prebiotica - Natura Foundation

voeding
monografie
Prebiotica
Referenties
Niet verteerbaar maar zeer essentieel
1. Mathus-Vliegen EMH. De plaats van dieetmaatregelen bij de behandeling van inflam­
matoire darmziekten, Ned. Tijdschr diëtisten 2001; 56-3
2. ‘t Hart-Eerdmans M, et al. Artsenwijzer Diëtetiek. Nederlandse Vereniging van diëtisten,
2004, ISBN 90-800804-5-4,
Het concept van ‘prebiotica’ is in de wetenschap nog relatief jong. Hoewel in de jaren
zeventig de gezondheidseffecten van voedingsvezels in het vizier kwamen [1], werd pas
in 1995 de term ‘prebiotica’ voor het eerst wetenschappelijk omschreven. Zoals alle
voedingsvezels ontkomen prebiotica aan de vertering in de dunne darm en komen ze vrijwel
ongeschonden in het colon aan. Aldaar kunnen prebiotica (in tegenstelling tot andere
voedingsvezels) door een beperkt aantal gezondheidsbevorderende bacteriën selectief
worden gefermenteerd. Hierdoor kan met name de gunstige bifidoflora zich ontwikkelen.
Prebiotica bieden zodoende, naast probiotica, een alternatieve manier om de darmflora en
daarmee de gezondheid van de mens positief te beïnvloeden.
3. Geerlings BJ, Badart-Smook A, Stockbrugger RW et al. Comprehensive
���������������������������������
nutritional status
in recently diagnosed patients with inflammatory Bowel Disease compared with popula­
tion controls. Eur J Clin Nutr 2000; 54:514-21
4. Catorna MT. Vitamin D and its role in immunology; Multiple sclerosis and inflammatory
bowel disease. Prog Biophys Mol Biol 2006 sep; 92(1): 60-4
5. Geerling BJ, Badart-Smook A, Stockbrugger RW et al. Comprehensive nutritional status
in patients with long-standing Crohn disease currently in remission. Am
���������������
J Clin Nutr
1998; 67:919-26
6. Bode H, Schmitz H, Fromm M et al. ���������������������������������������������
IL-1beta and TNF-alfa, but not IFN-alfa, IFNgamma, IL-6 or IL-8, are secretory mediators in human distal colon. Cytokine 1998 Jun;
Aldert Hoogland
10(6): 457-65
7. Belluzi A, Boschi S, Brignola C et al. Poly
���������������������������������������������������
unsaturated fatty acids ad inflammatory bowel
disease, Am J Clin Nutr 2000; 71(1):339s-42s, 2000
8. Camuesco D, Galvez J, Nieto A et al. Dietary
������������������������������������������������������
olive oil supplemented with fish oil, rich in
EPA and DHA (n-3) polyunsaturated fatty-acids, attenuates colonic inflammation in rats
with DSS-induces colitis. J Nutr 2005 apr;135(4): 687-94
GIF9@FK@:8#ELMFFI
8CC<C<<=K@A;<E
Het belang van fermentatie
Fermentatie van niet-verteerde voedselbestanddelen en endogene
dagelijks
mg/dl
mm/l
<200
<5,18
slijmstoffen is een belangrijke metabolische functie van de microflora
in de dikke darm. Naar schatting tien procent van onze voeding is een
Aanbevolen inname
>30 g/d
gevolg van bacteriële fermentatie van ‘onverteerbare’ koolhydraten. Deze
Gemiddelde inname
<20 g/d
‘geconverteerde’ nutriënten hebben onder meer een effect op stem­
Gemiddelde Chinees
80 g/d
mingen, energieniveaus, stressbeleving en zelfs op cognitieve vaardig-
Voorouders uit heden [2].
Paleolithisch tijdperk
;\fgYflnmXe[\YXZk\i`‡c\ÕfiX`e[\[XidY\^`ekXc
Tijdens de evolutie is gefermenteerd voedsel altijd een belangrijke
Amerikaan,
Y`a[\^\Yffik\%;XXieXmiXX^k_\kY\_fl[mXe\\e^\$
voedsel­bron geweest. Onze voorvaderen sloegen hun voedsel soms voor
> 100 jaar geleden
qfe[\[XidÕfiX_\k_\c\c\m\eXXe[XZ_k%;ffikXcmXe
weken of maanden op in de grond, waardoor het voedsel van de oer-
Gemiddelde Afrikaan
120 g/d
]XZkfi\e bXe [\ [XidÕfiX m\iXe[\i\e% 9`a [\ XXegXb
mens vele malen meer fermentatiebacteriën bevatte dan tegenwoordig.
