Produkty pochodzenia roślinnego we wspieraniu umiejętności kognitywistycznych. Część I. Surowce szybko i krótko działające

Rozważania o wspomaganiu uczenia się i zapamiętywania należy rozpocząć od poznania fizjologii tego procesu. Pamięć to, według definicji, zdolność magazynowania i odtwarzania informacji. Jest to proces zachodzący etapowo i polega na zapamiętywaniu informacji, przechowywaniu jej w odpowiednich neuronach, przypominaniu ich sobie „na żądanie” oraz rozpoznawaniu ich rodzaju1. Koncentracja zaś to ciągła selekcja bodźców, skupienie, szybkość, umiejętność wybiórczego skierowania uwagi na ważne bodźce wewnętrzne lub zewnętrzne2.

Pamięć

W praktyce pamięć dzielimy na sensoryczną, krótkotrwałą i długotrwałą. Odpowiednie obszary mózgu odpowiadają za procesy zapamiętywania i przechowywania pamięci. W przypadku pamięci krótkotrwałej 
i przetwarzania informacji jest to płat czołowy, a w przypadku organizacji i magazynowania informacji, czyli pamięci długotrwałej – płat skroniowy. Najważniejszą strukturą jest hipokamp, zlokalizowany w tzw. starej części płata skroniowego. Posiada on połączenia z układem limbicznym i tzw. nową korą mózgową. W związku z tym, że hipokamp jest najważniejszą strukturą w procesie organizowania zapamiętywania, uszkodzenia tej części mózgu odpowiadają za upośledzenie tego procesu 3,4. 
Pamięć sensoryczna to pamięć zmysłów – jest w stanie zapamiętać bodziec przez 0,5 sekundy w celu zmaksymalizowania odbioru informacji przez nasze zmysły. Następnie informacje przenoszone są do obszaru pamięci krótkotrwałej (short-time memory, STM). 
Pamięć krótkotrwała, tzw. świeża, to zdolność zapamiętywania tego, co jest w danym momencie odbierane przez zmysły, i to ona odpowiada za proces uczenia się. Nie jest to jeszcze pamięć trwała, ale engramy tej pamięci – jeśli zostaną uznane za ważne – mogą dzięki regularnemu powtarzaniu przekształcić się w engramy pamięci długotrwałej. Istnieje jednak pewien czas, gdy engramy pamięci krótkotrwałej już zaczynają zanikać, a pamięć długotrwała nie jest jeszcze dostatecznie uformowana. To wtedy właśnie dochodzi do sytuacji, że pojawiają się problemy z przypomnieniem sobie materiału, którego uczyliśmy się przez cały dzień. Potrzebny jest czas, by mózg utrwalił sobie ślady pamięciowe, stąd uzasadnione jest powiedzenie, że trzeba się przespać przed egzaminem, by w nocy „wszystko się poukładało”. 
Pamięć długotrwała (long-time memory, LTM) to magazyn informacji, w którym mogą być one przechowywane przez całe życie. Pamięć długotrwała powstaje zatem z przetworzenia pamięci krótkotrwałej w hipokampie, a jej „magazynem” są komórki kory mózgowej. Tam znajdują się wszystkie zasoby naszej wiedzy, które w zależności od potrzeb można wydostać i przenieść do obszaru mózgu odpowiedzialnego za pamięć krótkotrwałą, by wykorzystać w określonym celu. Pamięć ta, w przeciwieństwie do przemijającej pamięci krótkotrwałej, dodatkowo ulegającej dość łatwo zaburzeniom w przebiegu różnych chorób, jest już o wiele bardziej trwała. Dlatego właśnie u osób dotkniętych chorobą otępienną zdarza się, że bardzo dobrze pamiętają informacje nawet sprzed kilkudziesięciu lat, a nie pamiętają tego, co robiły przed chwilą (problemy z pamięcią krótkotrwałą). W procesie uczenia się, zapamiętywania oraz magazynowania pamięci długotrwałej biorą udział neuroprzekaźniki glutaminian i acetylocholina (ACH) oraz swoiste białka tworzące engramy3, 4.
 

