Schilddrüse kann zu Müdigkeit, geringer Belastbarkeit, Gedächtnisschwäche und zu depressiven Verstimmungen führen.
Der wichtigste Jodlieferant in unserer Ernährung ist Seefisch, der mindestens einmal pro Woche auf dem Speiseplan stehen sollte. Zusätzlich sollte jodiertes Speisesalz verwendet werden. Eier oder Milch können durch eine entsprechende Tierfütterung ebenfalls jodreich sein.

Zink
Zink ist ein wichtiger Baustein in zahlreichen Enzymen, die in vielen Stoffwechselreaktionen mitwirken. Beispielhaft sei hier die wichtige Mitwirkung bei Schutzmechanismen während Angriffen von freien Radikalen auf unsere Körperzellen genannt. Auch Gehirnzellen sind auf einen solchen Immunschutz angewiesen.
Zinkmangel äußert sich neben häufiger Infektanfälligkeit beispielsweise auch in Lernschwäche, Depression – aber auch in Hyperaktivität.
Wie Eisen wird auch Zink von unserem Körper besser aus tierischen Lebensmitteln aufgenommen, vor allem aus Fleisch und Eiern. Bei den Pflanzen sind vor allem Samenkerne von beispielsweise Sesam, Mohn, Kürbis, Sonnenblume und Pinie sowie Getreideprodukte mit hohem Vollkornanteil und Hülsenfrüchte gute Zinkquellen. Demzufolge sind Brote mit eingebackenen Saaten oder auch mit Kernen bestreute Brötchen eine gute Wahl für Pausenbrote. Salate lassen sich mit Kernen oder Sprossen gut aufpeppen - auch geschmacklich.

B-Vitamine
Aus der Gruppe der B-Vitamine, zu der auch Folsäure gehört, werden eine Reihe von Vitaminen für die Funktionalität des Gehirns mitverantwortlich gemacht. Sie sind vor allem an Stoffwechselgeschehen beteiligt, welche die Bereitstellung von Energie oder die Umwandlung von Nährstoffen zu Ausgangsstoffen für Enzyme oder Nervenbotenstoffe einleiten. Mit der Mangelversorgung einzelner B- Vitamine gehen daher in der Regel automatisch immer auch Nervenstörungen einher.

Als kritisches Vitamin gilt dabei die Folsäure, da sie bei einer oftmals gemüsearmen Kost zu wenig aufgenommen wird. Bei einer geringen Folsäureaufnahme sind Gedächtnisstörungen oder depressive Stimmungen typisch.
Getreideerzeugnisse aus dem vollen Korn sowie Gemüse- und Salatsorten aller Art liefern reichlich Folsäure. Ein Mehr an Rohkostsnacks in der Tagesverpflegung von Schülern wirkt einem eventuellen Mangel entgegen.

Folsäuremangel und/ oder Vitamin B12-Mangel kann Ursache der so genannten megaloplastischen Anämie sein.

Vitamin B12 (Cobalamin) fungiert nicht nur bei der Blutbildung, es ist auch wichtig für die DNA-Synthese und Zellteilung sowie die Funktion des Nervensystems. Ein Mangel an Vitamin B12 kann zu Schädigungen des Zentralnervensystems führen. Symptome sind unter anderem Appetitmangel, Müdigkeit und eine generelle Herabsetzung der Konzentrations- und Leistungsfähigkeit, Gedächtnisstörungen bis hin zu Psychosen u.v.m..
Vitamin B12-ist nur in tierischen Lebensmitteln in ausreichender Menge vorhanden. Veganer müssen dieses Vitamin über Nahrungsergänzungsmittel oder angereicherte Lebensmittel zuführen

