Potential impact of selected diet ingredients on psychic condition Review article
Article Sidebar
Published:
Sep 30, 2017
Keywords:
diet, neurotransmitters, mental health
Main Article Content
Abstract
Diet provide energy and nutrient and special substances which are necessary to keep homeostasis. Targeted nutritional activities can affect on physically but also psychic wellbeing. Unbalanced neurotransmition (f.e. acetylcholine, aminobutyric acid, serotonin or glutamic acid) become one of important hypotheses regarding etiological factors of mental disorders. Many neurotransmitters are simple food-derived organic molecules or products of their transformation. Conclusion of this statement is that abnormalities in the concentrations of certain substances in the diet have a specific effect on mental health. The case presents selected nutrients (amino acids, omega-3 fatty acids, choline, zinc, Rhodiola rosea and fructose) and their effects on the synthesis of neurotransmitters and mental state.
Article Details
Issue
Section
Articles
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Copyright: © Medical Education sp. z o.o. License allowing third parties to copy and redistribute the material in any medium or format and to remix, transform, and build upon the material, provided the original work is properly cited and states its license.
Address reprint requests to: Medical Education, Marcin Kuźma (marcin.kuzma@mededu.pl)
References
1. Czarnecki D, Ziółkowski M, Łangowska-Grodzka B et al. Dieta w leczeniu pacjentów z zaburzeniami zdrowia psychicznego. Psychiatr Prakt Ogólnolek 2007; 7(3): 137-140.
2. Markowicz-Narękiewicz AE. Związek między wydzielaniem neuroprzekaźników a powstawaniem chorób psychicznych – na szczegółowo omówionym przykładzie depresji. Ann Acad Med Silesien 2009-2011; 1427-1440: 55-59.
3. Inam Q, Ikram H, Shireen E, Haleem DJ. Effects of sugar rich diet on brain serotonin, hyperphagia and anxiety in animal model of both genders. Pak J Pharm Sci 2016; 29: 757-763.
4. Bellisle F, Blundell JE, Dye L et al. Functional food science and behavior, and psychological functions. Br J Nutr 1998; 80 (supl 1): 173-193.
5. Bell C, Abrams J, Nutt D. Tryptophan depletion and its implications for psychiatry. Br J Psychiatry 2001; 178(5): 399-405.
6. Muszyńska B, Łojewski M, Rojowski J et al. Surowce naturalne mające znaczenie w profilaktyce i wspomagające leczenie depresji. Psychiatr Pol 2015; 49(3): 435-453.
7. Stępień A, Walecka-Kapica E, Błońska A, Klupińska G. Rola tryptofanu i serotoniny w patogenezie i leczeniu zespołu jelita nadwrażliwego. Fol Med Lodz 2014; 41/2: 139-154.
8. Choi S, DiSilvio B, Fernstrom MH, Fernstrom JD. Meal ingestion, amino acids and brain neurotransmitters: effects of dietary protein source on serotonin and catecholamine synthesis rates. Physiol Behav 2009; 98: 156-162.
9. Fernstrom JD, Langham K, Marcellino L et al. 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 2013; 32: 1073-1076.
10. Guroff G, Udenfriend S. Studies on aromatic amino acid uptake by rat brain in vivo. J Biol Chem 1962; 237: 803-806.
11. Moeller FG, Dougherty DM, Swann AC et al. Tryptophan depletion and aggressive responding in healthy males. Psychopharmacology 1996; 126: 97-103.
12. Lytle LD, Messing RB, Fisher L, Phebus L. Effects of long-term corn consumption on brain serotonin and the response to electric shock. Science 1975; 190: 692-694.
13. Drywień ME, Dźwigała J, Staszewska-Skurczyńska M. Znaczenie aminokwasów rozgałęzionych w żywieniu człowieka oraz profilaktyce i przebiegu niektórych chorób. Med Og Nauk Zdr 2013; 19(3): 379-384.
14. Montgomery AJ, McTavish SF, Cowen PJ, Grasby PM. Reduction of brain dopamine concentration with dietary tyrosine plus phenylalanine depletion: an [11c] raclopride PET study. Am J Psychiatry 2003; 160: 1887-1889.
15. Gijsman HJ, Scarna A, Harmer CJ et al. A dose-finding study on the effects of branch chain amino AIDS on sur rogate markers of brain dopamine function. Psychopharmacology 2002; 160: 192-197.
16. Fernstrom JD. Dietary amino acids and brain function. J Am Diet Assoc 1994; 94(1): 71-72.
17. Kunachowicz H, Nadolna I, Iwanow K, Przygoda B. Wartość odżywcza produktów spożywczych i typowych potraw. Wyd. VI uaktualnione i rozszerzone. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2012.