Jager/ verzamelaar
123 +/- 7
3,2 +/- 2,2
mXe\\e[\i^\c`ab\m\iXe[\i`e^`j[\c\\]k`a[j]Xj\_\\c
Het gevolg daarvan was dat de microflora van de oermens veel diverser
Chimpansee
>200 g/d
90-135
Y\gXc\e[%9feljXe_\\]k[i`\gifY`fk`ZX`e_\kXjjfik`$
en rijker was dan die van de huidige mens. Hetzelfde verschil in flora is
15. Ben-Arye E, Goldin E, et al. Wheat grass juice in the treatment of Active distal ulcerative
d\ek[`\`ejg\c\efgm\ijZ_`cc\e[\m\iXe[\i`e^\e`e[\
te zien als we de flora van de westers etende mens vergelijken met die
colitis: A randomised double-blind placebo controlled trial. Scandinavian Journal of
ÕfiX1;XidfZXi\@e]Xek`j#;XidfZXi\<okiX]fik\\e
van traditioneel levende volkeren die veel vezelrijk plantaardig voedsel
gastroenterology 2002; 37(4):444-449
;XidfZXi\<ok\ej`j%
eten. Lactobacillus plantarum bijvoorbeeld, is de meest voorkomende
9. Pruimboom L, Dam van B. Orthomolekulare Medizin. Angewandte Physiologie 5. 2005.
p. 126-159
10. Drew JE, Padidar S, Horgan G et al. Salicylate modulates oxidative stress in the rat
colon: a proteomic approach. Biochem Pharmacol. 2006 Jul 14; 72(2): 204-16
11. Roediger WE, Moore J, et al. Colonic
������������������������������������������������������������
sulfide in pathogenesis and treatment of Ulcerative
Colitis. Dig Dis Sci; 1997;42 (8):1571-1579
12. Tilg H, Kaser A. Diet and relapsing ulcerative colitis: take off the meat? Gut 2004;
53:1399-1401
13. Roediger WE, Babidge W, Miljard S. Methionine derivatives diminish sulphide damage
tot colonocytes-implications for ulcerative colitis. Gut 1996 Jul; 39(1):77-81
14. Head KA, Jurenka JS. Inflammatory Bowel Disease Part 1: Ulcerative Colitis-Pathophysi­
ology and Conventional and Alternative Treatment Options. Alternative medicine review,
2003; 8 (3) 264-275
16. Lara-Villoslada F, Debras E, Nieto A et al. Oligosaccharides
��������������������������������������������
isolated from goat milk re­
duce intestinal inflammation in a rat model of dextran sodium sulphate-induces colitis.
Clin Nutr 2006 Jun; 25(3):447-88
17. King TS, Woolner JT, Hunter JO. Review
��������������������������������������������������
article; the dietary management of Crohn’s
Disease. Aliment Pharmacol Ther 1997 Feb; 11(1): 17-31
127 +/- 15 3.3 +/- 0,4
>100 g/d
>100 g/d
2,3-3,5
Tabel 1. De vezelconsumptie door verschillende bevolkingsgroepen.
bacteriestam in gemeenschappen waar nog grote hoeveelheden plant-
biotisch werkende stoffen binnenkrijgen om een gezonde darmflora te
N`ck l d\\i `e]fidXk`\ fm\i 9feljXe f] fm\i [\ jg\$
aardig voedsel worden geconsumeerd. Bij slechts vijftig procent van de
onderhouden.
Z`Ô\b\ kf\gXjj`e^j^\Y`\[\e mXe 9feljXe GifY`fk`ZX6
Europeanen is deze stam in de darmflora aantoonbaar.
