artikel

De controverse over voedingsvezels

Algemeen

De controverse over voedingsvezels

Het is al lange tijd bekend dat voedingsvezels een positieve bijdrage leveren aan de volksgezondheid. Voeding die rijk is aan vezels, vermindert het risico op een aantal ziekten en levert gezondheidsvoordelen op door verbetering van de darmfunctie. Het is dan ook opmerkelijk dat er een trend aan het ontstaan is om inname van vezels (vooral uit graanproducten) zoveel mogelijk te vermijden; zogeheten FODMaP-diëten zijn in zwang. In dit artikel in twee delen wordt uitgelegd waarom deze trend een bron van zorg is. Dit artikel komt uit de printuitgave van Voeding Nu 5.

In dit eerste deel wordt beschreven wat vezels en FODMaPs nu precies zijn, hoe ze werken en wat hun effect op de gezondheid is. In het volgende nummer van Voeding Nu wordt door dezelfde auteurs verder ingegaan op de functie van vezels, in het bijzonder die in volkoren graanproducten.

FODMAPS

Hoewel het eten van voldoende vezels gezondheidswinst oplevert, is op bevolkingsniveau de perceptie aan het ontstaan dat vezels een hele reeks van ongemakken kunnen veroorzaken en zelfs schadelijk zouden zijn voor de gezondheid. Het is inderdaad zo dat specifieke vezeltypen en niet-absorbeerbare koolhydraatmoleculen, als gevolg van osmotische vochtverschuivingen en/of hun relatief snelle fermentatie door de darmflora (tegenwoordig vaak darmmicrobiota genoemd), kunnen leiden tot onaangename darmsensaties. Deze koolhydraten worden FODMaPs genoemd, een afkorting die staat voor Fermentable Oligosacharides, Disacharides, Monosacharides and Polyols (1). De genoemde onplezierige darmsensaties lijken sterker op te treden bij mensen die lijden aan een hypergevoelige darm, ofwel het Prikkelbaar Darm Syndroom (PDS). Een FODMaPs- vrij voedingspatroon heeft voor deze mensen een bewezen gunstig effect op de vermindering van de symptomen ten gevolge van gasvorming (2,3). Een FODMaPs-vrij dieet is voor sommige mensen dus een uitkomst. Het is echter verontrustend dat dit gegeven ertoe heeft ge-leid dat er wereldwijd een ontwikkeling en commercialisering van laag-FODMaPs-diëten en -levensmiddelen gaande is en dat dergelijke diëten ook worden gevolgd door mensen zonder darmziekten. Deze ontwikkeling is zorgwekkend, omdat wetenschappelijk onderzoek heeft aangetoond dat de aanbevolen dagelijkse hoeveelheid niet-verteerbare koolhydraten/vezels (omvat ook FODMaPs) ten minste 25 gram en optimaal meer dan 35 gram zou moeten zijn. Koolhydraatfermentatie in de darm is een normaal proces, waarbij darmmicrobiota zijn betrokken. Fermentatie leidt tot de productie van een reeks van verbindingen/stoffen waarvan bewezen is dat ze gunstig zijn voor de gezondheid. Voor een werkzame, gezonde darmflora is de aanvoer van koolhydraten noodzakelijk, omdat er anders onvoldoende voedingsbodem is voor de aanwezige microbiota. Een voeding met koolhydraten heeft in dit verband dan ook de (noodzakelijke) voorkeur boven een veelvuldig aanbevolen voedingspatroon dat voornamelijk bestaat uit vet en/of eiwit. Voeding die uitsluitend uit deze macrovoedingsstoffen bestaat, is ongunstig voor de gezondheid.