18. Mourek J, Langmeier M, Pokorny J. Significance of the plasma membrane for the nerve cell function, development and plasticity. Neuro Endocrinol Lett 2009; 30(6): 694-699.
19. Krawczyk K, Rybakowski J. Korzystne efekty dodania kwasów tłuszczowych omega-3 do leczenia przeciwdepresyjnego w depresji lekoopornej – badanie wstępne. Farmakoter Psychiatr Neurol 2008; 3: 149-153.
20. Rybakowski J, Krawczyk K. Zastosowanie kwasów tłuszczowych omega-3 w leczeniu depresji. Farmakoter Psychiatr Neurol 2007; 2: 101-107.
21. Mazereeuw G, Lanctôt K, Chau S, Swardfager W. Effects of omega-3 fatty acids on cognitive performance: a meta-analysis. Neurobiol Aging 2012; 33(7): 1482.e17-29. https://doi.org/10.1016/j. neurobiolaging.2011.12.014.
22. Logan A. Omega-3 fatty acids and major depression: A primer for the mental health professional. Lipids Health Dis 2004; 3: 25.
23. Maes M, Smith R, Christophe A et al. Fatty acid composition in major depression: decreased omega 3 fractions in cholesteryl esters and increased C20: 4 omega 6/C20:5 omega 3 ratio in cholesteryl esters and phospholipids. J Affect Disord 1996; 38: 35-46.
24. Hibbeln JR, Salem N Jr. Dietary polyunsaturated fatty acids and depression: when cholesterol does not satisfy. Am J Clin Nutr 1995; 62: 1-9.
25. Kodas E, Galineau L, Bodard S et al. Serotoninergic neurotransmission is affected by n-3 polyunsaturated fatty acids in the rat. J Neurochem 2004; 89: 695-702.
26. Hibbeln JR, Umhau JC, George DT, Salem N Jr. Do plasma polyunsaturates predict hostility and depression? World Rev Nutr Diet 1997; 82: 175-186.
27. Krawczyk K, Rybakowski J. Korzystne efekty dodania kwasów tłuszczowych omega-3 do leczenia przeciwdepresyjnego w depresji lekoopornej – badanie wstępne. Farmakoter Psychiatr Neurol 2008; 24: 149-153.
28. Jarosz M (ed). Normy żywienia dla populacji polskiej – nowelizacja. Instytut Żywności i Żywienia, Warszawa 2012.
29. Ueland PM. Choline and betaine in health and disease. J Inherit Metab Dis 2011; 34: 3-15.
30. Bellisle F, Blundell JE, Dye L et al. Functional food science and behavior, and psychological functions. Br J Nutr 1998; 80 Suppl 1: 173-193.
31. Gapys B, Raszeja-Specht A, Bielarczyk H. Rola cynku w procesach fizjologicznych i patologicznych organizmu. Diagn Lab 2014; 50: 45-52.
32. Hambidge M. Human zinc deficiency. J Nutr 2000; 130: 1344-1349.
33. McLoughlin IJ, Hodge JS. Zinc in depressive disorder. Acta Psychiatr Scand 1990; 82: 451-453.
34. Maes M, Vandoolaeghe E, Neels H et al. Lower serum zinc in major depression is a sensitive marker of treatment resistance and of the immune/inflammatory response in that illness. Biol Psychiatry 1997; 42: 269-274.
35. Siwek M, Wróbel A, Dudek D et al. Udział cynku w patogenezie i terapii zaburzeń afektywnych. Psychiatr Pol 2005; 5: 899-909.
36. Slużewska A, Rybakowski J, Sobieska M. Aktywacja układu immunologicznego w depresji endogennej. Psychiatr Pol 1996; 30(5): 771-782.
37. Nakamura S, Li X, Matsuda H, Ninomiya K. Bioactive constituents from Chinese natural medicines. XXVI. Chemical structures and hepatoprotective effects of constituents from roots of Rhodiola sachalinensis. Chem Pharm Bull (Tokyo) 2007; 55: 1505-1511.
38. Szafrański T. Leki ziołowe w leczeniu depresji – aktualny stan wiedzy. Psychiatr Pol 2014; 48(1): 59-73.
39. Darbinyan V, Aslanyan G, Amroyan E et al. Clinical trial of Rhodiola rosea L. extract SHR-5 in the treatment of mild to moderate depression. Nord J Psychiatry 2007; 61: 343-348.
