در کنار نقش اساسی ویتامین ها و املاح در فراهم کردن انرژی مورد نیاز مغز، این ریزمغذی ها همچنین در حفظ و ایجاد ساختارهای مغز و نیز ارتباطات درون سلولی مغز حائز اهمیت می‌باشند. این امر خصوصا در طی نوزادی و سال‌های اول کودکی که تکامل مغز اتفاق می‌افتد و نیز در طی سالمندی که مغز دچار تغییرات ساختاری و عملکردی قابل‌توجه می‌شود، حائز اهمیت است. سرعت مناسب در انتقال پیام‌های عصبی از اهمیت بالایی برخوردار بوده و تاثیر ویتامین‌ها بر عملکرد مغز و انتقال پیام‌های عصبی غیرقابل انکار است. سرعت انتقال پیام عصبی، وابستگی زیادی به عملکرد میلین دارد که در ساخت آن ریزمغذی ها دخالت دارند.
ویتامین ها و املاح درگیر در ساختارهای عصبی
-ویتامین ب۱ (تیامین): تیامین از خانواده ویتامین‌های گروه B بوده که به وفور در مغز و بافت‌های عصبی وجود دارد. این ویتامین در انتقال ایمپالس‌های عصبی، تشکیل سیناپس‌ها، رشد اکسون‌ها و تشکیل غلاف میلین مهم بوده و منجر به ایجاد نوروگلیال‌های عصبی می‌گردد. همچنین قادر به پایداری غشای سلول‌های عصبی تازه تشکیل شده در طی دوران جنینی بوده و ممکن است مرگ برنامه ریزی شده سلول یا فرایند آپاپتوزیس را کنترل نماید. این امر ممکن است از طریق جایگاه های باند کننده تیامین موجود در غشاهای بیولوژیکی باشد. همچنین تیامین تری فسفات نقش مهمی در بهبود عملکرد غشای عصبی و هدایت ایمپالس‌های عصبی دارد.
ویتامین ب ۲ (ریبوفلاوین): مسئول انجام صحیح ایمپالس¬های عصبی است. کمبود ویتامین ب۲ با بیماری-هایی نظیر میگرن، پارکینسون، آلزایمر، صرع، ام اس و سندرم گیلن باره در ارتباط است.
ویتامین ب۳ (نیاسین): به واسطه DNA، نیاسین در کنترل رهایی کلسیم درون سلول مغز درگیر است. سیگنال کلسیم به طور قوی با متابولیسم نوکلئوتید و وضعیت انرژی سلول که هر دو وابسته به نیاسین هستند، مرتبط است.
ویتامین ب۵(پانتوتنیک اسید): یک پیش‌ساز ضروری در سنتز استیل-کوآنزیم آ است. بسیاری از پروتئین‌های محلول توسط استیل کوآنزیم آ در انتهای ان-ترمینال استیله می‌شوند. ان استیلاسیون یکی از رایج ترین تغییرات پروتئین ها بوده که برای تنظیم و عملکرد آنها ضروری است و تقریبا ۸۵% همه پروتئین‌ها استیله می‌شوند.
ویتامین ب۹ (فولیک اسید): فولیک اسید در مراحل متیلاسیون درگیر بوده و در حفظ لیپیدهای غشای گلیال و غشای عصبی درگیر می‌باشد. همچنین می‌تواند روی عملکرد کلی مغز و تغییرات در مود، تحریک پذیری و خواب اثر داشته باشد. همچنین، اسید فولیک در ترکیب آمینو اسیدها و تشکیل بافت عصبی نقش مهمی دارد.