Omega-3-Fettsäuren
Die Zusammenhänge von Gehirnleistungen und Nahrungsfetten werden seit Jahren schon in zahlreichen Studien unter verschiedenen Fragestellungen untersucht. Der Grund: Die „Trockenmasse“ unseres Gehirns besteht zu mehr als der Hälfte aus Fett. Redewendungen über das „Gehirnschmalz“ sind also nicht ganz abwegig.
Die Wissenschaft hat dabei festgestellt, dass ca. 20 Prozent dieses Fettes im Gehirn aus omega-3-Fettsäuren (DHA, Decosahexaensäure) und EPA, Eicosapentaensäure) bestehen. Als Bestandteil der Zellmembran sorgen sie dafür, dass elektrische Impulse in den Nervenzellen reibungslos weitergeleitet werden. Sie werden somit gelegentlich als „Schmierstoff“ bei der Datenübertragung bezeichnet. Bei verschiedenen Neuro-Erkrankungen hat man eine verringerte DHA-Konzentration im Gehirn festgestellt, so z.B. bei Alzheimer und Demenz, Depressionen sowie auch bei Hyperaktivität. Neben der generellen Fragestellung, ob die veränderte Fettzusammensetzung im Gehirn als Ursache einer Erkrankung oder als Nachwirkung durch die Krankheit zu bewerten ist, versuchte man in vielen Studien zu erforschen, ob man durch die Ernährung die Fettzusammensetzung im Gehirn überhaupt direkt beeinflussen kann und ob eine entsprechende Ernährung die mentale Leistung oder Kreativität steigern könnte.
An der Oregon Health & Science University in Portland hatte Damien Fair 2014 mit einer Gruppe von Wissenschaftlern in einem Versuch mit Rhesus-Affen einen Hinweis auf die positive Wirkung einer omega-3-Fettsäuren-Fütterung auf die Gehirnleistung gefunden.
Eine Gruppe von Affen bekam von Geburt an Futter mit einem hohen DHA-Anteil. Im Alter von 17 bis 19 Jahren wurden bei ihnen anhand einer funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT) aktive Hirnbereiche und Vernetzungen im Gehirn sichtbar gemacht. Im Gegensatz dazu waren die Hirnareale einer Vergleichsgruppe mit DHA-armer Ernährung schwächer entwickelt, gerade auch in den Hirnarealen, die bei Menschen für die Aufmerksamkeit eine Rolle spielen.
Omega-3-Fettsäuren sind in fettreichen Seefischen wie Makrele, Hering, Lachs oder Thunfisch enthalten. Eine Fischmahlzeit pro Woche deckt schon den Bedarf an DHA. Unser Körper kann DHA aber auch aus einer anderen omega-3-Fettsäure, der alpha-Linolensäure, durch Umbau der Fettsäureketten aufbauen. Die empfohlene Tagesdosis von etwa einem Gramm alpha-Linolensäure kann beispielsweise durch ein bis zwei Esslöffel Pflanzenöl wie Leinöl oder Rapsöl gedeckt werden.

Sonstige Schutzstoffe wie die fettlöslichen Vitamine A und E sowie eine Reihe von sekundären Pflanzenstoffen sind der Vollständigkeit halber zu erwähnen, werden hier aber nicht weiter aufgeführt. Sie wirken überwiegend als Antioxidantien.


Gehirnbotenstoffe (Neurotransmitter) sind unentbehrlich

Neurotransmitter sind Botenstoffe zwischen den Nervenzellen und unerlässlich für das Funktionieren des Gehirns. Zusätzlich haben sie hormonelle Wirkung auf die Gehirnleistung.

Bekannte Gehirnbotenstoffe sind Adrenalin oder Serotonin. Sie nehmen Einfluss auf unsere Stimmung und Leistungsbereitschaft und laufen als Nachrichtenkuriere in der Regel in unserem Unterbewusstsein ab, indem sie uns in Stress versetzen oder uns mit einem Glücksgefühl belohnen. Die Wirkung dieser Neurotransmitter erfolgt nach dem Alles-oder-nichts-Prinzip, das heißt, nur eine ausreichende Menge der Neurotransmitter entscheidet, ob Neurone im Gehirn aktiviert werden.
Das Fehlen eines Vitamins oder Spurenelements kann dabei verhindern, dass ein notwendiger Botenstoff hergestellt werden kann.

Adrenalin, Noradrenalin, Dopamin
Diese Neurotransmitter sorgen für geistige Wachheit, Aktivität und Konzentrationsfähigkeit. Vorstufen dieser Botenstoffe sind die Aminosäuren Tyrosin und Phenylalanin. Gute Quellen hierfür sind die Eiweiße von Milch und Milchprodukten, Fisch, Fleisch und Hülsenfrüchten.

Serotonin und Melatonin
Serotonin steigert die Konzentrations-, Denk- und Merkfähigkeit und wirkt gleichzeitig stimmungsaufhellend und entspannend. Dies ist wichtig für Motivation und Wohlbefinden und führt zu einem längeren Durchhaltevermögen beim Leistungsabruf.
Melatonin ist für einen geregelten Tag-Nacht-Rhythmus verantwortlich. Es wird vermehrt während des Schlafens ausgeschüttet. Synthetisches Melatonin wird oft zur Behandlung von Jetlags oder Depressionen eingesetzt. Melatonin ist ein wichtiger Botenstoff zur nächtlichen Regeneration.
Sowohl Serotonin als auch Melatonin werden aus dem Eiweißbaustein Tryptophan erstellt. Tryptophanquellen sind Käse, Hülsenfrüchte, Erd- und Cashewnüsse, Fleisch, Fisch, Vollkorngetreide und Eier.

