Energiehunger von Kindergehirnen bremst Wachstum
26.08.2014
Im Vergleich zu Affen oder andern Säugetieren wachsen Menschen relativ langsam. Dies hat damit zu tun, dass das Gehirn des Homo Sapiens sehr viel Energie verbraucht. US-Forscher haben diese lange gehegte Vermutung nun mit Daten unterfüttert.
Energiebedarf des Gehirns mit vier bis fünf Jahren am höchsten
Im Verhältnis zu Affen oder anderen Säugetieren wächst der Mensch relativ langsam, da sein Gehirn sehr viel Energie braucht. US-amerikanische Forscher haben diese lange gehegte Vermutung nun mit Daten unterfüttert. Einer Meldung der Nachrichtenagentur dpa zufolge fand das Team um Christopher W. Kuzawa von der Northwestern University in Evanston im US-Bundesstaat Illinois heraus, dass der Energiebedarf des Gehirns dann am höchsten ist, wenn das Wachstum des Körpergewichts am geringsten ist: mit vier bis fünf Jahren.
Wachstum junger Menschen gleicht dem von Reptilien
Das Gehirn benötigt in dieser Phase etwa 43 Prozent der Energie des gesamten Körpers, schreiben die Wissenschaftler im Fachjournal „Proceedings of the National Academy of Sciences“. Dies sei mehr als das Doppelte des Energiebedarfs des erwachsenen Gehirns. Die Forscher schreiben zudem, dass das langsame Wachstum junger Menschen eher dem von Reptilien gleiche als dem von Säugetieren. „Als Menschen haben wir viel zu lernen, und dieses Lernen braucht ein komplexes und energiehungriges Gehirn“, so Kuzawa in einer Pressemitteilung seiner Universität. „Ab einem bestimmten Alter wird es schwierig, das Alter kleiner Kinder an ihrer Größe einzuschätzen. Stattdessen muss man hören, was sie sagen, und ihr Verhalten beobachten.“ Die Ursache dafür sei, dass das Körperwachstum fast zum Stillstand komme, wenn das Gehirn erhebliche Mengen der Energie aus der Nahrung aufzehre.
Energiebedarf des Gehirns halbes Jahr nach Geburt auf Tiefststand
Es sei auffällig, dass der Energiebedarf nicht dann am größten ist, wenn das Gehirn das größte Volumen im Vergleich zum Körper habe – dies wäre direkt nach der Geburt der Fall. Erst etwa ein halbes Jahr nach der Geburt sinkt der Energiebedarf des jungen Gehirns auf einen Tiefststand. Mit etwa vier Jahren erreicht es dann den höchsten Energiebedarf im Verhältnis zum Körper und mit fünf Jahren den höchsten Energiebedarf überhaupt. Der Energieverbrauch des Gehirns ist im Altersbereich zwischen einem halben Jahr und 13 Jahren umgekehrt proportional zur Gewichtszunahme von Jungen. Den Forschern zufolge endet dieser Zusammenhang bei Mädchen schon mit etwa elf Jahren, da die Pubertät früher einsetzt.
Energiebedarf früher über Sauerstoffverbrauch ermittelt
Wie die Forscher schreiben, sei der Energiebedarf des Gehirns in früheren Studien anhand des Sauerstoffverbrauchs ermittelt worden. Das Team um Kuzawa wählte nun jedoch einen anderen Weg und verglich erstmals den Energiebedarf in Form von Glukose (Einfachzucker) mit dem Wachstum des Körpergewichts. In einer früheren Untersuchung war der Glukoseverbrauch mithilfe der Positronen-Emissions-Tomografie (PET) an 36 Personen, vom Säugling bis zum Erwachsenen, ermittelt worden. Die Daten für die Entwicklung des Gehirnvolumens entstammen wiederum einer Untersuchung per Magnetresonanztomografie mit 402 Personen in diesem Altersbereich. Das Team griff auch für weitere Daten auf vorhandenes Material zurück.
Energiebedarf des Kindergehirns wurde unterschätzt
Bis zu 30 Prozent der verbrauchten Glukose würden etwa bei Fünfjährigen nicht der Energiegewinnung dienen, sondern für die Herstellung von Proteinen benötigt, die mit dem Aufbau von Synapsen zwischen den Nervenzellen in Verbindung stehen. Die Wissenschaftler schreiben, dass der Energiebedarf des Kindergehirns deshalb bisher unterschätzt worden sei. „Unser Gehirn ist in der Kindheit ein wahres Energiemonster“, so Kuzawa in einer Mitteilung. Experten zufolge ist es vor allem in der Kindheit wichtig, mit Hilfe von gesunder Ernährung, für ausreichend Gehirnfutter zu sorgen. Unter anderem sind dafür komplexe, langkettige Kohlenhydrate zu empfehlen, die etwa in Vollkornbrot oder Haferflocken vorhanden sind. Vollkornmüsli mit frischem Obst sind – nicht nur für Kinder – ein guter Start in den Tag. (ad)