Voedingsleer
advertisement
Voedingsleer: theorie Hoofdstuk 1: Ontwikkeling van de menselijke voedingsgewoonten Inleiding Dagelijks verbruik vandaag: ≈ 1,5kg vast voedsel & 2 liter vloeistof Kwantiteit voedingsmiddelen voldoende beschikbaar … Dit itt 100 jaar geleden Aanbod bezit voldoende verscheidenheid voor een nutritionele evenwichtige keuze Vlees, vis, melk, melkproducten, eieren, vetten, olien, suiker, groenten en fruit Oorzaken? Industrialisering vd voedingsproductie & Europese landbouwbeleid Verbetering vd landbouwmethodes ⇒ opbrengst x3 ⇔ 1900 Nieuwe bewaarmethoden ⇒ minder bederf Verhoging vd efficientie ⇒ internationale aanpak vd bevoorradingsketen ♦ De producten worden in grotere hoeveelheden aangekocht en komen van verder Door de grotere opbrengsten worden de producten ook relatief gezien goedkoper Nu: 17,6% van het inkomen gaat naar voeding en drank 1900: grootste deel vh inkomen 1950: 40% Gevolgen grotere beschikbaarheid en betaalbaarheid Algemene toename lichaamlengte: 1,65m (1860) → 1,81m (1990) Hogere levensverwachting: 47 → 80 (bij vrouwen) ; 43 → 73 (bij mannen) Wegwerken verschil lichaamslengte tussen de sociale klassen Algemeen Aantal referenties Jaren 50:500 Nu: 10000 Voedingsindustrie speelt meer in op de verwachtingen vd consumenten: ongeacht koopkracht, gezinssituatie Keuze aan voedingsmiddelen nooit zo groot geweest Wikipedia Definitie voedingsleer Kennis vd voedingswaarde van voeding en fysiologische, biologische en chemische processen die in de menselijke stofwisseling plaatsvinden indien het voedsel wordt opgegeten Voedingsleer heeft niet alleen aandacht voor de volledigheid vd voeding maar ook aan de totale hoeveelheid energie die men op eet. Hiervoor zijn dietisten speciaal voor opgeleid ⇒ voedingspatronen bestuderen en verbeteren Volledige, gezonde voedings is afhankelijk van volgende factoren Geslacht Leeftijd Dagbesteding Allergieen Evolutie vd voedingsleer Ontstaan: 18e eeuw dankzij vooruitgang in de organische chemie en fysiologie Ontdekking van de belangrijkste voedingsstoffen voor de mensen Eiwitten, vetten, koolhydraten, vitaminen, mineralen In de voedingsleer zijn 4 periodes te onderscheiden Eerste periode: “klassieke voedingsleer” Relatie globaal? Groot verschil in types diëten met een zeer groot gamma aan voedingsmiddelen Grote overeenkomst dieten op nutrientniveau Herleiden van de menselijk en dierlijke voeding tot: eiwit, vet, koolhydraten en zouten KH en zouten zouden elkaar gedeeltelijk vervangen Eiwitten: minimum/dag nodig voor N-evenwicht Tweede periode: 1900-1945 Toevoegen van essentiële minorfactoren (vitaminen en sporenelementen) aan hoofdcomponenten Ontdekking: niet alle eiwitten hebben dezelfde voedingswaarde Voeding te verdelen in een vijftigtal besstanddelen Vetten Koolhydraten ± 20 vitaminen ± 10 AZ 20 chemische elementen Stijn Vandelanotte -1- Voedingsleer: theorie Derde periode: 1945-1995 → periode optimale voeding Dagelijks dieet met zeer veel componenten nodig voor optimale voeding ! Kans op afwijking van optimale voeding is veel groter Wat is optimale voeding bereikt? Kunnen er nog verbeteringen aangebracht worden Welke eisen moeten gesteld worden aan optimale voeding? ♦ Besluit: nood aan wetenschappelijk onderzoek!!! Vierde periode: vanaf de eeuwwisseling Wetenschappelijk onderzoek Nieuwe verbanden tussen de voeding en de gezondheidstoestand vd consument Voeding wordt meer dan een verzadiging van behoeften en krijgt andere functies Sommige nutrienten hebben naast hun nutritionele waarde ook een positive waarde op het lichaam ♦ Deze nutriënten noemt men: functional foods (of in de VS: health foods) Enkele definities – terminologie Voedermiddel, voedsel: hetgeen waarmee men zich voedt (bv brood) Voedingsstof: voedend bestanddeel uit de voeding (bv gluciden) Nutriënten: essentiële componenten Water ⇒ belangrijkste element Functie: structuur, regulatie Aanwezig in: dranken, levensmiddelen Vetten: triglyceriden, cholesterol, fosfolipiden Functie: energie bron, structuur, regulatie Aanwezig in: vetten, olien, vlees, melkproducten Mineralen Functie: structuur, regulatie Aanwezig in: alle levensmiddelen Vitaminen Vetoplosbaar: ADEK Wateroplosbaar: B vitaminen, C Functie: regulatie Aanwezig in: alle levensmiddelen Koolhydraten: Suikers en zetmeel Functie: energie bron Aanwezig in: granen, groenten, fruit, melkproducten Eiwitten: samengesteld uit aminozuren Functie: energiebron, structuur, regulatie Aanwezig in: vlees, zuivelproducten, groenten, granen Functie: Leveren van energie: KH, EW, LP Bijdrage aan cel- & lichaamsstructuur Reguleren van lichaamsprocessen Eenheid van energie in de voedingswetenschappen → J Vroeger calorie → weg wegens het isolement tegenover andere wetenschappen waar gebruik wordt gemaakt van SI eenheden. Om van calorie om te gaan naar J is de factor 4,18 van kracht. Vuistregel: gemiddelde energie behoefte van de mens: 2500 kcal/dag Het menselijke gedrag ten overstaan van de voeding Inleiding Relatie: mens – milieu – voeding Mens: biologische, psychologische en sociale dimensies Milieu: fysisch milieu, sociale structuur en cultureel systeem Voeding: samenstelling, hoeveelheid en eetmoment Stijn Vandelanotte -2- Voedingsleer: theorie Benaderingen Drie verschillende benaderingen Fysiologische benadering Doel? Onderzoeken vd verschijnselen die het functioneren op het niveau van cellen organismen bepalen Beschikbaarheid van voedingsstoffen⇒ bepalen het verloop vh metabolisme Omdat voedingsstoffen substraten zijn vh metabolisme Honger en verzadiging ⇒ bepalen de voedselopname Honger → aanzetten tot opname van voedsel Eetlust → aanzetten tot opname van bepaalde voedingsmiddelen Verzadiging → geen signalen meer die leiden tot voedselopname Essentiële voedingsstoffen Wat? Absoluut noodzakelijk voor goed verlopen van vele reacties binnen een organisme Verschil met gewone voedingsstoffen? Deze zijn niet aan te maken door het lichaam zelf Onderzoek van andere voedingsbestanddelen en niet voedingsstoffen op alle mogelijke schadelijke eigenschappen. Zoals op: Voedingsvezels, antioxidantia, stoffen die kanker kunnen bevorderen of remmen Voedingstoestand: maat voor effect vd vele stoffen Wat? Geheel van gezondheidsparameters afhankelijk vd voeding, omdat één parameter de voedingstoestand goed weergeeft zijn er meerder nodig Voor jongeren is bv de belangrijkste parameter: groei Hoe bepalen? Aan de hand van de lengt, gewicht, huidplooidikte, soortelijk gewicht, vetmassa Psychologische benadering Doel? Onderzoeken vd verschijnselen die de psyche als achtergrond van handelen hebben Bv: eetgedrag: afwijkingen → Anorexia: dwangmatig onderdrukken van eetlust → Orthorexia → Boulemie: dwangmatige eetlust Relatie tussen voeding en gedrag Bv: voedingsmiddelen beïnvloeden de psyche via het remmen of stimuleren vd secretie van hormonen Bv: genotmiddelen (drank) beïnvloeden de psyche door hun geur of smaak Gastronomie Wat? De kunst om met beschikbare componenten het maximum aan sensorische vreugde uit het gebruik van spijs en drank te halen Bepaald door: kwaliteit, zorg, kookkunst en omgeving! Epidemiologische benadering Doel? Onderzoeken vd relatie tussen het voedingspatroon v/e bevolking en het voorkomen van aan voeding gerelateerde ziekten (bv hart en vaatziekten) Methoden voor meten voedselconsumptie Verbruiksgegevens voor bevolkingsgroepen Meten consumptie individuen Stel: ontdekking van correlatie tussen voorkomen v/e ziekte en consumptie bepaalde voeding moet steeds onderbouwd worden door biochemisch en fysiologisch onderzoek Toepassingen Onderzoeken van voedingsgewoonten van bevolkingsgroepen Aangeven van behoeften en tekortkomingen BV: Bevolkingsonderzoek vh voorlichtingsbeleid met doelstelling: verminderen vetgehalte vd voeding Instinct bij voedselkeuze: voorbeelden Eskimo’s: eten rauwe organen en darminhoud van dieren Voedingsstoffen en vitamine C goed vertegenwoordigd Koken van organen: afbraak van vitamine C ⇒ tekort vit C ⇒ scheurbuik Mexico: wijze van bakken van tortilla’s De mais wordt geweekt in kalkwater en daarna ontdaan van harde bast voor verdere verwerking Zonder kalkwater is er een tekort aan calcium Vrijgeven van nicotinezuur ⇒ geen pellagra in Mexico Pellagra? Tekort aan niacine (vit B3), komt niet zo vaak voor omdat het lichaam dit kan maken uit het AZ tryptofaan. Symptomen van Pellagra? Diarree met bloed, schilferende huidaandoeningen, hoofdpijn Mens instinctief tot juiste voedselkeuze Instinct is gericht op voldoening vd fysiologische behoefte aan voedsel, is de drijfveer van de mens. De ervaring van deze personen leert hen het bruikbare hieruit te behouden. Daarbij heeft die persoon wel een voorkeur voor bepaald voedsel. Honger, eetlust en het