Classicifactie en effecten van vezelz en FODMaPs

Er zijn verschillende soorten voedingsvezels, alle met hun eigen kenmerken en effecten. Ze kunnen op meerdere manieren onderscheiden worden. Daarom kan een definitie van voedingsvezels gebaseerd zijn op: (a) de oorsprong van de vezels (intrinsieke/natuurlijk aanwezig, extrinsieke/geïsoleerde toevoegingen); (b) de moleculaire samenstelling, inclusief de polymerisatiegraad, het moleculair gewicht, sacharidesamenstelling, type chemische bindingen en componenten gebonden aan de terminale uiteinden (bijvoorbeeld bepaalde zuren); (c) functionele effecten binnen een bepaalde voedselmatrix en in het maag-darm-lumen, als gevolg van het onoplosbaar/ oplosbaar zijn, het hebben van een lage/medium/hoge viscositeit en/of het hebben van een lage/medium/hoge fermenteerbaarheid. Deze karakteristieken bepalen gezamenlijk de algehele effecten die mogelijk van invloed zijn op het metabolisme en de gezondheid van de gastheer.

 

Zo hebben oplosbare vezels met een hoog molecuulgewicht en een hoge viscositeit (zoals pectine, bèta-glucanen en gums) een sterk effect op de vorming van een viskeuze, gel-achtige darminhoud. Daardoor wordt de absorptiesnelheid van glucose en cholesterol in de dunne darm verlaagd (4,5,6). De juist niet-oplosbare, slecht fermenteerbare vezels die veel water binden (zoals cellulose, tarwezemelen en psyllium) hebben een aanzienlijk effect op de vorming van de zachte ontlasting in de dikke darm en daardoor een regelmatige stoelgang (7,8). Sommige vezeltypen hebben vooral effect op specifiek gewenste metabole activiteit en op de samenstelling van de darmmicrobiota en worden daarom prebiotica genoemd (9,10). De sacharidensamenstelling van fermenteerbare vezels bepaalt de onderlinge verhouding van de soorten korte-keten-vetzuren (KKVZ) acetaat, propionaat en butyraat, die gevormd worden tijdens het fermentatieproces. Een voorbeeld daarvan is de fermentatie van pectine die resulteert in een hoge acetaat- en een relatief lage propionaat- en butyraatproductie. Vezeltypen met veel fructose (fructanen) in de ketens, zoals inuline en fructo-oligosachariden, resulteren in minder acetaat en meer propionaat. Fermentatie van resistent zetmeel (dat uitsluitend glucose bevat) leidt tot een relatief hoge butyraatproductie (11,12,13,14,15).

Onverteerbare koolhydraten die van nature aanwezig zijn in het voedsel, hebben, mits de moleculaire samenstelling identiek is, dezelfde effecten als aan de voeding toegevoegde en uit natuurlijke bron geïsoleerde vezels of als met enzymatische procestechnologie gesynthetiseerde vezels. Koolhydraten die ontsnappen aan absorptie in de dunne darm, zoals een klein deel van het zetmeel dat nog niet verteerd is en dat ten gunste van de darmperistaltiek naar de dikke darm wordt afgevoerd, worden daar vervolgens gefermenteerd en zullen eveneens soortgelijke effecten hebben als resistent-onverteerbaar zetmeel in de voeding (16). Sommige voedingscomponenten die aangemerkt worden als FODMaPs, komen onverteerd of niet geabsorbeerd in het colon en worden daar gefermenteerd door de darmmicrobiota. In dit opzicht kunnen FODMaPs, tenminste bij gezonde personen, ook effectief zijn voor het tot stand doen komen van gewenst darmmetabolisme en daarmee samenhangende gezondheidsvoordelen. Een reeks van niet-verteerbare oligosachariden, die tevens vallen onder de FODMaPs- definitie en -classificatie, blijken bovendien de meest effectieve prebiotica (17,18). De aspecten van niet-verteerbare koolhydraten en hun fermentatie worden hieronder nader toegelicht. In toevoeging hierop wordt besproken waarom en wanneer kan worden aanbevolen inname van FODMaPs te vermijden, om reductie van onplezierige symptomen bij personen met PDS te bewerkstelligen.