Prebiotica: een relatief jong concept
B`abfgnnn%YfeljXe%ec&mX[\d\Zld%
Veel chronische aandoeningen waar de westerse mens mee kampt
De term prebiotica werd pas in 1995 voor het eerst wetenschappelijk
(zoals arteriosclerose, kanker en type-2-diabetes), zijn sterk gerelateerd
omschreven. Een prebioticum wordt gedefinieerd als een ‘niet-verteer-
aan een verminderde inname van vezels, met name de vezels in groen-
baar voedselingrediënt dat de gastheer beïnvloedt door selectief de groei
ten en fruit [3].
en/of activiteit te stimuleren van één of een aantal bacteriesoorten in
Crohn’s disease treated with elemental diet or prednisolone. Gut 1993 Sep; 34(9):1198-
Om een populatie van 1014 bacteriën in de dikke darm te kunnen onder­
het colon, waardoor de gezondheid van de gastheer verbetert’ [4].
202
houden, is naar schatting 60 tot 80 gram ‘substraat’ (voedsel voor de
Prebiotica zijn dus het deel van de voedingsvezels dat bepaalde gezond-
bacteriën) per dag nodig. Een regelmatig aanbevolen minimum is 30-
heidsbevorderende fracties van de eigen, endogene flora stimuleren. Daar-
35 gram voedingsvezel per dag, wat overeenkomt met ongeveer een
bij gaat het vooral om bifidobacteriën (het ‘bifidogeen’ effect), maar ook
halve kilo groenten en/of fruit. Veel mensen halen nog geen twintig
enkele gunstige lactobacillusstammen kunnen door prebiotica worden
gram vezels per dag, vooral door de geringe hoeveelheid groenten, fruit
gestimuleerd. Het ligt daarom voor de hand te veronderstellen dat >>
18. Riordan AM, Hunter JO, Cowan RE et al. Treatment of active Crohn disease by exclusion
9feljXe 9M K1 '(/- -,( ')) <1 `e]f7YfeljXe%ec
diet: East Anglian multicentre controlled trial. Lancet 1993 Nov; 342(8880):1131-34
19. Crohn’s disease, Edited by Prantera C, Korelitz, BI, New York, Marcel Dekker, 1996.
ISBN 0-8247-9410-9.
20. Gorard DA, Hunt JB, Payne-James JJ et al. Initial response and subsequent course of
21. Jowett SL, Seal CJ, Pearce MS et al. Influence of dietary factors on the clinical course of
ulcerative colitis: a prospective cohort study. Gut 2004; 53(10):1479-84
=PKFK?<I8G@<<EFIK?FDFC<:LC8@I<
K?<I8G@<MFFI;<GI8BK@AB
en peulvruchten in ons voedingspatroon. Duidelijk is dat verreweg
de meeste westers etende mensen veel te weinig vezels en andere pre­
18
vezelconsumptie Cholesterol
nr. 3 - 2006
het
dossier
19
monografie
de gezondheidsvoordelen die suppletie met probiotische bifidobacte-
Om die reden treft u in dit artikel alleen een korte samenvatting van de
riën bieden, ook bereikt kunnen worden via het gebruik van prebiotica.
eigenschappen [3-9]:
getoond dat prebiotische vezels beter dan een placebo zijn in de
tumoren in het colon, maar ook daarbuiten, te remmen. De mogelijke oorzaken worden verder onderzocht [17,18].
•Immuunsysteem: stimulatie van het immuunsysteem van de darm
behandeling van hepatische encefalopathie. In het zure darm­milieu
zijn veelbelovend [3-9].
(Gut Associated Lymphoid Tissue, GALT) en elders in het lichaam
dat tijdens de fermentatie van prebiotica ontstaat, wordt bij de ei-
Bijwerkingen
De opstellers van bovengenoemde definitie hebben onlangs hun definitie
(Mucosa Associated Lymphoid Tissue, MALT). Een belangrijk werkings­
witafbraak vooral het niet-absorbeerbare ammonia (NH4+) gevormd
Zolang prebiotische vezels nog niet worden gefermenteerd (vooral
nog wat verder aangescherpt met de introductie van de term ‘prebio­
mechanisme van prebiotica is dat de microflora die door de prebiotica
in plaats van het voor de hersenen toxische ammoniak (NH3) [8].