Acetylcholin
Dieser Botenstoff unterstützt die Gedächtnisfunktion. Er ist mitverantwortlich für die Speicherung und den Abruf von Informationen im Gehirn. Ausgangsstoffe hierfür sind Lecithine aus Eiern, Getreide oder Sojabohnen sowie die Aminosäuren Serin und Methionin, die beispielsweise in Vollkorngetreide, Nüssen und Fleisch zu finden sind.


Fazit

In der Zusammenführung all der gehirnfreundlichen und leistungsoptimierenden Lebensmittelvorschläge gelangt man zur bewährten Empfehlung einer ausgewogenen Ernährung mit viel Obst und Gemüse, einem regelmäßigen Verzehr von Vollkornprodukten, Milchprodukten, Fisch und Hülsenfrüchten und der Vermeidung von zu viel Einfachzuckern in der Tagesverpflegung. Außerdem werden regelmäßige Mahlzeiten angeraten. Andere Faktoren wie Bewegung an der frischen Luft oder Entspannung kommen noch ergänzend dazu.

Diese Empfehlung steht manchmal in krassem Gegensatz zum Ernährungsverhalten und Lebensstil von Kindern und Jugendlichen. Zwischen 20 und 30 Prozent der Kinder und Jugendlichen in den westlichen Industrieländern gehen morgens ohne Frühstück aus dem Haus oder frühstücken zumindest nicht regelmäßig. Die Lust, ein Pausenbrot mitzunehmen sinkt mit zunehmendem Alter. Viele Schüler sind mit Brötchengeld ausgestattet und versorgen sich auf dem Schulweg beim Bäcker, am Imbissstand oder am Kiosk. Dabei nimmt auch die Qualität des Frühstücks ab, denn Kinder und Jugendliche essen Studien zufolge weniger Obst, Gemüse oder Vollkornerzeugnisse. Tendenziell nehmen ältere Mädchen zwar gesündere Lebensmittel zu sich, neigen aber dafür eher dazu, das Frühstück ausfallen zu lassen als männliche Jugendliche. Doch nicht nur das Frühstück – auch andere Mahlzeiten obliegen nicht mehr einem festen Tagesrhythmus. Ganztägige Schulbesuche und vermehrter Medienkonsum bestimmen den Tagesablauf, bei dem eine zeitaufwändigere, ausgewogene Verpflegung immer mehr eine untergeordnete Rolle spielt.

Da das Ernährungsverhalten bei Jugendlichen wie auch bei Erwachsenen weniger rational, sondern eher emotional gesteuert ist, nutzen gute Argumente wenig, wenn man eine ausgewogene „Brainfood“-Ernährung erreichen will. Vielmehr müssen Eltern einen förderlichen, entspannten Rahmen bei gemeinsamen Mahlzeiten bieten, zuweilen auch mal Verbindlichkeiten setzen, grundsätzlich ihre Kinder jedoch altersgerecht zur Eigenverantwortung und Selbstkompetenz ermuntern – und das am besten von Kindesbeinen an.


Quellen und weiterführende Informationen
  • Christoph Klotter, Franziska Fett: Frühstücksverhalten von Kindern und Jugendlichen: Wie lässt es sich gesundheitsförderlich beeinflussen? in: Ernährung im Fokus, Heft 03/04-2015
  • Prof. Dr. Helmut Heseker, Beate Heseker: Die Nährwerttabelle, Neuer Umschau Buchverlag, Neustadt an der Weinstraße 2010
  • Petra Thorbrietz: BRAIN-FOOD - Kann man Schlauheit essen?, in: Focus Schule: Sonderheft Ernährung 2007/ 2008
  • Ingrid Kiefer, Udo Zifko: Brainfood – Fit im Kopf durch richtige Ernährung, Kneip-Verlag, Wien 2007
  • Astrid Laimighofer: Schlaue Kinder essen richtig! Fit für die Schule: Clevere Ernährung für gute Noten, TRIAS-Verlag, Stuttgart 2010
  • MMCD NEW MEDIA GmbH (Hrsg.): Omega-3-Fettsäuren fördern Hirn-Vernetzung, im Internet unter www.scinexx.de (Zugriff am 28.08.2015)
  • Dr. Markus Keller: Vitamin B12: Versorgung bei veganer Ernährung, im Internet unter www.vebu.de (Zugriff 07.09.2015)
  • Medizinische Hochschule Hannover, Institut für Klinische Biochemie (Hrsg.): Grundlagen des Stoffwechsels. Grundlagenkenntnisse für den Unterrichtsblock „Kohlenhydratbiochemie“, im Internet unter www.mh-hannover.de (Zugriff 07.09.2015)

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