40. Jacka FN, O’Neil A, Opie R et al. A randomized controlled trial of dietary improvement for adults with major depression (the ‚SMILES’ Trial). BMC Med 2017. https://doi.org/10.1186/s12916-017-0791-y.
41. Ledochowski M, Widner B, Murr C et al. Fructose malabsorption is associated with decreased plasma tryptophan. Scand J Gastroenterol 2001; 36(4): 367-371.
42. Ledochowski M, Widner B, Murr C, Fuchs D. Decreased serum zinc in fructose malabsorbers. Clin Chem 2001; 47(4): 745-747.
43. Ledochowski M, Widner B, Bair H et al. Fructose- and sorbitol- reduced diet improves mood and gastrointestinal disturbances in fructose malabsorbers. Scand J Gastroenterol 2000; 35(10): 1048-1052.
2. Markowicz-Narękiewicz AE. Związek między wydzielaniem neuroprzekaźników a powstawaniem chorób psychicznych – na szczegółowo omówionym przykładzie depresji. Ann Acad Med Silesien 2009-2011; 1427-1440: 55-59.
3. Inam Q, Ikram H, Shireen E, Haleem DJ. Effects of sugar rich diet on brain serotonin, hyperphagia and anxiety in animal model of both genders. Pak J Pharm Sci 2016; 29: 757-763.
4. Bellisle F, Blundell JE, Dye L et al. Functional food science and behavior, and psychological functions. Br J Nutr 1998; 80 (supl 1): 173-193.
5. Bell C, Abrams J, Nutt D. Tryptophan depletion and its implications for psychiatry. Br J Psychiatry 2001; 178(5): 399-405.
6. Muszyńska B, Łojewski M, Rojowski J et al. Surowce naturalne mające znaczenie w profilaktyce i wspomagające leczenie depresji. Psychiatr Pol 2015; 49(3): 435-453.
7. Stępień A, Walecka-Kapica E, Błońska A, Klupińska G. Rola tryptofanu i serotoniny w patogenezie i leczeniu zespołu jelita nadwrażliwego. Fol Med Lodz 2014; 41/2: 139-154.
8. Choi S, DiSilvio B, Fernstrom MH, Fernstrom JD. Meal ingestion, amino acids and brain neurotransmitters: effects of dietary protein source on serotonin and catecholamine synthesis rates. Physiol Behav 2009; 98: 156-162.
9. Fernstrom JD, Langham K, Marcellino L et al. 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 2013; 32: 1073-1076.
10. Guroff G, Udenfriend S. Studies on aromatic amino acid uptake by rat brain in vivo. J Biol Chem 1962; 237: 803-806.
11. Moeller FG, Dougherty DM, Swann AC et al. Tryptophan depletion and aggressive responding in healthy males. Psychopharmacology 1996; 126: 97-103.
12. Lytle LD, Messing RB, Fisher L, Phebus L. Effects of long-term corn consumption on brain serotonin and the response to electric shock. Science 1975; 190: 692-694.
13. Drywień ME, Dźwigała J, Staszewska-Skurczyńska M. Znaczenie aminokwasów rozgałęzionych w żywieniu człowieka oraz profilaktyce i przebiegu niektórych chorób. Med Og Nauk Zdr 2013; 19(3): 379-384.
14. Montgomery AJ, McTavish SF, Cowen PJ, Grasby PM. Reduction of brain dopamine concentration with dietary tyrosine plus phenylalanine depletion: an [11c] raclopride PET study. Am J Psychiatry 2003; 160: 1887-1889.
15. Gijsman HJ, Scarna A, Harmer CJ et al. A dose-finding study on the effects of branch chain amino AIDS on sur rogate markers of brain dopamine function. Psychopharmacology 2002; 160: 192-197.
16. Fernstrom JD. Dietary amino acids and brain function. J Am Diet Assoc 1994; 94(1): 71-72.
17. Kunachowicz H, Nadolna I, Iwanow K, Przygoda B. Wartość odżywcza produktów spożywczych i typowych potraw. Wyd. VI uaktualnione i rozszerzone. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2012.
18. Mourek J, Langmeier M, Pokorny J. Significance of the plasma membrane for the nerve cell function, development and plasticity. Neuro Endocrinol Lett 2009; 30(6): 694-699.
19. Krawczyk K, Rybakowski J. Korzystne efekty dodania kwasów tłuszczowych omega-3 do leczenia przeciwdepresyjnego w depresji lekoopornej – badanie wstępne. Farmakoter Psychiatr Neurol 2008; 3: 149-153.
20. Rybakowski J, Krawczyk K. Zastosowanie kwasów tłuszczowych omega-3 w leczeniu depresji. Farmakoter Psychiatr Neurol 2007; 2: 101-107.