beschikbare voedsel zijn bepalend voor wat hij zal eten. Stijn Vandelanotte -3- Voedingsleer: theorie De voedingstoestand Wat? Toestand als gevolg van verschillende voedingsprocessen Beinvloed door Kwantiteit en kwaliteit vh opgenomen voedsel Vertering, resorptie en benutting Uitwendige omstandigheden Levenswijze en sociaaleconomische factoren Behoefte aan voedingsstoffen bepaald door Genetische factoren en Fysiologie van lichaam Slechte gezondheid → negatieve invloed op fysiologie → invloed op voedingstoestand Indeling Aard Ondervoeding of overvoeding Gedeeltelijk ⇒ oorzaak: gebrek aan specifieke voedingsstof Volledig ⇒ oorzaak: meerdere voedingsfactoren Parameters die de voedingstoestand bepalen Lengte, gewicht, bloedspiegel, urine Intensiteit Overvloeding Abnormale werking of foutieve door overmatige opname van 1 of meer voedingsstoffen in sommige weefselcellen Obesitas: algemene overvoeding → kijk naar je moeder bv :P , wedden dat ze last heeft Normale voeding Nutriëntopname laat goede lichaamsstructuur en lichaamsfunctie toe Onderhoud een passende reserve Subnormale voeding Geen invloed op de structuur en functie vh lichaam Te lage nutriënten opname voor onderhoud voldoende reserve Minder weerstand vh lichaam tegen stresssituaties ⇒ uitputting Fe-reserve tijdens zwangerschap Latente ondervoeding Te kort aan voedsel leidt tot een verstoring van een of andere functie Dit gebrek is niet merkbaar. Bv Fe-tekort → Hemoglobine tekort → verstoring vd zuurstofopname Adaptatie is een erg bepalende factor hierin Het lichaam is instaat om bij grote tekorten en uitputting van de reserves, door bepaalde aanpassingen het lichaam toch te voorzien van nutriënt. Bv Fe-tekort na bloedverlies → verhoogde Fe-resorptie Het adaptatievermogen vh lichaam voor onderhoud vd homeostase is beperkt en afhankelijk vd ouderdom Klinische ondervoeding Gestoorde structuur door ondervoeding, dit is niet noodzakelijk fysisch vast te stellen Irreversibele fase Duur De tijd is een determinerende factor bij de ontwikkeling van ondervoeding Aanhoudend tekort v/e bepaalde voedingsstof in het dieet: Voedingstoestand doorloopt de verschillende stadia: normaal → uitputting van reserve →anatomische gebreken Verband voedselopname en voedingstoestand Zie fig…zie cursus p11 Licht deficiente voedingstoestand te verhelpen mits geringe extra opname Minimale behoeften Noodzakelijk geringe hoeveelheid voedingsbestanddelen zonder structurele verstoring vd weefsels Fysiologisch minimum Hoeveelheid die overeenstemt met structurele gaafheid doch minimale functie Voor verlaten van de gebieden latente ondervoeding en subnormale voedings is veel meer voedingsstof nodig De homeostase Wat? het vermogen om het lichaam op een standvastige toestand houden Vrij ingewikkeld mechanisme: langdurige opname onevenwichtig dieet ⇒ te kort schieten van het mechanisme Kinderen hebben zeer nauwe homeostasegrens (Opname staat in voor onderhoud, groei, reserve-aanleg)… maar deze vergroot tot men een maximum bereikt, dit is wanneer de persoon het fysiek sterkst is in zijn leven. Naarmate men ouder wordt zal deze grens weer verlagen Stijn Vandelanotte -4- Voedingsleer: theorie Afwijkingen Fenylketonurie: erfelijke afwijking Malnutritie (wanvoeding): oorzaken: Verkeerd voedingspatroon Gebrek aan bepaalde voedingsstoffen Onwetendheid Maldigestie Wat? Niet of slecht verteren van bepaalde componenten uit de voeding Bv: melksuiker, het enzym dat melksuiker splitst verdwijnt bij mens en dier na zoogperiode Malabsorptie Wat? Normale vertering, maar geen normaal darmtransport Intolerantie Wat? bepaalde voedingsmiddelen niet kunnen verdragen Voorkomen? Aversie, allergie voor voedingsmiddel, een intoilerantie tgv/e enzymdeficientie, een farmalogisch toxicologisch effect of directe irritatie Toxicologische effecten Contaminanten → factor bepalend voor het toxicologisch effect Stoffen die voorkomen in de voeding of onbewust ingebracht met een ongunstig effect op metabolisme Additieven → factor bepalend voor het toxicologisch effect Stoffen die bewust zijn toegevoegd Bereiding voeding → factor bepalend voor het toxicologisch effect Omzetting van niet-toxische stoffen in toxische stoffen Microbiologische verontreiniging: vorming van giftige stoffen door op zich niet schadelijke bacterien Industriele verwerking van de voedingsmiddelen Ontstaan van 1800 Achard (1799): suiker uit bietwortelen Mège-Mouriès (1870): margarinefabricatie Sterke ontwikkeling van industriële verwerking door: Sterke bevolkingsgroei De beginnende industrie rond en in de steden Oorlogen Veel gebruikte technologische processen in de industriële verwerking hittebehandelingen, emulgeren, hydrogeneren, uitkristaliseren, roosteren hierbij worden additieven aangewend met als doel: verbeteren vd bewaring (antioxidantia) aantrekkelijker maken (kleurstof) Stijn Vandelanotte -5- Voedingsleer: theorie Hoofdstuk 2: De spijsvertering van de mens Inleiding digestie en absorptie vormen een belangrijk onderdeel vd fysiologie v/e dierlijk wezen Dankzij de anatomische structuur vh spijsverteringsstelsel zijn volgende stappen mogelijk Opname Absorptie Voedsel en voedingsstoffen ondergaan transformaties tot nieuwe bouwstoffen en energie voor het lichaam Met deze energie en bouwstoffen kunnen vitale levensprocessen doorgaan Spijsverteringsstelsel is vatbaar voor ziektes en disfuncties Bv Gastro-intestinale klachten Het spijsverteringsstelsel Functies Motiliteit → Beweging darminhoud door contractie en relaxatie Secretie → Vrijstellen secreten uit exocrien klieren of mucosacellen in lumen Secreet opgebouwd uit: enzymen, emulgatoren, pH modifiers Digestie → de enzymatische hydrolyse van organische moleculen in kleinere en elementaire eenheden De enzymen worden geproduceerd door gastheer of bacteriën in darmstelsel Absorptie → processen voor opname vd elementaire eenheden Elementaire eenheden? Bv organische moleculen of elementen in mucosacellen, lichaamsvocht Processen? ♦ Passieve diffusie → water, waterige oplossingen en lagere vetten bewegen onder invloed van een concentratie gradient ♦ vereenvoudigde diffusie ♦ actief transport → mineralen, sommige suikers, aminozuren bewegen tegen een concentratie gradiënt in met behulp van pompen, dit vergt echter wel energie Gastheerbescherming → voorkomen van ongewilde / schadelijke componenten die de functie of structuur verstoren Hoe? Met een aantal fysische, motiliteits, immuniteits en fagotische elementen Bouw → zie figuur en vorig jaar verteringsfysiologie De mond Functie Voedsel tot kleine brokstukken herleiden, kauwen (massificatie) Na het kauwen is het voedsel bolvormig (=bolus) Vermengen met speeksel Er wordt bij de mens ongeveer 1,5l speeksel / dag gesecreteerd (pH 7) pH 7 ⇒ speeksel verzadigd aan Ca, wat voordeliger is voor de tanden Functies van speeksel Speeksel bevat ptyaline ≈ α-amylase⇒hydrolyse van zetmeel tot maltose Vergemakkelijk van het slikken en spreken Houd de mond vochtig en legt beschermlaagje op de mondholte (bv op de tanden) Is oplossingsmiddel voor tal van substanties Heeft bufferend vermogen tegen zuren afkomstig van voedselresten tussen de tanden 3 paar speekselklieren (deze leveren niet dezelfde soorten speeksel (sereus of muceus) en staat onder controle van bepaalde zenuwsystemen en prikkelingen zoals de reflex van Pavlov) OPM: Slikken gebeurt door de wil, de rest vh spijsverteringsstelsel tot aan de anus gebeurt onafhankelijk vd wil De maag Via de slokdarm (oesophagus) komt het voedsel in de maag terecht ⇒ cardiasfincter moet zich ontspannen. Maagcontracties : 2 types bewegingen Tonische contractie = kneden vh voedsel Peristaltische contractie = zorgt voor de voortbeweging vh voedsel Bestanddelen van maagsap HCl (0,4 - 0,5 %) bevorderd oplosbaarheid, denatureert eiwitten, activeert enzymes Anionen: Cl, PO4, SO4 Pepsine (uit pepsinogeen) eiwitsplitsend enzym Kathepsine celprotease via maagslijmhuid in de maag Lipase splitsing van neutrale vetten in glycerol en vetzuren (VZ) Mucine beschermd maagweefsel water Stijn Vandelanotte -6- Voedingsleer: theorie Algemene kenmerken van de maag 3 l maagsap secreet / dag Deze secretie wordt hormonaal geregeld Dagelijks vloeit er 7,5 l doorheen de pylorus Speeksel (1,5) + maagsap (3) + water (1,3) + voedsel (1,7l) De pH van het maagsap ≈ 1 à 2 … dit is nodig voor de pepsinewerking Ziekten van de maag Aantasting beschermende slijmlaag vd maag → oorzaak: HCl (bv bij te veel asperines te nemen) Gevolg: maagzweren Gastritis → oorzaak: te hoge maagsecretie Snelheid van de maaglediging is afhankelijk van caloriewaarde van het voedsel Bepaalde prikkelende stoffen (bv alcohol en cafeine) Deze stimuleren de maagzuurvorming Beperkt gebruik tijdens de maaltijd → activatie vd vertering De dunne darm Functie Mengen van de inhoud die van de maag komt met Secreties van de slijmcellen Secreties van de pancreas → bicarbonaat en enzymen Secreties van de galblaas → emulsifeert vetten Absorptie van de meeste verteerde producten Algemene kenmerken Lengte: 2,8m Verdeeld in 3 stukken Duodenum (22cm) Jejunum en ileum (258cm) Bestaat uit vili en microvili ⇒ absorptieoppervlakte x100 ⇒ lengte 3m en absorptieoppervlak 250m² Hierdoor is de absorptie van de meeste verteerde producten mogelijk gemaakt Vetoplosbare geabsorbeerde nutriënten naar het lymfe Andere geabsorbeerde nutriënten naar het bloed Pancreas Pancreassecreties (pH 8,5 → basisch) naar de dunne darm 2000ml pancreassecreet /dag Gevolg: pH vd darminhoud na de pancreas ≈ 6 à 7 functie van pancreassecreties neutralisatie vh voedsel die uit de maag komt enzymatisch afbraak van eiwitten vorming van inactieve enzymen ⇔ bv trypsinogeen trypsinogeen → trypsine door enterokinase katalysator die trypsinogeen activeert in de duodenum samenstelling pancreassap 150mM NaHCO3 neutralisatie van chyme in duodenum α-amylase omzetting van zetmeel naar maltose Lipase splitsing van neutrale vetten Cholesterolesterase splitsing en synthese van cholesterol Lecithase splitsing lecithine Trypsinogeen en chymotrypsinogeen inactieve vorm van trypsine (geactiveerd in dunne darm) Carboxylpeptidase splitst peptiden Fosfatase splitst organisch gebonden fosfor af De lever Grootste menselijk orgaan Functies Galvorming, stockeren glycogeen, vorming ureum, detoxificatie drugs, regeling KH- en LP-metabolisme Gal Galvorming gebeurt in de lever en komt in de duodenum terecht Tussen 2 maaltijden gaat gal gemaakt in de lever naar de galblaas Vanaf dat er gedeeltelijk verteerd voedsel van de maag naar het duodenum gaat contraheert de galblaas Samenstelling gal en functie Galpigmenten afbraakproducten van hemoglobine in de lever Galzouten emulgeren vet dat dan door lipase kan worden afgebroken Lecithine bevorderen vd resorptie van vetoplosbare vitaminen Cholesterol Vrije vetzuren emulgerend werkend fosfolipide Stijn Vandelanotte -7- Voedingsleer: theorie De dikke darm Functies: Absorptie van water, natrium en andere mineralen Algemene kenmerken Input: 300-500ml materiaal vanuit ileum → Output: 150g fecaliën Lengte: 110cm Totale verblijfsduur van voedsel in het spijsverteringsstelsel ≈ 3 – 6 dagen Aanwezigheid van micro-organismen Bv: E. Coli, Aerobacter aerogenes , …→ samenstelling afhankelijk van: herbi-, carni-, omnivoren Functie van deze mo’s Synthese van bepaalde vitaminen en essentiële AZ Elke dag komen ≈70g suikers in de dikke darm Deze worden omgezet tot korte ketenvetzuren (bv acetaat, propionzuur), H2, CH4 Deze VZ worden geabsorbeerd in de dikke darm en omgezet tot CO2 Mo’s Synthetiseren vitamine K Eerste levensweken vd mens: daling protrombinegehalte in bloed ⇒ problemen met bloedstolling Dit risico daalt zodra dat de darmbacteriën vit K synthetiseren Veroorzaken onwelriekende stoffen Samenstelling vd microflora = delicaat ecosysteem Gemakkelijk verstoorbaar Rol bij de immunologie Antibiotica: groeieffect bij mens en dier vermoedelijk heeft dit te maken met de groeiremmingen veroorzaakt door de beïnvloeding vd darmflora Probiotica: Positief effecten op Bifidobacterien Probiotica → productie van azijnzuur en melkzuur→ pH ↓ → remmend effect op putrifierende microflora Zoals enterobacteriaceae en clostridium Lactobacillus acidophylus Hersteller na antibioticakuur of bij spijsverteringsstoornissen (diarree) De vertering De vertering van KH Belangrijkste KH uit dieetkundig standpunt: Polysachariden (zetmeel, glycogeen) Disachariden (sucrose, lactose) Monosachariden (fructose, glucose, galactose) OPM: in de ppt’s staat er nog meer info over de vernoemde KH, maar dit is meer biochemie KH 75% vd droge stof van planten Aanwezig in alle door mens geconsumeerde plantendelen (ook sucrose, maar meer in suikerbiet en –riet) Afbraak van koolhydraten in het verteringsstelsel Zetmeel wordt een eerste maal aangetast door ptyaline in het speeksel. Factoren die de volledigheid vd zetmeeldigestie bepalen De voedselbewerking Variabele transitsnelheid ⇒ afhankelijk van samenstelling vd maaltijd (vetten traag) In de duodenum en jejunum α-amylase (pancreas) zorgt voor verdere afbraak Aminozuursequentie van ptyaline en α-amylase is voor 94% identiek Deze hydrolyseren de 1,4 - α - binding Geen inwerking op de 1,6 - α - bindingen en eindstandige 1,4-α-bindingen naast vertakkingen Eindproducten: maltose, maltotriose en α-limit dextrinen Bij kinderen jonger dan 1 jaar is er een nog lage amylase activiteit in het lumen In het ileum Verdere vertering door isomaltase, maltase en door zure hydrolyse van zetmeel De meeste glucose moleculen worden in het darmstelsel opgenomen De disschariden moeten worden gehydrolyseerd tot monosachariden dit gebeurt mbv 4maltasen, 2 lactasen, 2 sucrasen Als 1 vd enzymen ontbreekt ⇒ storingen ⇒ diaree, bloeding, flatulentie Absorptie van hexosen en pentosen ter hoogte vh duodenum en het ileum vaak door diffusie Glucose en galactose → actief transport Fructose: passief transport Maximale absorptie: 120g/uur Stijn Vandelanotte -8- Voedingsleer: theorie Functie van koolhydraten Energiebron Overmaat glu: opslag als glycogeen die wordt opgeslagen in de lever en in de spieren Toename vd opname van complexe KH door opname van granen en groenten Beperken van suikeropname door Verlaag gebruik van toegevoegde suikers Beperken van soft drinks, gezoete ontbijtgranen, snoep Veel fruit eten Diabetes Mellitus Wat? persistent hoge bloedglucose waarden Types 1: geen insulineproductie ⇒ behandelen met insuline 2: cellen zijn resistent tegen insuline ⇒ behandelen met aangepast dieet, beweging, medicatie Risicofactoren van type 2 Leeftijd, ethniciteit, obesiteit, familiegeschiedenis , te weinig beweging Metabool syndroom Wat? insulineresistentiesyndroom – syndroom X Wat? chronisch stofwisselingsprobleem Gevolg: gestoorde bloedsuikergehalte, hoge bloeddruk, obesitas, stoornissen in bloedstolling Gevolg: leiden tot onder meer cardiovasculaire aandoeningen en diabetes type 2 en zelfs kanker Artificiele zoetstoffen Saccharine, aspartaam, acesulfame K, sucralose Relatie KH en gezondheid Hoge suikeropname Lage nutriënt inhoud Tandbederf Overmaat aan calorien ⇒ overgewicht Hoge vezelopname Betere controle bloedsuiker Mogelijk verminderd risico op kanker en hartziekten Gezondere gastro-intestinale functie Vertering eiwitten Types aminozuren Essentieel → als ze niet aangemaakt worden door het lichaam en moeten worden opgenomen via voedsel Niet essentieel → wel aangemaakt door het lichaam en ook aanwezig in voedsel Conditioneel essentieel → normaal niet essentieel, maar soms wel door speciale omstandigheden Vertering van eiwitten in de mond Afbraak, verkleinen en bevochtigen - in de maag De digestie van eiwitten. Pepsine zorgt voor de enzymatische hydrolyse van peptidenbindingen ter hoogte van de AZ fenylalanine of tyrosine. Hierdoor ontstaan kortere ppk’s. pH optimum van pepsine: 1,6 – 3,2 (dus goed want de pH vd maaginhoud is 1-2) - in de duodenum Toevoeging van pancreassap ⇒ pH ↑ ⇒ pepsine wordt inactief. pH↑ ⇒ trypsine en chymotrypsine, carboxypeptidasen, aminopeptidasen en dipeptidasen worden geactiveerd en hydrolyseren de al reeds verkort ppk’s - verdere resorptie AZ in de dunne darm Resorptie van eiwitten is slechts mogelijk in de eerste levensjaren Oorzaak? Doordat de immunoglobulines de darmwand onveranderd passeren ⇒ passieve immunisatie van de jonggeborene, omdat het serum nog geen antilichamen bevat Resorptie snelheid is omgekeerd evenredig met het molair volume Pyridoxaalfosfaat (vit B6) is ook betrokken bij de resorptie 4 actieve transportketens die voorkomen en onafhankelijk van elkaar functioneren Basische aminozuren → histidine, lysine, arginine Neutrale aminozuren → arginine Proline en hydroxyproline Zure aminozuren → asparaginezuur en glutaminezuur Stijn Vandelanotte -9- Voedingsleer: theorie Vertering vetten Essentiële vetzuren Linoleinezuur → niet aangemaakt door het lichaam Moeilijke resorptie Oorzaak1: onoplosbaarheid in water Oorzaak2: relatieve grootte van de moleculen Samenstelling van de voedingsvetten Triglyceriden Structuur: Glycerol + 3 VZ Functie: energie, reserve, bescherming, drager van vetoplosbare vitaminen Bron van Omega3VZ: sojaboon, walnood, makreel, tonijn Bron van omega6VZ: plantaardige olie, noten en zaden langketen vetzuren, fosfolipiden structuur: Glycerol + 2 VZ + fosfaatgroep functie; component celmembraan, lipidetransport, emulgatoren bron: eigeel, lever cholesterol en cholesterolesters functie: component celmembraan, precursor van andere substanties bron: alleen dierlijke voeding maar kan ook worden gesynthetiseerd in de lever Vertering van vetten in de maag Vetten worden in de maag uit de voedingslipoproteinen vrijgesteld door proteolyse Vertering in duodenum Grote rol voor pancreas en galsecreten Pancreaslipasen ⇒ lipolyse ⇒ ontstaan van vrije VZ, monoglyceriden en lysofosfatidylcholine Galzouten ⇒ emulsifieren ⇒ ontstaan van micellen Hierbij ontstaat ook een klare waterige oplossing en worden de vetten naar de darmwand gebracht waarbij monoglyceriden en VZ opgenomen wroden Galzouten worden afgezonderd en naar ileum gebracht, waar zij geresorbeerd worden en via de poortader terug naar de lever gebracht en weer in de gal ingebouwd Slechts 40-50% vd triglyceriden worden tot monoglyceriden gehydrolyseerd dus ook geabsorbeerd De VZ worden eveneens geresorbeerd afhankelijk van de lengte van de VZ Minder dan 10-12 C-atomen ⇒ rechtstreeks via de mucosa in de bloedbaan Ze worden dan als vrije VZ in complex met albumine rondgevoerd en naar de lever gebracht worden Dit kan soms ook plaatsgrijpen met langketen VZ indien de herverestering tekort schiet Meer dan 12 C-atomen ⇒ herverestering tot triglyceriden in de mucosa In enterocyten: transport van geabsorbeerde VZ door VZ-bindend proteine naar ER waar het omgezet wordt mbv CoA-synthase tot een actief CoA derivaaat De VZ worden herveresterd ⇒ nieuw lipide ontstaat Nieuw lipide omhullen met laagje bestaande uit lipoproteinen, cholesterol en fosfolipiden Hierdoor ontstaan nieuwe chylomicronen (= nieuw gevormd lipoproteine), onder deze vorm komen vetten in de lymfe terecht ♦ Samenstelling van chylomicronen in de lymfe Triglyceriden 86-91% Cholesterolester 0,8-1,4% Vrij cholesterol 0,8-1,6% Fosfolipiden 6-8% Proteine 1-1,5% VLDL : Very Lov Density lipoprotein Lever is de syntheseplaats. De lipide wordt gepakt met proteinen en getransporteerd naar andere lichaamsdelen LDL: low density lipoprotein Afgeleid van VLDL, circuleren door het lichaam, beschikbaar voor cellen voor aanmaak nieuwe membranen, hormonen of opslag LDL receptoren op levercellen verijwderen LDL uit circulatie HDL : high density lipoproteins Vervoert cholesterol en andere lipiden van cellen terug naar de lever voor recyclage of verwijdering Stijn Vandelanotte -10- Voedingsleer: theorie Hoofdstuk 3: energie en energienormen Inleiding De kleine celentiteit is de oorsprong van de energie levering onder de vorm van ATP Berekeningen obv de celactiviteiten? Moeilijk te bepalen ⇒ Men beperkt zich tot het beschouwen van de energiewisseling over het ganse lichaam Hieruit leidt men uiteindelijk de voedingsnormen Conventionele energie stroom Bruto-energie Totale energie van voedingsmiddel → bepalen met een bomcalorimeter Opsplitsen in schijnbare verteerbare energie en de faecale energie Schijnbare energie ♦ Energie voor uitwendige verliezen (haar, nagels, zweet) ♦ Urinaire energie afkomstig van het endogeen metabolisme en residuen afkomstig van onvolkomen metabolisme voedingsstoffen ♦ Gasvormige energie ♦ Metaboliseerbare energie: netto-energie en specifiek dynamische werking Specifiek dynamische werking Wat? warmte als gevolg van vertering en absorptie van voedsel Bv: energie voor kauwen, klierwerking, darmwerking, energie in intermediair metabolisme Maximum na voedselopname en gaat terug naar minimum net voor de nieuwe voedselopname Tijd bereiken minimum SDW ♦ Mens: 8-12uur ♦ Enkelmagigen: 12-24u en Meermagigen: 2-3 dagen Netto-energie Netto-energie voor onderhoud Energie voor basaal metabolisme, activiteiten voor het onderhouden, thermostatische warmte Productie Energie voor productie van melk, ei, foeutus, wol, groei Faecale energie Niet verteerde voedingsmiddelen Inwendige oorsprong (verteringssapen, cellen vd darmmucosa) Biologisch schema voor energie stroming ≠ conventionele schema = werkelijke energie verdeling Bepaalde onderdelen zijn weinig of niet analytisch te bepalen Faecale energie: Onverteerde voedingsmiddelen, Warmte verteringsenergie , Gasvormige energie Urinaire energie:Residuen onvolkomen metabolisme SDW:Warmte van nutriëntmetabolisme Netto energie voor onderhoud: Endogeen urinaire, metabolisch faecale en uitwendig verlies energie Het basaal metabolisme Wat? de energie afgifte van een mens in toestand van volledige rust, bij een temperatuur rond thermoneutraliteit en nadat vertering en resorptie vh opgenomen voedsel is beeindigd ⇔ SDW = 0 Wat? onderdeel vd netto-energie voor onderhoud Formule = NE0 = BM + Aktonderhoud + Thermoneutraliteit Thermoregulatie en thermoneutraliteit en rusttoestand Afhankelijk van de omgevingstemperatuur. Men onderscheid 3 verschillende temperatuurzones Komfortzone: Constant gehouden lichaamstemperatuur met minimum inspanning Minimale vochtevaporatie Bloedvaten: geen vasoconstrictie of dilatatie Koude zone Stijgen warmteproductie om constante lichaamstemperatuur te behouden Bloedvaten vertonen vasoconstrictie Te lage omgevingstemperatuur → warmte afgifte > productie ⇒ afkoelen van het lichaam Hittezone Vasodillatatie Zweten Bepaalde temperatuur → opwarming > afkoeling door warmteafgifte ⇒ stijgen lichaamstemperatuur Rusttoestand bij basaal metabolisme = geen spierarbeid (gemakkelijk bij de mens) Stijn Vandelanotte -11- Voedingsleer: theorie Invloedsfactoren Lichaamsmassa: meer cellen & weefsel ⇔ meer activiteit Lichaamsoppervlakte ~ warmteverlies Lichaamssamenstelling: activiteit van spieren > vet Leeftijd ⇒ metabolisch weefsel ↑ → BM ↑ + verouderen → vetaandeel ↑ en BM ↓ Geslacht ⇒ vrouwen hebben kleiner lichaamsoppervlak en hebben meer vet ⇔ BM ↓ Gezondheid Klimaat Voedingstoestand Formulering vh basaal metabolisme Goede correlatie tussen BM & lichaamsoppervlak, wat in exponentieel verband staat met het lichaamsgewicht Formule: BM = a. Gn Verschillende exponenten maar n = 0,75 is algemeen aanvaard ⇔ Gn = metabolisch gewicht BM = 70 G0,75 kcal/dag BM = 300 G0,75 kJ/dag Energiebehoefte De energiebehoefte voor onderhoud Wat? energiebehoefte vh lichaam om in energetisch evenwicht te blijven Formule? NE0 = BM + SDW + Thermostatischte warmte + Aktonderhoud Hierin wordt verondersteld dat het lichaam zich in de komfort zone bevindt. De dekking van het BM neemt ongeveer 75% vd energiebehoefte voor onderhoud in beslag aldus BM = 0,75.NE0 De energiebehoefte voor arbeid Spiercontractie = energie verbruikend Hierbij wordt chemische energie omgezet in mechanische energie Energiebron Organisch P-derivaat ATP Fosfocreatine: fosforhoudende rijke bron (ATP vorming) Rustfase: creatine + ATP ⇒ fosfocreatine Bij spierarbeid: vorming ATP uit ADP Bij spieroefening: uitzetten van bloedvaten ⇒ bloed vlugger zuurstof aanbrengen Vorming ATP in lichaam uit bepaalde voedingsstoffen Aeroob: oxidatieve fosforylatie Glucose + 2 ATP (of glycogeen + ATP) → 6CO2 +6H2O + 40 ATP Vrije vetzuren → CO2 + H2O + ATP Anaeroob: glycolyse Glucose + 2 ATP (of glycogeen + ATP) → 2 melkzuur + 4 ATP Hieruit kunnen we besluiten dat spieren zowel in aerobe al anaerobe toestand kunnen functioneren. Stel zeer grote spierenarbeid De metabolische omzettingen kunnen 100x meer toenemen dan bij spier in rust Probleem: bij te intense spierarbeid kan een O2 tekort optreden Vanaf dan treedt er een anaerobe toestand op zodat glucose omgezet kan worden tot melkzuur en ATP, dit proces kan niet blijvend doorgaan. De melkzuur kan niet voldoende snel afgevoerd worden ⇒ melkzuurophoping ⇒ pH ↓ ⇒ enzymsystemen zullen minder goed of geheel niet verder meer functioneren. Doch kan voor een korte tijd langs deze weg heel wat spierenarbeid verricht worden, alvast belangrijker dan gedurende normale aerobe omstandigheden. Hierbij denken we bv aan sprinten. Door training kan deze mogelijkheid nog bevorderd worden Het rendement vd omzetting van omzetbare energie naar uitwendige arbeid blijkt echter laag te zijn Behoefte voor lactatie • Energie-inhoud melk = 730 kcal/l met een rendement van omzetbare energie naar netto energie van 60% o 730kcal/0,6 = 1200kcal/l ⇒ dagelijks: 1,2 kcal/ml.aantal ml/dag Behoefte voor zwangerschap • • Energiebehoefte groei foetus + energiekost moeder Zwangerschap → Gemiddeld 285 kcal/dag voor 9 maand (eerste 3maand 150kcal, laatste 6maand 350 kcal) Behoefte voor groei • • • Energie voor aanmaak van nieuw weefsel en onderhoud van het reeds bestaande weefsel Samenstelling groeiend weefsel varieert in de tijd Rendement omzetting energie naar groei ligt vrij laag Stijn Vandelanotte -12- Voedingsleer: theorie Hoofdstuk 4: De belangrijkste omzettingen van voedingsstoffen Metabolisme Algemeen Energiebron: chemische energie in KH, LP en EW Katabolisme: afbraak van verbindingen naar kleinere componenten Anabolisme: aanmaak van grote verbindingen vanuit kleinere componenten Voedselenergie ⇒ circulaire energie 1: digestie, absorptie en transport 2: afbraak vd moleculen 3: energietransfer naar vorm die cellen kunnen gebruiken Gluciden Samenstelling en indeling Wat? dit is een nieuwe benaming voor koolhydraten vermits de meeste verbindingen beantwoorden aan de algemene formule: CX(H2O)-nAndere suikers Desoxyribose C5H10O4 Glucosamine C6H13O5Na Indeling Monosachariden Ingedeeld obv aantal C-atomen of obv aanwezigheid aldehyde of ketogroep Ringvormige structuur: Pyranose (6ring) of furanose (5ring) Aantal chirale C-atomen waarbij zowel met de voorstellingswijze als met de nomenclatuur moet rekening gehouden worden disachariden indeling volgens de wijze waarbij de 2 monosachariden verbonden worden trehalose type: niet reducerend: binding ter hoogte van twee hemi-acetal-OH-groepen maltose type: wel reducerend: binding tussen één hemi-acetal OH-groep en alcoholische OH-groep polysachariden komen talrijk voor in de natuur: zetmeel (amylose + amylopectine), glycogeen, cellulose, inuline, pectine Metabolisme De meeste omzettingen leiden uiteindelijk tot het ontstaan van energierijke verbindingen zoals ATP Daarnaast kunnen bruikbare reserves voor het organisme gevormd worden Vertering → vrijstelling van sachariden Glucose, fructose en galactose (deze laatste 2 worden in de lever omgezet tot glucose) Xylose, arabinose, ribose worden in minder mate vrijgesteld Intermediair metabolisme gluciden Glycolyse (Embden-Meyerhof-Parnas): oxidatie van glucose naar pyruvaat Krebs-cyclus: algemene oxidatieve afbraak van gluciden, LP, EW met afbraak van acetyl CoA tot CO2 en H2O Pentosefosfaat cyclus of HMF: directe oxidatie van glucose Glycogenese: vorming van glycogeen uit glucose Gluconeogenese: vorming van glucose of glycogeen uit niet-gluciden Verloop Glycolyse Glu ⇒ 2 pyruvaten Transfer elektronen naar NAD in anaerobe cyclus Productie ATP = 2 ATP Pyruvaat → acetyl CoA Vrijstelling CO2 en transfer elektronen naar NAD in aerobe reactie Citroenzuurcyclus Vrijstelling CO2 Productie GTP (tvm ATP) en transfer elektronen naar NAD en FAD Elektronentransportketen Accepteren elektronen van NAD en FAD Grote productie van ATP en H2O Totaal van glucose afbraak 38 ATP (rendement ≈ 40%) Productie van H2O en CO2 Glycolyse en krebscyclus leveren ook interesante intermediaire verbindingen als α ketozuren Stijn Vandelanotte -13- Voedingsleer: theorie De vorming van glycogeen Waar? Vooral in de lever en in de spieren Na KH-rijke maaltijd: lever: 5% glycogeen ≈ 100g Na 12-18u vasten: hoeveelheid glycogeen opgebruikt Spieren: ≈ 250g bij een volwassen persoon van 70kg Verloop glycogenese Vorming glucose- 6-fosfaat (zie ook glycolyse) Omzetting tot 1-fosfaat-derivaat Reactie met UTP (uridine trifosfaat) ⇒ UDPG (uridine difosfaatglucose) Uiteindelijk wordt glycogeen gevormd Dit alles wordt enzymatisch gecontroleerd Afbraak van glycogeen of glycogenolyse Enzym fosforylase werkt specifiek op de 1,4 binding van glycogeen Fosforylase kan actief of inactief voorkomen Gestimuleerd door de hormonen epinefrine en glucagon (pancreashormoon) Insuline vertraagd de glycogenolyse De lipiden Algemene kenmerken Heterogene groep verbindingen 1 kenmerk gelijk voor alle lipiden, onoplosbaar in water , wel oplosbaar in ether, chloroform en benzeen De lipiden omvatten de vetten, olien, wassen en verwante verbindingen Indeling Enkelvoudige lipiden: esters van VZ met alcohol Vetten: esters van VZ met glycerol Wassen: esters van VZ met hogere alcoholen Samengestelde lipiden Fosfolipiden: naast VZ nog fosforzuurverbindingen veresterd aan glycerol Cerebrosiden: glycolipiden; bevat glucidenverbinding en N, maar geen P Overige: bv lipoproteinen Afgeleide lipiden Door hydrolyse van hierboven vermelde verbindingen ontstaan bv vrije vetzuren Vetzuren Algemeen Belangrijk bestanddeel van vetten Ontstaan na hydrolyse van vetten In de natuur: vetten hebben altijd een even aan C-atomen (synthese via 2C-eenheid) Opbouw: rechtlijnige KWS-keten met aan het uiteinde een zure groep Indeling Verzadigde vetzuren ⇒ formule (CnH2n+1COOH) Onverzadigde vetzuren ⇒ een of meer dubbele verbindingen Stofwisseling ⇒ vetten hebben verschillende functies Vetten worden verbrand tot CO2, H2O waarbij warmte vrijkomt Eisen om verbranding toe te laten: bij lichaamstemperatuur, talrijke enzymen en koolhydraten Lever = centrale rol in vetstofwisseling Vetweefsel is metabool zeer actief, dit moet niet aanzien worden als een inactieve stockeringsplaats Bij een dieet in calorisch evenwicht is er nog steeds afbraak en opbouw van vetweefsel Samenstelling vd lipiden in het plasma Triglyceriden → 45% Fosfolipiden → 35% Cholesterol → 15% Vrije VZ → 5% Andere Gemiddeld 570mg/100ml plasma TGL treden de bloedbaan binnen vanuit de voeding als chylomicronen TGL treden de bloedbaan binnen vanuit de lever als LDLP = low density lipoproteinen Vrijstelling vet uit vetweefsel ovv. Vrije VZ daarna gecomplexeerd als albumine-VVZ-complex Samenstelling vd lipoproteinen in het plasma Chylomicronen , LDLP, HDLP, Albumine-VVZ Stijn Vandelanotte -14- Voedingsleer: theorie Lipoproteinen Verschil densiteit: verhouding vet/eiwit bij lipoproteinen ⇔ Densiteit ↑ ~ eiwitgehalte Zeer heterogene groep Onderscheiden mbv centrifugatie, elektroforese, immuno-elektroforese Densiteit ≈ 0,91 – 1,31 VLDLP (88% lipiden) → LDLP (75% lipiden (waarvan 65% cholesterol)) Transporteren endogene TGL gesynthetiseerd in de lever naar de weefsels voor energievoorziening Na het verlies vd TGL worden VLDLP omgezet in LDLP, deze LDLP zijn instaat om cholesterol naar de cellen te vervoeren en af te zetten. De LDLP kunnen ook in de lever gesynthetiseerd worden HDLP (50% lipiden en 50% EW) Ontstaan in de lever en in de darm of ontstaan uit oppervlaktemateriaal afkomstig van de TGL-rijke lipoproteinen die lypolyse hebben ondergaan. Transporteren cholesterol vanuit de weefsel naar de lever voor afbraak tot galzuren Chylomicronen Functie: transporteren exogene vetten Opbouw: 2,5 % EW en 80-90% TGL TGL in chylomicellen: intervasculair door lipoproteinelipase gesplitst in glycerol & VZ VZ door vetweefsel opgenomen en mbv α-glycerofosfaat (uit glucose) veresterd en opgeslagen als TGL Vetmetabolisme in het adipose weefsel Werking: lipolyse en verestering ⇒ de processen verlopen niet langs dezelfde weg Procescontrole door: nutrionele, metabolisme en hormonale factoren De resultante tussen beide is bepalend betreffende de grootte vd VVZ hoeveelheid in het vetweefsel Dus ook in het bloed ⇒ beinvloed processen in andere weefsels zoals in spieren en lever Synthese van TGL uit acyl CoA en α-glycerofosfaat Het glycokinase voor de vorming van α-glycerofosfaat uit glycerol is niet erg actief in vetweefsel ⇒ glycerol als uitgangscomponent voor TGL synthese niet van grote betekenis α glycerofosfaat komt vooral van glucose Afbraak van TGL in het adipose weefsel door een adipose-lipase ⇒ ontstaan van VVZ en glycerol Glycerol → niet in adipose weefsel aangewend worden wel in de lever voor de vorming van glycerofosfaat VVZ → omzetten tot acyl CoA in vetweefsel of diffusie in plasma Glucose gehalte bepaalt de richting vd VVZ Glucosegehalte in vetweefsel ↑ ↔ VVZ gehalte in plasma ↓ Ook glucose verbruik voor energie ♦ Dalen beschikbaarheid voor glucose voor α-glycerofosfaatvorming ♦ Energieproductie: oxidatie vetzuren zodat glucose behouden wordt als bron α-glycerofosfaat Adipose- lipase wordt hormonaal gecontroleerd. Inhibatie vh lipase door insuline ⇒ VVZ-gehalte in plasma laag ⇒ bevorderen afbraak glucose tot CO2 Activatie vh lipase door ACTH, TSH, epinefrine Andere De spiercellen nemen uitsluiten VZ op en metaboliseren deze vrijwel direct De VVZ transporteren energie vh vetweefsel naar bv spieren en lever Lipiden in de lever Algemeen De lever kan ongesplitste TGL uit het bloed extraheren ⇒ deze ombouwen tot meer lichaamseigen TGL en vermengt met nieuw gesynthetiseerde TGL uit bv. KH In normale omstandigheden kan slechts een beperkte hoeveelheid vet in lever gestockeerd worden Bij een te hoge vetaanrijking ⇒ vettelever ⇒ weefselbeschadiging of cirrose Oorzaken ♦ Hoge gehaltes VVZ in plasma (bij vetrijk dieet doch arm aan KH) ♦ Blokkering vorming van plasmalipoproteinen OPM 1: Vitamine E → functie: bescherming tegen vette lever OPM 2: alcoholisme → vetacuum synthese van: zowel LDLP als HDLP TGL → voor de vorming TGL kunnen afkomstig zijn van: Door synthese in de lever van acetyl CoA (van KH) = belangrijkste weg Uit het plasma Uit chylomicellen FLP Galzouten Ketonlichaampjes Stijn Vandelanotte -15- Voedingsleer: theorie De eiwitten en aminozuren (EW en AZ) Algemeen Aminozuren Opbouw 1 of meer carboxyl groepen = COOH 1 of meer aminogroepen = NH2 Vooral α aminozuren → NH2 groep en COOH groep of