tijdens hun verblijf in de dunne darm), hebben ze een wateraantrek-
tische index’[7]. Een prepraat mag een prebioticum genoemd worden
gestimuleerd wordt, in nauwe interactie met het GALT staat. Er wor-
•Chronische darmontstekingen (Inflammatory Bowel Disease, IBD):
kend (osmotisch) effect. Eenmaal in het colon aangekomen worden
als het per gram in staat is minimaal 4*108 CFU (kolonie vormende
den diverse immuuncomponenten uitgewisseld. Door de aard van het
er zijn aanwijzingen dat een verstoorde immuunreactie op darm­
ze gefermenteerd, een proces waar gas (CO2, H2 en CH4) bij wordt
eenheden) bifidobacteriën en andere lactobacillen te vormen. Slechts
GALT heeft dit niet alleen lokaal gevolgen, maar ook voor andere delen
bacteriën een belangrijke rol speelt bij colitis ulcerosa. De bacterie-
geproduceerd. Prebiotica hebben daardoor het risi co dat ze soms
drie groepen stoffen voldoen momenteel aan deze strengere definitie:
van het MALT en uiteindelijk voor het hele immuunsysteem [9].
populatie zou ook in het algemeen meer pro-inflammatoir zijn. Een
diarree of flatulentie kunnen veroorzaken en slecht worden verdragen
Het onderzoek hiernaar is nog maar jong, maar de eerste resultaten
•Fructanen (inuline, FOS): fructanen zijn polysacchariden (suiker-
•Productie van organische zuren (o.a. lactaat, succinaat, butyraat) en
veelgebruikte behandelingsstrategie voor deze aandoening is er dan
door patiënten met IBS (Irritable Bowel Syndrome). In die gevallen
ketens), opgebouwd uit fructose-eenheden. Als de keten tussen drie
korte keten vetzuren (acetaat, propionaat, butyraat), die het darm-
ook op gericht om de flora te verbeteren in de richting van bifido­
wordt geadviseerd de doses te verlagen (kleinere doses worden dan
bacteriën [14].
meestal wel goed verdragen).
en maximaal 60 monosaccharide-eenheden lang is, spreken we van
milieu verzuren.
inuline. De inulinefractie met maximaal tien eenheden in de keten
•Remming groei schadelijke bacteriën via:
wordt FOS (Fructo-oligosacchariden) of oligofructose genoemd. De
- productie bacteriocines. Sommige darmbacteriën produceren
de incidentie en zwaarte van diarree verminderen. Dit geldt zowel
Dosering
ketens kunnen recht zijn, dan wel vertakt en hebben een glucose-
stoffen (o.a. lactoferrine), die de groei van pathogene bacteriën
voor infantiele diarree als gevolg van een darminfectie als voor anti­
Een gebruikelijke dosering prebiotica is 5-10 gram per dag, verdeeld
biotica-gerelateerde diarree [15].
over de dag ingenomen. Inname bij de maaltijd is niet speciaal nodig.
eenheid als staart. De fructose-eenheden in inuline en FOS zijn ver-
remmen
•Darminfecties en diarree: prebiotische voedingsstoffen kunnen
•Irritabel Bowel Syndrome (IBS). Diverse studies wijzen op een ver-
bonden met bèta-1-2 glycosideverbindingen. Bifidobacteriën hebben
- succesvolle competitie om substraat
relatief grote hoeveelheden van het enzym bèta-fructosidase, dat
- succesvolle competitie om adhesie aan darmepitheel
lichtend effect van probiotica bij IBS. Voor prebiotica is dat minder
deze verbinding kan breken [7].
- stimulering van het GALT, het lymfatisch weefsel in de darm­
duidelijk, maar ook daar zijn positieve klinische resultaten [16].
•GOS (Galacto-oligosacchariden) zijn opgebouwd uit glucose en
mucosa
•Verbetering mineralenabsorptie: recent onderzoek wijst er op dat
Wanneer prebiotica met probiotica worden gecombineerd, is echter
inname tegelijk met het probioticum aan te bevelen.