ویتامین ب۱۲: تاثیر بسزایی بر سلامت عصبی دارد. ویتامین ب۱۲ یک ریز مغذی ضروری در تولید غلاف میلین یا غلاف پوشاننده رشته های عصبی است. بنابراین با کمبود ویتامین ب۱۲، غلاف میلین در معرض آسیب قرار گرفته و می‌تواند موجب درد و مشکلات نوروپاتی شود. کمبود این ویتامین تا ۲۵ درصد علائم عصبی را تحت تاثیر قرار میدهد. این علائم عصبی شامل گزگز اندام‌ها، مشکل در تعادل، عدم تمرکز، از دست دادن حافظه، سردرگمی، زوال عقل و … است. برخی از این علائم با مصرف مکمل‌های ویتامین B12 جبران می‌شود که البته برای برگشت کامل به زمان نیاز دارد. هنگامی که میلین سازی ضعیف باشد، کیفیت انتشار سیگنال‌ها نیز ضعیف خواهد شد.
کمبود مزمن این ویتامین منجر به زوال عقل و آسیب دائمی به مغز نیز می شود. علائم دمانس شامل نداشتن توانایی در به یاد آوردن وقایع گذشته، تشخیص اشخاص و مکان ها، یافتن کلمات درست، حل مسئله، برنامه ریزی و انجام کارهای ساده و کنترل حالات خلقی و رفتار است.
ویتامین ث: چندین ترکیب از سیستم عصبی از جمله گیرنده‌های نوروترنسمیترها و ساختارهای سلولی مغز شامل گیرنده‌های گلوتامینرژیک و دوپامینرژیک و سنتز سلول‌های گلیال و میلین، توسط غلظت‌های ویتامین ث تنظیم می‌شود. ویتامین ث در تنظیم بیش از ۱۲ ماده شیمیایی در مغز نقش دارد. همچنین ویتامین ث خطر سکته مغزی را می‌تواند کاهش دهد. ویتامین ث در ترکیب پیام رسان عصبی دوپامین حائز اهمیت است. همچنین مغز را در برابر فشارهای اکسیداتیو محافظت کرده و برای عملکرد صحیح نورون‌های عصبی ضروری است.
ویتامین دی: سرعت پردازش اطلاعات مغز را بهبود بخشیده و برای بهبود عملکرد شناختی مغزمهم است. بنابراین، کمبود ویتامین دی باعث مشکلات شناختی و عملکردی مغز خواهد شد. زمانیکه سطح ویتامین دی پایین است، توانایی برای شکل‌دهی و نگهداری یک ارتباط عصبی جدید مختل می‌شود.
ویتامین ای: ویتامین ای به حفاظت از عملکرد مغز کمک می¬کند. از آنجائیکه اکسیداسیون بالایی در مغز اتفاق می‌افتد، ویتامین ای به عنوان یک آنتی‌اکسیدان قوی لازم است. تحقیقات نشان داده‌اند که ویتامین ای می‌تواند موجب کاهش استرس در مغز شود که در زمان تولید انرژی ایجاد می‌گردد. همچنین، مصرف این ویتامین موجب حفظ یکپارچگی غشای سلولی می‌شود. کمبود ویتامین ای موجب ایجاد پراکسیداسیون لیپیدی در بافت مغز خواهد شد.
آهن: آهن برای تمایز عصبی و تکثیرسلول حیاتی است. کمبود آهن مراحل عصبی نظیر ساخت میلین و انعطاف پذیری عصبی را تحت تاثیر قرار میدهد. آهن برای رشد سلول‌های مغزی تولید کننده میلین ضروری است. همچنین در تولید چندین آنزیم مهم برای سنتز انتقال‌دهنده‌های عصبی نقش اساسی دارد.
زینک: در نظر گرفته شده است که زینک در تشکیل و مهاجرت نورون ها و برای تشکیل سیناپس های عصبی اساسی است.