hetzelfde koolstofatoom Voorkomen: Meer dan 80 in de natuur, waarvan 20 belangrijke AZ Essentiële AZ Geen synthese door mens zelf ⇒ opname via voeding Lysine, tryptofaam, histidine, fenylalanine, leucine, isoleucine, threonine, methionine en valine Groene planten en een aantal bacteriën synthetiseren alle fundamentele AZ Eiwitten Hoog moleculaire stoffen Biologische functie: biokatalysator, hormonen, structuurelement, transport, spiercontractie, antigen-antilichaam Grote variaties vd functies door de variaties in combinatie vd 20 natuurlijke AZ Denatureerbaar Minder oplosbaar Verdwijnen vd helixstructuur en splitsen H- en S- bruggen Beter toegankelijk voor proteolytische enzymen Samenstelling en bouw van eiwitten Een eiwit wordt gekenmerkt door Een primaire structuur of aminozuursequentie Een secundaire structuur = ruimtelijke ordening Een tertiaire structuur = ruimtelijke ordening Soms ook een quarternaire structuur De classificatie van de eiwitten is vooral gebasseerd op de oplosbaarheid Indeling Holoproteinen: bevatten uitsluitend AZ of afgeleiden. Bevat de albuminen, globulinen, gluteninen en scleroproteinen Heteroproteinen: bevatten AZ en een prosthetische groep Bevat de nucleoproteinen, glycoproteinen, lipoproteinen en fosfoproteinen De fundamentele aminozuren 1. apolaire zijketen 2. Zijketen met hydroxylgroep 3. Zijketen met een carboxylgroep 4. Zijketen met een amidegroep 5. Zijketen met zwavel in de groep 6. Zijketen met een basische groep Stijn Vandelanotte Glycine Alanine Valine Fenylalanine Leucine Isoleucine Tryptofaan Gly Ala Val Phe Leu Ile Trp G A V F L I W Proline Pro P Serine Threonine Tyrosine Asparaginezuur Glutaminezuur Asparagine Glutamine Methionine Cysteïne Histidine Arginine Lysine Ser Thr Tyr Asp Glu Asn Gln Met Cys His Arg Lys S T Y D E N O M C -16- Zijketen R ipv COOH-CH(NH2)-R -H - CH3 -CH-(CH3)2 -CH2-Fenyl -CH2-CH-(CH3)2 -CH-(CH3)-CH2CH3 -CH2-OH -CH(OH)-CH3 -CH2-p-Ph-OH -CH2-COOH -CH2-CH2-COOH -CH2-CO-NH2 -CH2-CH2-CO-NH2 -CH2-CH2-S-CH3 -CH2-SH -CH2-cycl(C=CH-N=CH-NH) -CH2-CH2-CH2-HN-(HN)=C(NH2) -CH2-CH2-CH2-CH2-NH2 Voedingsleer: theorie Het metabolisme vd aminozuren Eiwitten worden gemetaboliseerd door tussenkomst vd passende enzymen Schematisch verloopt dit als volgt Eiwitten → polypeptiden + enkele AZ Polypeptiden → oligopeptiden + enkele AZ Oligopeptiden → dipeptiden + enkele AZ Dipeptiden → AZ OPM: Afsplitsen van NH2 ⇒ conversie in ureum voor excretie Eindproducten: ATP, H2O, CO2, ureum Factoren die een rol spelen bij de proteolytische reacties zijn: HCl: activeert pepsinogeen tot pepsine Pepsine: endopeptidase (naast aromatische AZ) Trypsine: endopeptidase (naast lysine of arginine) Chymotrypsine: endopeptidase (naast aromatische AZ) Elastase: endopeptidase (naast neutral alifatische AZ, bv valine) Carboxypeptidase: exopeptidase Aminopeptidase: exopeptidase Dipeptidase Eiwitten in darmlumen Gering gedeelte vh eiwit in het darmlumen is afkomstig van voedingseiwitten Grootste gedeelte vh eiwit in het darmlumen is afkomstig van endogene bronnen Verteringssecreten (60-260g/dag) Afgestoten cellen (90g/dag) Al dit eiwit kan gehydrolyseerd en geresorbeerd worden Functie: mobiele eiwitreserve Overmaat endogeen eiwit → verdunnen exogene eiwit → verzwakken grote verschillen in samenstelling ⇒vermijden grote fluctuaties in AZ-aanbod voor resorptie en transport Dit mechanisme werkt enkel als het lichaam goed gevoed is en er direct beschikbare eiwitreserve in de klieren vh spijsverteringskanaals aanwezig is Eiwitten in het bloed AZ-absorptie in Darmucosa via actief proces Via mucosa naar poortader gevoerd AZ gehalte in portaal veneus bloed ⇒ stijgt aanzienlijk na maaltijd AZ gehalte in arterieel bloed ⇒ stijging nauwelijks merkbaar Oorzaak: 80% vd aangevoerde AZ worden opgenomen in de lever AZ concentratie in bloed: 30 – 40mg/100ml Eiwitten in de cellen Transport van bloed naar cellen → actief ! anders zijn de concentraties veel te laag Dergelijk actief transport is er ook in de nieren en de darm Met urine gaat normaal weinig AZ verloren AZ ondergaan veel reacties Oorzaak : ze bevatten naast C, H en O ook N en S AZ ≈ enige N-bron voor de bouw van N-houdende verbindingen N houdende verbinden? Bv ureum, peptiden eiwitten en andere AZ ⇒ groot aantal enzymen vereist Een foutje is snel gebeurt ⇒ veel mogelijkheden die kunnen leiden tot een defect, leidend tot een afwijkende synthese van enzymen of coenzymen waardoor het ook gemakkelijk is te begrijpen dat er zeer veel stofwisselingsziekten bestaan, doch komen ze niet frequent voor ♦ Aangeboren stofwisselingsziekte = inborn error of metabolism ♦ Andere reden voor stofwisselingsziekte = acquired Gevolg van stofwisselingsziekte ♦ Accumulatie van een tussen product ♦ Reacties in een afwijkende richting Stijn Vandelanotte -17- Voedingsleer: theorie AZ stofwisseling: 2 soorten reacties van algemeen belang Oxidatieve desaminering Waar? In lever en nieren Wat? de verwijdering van de aminogroep Katalysator? Meestal: L-‘aminozuur’-oxidase ♦ Dit enzym is niet actief voor glycine, dicarboxy-, diamino-, β-hydroxy-AZ L-glutaminozuur-dehydrogenase → zeer actief in diverse weefsels ♦ Uit glutaminezuur wordt ketoglutaarzuur gevormd Transaminering AZ-synthese Glutaminezuur-pyrodruivezuur (GPT) Glutaminezuur-oxaalzuur (GOT) Klinische chemie: GOT en GPT hebben een speciale betekenis ivm de opsporing van weefselbeschadiging Hartinfarct ⇒ GOT-gehalte ↑ AZ leveren ATP wanneer zij gemetaboliseerd worden tot CO2, H2O en NH3 Volgende tabel geeft de netto ATP uit de verschillende AZ AZ-samenstelling en berekende ATP-opbrengst /mol AZ ⇒ volledige ATP opbrengst berekenbaar 20% meer energie nodig voor de ATP synthese uit eiwitten tov andere voedingsstoffen Deze verliespost noemt men: specific dynamic action of heatincrement ⇔ met eiwitten zal er meer warmte geproduceerd worden Volgende tabel geeft de vergelijking vd ATP synthese uit verschillende voedingsstoffen Stijn Vandelanotte -18- Voedingsleer: theorie Hoofdstuk 5: De behoefte aan voedingsstoffen De gluciden of koolhydraten Algemeen In een uitgebalanceerd dieet: 60% energie geput uit KH Westerse wereld: % KH ↓ Behoefte volwassene ≈ 400g KH/ dag De nederlandse voedingsmiddelentabel geeft een overzicht vd samenstelling vd diverse levensmiddelen KH: som aanwezige verteerbare KH: zetmeel, saccharose, lactose, maltose, fructose en glucose NIET het verschil zoals de zgn Weende-methode → komt vaak in buitenlandse tabellen voor Voeding zonder KH → ernstige storingen Ophoping van ketonen als aceton, acetoacetaat en β-hydroxyboterzuur in het bloed Deze 3 substanties noemt men ketonlichamen Verwantschap tussen deze ketonlichamen Normale omstandigheden Concentratie ketonen in het bloed: 1mg/100ml bloed Concentratie ketonen in de urine: 1mg/dag uitgescheiden Hogere gehalten ⇒ ketonurie Oorzaak 1: extreme hongertoestanden bij een tekort aan KH Oorzaak 2: aanwezigheid VVZ Oorzaak 3: bij bepaalde ziekte toestanden , bv suikerziekte Ketonen toegevoegd aan het bloed Bij niet-herkauwers via de lever Soms condensatie van acetyl-CoA → acetoacetyl-CoA → De lever bevat deacylase ⇒ontstaan van vrij acetoazijnzuur ⇒ vorming van β-hydroxyboterzuur en aceton Helaas is dit nauwelijk of zeer moeilijk in de lever metaboliseerbaar ⇒ diffusie naar bloedbaan Acetoacetaat = uitgangsstof ♦ ontstaat uit acetoacetyl CoA deze wordt gevormd na β oxidatie van VVZ of door condensatie van acetyl-CoA buiten de lever: reactivatie vd gevormde acetoacetaat tot acetoacetyl CoA ♦ hiervoor vereiste enzymsystemen komen niet in de lever voor ♦ omzetting kan gebeuren volgens 2 manieren: met een transferase met een thiokinase Bij de herkauwers via de pensflora β-hydroxyboterzuur is het meest voorkomende keton in bloed en urine Normaal glucose gehalte in bloed: 0,08 – 0,12% Glucose gehalte na een maaltijd: 0,18 % Doch, 2 à 4u later kan dit dalen tot 0,06-0,07 % Door meer, maar kortere maaltijden kan deze daling beperk worden Extreme gevallen Ketonlichamen kunnen een pH daling veroorzaken Oorzaak: onvoldoende glucose aanwezig →onvoldoende pyruvaat ♦ Pyruvaatcarboxylase: pyruvaat + CO2 → oxaalazijnzuur ⇒krebscyclus op gang houden In tegengesteld geval: opstapeling van acetyl CoA Ketonenmetabolisme algemeen Cellulose gehalte van ons dieet 1953: voedingsvezel → definitie: mengsel van hemicelluose, cellulose en lignine 1972: voedingsvezel → definitie: “dat deel vh voedsel dat afkomstig is van planten en door de mens weinig of niet verteerd wordt en samengsteld is uit hemicellulose, cellulose, pentosanen, pectinen en lignine” Nu: voedingsvezel → definitie: “ endogene componenten van plantenmateriaal in het dieet die resistent zijn aan verteringssecreten vh bovenste deel vh menselijk