Synbiotica
galactose. Borstgevoede baby’s hebben een microflora die vooral
- verzuring van het darmmilieu
een verhoogde inname van plantaardige vezels, groenten en fruit
Behandeling met prebiotica kan zeer goed worden gecombineerd met
uit Bifidobacteriën bestaat en die gevoed en onderhouden wordt
•Cholesterolstofwisseling: pre- en probiotica beïnvloeden de choles-
samenhangt met een hogere botdichtheid, zowel bij mannen als bij
probiotica. Deze combinatie wordt een ‘synbioticum’ genoemd (en
door (galacto-) oligosacchariden in de moedermelk, voorheen aan-
terolstofwisseling door remming van de cholesterolsynthese of door
vrouwen. Van alle vezels is het effect van FOS op de botopbouw het
geen ‘symbioticum’, zoals vaak ten onrechte wordt geschreven). Een
best onderzocht [12].
groot voordeel van combinatie van pre- en probiotica is dat het pre­
geduid als de ‘bifido-factor’. Flesgevoede baby’s zijn aanmerkelijk
vermindering van de absorptie ervan.
onge­zonder en blijken een totaal andere darmflora op te bouwen
•Verbetering eiwitafbraak: een verbeterde microflora is beter in staat
•Immuunzwakte: naarmate de mens ouder wordt, neemt het ver­
bioticum de overleving van de bacteriën in het probioticum verbetert.
dan de borstgevoede baby’s [10]. De term TOS (Trans-galacto-oligo­
stikstof­verbindingen op te nemen. Bovendien vindt er in een ver-
mogen van het immuunsysteem om een effectieve immuunreactie
Om deze reden worden FOS of andere prebiotica soms toegevoegd aan
sacchariden) wordt ook wel voor deze groep gebruikt.
zuurd colon minder afbraak van stikstofverbindingen naar ammo-
te genereren af. FOS en inuline blijken diverse immuunparameters
pro­biotische formules. De hoeveelheid toegevoegde FOS is in derge-
te verbeteren [13].
lijke samenstellingen vaak minder dan 500 mg. Deze hoeveelheden
•Xylo-oligosacchariden en andere oligosacchariden uit soja voldoen
waarschijnlijk ook aan deze definitie, maar dat is nog niet definitief
vastgesteld.
Lactulose is met deze nieuwe definitie buiten de boot gevallen. Lactulose
niak en andere cerebrale toxines plaats.
•Verbetering biologische beschikbaarheid van mineralen: prebiotica
•Colonkanker: vanwege het feit dat darmepitheelcellen zeer snel
zijn waarschijnlijk te klein om een significant effect te bewerkstelligen.
blijken een gunstig effect te hebben op de absorptie van mineralen,
delen, zijn ze extra gevoelig voor ontregeling van celdelingsproces-
Beter is het om enkele grammen van de prebiotische vezels op te lossen
met name die van calcium en magnesium, maar waarschijnlijk ook
sen (kanker). Een gezonde darmflora beïnvloedt het voorkomen
in een glas water waarin ook de probiotische bacteriën de kans krijgen
van ijzer en zink [12].
van carcinogene en andere toxische stoffen in het darmlumen. In
te rehydrateren. <<
is een synthetische suiker die als osmotisch laxeermiddel wordt ge-
•Darm-hersenverbinding: de darm is ook een belangrijk hormonaal
bruikt bij de behandeling van obstipatie. Lactulose is al enkele decennia
orgaan en communiceert hoofdzakelijk met de hersenen. Op deze
in gebruik maar heeft geen specifiek bifidoflora stimulerend (bifido-
manier wordt onder meer ons eetgedrag gereguleerd. De darmflora
Referenties
geen) effect.
speelt een belangrijke rol bij deze darm-hersencommunicatie [2].
1.Plooy M, Verleur H, Rustenmeyer C. Voedingsvezel, nutteloze ballast of noodzakelijk
• Verbetering darmmotiliteit [6].
Rijke natuurlijke bronnen van bovenstaande prebiotica zijn groenten als
artisjokken, uien, asperges, witlof en andijvie. Ook andere voedingsvezel­
Indicaties
verbindingen kunnen in het colon worden gefermenteerd. Te denken
Alle aan prebiotica toegeschreven gezondheidseffecten hangen samen
valt dan aan bepaalde zetmeelfracties (resistent zetmeel), celwand­
met het stimulerend effect op de endogene probiotische flora. Zo zijn ze
fracties en bepaalde zoetstoffen (suiker-alcoholen). Oligosacchariden
effectief in de preventie en behandeling van een groot aantal darmaan-
worden, gezien hun relatief korte ketens, volledig gefermenteerd. Bij
doeningen [3-9]:
andere voedingsvezels hoeft dat niet het geval te zijn.