R e k l a m a

Koncentracja

Problemy z koncentracją nie zawsze muszą oznaczać od razu proces chorobowy czy wstępną fazę otępienia. Często mogą występować jako skutek stresu, zaburzeń snu, niewłaściwej diety i braku odpowiedniego poziomu witamin i mikroelementów, czy zbyt małej ilości przyjmowanych płynów, co skutkuje złym nawodnieniem komórek. Mogą pojawić się także wskutek przyjmowania niektórych leków, w zatruciach, nerwicach czy chorobie depresyjnej. Oczywiście, jeśli zaburzenia pamięci i koncentracji dotyczą osób w wieku dojrzałym, zawsze należy mieć na uwadze, że mogą być to objawy różnych zespołów otępiennych, w tym występującej najczęściej – choroby Alzheimera3, 4.
W zależności od przyczyny związanej z trudnościami z uczeniem się i zapamiętywaniem oraz koncentracją należy zastosować odpowiednie środki. Przede wszystkim warto zacząć od identyfikacji i usunięcia przyczyny, np. eliminować stres, zaburzenia snu, zmienić dietę, wykluczyć poważniejsze choroby. Jeśli działania te nie przynoszą skutków, warto sięgnąć po rośliny lecznicze. Mamy tu do dyspozycji szeroki wachlarz surowców zielarskich – od działających doraźnie do takich, których efekt zależy od czasu przyjmowania preparatu. Podsumowując, preparaty ziołowe mogą wspierać koncentrację, ale nie zastąpią one higienicznego trybu życia i odpowiedniej ilości odpoczynku, czyli składników niezbędnych do zachowania sprawności intelektualnej. Poniżej znajdą Państwo zestawienie tych surowców zielarskich, które zostały uznane przez Europejską Agencję Leków za leki roślinne przy odpowiednich wskazaniach i dawkowaniu (podane w załączonej tabeli 1). Niezależnie od tego surowce te wykorzystywane są również w suplementach diety i żywności. W tym wypadku jednak jakość surowców, wskazania i dawkowanie preparatów są inne niż przedstawione w tabeli 1.
 

Surowce działające doraźnie

Nie zawsze problemy z pamięcią i koncentracją są długotrwałe, często potrzebujemy tylko doraźnego zastosowania środka, który zadziała szybko po podaniu. Dotyczy to w szczególności sytuacji, takich jak sesja, egzaminy, intensywna praca, gdy chcemy lub musimy szybko wspomóc swoją wydolność psychiczną, fizyczną i intelektualną. Do stosowania w tym celu najbardziej sprawdzają się surowce bogate w metyloksantyny, a szczególnie w kofeinę (1,3,7-trimetyloksantyna), która obecnie uważana jest za podstawowy związek czynny odpowiedzialny za szybkie działanie stymulujące. Najcenniejszym jej źródłem, obok takich roślin jak kawa arabska (Coffea arabica L.), herbata chińska (Camellia sinensis L.), yerba mate (Ilex paraguariensis A. St.-Hil.) czy cola (Cola acuminata, C. nitida), jest guarana (Paullinia cupana Kunth), gdyż jej nasiona zawierają najwięcej, bo nawet do 6% kofeiny. Do innych metyloksantyn występujących obok kofeiny, w różnych proporcjach w zależności od surowca, zaliczamy teobrominę i teofilinę5, 6. Kofeinę lubimy za to, że wchłania się szybko z przewodu pokarmowego, a swoje maksymalne stężenie we krwi osiąga już po ok. 30–45 minutach (po doustnym spożyciu umiarkowanej dawki 50–250 mg). Jej okres półtrwania wynosi ok. 2,5–5 godzin – co oznacza, że po tym czasie we krwi znajduje się połowa wyjściowego stężenia. Kofeina metabolizowana jest w wątrobie do teofiliny (1,3-dimetyloksantyny) oraz paraksantyny (1,7-dimetyloksantyny), ale także do teobrominy przez enzym CYP 1A2 cytochromu P450. Wykazano, że u różnych ludzi metabolizm kofeiny może przebiegać z różną szybkością w zależności od uwarunkowań genetycznych, stąd u każdego tzw. mała czarna może wykazywać inną siłę i długość działania. Ze względu na to, że kofeina jest lipofilna łatwo przekracza barierę krew–mózg, mogąc oddziaływać na neurony centralnego układu nerwowego7.
Metabolity kofeiny posiadają także aktywność biologiczną podobną do kofeiny, wykazując łącznie działanie addytywne (wzmacniające się wzajemnie). Wykazano, że spożywane łącznie w kawie, herbacie czy kakao mogą chronić przed ostrymi i przewlekłymi skutkami ubocznymi kofeiny, stąd lepiej przyjmować kofeinę w postaci wyciągu z surowca roślinnego niż jako syntetyzowaną lub izolowaną substancję. Ważne jest, że niskie dawki kofeiny mają działanie stymulujące i pozytywne na nastrój, natomiast wysokie działają dysforycznie, czyli pogarszają nastrój. Dlatego przy spożywaniu wysokich dawek kofeiny lub zbyt wielu napojów kofeinowych w ciągu dnia może pojawiać się zwiększona nerwowość, niepokój, tachykardia i wzrost ciśnienia krwi. Kofeina jako główna metyloksantyna zawarta w kawie wykazuje szerokie spektrum działań farmakologicznych, oddziałując na ośrodkowy układ nerwowy, sercowo-naczyniowy, moczowy i pokarmowy. Kofeina badana była w odniesieniu do poprawy różnych funkcji kognitywnych, np. czasu reakcji, czujności, uwagi, pamięci, funkcji wykonawczych, a także osądu sytuacji i zachowań ryzykownych oraz jej wpływu na nastrój i samopoczucie. W wyniku przeprowadzonych badań wykazano, że najbardziej korzystne są umiarkowane dawki kofeiny 100–300 mg, a obecne w kawie, kakao czy herbacie inne związki czynne z grupy polifenoli czy aminokwas L-teanina mogą poprawiać nastrój i efekty poznawcze kofeiny oraz łagodzić jej negatywne psychofizjologiczne skutki. Wynika to z faktu, że kofeina polepsza proces czuwania, a L-teanina zwiększa relaksację i spokój (w dawkach 200 mg)7–9.  
Tak jak wspomniałam, głównym przedstawicielem surowców zawierających kofeinę jest Coffea sp., ale sama kawa nie posiada monografii leczniczej wydanej przez Europejską Agencję Leków, posiadają ją natomiast inne rośliny:

Ilex paraguariensis A. St. – Hil. – Yerba mate – ostrokrzew paragwajski
Yerba mate to wiecznie zielony krzew lub drzewo z rodziny Aquifoliaceae – Ostrokrzewowate. Surowcem są liście – Mate folium szybko wysuszone przez ogrzewanie i następnie pocięte. Surowiec powinien zawierać minimum 1,0% kofeiny. Inne związki obecne w surowcu to teobromina, kwasy fenolowe, polifenole i flawonoidy. Liście mate są tradycyjnie stosowane na objawy zmęczenia i uczucie osłabienia w stanach zmęczenia fizycznego i psychicznego, ale też w celu stymulacji diurezy. Inne kierunki działania potwierdzone w badaniach dotyczą efektu antyoksydacyjnego i przeciwzapalnego, a także korzystnego działania w odniesieniu do poprawy metabolizmu w przypadku miażdżycy, wysokiego poziom cholesterolu i cukru we krwi oraz wspomagania spadku masy ciała10–12.

Camellia sinensis (L.) Kuntze – herbata chińska
Herbatą potocznie nazywamy napar z różnych ziół, w tym napar z liści herbaty chińskiej – Camellia sinensis var. sinensis  lub var. assamica, należącej do rodziny Camelliaceae. Choć nazwa botaniczna odnosi się do Chin, obecnie herbata jest szerzej stosowana w Japonii niż w rodzimych Chinach. Uprawą herbaty w Japonii zajmowali się już w XI w. buddyjscy mnisi, którzy opracowali metody przetwarzania i przygotowania sproszkowanej zielonej herbaty zwanej matchą.
Herbaty można podzielić na fermentowane: czarne (całkowicie sfermentowane), czerwone i żółte oraz niefermentowane: zielone i białe. Herbaty białe produkowane są z młodych pączków, jeszcze przed rozwinięciem listków i charakteryzują się najdelikatniejszym smakiem oraz największą zawartością polifenoli o silnym działaniu antyoksydacyjnym13–15. Analiza liści wykazała, że zawartość kofeiny nieznacznie różni się między poszczególnymi rodzajami herbaty, w zielonej jest jej 16,28 mg/g, czarnej 17,77 mg/g i białej 16,79 mg/g7.  
Obok kofeiny w liściach zielonej herbaty występują inne związki: polifenole, takie jak katechiny (10–25%) i ich pochodne, flawonoidy, kwasy fenolowe, witaminy i minerały, ale jedną z najistotniejszych jest aminokwas L-teanina. W zielonej herbacie zawartość L-teaniny wynosi 6,56 mg/g, w białej 6,26 mg/g, a w czarnej 5,13 mg/g7. 
W badaniach wykazano, że zielona herbata wpływa na zmniejszenie lęku, różne funkcje poznawcze, tj. poprawę pamięci i uwagi oraz aktywację pamięci operacyjnej. Najważniejszym odkryciem badaczy było jednak to, że oddzielne podawanie każdej substancji nie miało aż tak wyraźnego wpływu na poprawę ww. parametrów, a najlepsze efekty osiągano w przypadku jednoczesnego podawania kofeiny i L-teaniny16. Zielona herbata spożywana jest także w celu przyspieszenia metabolizmu w terapiach odchudzających, w celu obniżenia stężenia glukozy i triacylogliceroli we krwi, a także ze względu na jej potencjał antyoksydacyjny, przeciwdrobnoustrojowy i przeciwnowotworowy. Substancją, która w głównej mierze odpowiada za to ostatnie działanie, jest galusan epigalokatechiny (EGCG), co zostało udowodnione w badaniach nieklinicznych i klinicznych. W wyniku prowadzonych badań epidemiologicznych zauważono, że picie zielonej herbaty obniża ryzyko wystąpienia nowotworów. Polifenole natomiast w głównej mierze odpowiadają za działanie antyoksydacyjne, przeciwzapalne i także pośrednio przeciwnowotworowe17.
Zielona herbata może być dostępna jako zwykła żywność, suplement diety lub lek roślinny w zależności od deklarowanych wskazań i jakości surowca użytego do przygotowania danego produktu14.