منیزیم: در حدود ۳۰۰ فرایند بدن منیزیم درگیر است که بسیاری از آنها در مغز صورت می¬پذیرد. منیزیم انعطاف رشته‌های عصبی را بهبود بخشیده و از آسیب آنها جلوگیری می‌کند. مهم‌تر اینکه، منیزیم در فرآیند تولید انرژی نقش بسزایی دارد. منیزیم در غشای سلولی برای انتقال ایمپالس‌های عصبی از اهمیت بالایی برخوردار است. علاوه بر این، منیزیم و کلسیم هر دو باید به مقدار مناسب در بدن موجود باشند تا از تحریک‌پذیری سیستم عصبی جلوگیری نمایند. کمبود هر یک از این مواد می‌تواند منجر به بروز مشکلات عصبی شود. در سیستم عصبی، منیزیم برای هماهنگی عصبی-عضلانی و انتقال عصبی مطلوب مهم است.
کلسیم: کلسیم از جمله مواد معدنی مهم برای حفظ سلامت و فعالیت مغز است. همچنین در انتقال پیام¬های سلول عصبی نقش کلیدی بازی کرده و تحریک پذیری عصبی را کنترل و انتقالات عصبی را تنظیم مینماید.
ویتامین ها و املاح مورد نیاز برای سنتز نوروترنسمیترها (پیام‌رسان‌ها):
ویتامین ب۱ : برای سنتز اسیدهای چرب، استروئیدها، اسیدهای نوکلئیک و اسیدهای آمینه آرومــاتیک که پیش‌ساز رنج گسترده‌ای از نوروترنسمیترها (استیل کولین، گلوتامات و گاما آمینوبوتیریک اسید) هستند مورد نیاز است.
ویتامین ب۵: برای سنتز نوروترنسمیتر استیل‌کولین مورد نیاز است. همانطور که توسط مطالعات تجربی در رت‌ها نشان داده شده است پانتوتنیک اسید با استفاده از مصرف الکل تخلیه شده و سنتز استیل کولین در مغز را کاهش میدهد.
ویتامین ب۶: ال-آمینواسید آروماتیک دکربوکسیلاز یک آنزیم وابسته به ویتامین ب۶ است که سنتز دو نوروترنسمیتر مهم شامل سروتونین از تریپتوفان و دوپامین از فنیل آلانین را کاتالیز می‌کند. سنتز دیگر نوروترنسمیترها شامل گلوتامات یا گاماآمینوبوتیریک اسید همچنین توسط آنزیم‌هایی که به ویتامین ب۶ به عنوان کوفاکتور نیاز دارند، کاتالیز می‌شود. این ویتامین همچنین در ساخت ملاتونین که در چرخه شبانه روزی و تنظیم خواب اهمیت دارد، کمک مینماید. مطالعات زیادی تاثیر ویتامین ب۶ را در کاهش روند پیری و ابتلا به آلزایمر و سکته، به اثبات رسانده است.
ویتامین ب۹: در مراحل متیلاسیون مغزی درگیر بوده که این امر متابولیسم نوروترنسمیترهای سروتونین و دوپامین را که در تنظیم مود مهم هستند، تحت تاثیر قرار میدهد. به طور دقیقتر، فولیک اسید با حفظ میزان درون مغزی کافی از تریپتوفان که کوفاکتور کلیدی در واکنشهای هیدروکسیلاسیون منجر به سنتز سروتونین و کاته کولامین ها است، نقش دارد.
سنتز نوروترنسمیترها همچنین به متیونین به عنوان یک پیش ساز اس-آدنوزیل ال-متیونین (دهنده فعال متیل در مسیرهای متابولیک عصبی مرتبط با سنتز هورمون ها) وابسته است. اثر متقابل بین ویتامین‌های ب۶،ب۹ و ب۱۲ برای فراهم کردن متیونین مهم است.
ویتامین ث: در سنتز و تنظیم ترکیبات هورمونی در سیستم عصبی درگیر است. ویتامین ث کوفاکتور آنزیم-های درگیر در تشکیل کاته‌کولامین ها (نوراپی نفرین و اپی نفرین) و نیز آنزیم های درگیر در بیوسنتز نوروپپتیدها می‌باشد.
ویتامین دی: ویتامین دی مسئول فعال و غیرفعال کردن سنتز نوروترنسمیترها و رشد سیستم عصبی می‌باشد.