•Constipatie is een groot probleem in westerse landen als gevolg van
veranderingen in inname van vocht en voedsel, vermindering van de
20
•Hepatische encefalopathie: diverse klinische studies hebben aan-
dieronderzoek blijken inuline en oligofructose in staat de groei van
bestanddeel? Ned. Tijdschr. Geneeskd. 1980; 124(38):1579-84
2. Smith AP. The concept of well-being: relevance to nutrition research. Br J Nutr. 2005; 93
Suppl 1:S1-5
3. Bengmark S, Martindale R. Prebiotics and synbiotics in clinical medicine. Nutr Clin
Pract. 2005; 20(2):244-61
4. Gibson GR, Roberfroid MB. Dietary modulation of the human colonic microbiota: intro­
ducing the concept of prebiotics. J Nutr. 1995;125(6):1401-12.
5. Kaur N, Gupta AK. Applications of inulin and oligofructose in health and nutrition. J
Biosci. 2002; 27(7):703-14
6. Roberfroid M. Dietary fiber, inulin, and oligofructose: a review comparing their physiolo­
gical effects. Crit Rev Food Sci Nutr. 1993; 33(2):103-48
Werking
hoeveelheid vezels, gebruik van medicijnen (zoals laxeer­middelen),
7. Roberfroid MB. Introducing inulin-type fructans. Br J Nutr. 2005;93 Suppl 1:S13-25
De meeste gezondheidseffecten van prebiotica hangen samen met het
vermindering van darmmotiliteit en fysieke inactiviteit. Het gebruik
8. Manning TS, Gibson GR. Microbial-gut interactions in health and disease. Prebiotics.
vermogen de groei van probiotische bacteriën, met name de Bifido­
van prebiotica blijkt effectief om de passagesnelheid in de darm te
bacteriën, in de dikke darm te stimuleren. Voor een uitgebreidere be-
verbeteren. Waarschijnlijk niet alleen vanwege een osmotisch effect
spreking van de eigenschappen en werkingen van probiotische bacteriën
in de dunne darm, maar ook door beïnvloeding van de microflora in
wordt verwezen naar de monografie over probiotica op pagina 10.
het colon [13].
nr. 3 - 2006
Best Pract Res Clin Gastroenterol. 2004; 18(2):287-98
9. Saavedra JM, Tschernia A. Human studies with probiotics and prebiotics: clinical impli­
cations. Br J Nutr. 2002; 87 Suppl 2:S241-6
11. Beylot M. Effects of inulin-type fructans on lipid metabolism in man and in animal
models. Br J Nutr. 2005; 93 Suppl 1:S163-8
12. Coxam V. Inulin-type fructans and bone health: state of the art and perspectives in the
management of osteoporosis. Br J Nutr. 2005;93 Suppl 1:S111-23
13. Hamilton-Miller JM. Probiotics and prebiotics in the elderly. Postgrad Med J. 2004;
80(946):447-51
14. Sartor RB. Therapeutic manipulation of the enteric microflora in inflammatory bowel
diseases: antibiotics, probiotics, and prebiotics. Gastroenterology. 2004; 126(6):1620-33
15. Gibson GR, McCartney AL, Rastall RA. Prebiotics and resistance to gastrointestinal
infections. Br J Nutr. 2005; 93 Suppl 1:S31-4
16. Bittner AC, Croffut RM, Stranahan MC. Prescript-Assist probiotic-prebiotic treatment for
irritable bowel syndrome: a methodologically oriented, 2-week, randomized, placebocontrolled, double-blind clinical study. Clin Ther. 2005; 27(6):755-61
17. Taper HS, Roberfroid MB. Possible adjuvant cancer therapy by two prebiotics--inulin or
oligofructose. In Vivo. 2005; 19(1):201-4
18. Pool-Zobel BL. Inulin-type fructans and reduction in colon cancer risk: review of experi­
mental and human data. Br J Nutr. 2005; 93 Suppl 1:S73-90
10. Newburg DS, Ruiz-Palacios GM, Morrow AL. Human milk glycans protect infants
against enteric pathogens. Annu Rev Nutr. 2005; 25:37-58
het
dossier
21