Vezels en darmeffecten

Het transport van voedingsstoffen door de maag en dunne darm gaat te snel (1 tot 5 uur) voor de aanwezige microbiota om een significant effect uit te oefenen. Het transport in het colon daarentegen gaat veel langzamer (24 tot 48 uur), waardoor de micro-organismen aldaar de mogelijkheid hebben de beschikbare substraten gedeeltelijk tot geheel af te breken. De belangrijkste substraten voor de colonfermentatie zijn zetmeel (dat om verschillende redenen resistent is voor de actie van pancreasamylase) en voedingsvezels (zoals pectine, xylanen, cellulose, arabinogalactan, inuline, guar gum en hemicellulose). Andere koolhydraten die in kleinere hoeveelheden beschikbaar zijn voor fermentatie, zijn oligosachariden (zoals fructo-oligosachariden (FOS) en galacto-oligosachariden (GOS)) en een reeks van niet-opgenomen suikers en suikeralcoholen (polyolen). Ook eiwitten en aminozuren kunnen effectieve groeisubstraten zijn voor de colonbacteriën. Daarnaast kunnen secretie- en afsplitsingsproducten (lysis), afgescheiden epitheelcellen en darmslijm (mucine) een aandeel leveren. Niet-verteerde koolhydraten vormen echter zonder meer de belangrijkste bron van voedingstoffen voor de darmbacteriën die daar vervolgens KKVZ, gassen (voornamelijk waterstof) en andere zowel neutrale als zure en basische eindproducten van maken (19). De fermentatie van vezels in de dikke darm heeft meerdere gezondheidsondersteunende effecten (20). Het belangrijkste effect is een toename van de bacteriële biomassa. Naast een bevordering van de stoelgang leidt dit ook tot een toename van de metabole activiteit van de belangrijkste koolhydraatverwerkende (saccharolytische) bacteriën. Binnen de saccharolytische microbiota worden vooral bifidobacterium en lactobacillus als zeer belangrijk voor de darmgezondheid aangemerkt. Deze bacteriën produceren geen waterstof of koolstofdioxide tijdens de fermentatie. Een versnelde stoelgang helpt mee aan de afname van de verblijftijd van de ontlasting in het colon. Dit blijkt enerzijds een positief effect te hebben op de verlichting en preventie van verstopping, anderzijds op het in het verminderen van de productie van giftige stikstofverbindingen en andere carcinogene of genotoxische stoffen.

Verhoogde zuurgraad in het colon

Bacteriële fermentatie resulteert in een gunstige toename van de zuurheid in de dikke darm (pH-verlaging). Het omgekeerde, een verhoogde dikkedarm-pH (dus minder zure darminhoud), is een indicator van ziekteprocessen als colonkanker, terwijl een zuurdere darm (lagere pH) kenmerkend is voor een gezond colonmetabolisme. Door een lagere pH kan de groei van bepaalde pathogene bacteriën belemmerd worden, terwijl deze de groei van bifidobacterium en melkzuurbacteriën bevordert. Daarnaast is het bekend dat een verlaagde pH de opname van mineralen en sporenelementen in de dikke darm verhoogt, omdat door de sterkere zuurgraad mineraalcomplexen worden opgelost, waarna de betreffende mineraalionen kunnen worden opgenomen. Calcium-, magnesium- en zinkopname zijn daardoor alsnog in het colon mogelijk.

KKVZ-productie tijdens de fermentatie van vezels

Ten gevolge van de microbiële stofwisselingsactiviteit ontstaan er verschillende metabolieten. Daarvan zijn de KKVZ, acetaat, propionaat en butyraat de belangrijkste (21). Deze worden grotendeels in het bloed opgenomen en kunnen dan verder in het lichaam worden gebruikt in de stofwisseling. De KKVZ dragen dan bij aan de energiehuishouding van de lever, de spieren en andere perifere weefsels. Andere producten zijn bepaalde metabolieten (zoals alcohol, pyrodruivenzuur en melkzuur) die elektronen (H+) kunnen opnemen en die daarbij vooral worden omgezet naar KKVZ. Concluderend kan men stellen dat de eindproducten van sacharidenfermentatie in de dikke darm een gunstig effect hebben en in bepaalde omstandigheden tevens beschermend/gezondheidsbevorderend kunnen werken (zie ook tabel 1). De producten die resulteren uit eiwit- en of aminozuurfermentatie, zoals aminen, ammoniak en fenolische componenten, kunnen daarentegen schadelijk zijn voor de gezondheid. Hieruit volgt dat een vergrote saccharolytische fermentatie, ten koste van een verminderde proteolytische (eiwit)fermentatie, gunstig is voor onze gezondheid. FODMAPS EN