gastro-intestinaal stelsel. Ze bestaan uit hoofdzakelijk uit niezetmeelkoolhydraten (NSP) en lignine en kunnen geassocieerd zijn met componenten als overteerbaar structureel proteine” Opm: voedsel bevat weinig lignine → vandaar dat men nu spreekt over NSP = non starch polysacharides De biologische effecten toegeschreven aan voedingsvezel Normaliseren van vetgehalte in serum Verlagen post-absorptieve glucose piek Regelen colonaire werking (beweging) Bepaalde CEC Waterabsorptie Binden galzouten Stijn Vandelanotte -19- Voedingsleer: theorie De vetten De Nederlandse voedingsraad of FAO-WHO commissie Advies 1: vetverbruik ≈ 30 -40% % vd totale hoeveelheid vereiste energie Advies 2: beperken gebruik verzadigde vetten Vooropgestelde verdeling 1/3 VVZ 1/3 enkelvoudige onverzadigde VZ 1/3 meervoudige onverzadigde VZ Vet mag ontbreken in je dieet? Eigenlijk niet, want: Voordeel met vetten? Het kan je voedselvolume reduceren voor eenzelfde energie te bekomen Fysiologische redenen voor vet in je dieet Vet remt oa. Maagsapafscheiding en maagbeweging Voedsel blijft langer in de maag en je krijgt een langer verzadigingsgevoel Vet geeft meer smaak Sommige vitamines zijn oplosbaar in vet: ADEK Bepaalde vetzuren zijn essentieel, bv linolzuur en linoleenzuur Voorbeelden van vetrijke voedingsmiddelen Boter: samenstelling varieert met de seizoenen bevat van nature enkele vitaminen Margarine: vet van plantaardige oorsprong soms verplichting van toevoegen A- en D-vitaminepreparaten Slachtvetten: vet rijk aan stearinezuur Plantaardige olien * Dierlijke vetten: cholesterol, zoösterol * Plantaardige vetten: fytosterolen Relatie vet en gezondheid afhankelijk van: Vetzuursamenstelling Hoeveelheid vet in de voeding In westerse landen: 40% vd totale energie uit vet met hoog % verzadigde VZ Gebruik van boter en margarine → Relatie met de risico’s van hard en bloedvatenaandoeningen Risicodragende factoren Erfelijke factoren Voedingsgewoonten (bv cholesterolgehalte) Levensgewoonten: roken, lichaamsbeweging, stresstoestanden Het geslacht en de leeftijd: hormonale bescherming vrouw tot menopauze OPM: sommige v. deze factoren kunnen oorzaak zijn vd ↑ vh serumcholesterol en de bloeddruk bij de persoon Serumcholesterol: 2 types LDL ♦ Functie: transport van cholesterol naar de cellen, waar de cholesterol een bouwsteen is ♦ LDL gehalte: LDL moet slechts in geringe hoeveelheid aanwezig zijn, deze hoeveelheid wordt al bereikt met een voeding arm aan verzadigde VZ HDL ♦ HDL gehalte afhankelijk van Vooral genetische factoren → kan weinig verholpen worden HDL gehalte ↑ ~ zware spierarbeid en matig gebruik van alcohol HDL gehalte ↓ ~ roken en zwaarlijvigheid ♦ HDL moet hoog zijn als LDL hoog is!!! Individueel gezien: serumcholesterol is beperkte risico factor Globaal gezien: serumcholesterol is groot risico Bevolkingen met serumcholesterol 150mg% (40-50jaar) → bijna geen coronaire sterfte Bevolkingen met serumcholesterol >275mg% (40-50jaar)→ hoge coronaire sterfte Bloeddruk Belang? Het is de kracht die de LDL door de vaatwand perst Zoutinname → hypertensie Opgelet: gehalte aan erucazuur Zeer hoog bij bepaalde Brassica-soorten en visoliën Grote hoeveelheden erucazuur → groeistoornissen en hartaandoeningen Stijn Vandelanotte -20- Voedingsleer: theorie OPM: Atherosclerose Wat? ophoping van vetachtige substantie in het lumen vd bloedvaten Gevolg? Ontstaan van vernauwingen Atheromen 1. Deze zijn rijk aan cholesterol en vetten 2. Concentratie cholesterol en LDL partikels ↑ ~ snelheid vd afzettingen ↑-hinderen 4. Gevolg: ontstaan van thromi door aggregatie vd bloedplaatjes aan de gevormde plakketten Deze aggregatie wordt tegengegaan van metabolieten van arachidonzuur uit linoleenzuur Verhouding vd poly-onverzadigde vetzuren/verzadigde vetzuren beinvloed de concentratie aan plasmacholesterol ♦ Poly-onverzadigde VZ (PUFA) houden de cholesterolconcentratie aan banden ♦ ⇔ aantal PUFA’s ↑ → aantal LDL en hoeveelheid cholesterol ↓ Vetvervangers Verschillende samenstellingen Olestra Sucrose + VZ Niet verteerbaar → zero kcals Reductie absorptie vetoplosbare vitaminen De eiwitten De eiwit of N- stroming Onderscheid tussen de conventionele (meetbare) en de biologische (werkelijke) stroming (tvm de elektriciteit) De endogene N Figuur 1: conventionele N-stroming Wat? de minimale urinaire N-uitscheiding gemeten met een stikstof vrij dieet. Oorsprong? Afkomstig vd afbraak van celmateriaal Compensatie door? Een hoeveelheid N afkomstig uit de voeding Behoefte ≈ 1,4.70.G0,75 Feacale N Samenstelling Metabolische N Die hoeveelheid die wordt uitgescheiden via de faeces bij een N-vrij dieet en is afkomstig van endogene afscheidingen ≈ 30% vd endogene N niet-verteerde N-verliezen andere N-verliezen Figuur 2: biologische N-stroming Oorzaken? Huid, haar, nagels, zweet Voor de huid bedraagt dit verlies 10% vd endogene N Voor de andere verliezen ongeveer 5% vd endogene N De minimale N behoefte bij onderhoud is aldus de som van metabolische N, endogene N en uitwendige N-verliezen Formules: 1,4.70 G0,75 + (0,3 + 0,1 + 0,5).1,4.70.G0,75 = 140.G0,75 mg/ dag = 875.G0,75 mg eiwit/dag De eiwitbehoefte Algemeen: Geen eiwitopname → toch is er nog uitscheiding van N (endogeen metabolisme – celafbraak) ≈ 3g N uitscheiding/dag Geen opname van EW door een organisme → negatieve N-balans Hoeveelheid N-uitgescheiden via urine bij N-vrij dieet = het endogeen minimum. In dit geval wordt het eiwitreserve aangesproken Mens: labiele eiwitreserve ≈ 800g → deze wordt weer aangevuld bij opname EW uit dieet → bij overmaat uitscheiden via urine Stel samenstelling vh dieet-eiwit = lichaamseiwit Eiwitreserve aanvullen zonder N-uitscheiding (zie figuur rechtsonderaan) Samenstelling voedingsEW ≠ lichaamsweiwit ⇒ deel AZ niet benut en wordt uitgescheiden Symboliek figuur Bij een bepaalde hoeveelheid eiwit in het dieet wordt evenwicht bereikt (punt C) Dit is het balansminimum (BM) Verhouding EN/BM → hieruit kan de biologische waarde bepaalt worden Hoe vlugger BM bereikt wordt → hoe groter de biologische waarde Stijn Vandelanotte -21- Voedingsleer: theorie De voedingswaarde v/e eiwit Wat? de mate waarin een eiwit in staat is om lichaamseiwitten te vormen Bepaald door de eiwitopname = resultante is vd vertering (afbraak enzymes) en de resorptie (de passage v. nutriënten door de darmwand) De benutting = maat voor de mate waarin de aminozuren aangewend worden voor de vorming van lichaamseiwitten Eiwitbehoefte voor onderhoud Berekenen van de eiwitbehoefte? Men moet er rekening meehouden dat: Een surplus aan N is dat terug gevonden wordt in de urine en dat omgekeerd evenredig is met de biologische waarde vh eiwit (BW) Er een uitscheiding is van onverteerde N in de faeces die in rekening gebracht wordt door de verteringscoefficient (VC) In formule G / dag = 0,875. G0,75 / BW.VC = 0,875. G0,75 / NEB (= netto eiwitbenuttiging) OPM1: FAO nam aan dat afhankelijk vh individu men een toeslag van 30% in rekening moet brengen OPM2: om de variatie in EW-beschikbaarheid in het dieet te omvatten wordt nog een toeslag van 30% aangenomen De eiwitbehoefte wordt vervolgens gegeven door: Eonderhoud g/dag = 1,3.1,3.0,875G0,75/NEB OPM: de eiwitbehoefte is afhankelijk van tal van factoren Individuele belasting ~ stress, infecties .. Zware arbeid Intensieve sportbeoefening OPM: eiwitten worden slechts volledig benut als het lichaam voorzien wordt van voldoende energie. Bij het gebruik vd EW als energieleverancier heeft bijgevolg verspilling plaats Eiwitbehoefte voor lactatie Berekend volgens hetzelfde principe als voor onderhoud Waarom? We veronderstellen dat de efficientie vd vorming van melkeiwitten analoog is als die vd lichaamsEW Berekening adhv de samenstelling en de hoeveelheid melkproductie Moedermelk bevat 12g EW/ L Formule: Elactatie g/dag = 0,012(g/ml) . x (ml/dag).1,3.1,3 / NEB Rekening houdend met de individuele variaties en de eiwitbeschikbaarheid Eiwitbehoefte voor zwangerschap N-gehalte vd foeutus fetale membranen en de moederlijke weefsels ↑ ~ zwangerschap vordert De behoefte kan men berekenen voor de 4 kwartalen vd zwangerschap, rekening houdende met Gemiddelde gewichtstoename van 12,5 kg Gemiddeld gewicht v/e baby van 3,3 kg Veiligheidsmarges voor de individuele variaties en de eiwitbeschikbaarheid Eiwitbehoefte voor groei Afhankelijk van de lichaamssamenstelling en de groei → dus ifv de ouderdom FAO stelt voor een leeftijd van 6maand 42mg N/kg gewicht/dag voor Op 17jarige leeftijd is dit nog slechts 1,5mg N/kg gewicht /dag Aanbevolen eiwithoeveelheden voor menselijke voeding Bij een goede evenwichtige voeding: N-evenwicht bij N-opname van 30g EW/dag Bij een vegetarische voeding: hogere hoeveelheid EW-opname per dag vereist Oorzaak: dierlijke