Paullinia cupana Kunth ex H.B.K. var. sorbilis (Mart.) Ducke – Guarana
Paulinia cupana zwyczajowo znana jako guarana od wieków stosowana była jako środek stymulujący przez Indian paragwajskich (Ameryka Południowa), szczególnie przed polowaniami. Dziś wiemy, że było i jest to zasadne, gdyż guarana stymuluje ośrodkowy układ nerwowy, poprawia koncentrację i wpływa korzystnie przy zwiększonym wysiłku fizycznym i psychicznym. Guarana zwiększa czujność, wydajność fizyczną, poprawia czas reakcji, dodatkowo powoduje efekt termogeniczny, co przy dłuższym stosowaniu wspomaga odchudzanie. Trzeba pamiętać też, że zwiększa wydzielanie kwasu żołądkowego18–20.
Efekt poprawiający funkcje poznawcze (kognitywne) udowodniono w wielu doświadczeniach na zwierzętach, ale, co najistotniejsze, badania kliniczne potwierdziły zasadność jej stosowania w celu poprawy aktywności umysłowej, w tym szybkości wykonywanych działań wymagających uwagi. W połączeniu z żeń-szeniem poprawiała też wydajność zadań pamięciowych. W innych badaniach skutecznie wpływała na zmniejszenie odczuwania zmęczenia21. U pacjentek cierpiących z powodu złej jakości snu, przewlekłego zmęczenia, lęku i depresji, szczególnie w okresie menopauzy wykazano w ciągu 21-dniowej terapii, że guarana może być skuteczną alternatywą do krótkotrwałego usuwania zmęczenia. Badania prowadzono z udziałem pacjentek onkologicznych22.  
Obecnie guarana posiada pozytywną monografię Europejskiej Agencji Leków (EMA) jako tradycyjny ziołowy produkt leczniczy stosowany na objawy zmęczenia i uczucia osłabienia19. Zgodnie z Farmakopeą Europejską (European Pharmacopoeia 9.4) surowiec do produkcji leków roślinnych stanowią wysuszone nasiona Paullinia cupana Kunth (Paulliniae semen), standaryzowane na zawartość kofeiny, której nie powinno być mniej niż 3,5%5.

Cola nitida (Vent.) Schott et Endl. oraz Cola acuminata (P. Beauv.) Schott et Endl., semen – kola błyszcząca i kola zaostrzona
W Afryce nasiona koli (Colae embryo) są tradycyjnie używane jako środki do żucia ze względu na ich stymulujące działanie, tłumiące głód, pragnienie i sen oraz zwiększające energię i siłę. Właściwości te kola zawdzięcza alkaloidom purynowym, polifenolom i węglowodanom. Kola to kolejny surowiec kofeinowy, gdyż nasiona zawierają jej od 1,5 do 2,5%, a surowcem są całe lub rozdrobnione suszone nasiona pozbawione łusek. W surowcu występują też garbniki (5–10%), polifenole – katechina i epikatechina oraz proantocyjanidyny oraz mikroelementy, witaminy, szczególnie z grupy B oraz proteiny. Nasiona koli używane są od wieków w tradycyjnej medycynie afrykańskiej i co najmniej od 150 lat w Europie. Obecnie nasiona koli pomocne są przede wszystkim w wyczerpaniu fizycznym i psychicznym oraz w celu poprawy nastroju jako środki wspomagające leczenie stanów depresyjnych23, 24.

Bibliografia dostępna w redakcji.