21. Mazereeuw G, Lanctôt K, Chau S, Swardfager W. Effects of omega-3 fatty acids on cognitive performance: a meta-analysis. Neurobiol Aging 2012; 33(7): 1482.e17-29. https://doi.org/10.1016/j. neurobiolaging.2011.12.014.
22. Logan A. Omega-3 fatty acids and major depression: A primer for the mental health professional. Lipids Health Dis 2004; 3: 25.
23. Maes M, Smith R, Christophe A et al. Fatty acid composition in major depression: decreased omega 3 fractions in cholesteryl esters and increased C20: 4 omega 6/C20:5 omega 3 ratio in cholesteryl esters and phospholipids. J Affect Disord 1996; 38: 35-46.
24. Hibbeln JR, Salem N Jr. Dietary polyunsaturated fatty acids and depression: when cholesterol does not satisfy. Am J Clin Nutr 1995; 62: 1-9.
25. Kodas E, Galineau L, Bodard S et al. Serotoninergic neurotransmission is affected by n-3 polyunsaturated fatty acids in the rat. J Neurochem 2004; 89: 695-702.
26. Hibbeln JR, Umhau JC, George DT, Salem N Jr. Do plasma polyunsaturates predict hostility and depression? World Rev Nutr Diet 1997; 82: 175-186.
27. Krawczyk K, Rybakowski J. Korzystne efekty dodania kwasów tłuszczowych omega-3 do leczenia przeciwdepresyjnego w depresji lekoopornej – badanie wstępne. Farmakoter Psychiatr Neurol 2008; 24: 149-153.
28. Jarosz M (ed). Normy żywienia dla populacji polskiej – nowelizacja. Instytut Żywności i Żywienia, Warszawa 2012.
29. Ueland PM. Choline and betaine in health and disease. J Inherit Metab Dis 2011; 34: 3-15.
30. Bellisle F, Blundell JE, Dye L et al. Functional food science and behavior, and psychological functions. Br J Nutr 1998; 80 Suppl 1: 173-193.
31. Gapys B, Raszeja-Specht A, Bielarczyk H. Rola cynku w procesach fizjologicznych i patologicznych organizmu. Diagn Lab 2014; 50: 45-52.
32. Hambidge M. Human zinc deficiency. J Nutr 2000; 130: 1344-1349.
33. McLoughlin IJ, Hodge JS. Zinc in depressive disorder. Acta Psychiatr Scand 1990; 82: 451-453.
34. Maes M, Vandoolaeghe E, Neels H et al. Lower serum zinc in major depression is a sensitive marker of treatment resistance and of the immune/inflammatory response in that illness. Biol Psychiatry 1997; 42: 269-274.
35. Siwek M, Wróbel A, Dudek D et al. Udział cynku w patogenezie i terapii zaburzeń afektywnych. Psychiatr Pol 2005; 5: 899-909.
36. Slużewska A, Rybakowski J, Sobieska M. Aktywacja układu immunologicznego w depresji endogennej. Psychiatr Pol 1996; 30(5): 771-782.
37. Nakamura S, Li X, Matsuda H, Ninomiya K. Bioactive constituents from Chinese natural medicines. XXVI. Chemical structures and hepatoprotective effects of constituents from roots of Rhodiola sachalinensis. Chem Pharm Bull (Tokyo) 2007; 55: 1505-1511.
38. Szafrański T. Leki ziołowe w leczeniu depresji – aktualny stan wiedzy. Psychiatr Pol 2014; 48(1): 59-73.
39. Darbinyan V, Aslanyan G, Amroyan E et al. Clinical trial of Rhodiola rosea L. extract SHR-5 in the treatment of mild to moderate depression. Nord J Psychiatry 2007; 61: 343-348.
40. Jacka FN, O’Neil A, Opie R et al. A randomized controlled trial of dietary improvement for adults with major depression (the ‚SMILES’ Trial). BMC Med 2017. https://doi.org/10.1186/s12916-017-0791-y.
41. Ledochowski M, Widner B, Murr C et al. Fructose malabsorption is associated with decreased plasma tryptophan. Scand J Gastroenterol 2001; 36(4): 367-371.
42. Ledochowski M, Widner B, Murr C, Fuchs D. Decreased serum zinc in fructose malabsorbers. Clin Chem 2001; 47(4): 745-747.
43. Ledochowski M, Widner B, Bair H et al. Fructose- and sorbitol- reduced diet improves mood and gastrointestinal disturbances in fructose malabsorbers. Scand J Gastroenterol 2000; 35(10): 1048-1052.