Darmtolerantie

Onder FODMaPs vallen onder andere lactose, fructanen, galactanen, polyolen sorbitol, mannitol, maltitol, xylitol, erythritol, polydextrose en Isomalt (22). Omdat het grootste aandeel van de microbiële fermentatie in de dikke darm plaatsvindt, verdient het aandacht om na te gaan of FODMaPs daar ook daadwerkelijk intact aankomen. Hierover zijn niet van alle FODMaPs kwantitatieve gegevens beschikbaar. Het is echter zeer waarschijnlijk dat een deel van de onder FODMaPs genoemde stoffen in het bovenste deel van de darm geabsorbeerd of afgebroken worden en dat deze dus geen (groot) aandeel kunnen hebben in de colonfermentatie. Als voorbeeld: na hydrolyse door het enzym lactase, wordt melksuiker (lactose) in de dunne darm normaal gesproken compleet geabsorbeerd als de samenstellende monosachariden glucose en galactose. Echter, bij personen die het enzym lactase niet bezitten en melksuiker dus niet kunnen verteren, wordt lactose dus een FODMaP. Bij iedereen vindt microbiële fermentatie in de dikke darm plaats, maar er zijn ook beduidende verschillen tussen persoonsafhankelijke microbiotaprofielen en daardoor in de eindproducten die worden gevormd. Traditionele prebiotica-koolhydraten worden gezien als voedingsstoffen die door dikkedarmmicrobiota op een specifieke gezondheidsbevorderende manier worden opgenomen in de microbiotastofwisseling.

 

Ze leiden tot de vorming van gunstige eindproducten, zoals de eerdergenoemde KKVZ. In dit verband zijn fructanen en galactanen het meest onderzocht. Het blijkt dat bifidobacteriën, een type dat met gezondheid in verband wordt gebracht, een voorkeur hebben voor hun moleculaire grootte en structuur, hetgeen leidt tot selectieve opname (23). Opmerkelijk is dat een belangrijk negatief aspect van FODMaPs-fermentatie, namelijk het opzwellen van de darm/rekken van de darmwand door gasvorming, bij deze en ook bij andere prebiotica (ingenomen in de aanbevolen dosering), niet wordt waargenomen. In dit opzicht kan worden gesteld dat het FODMaPs-concept met een dergelijke (positieve) selectieve fermentatie geen rekening houdt. Hoewel het FODMaPs-concept dus een effectieve strategie is om symptomen van darmzwelling door gas bij PDS-patiënten onder controle te houden, dient vermeld te worden dat dit uitsluitend geldt voor fermenteerbare koolhydraten die daadwerkelijk leiden tot significante gasproductie. Prebiotica in aanbevolen kleine hoeveelheden vallen daar dus niet onder. In deze context heeft Barrett recentelijk (in 2017) voorgesteld om ‘een beetje ruimte in FODMaPs-beperking’ toe te laten, zodat inclusie van prebiotische oligosachariden mogelijk is, met nog steeds een behoud van klachtenverlichting.

De volledige referentielijst, behorende bij zowel deel 1 als deel 2 van dit artikel, is hier te vinden. 

*AUTEURS:
Fred Brouns: NUTRIM- School of Nutrition and Translational Research in Metabolism; Faculty of Health, Medicine and Life Sciences, Maastricht University, Netherlands.

Nathalie Delzenne: Université catholique de Louvain, Louvain Drug Research Institute, Metabolism and Nutrition Research Group, PMNT Unit, Brussels, Belgium.

Glenn Gibson: Food Microbial Sciences Unit, School of Food Biosciences, The University of Reading, Whiteknights, UK.

Dit artikel wordt vervolgd in nummer 6 van Voeding Nu.

Reageer op dit artikel