EW (vlees, melk, kaas) bezitten een hogere BW dan plantaardige EW Dit is niet schadelijk voor de gezondheid, wel letten op AZ-tekorten. Peulvruchten bevatten weinig methionine ⇒ aanvullen met melk en kaas Vegetarisme is niet altijd gewild → kan leiden tot Vit B12 tekorten Een voeding met net de nodige hoeveelheid EW → niet aan te raden Een veiligheidspercentage van 50-100% wordt daarom beter voorzien Oorzaak? Het is erg moeilijk, gelet op de AZ-samenstelling vd levensmiddelen, zeer exact de juiste benodigde hoeveelheid EW in dieet te bepalen. Stijn Vandelanotte -22- Voedingsleer: theorie Hoofdstuk 5 Addendum I: Essentiële vetzuren in onze voeding Inleiding Aandacht voor voeding ↑ → aandacht voor kwantiteit ↓, maar kwaliteit ↑ Voedingsproducten worden meer dan verstrekkers van voedingsstoffen ⇒ Functional foods Behandeling tegen ziektes, bescherming vd gezondheid, bevordering vd lichaamfuncties Preparaten die ons dagelijks dieet verrijken met vitaminen, mineralen essentiële AZ, … Vetten, cholesterol en poly-onverzadigde VZ Algemeen We eten te veel vet en zeer onevenwichtige samenstelling vh vet Cholesterol en pufa’s: Functie: bouwstenen vd celmembranen Oorsprong: synthese in de lever en transport via bloedbaan Ook via voedsel (van dierlijke oorsprong) ♦ Binnentreden van vetachtige componenten in de bloedbaan → inbouw in celmembranen ♦ Lever is regulator: synthese ↑/↓ afhankelijk van tekort of overmaat in voeding Synthese vd LC-PUFA’s Werking? Start met de opname van plantaardige essentiële poly-onverzadigde vetzuren. Essentiële VZ? VZ die het lichaam niet zelf kan aanmaken en dus moeten opgenomen worden via voeding Voorbeelden: Linolzuur en linoleenzuur Linolzuur (poly-onverzadigd VZ) ♦ Opbouw? VZ met 18 C-atomen en 2 dubbele bindingen (1e dubbele binding op het 6e en 7e Catoom) → Notatie: C-18:2,ω-6 ♦ Voorkomen? Vooral in plantenzaden als aardnood, mais, zonnebloempit Linoleenzuur (poly-onverzadigd VZ) ♦ Opbouw: VZ met 18 C-atomen en 3 dubbele bindingen → Notatie: C-18:3, ω-3 ♦ Voorkomen? Vooral in groene bladgroenten als brocoli, spinazie en bepaalde zaden zoals soja en noten Belang van deze VZ? Ze kunnen omgezet worden tot respectievelijk omega 6 en omega 3 LC-PUFA’s ♦ Vroeger was de mens afhankelijk van een instinctief dieet en was de verhouding linol- en linoleenzuur evenwichtig ⇒ verhouding 1:1 ♦ Nu : verhoudingen van 10:1 tot zelfs 20:1 ♦ De omega 3- LC-PUFA’s omzetreacties gaan trager dan omega 6 ⇒ minder efficiënt! Belang vd verhouding van LC-PUFA’s ♦ Fysicochemische eigenschappen vd celmembraan → elasticiteit, permeabiliteit ♦ Verstoring vd 1:1 verhouding → verstoring vd synthese van o.a. EPA en DHA ⇒ verstoring in de verhouding vd in ons lichaam aanwezige eicosanoiden ♦ De verstoring van dit evenwicht wordt beschouwd als belangrijkste factor met een invloed op de algemene gezondheid Chronische infecties Aantasting vh auto-immuunsysteem Diabetes, kankers, bloeddrukregulatie Cardiovasculaire toestand Arteriosclerose Coronaire hartziekte Stijn Vandelanotte -23- Voedingsleer: theorie Oplossing Aanrijking van diëten met linoleenzuur Meer voeding met ω-3 VZ of ω - 3 – LC – PUFA’s → verhouding ω-6 / ω-3 ↓ Waar vind men ω-3? Mariene oliën, vette vis → deze bevatten EPA en DHA (dit zijn ω-3 VZ) Waarom eten we zo weinig mariene producten? Geen appreciatie, kostprijs, beschikbaarheid Amerika → aanrijking met dagdagelijkse voedingsmiddelen met ω-3 Probleem? Incorporatie van ω-3 VZ is echter niet gemakkelijk → gevoelig voor oxidatie → afwijkende visgeuren en aroma ⇒ aanpassingen vh productieproces, de productbehandeling en de productsamenstelling zullen noodzakelijk zijn om deze nadelige afwijkingen gedeeltelijk of volledig te voorkomen Gezonde eieren Eieren → Komen vaak gedeeltelijk of volledig voor in onze voeding Samenstelling vetachtige componenten v/e ei: nutritionele lipiden, TGL, fosfolipiden en cholesterol De samenstelling vd VZ in eigeel TGL kan beïnvloed worden door de voedersamenstelling vd kip Inbouw ω-3 VZ plantaardige oorsprong (linoleenzuur) in TGL ten koste van mono-onverzadigde (niet essentiële vetzuren) Dit heeft geen invloed op het vetmetabolisme in lichaam Omdat ω-3 en 6 beiden met zelfde snelheid verwerkt en ingebouwd Vetzuursamenstelling voeding postief beïnvloeden door Meer ω-3 linoleenzuur te voorzien dan ω-6 linolzuur ↔ in onze huidige diëten net andersom ⇒ meer aanmaak ω-3 LC-PUFA’s In de voeding direct ω-3 LC-PUFA’s (EPA, DHA) voorzien Hoofdstuk 5 Addendum II: Voedingsvezel Inleiding Voeding arm aan voedingsvezel ⇒ hoge prevalentie beschavingsziekten (obesitas, galstenen, diabetes, …) Ruime inname voedingsvezel is gewenst Goede voeding? Hoeveelheid voedingsvezel van 3g/MJ = 25% dan huidig gemiddelde Wat is voedingsvezel? Discusie Meningsverschillen over welke voeding tot de voedingsvezel mag gerekend worden Hernieuwde belangstelling voor de betekenis vd darmflora voor de gezonheid De metabolische activiteit vd darmflora wordt beinvleod door de voedingsvezel Definitie vroeger Voedingsvezel als aanduiding voor structuurbestanddelen van plantencellen (lignine en niet-zetmeel polysachariden) bestand tegen verteringsenzymen Later → deze definitie is te beperkt Bepaalde reserve KH inuline en bepaalde slecht verteerbare zetmeelfracties, aangeduid als ‘resistant starch’ Resistant carbohydrates: niet-verteerbare oligosachariden, lactulose, bepaalde suiker alcoholen en zelfs lactose Sommige van deze Resistent carbohydrates worden aanzien als prebiotica → bv inuline en fructooligosachariden Definitie prebiotica: een niet-verteerbaar ingredient van voedingsmiddelen dat op selectieve wijze de groei en/of metabole activiteit bevorderd van één of meerdere soorten bacteriën in het colon Nu: stoffen met voedselvezelwerking Dit is een reeks heterogene voedingsbestanddelen die allen resistent zijn tegen verteringsenzymen en een koolhydraat karakter hebben Het is moeilijk om te bepalen met 1 definitie of 1 analyse Voorkomen van voedingsvezels als cellulose, hemicellulose en lignine →Vooral in graanproducten als pectine en inuline → groenten en fruit pectine: gebruikt als hulpstof in de voedingsmiddelenindustrie inuline: gebruikt als ingredient in de voedingsmiddelenindustrie als lactulose → gebruikt als geneesmiddel Stijn Vandelanotte -24- Voedingsleer: theorie De werking van voedingsvezel algemeen afhankelijk vd aard vd betreffende stof ze hebben niet allemaal dezelfde werking werking in maagdarmkanaal → onderscheid tussen wateroplosbare en vetoplosbare verbindingen onder de oplosbare verbindingen kan men onderscheid maken tussen stoffen met genererende (viskeuze) en zonder genererende eigenschappen Algemen werking: anti-constipatie-effect werking voedingsvezel → passage vh voedsel door maagdarmkanaal versnellen en het volume en vochtgehalte vd faeces verhogen hoe? Door de waterbindende eigenschappen vd onoplosbare vezelfractie ⇒ reden vd toename vh faeces volume Doordat de oplosbare vezelfractie ook bijdraagt bij het ‘bulking effect’ door de toename in bacteriele massa Waar? Voornamelijk in de dikke darm Werking in maag en dunne darm Beperkte werking in maag en dunne darm Effecten Voedselvezel verhoogt volume vd maaltijd en maaginhoud ⇒ bijdrage aan verzadigingsgevoel Oplosbare voedingsvezel ⇒ positief effect op de absorptie van mineralen Bv Guargum (oplosbare vezel met een viskeus karakter) ⇒ na begin van de maaltijd ⇒ remming vd maaglediging Dit kan een verklaring zijn voor het feit dat voedingsvezels met viskeuze eigenschappen (bv ook pectine), de absorptie van glucose in de dunne darm vertragen (diabetes) Bv Resistant starch ⇒ na begin vd maaltijd ⇒ beïnvloed glucose- en insulinerespons in gunstige zin en verhoogd de verzadigingswaarde vd maaltijd Binding van galzouten en cholesterol ⇒ cholesterolgehalte in het bloed ↓ Werking in het colon Werking vd voedingsvezel in de colon is nauw verbonden met de fermentatie door darmflora van oplosbare vezels Effecten Stimulering vd bacteriele groei Vorming van KKVZ, melkzuur en in geringe mate ook vertakte keten VZ Verlaging vd pH pH ↓ → oplosbaarheid van mineralen en sporenelementen ↑ pH ↓ → activiteit vh microbiële enzym 7-α-steroid-hydroxylase ↓ Vorming reukloze gassen CO-2-, H-2- en CH-4Verlaging vd proteolytische waarde ⇒ geringere vorming van eiwitafbraakproducten die darmwand of blaas kunnen irritere Conclusie De naam “voedingsvezel” → geen goeie verzamelnaam voor alle voedingsbestanddelen met voedingsvezelwerking Beter: voedingsvezel vervangen door bestanddelen met voedselvezelwerking De enorme heterogeniteit in bestanddelen met voedingsvezelwerking compliceert de analyse van voedingsvezel in voedingsmiddelen De gunstige effecten van oplosbare vezels (Vorming van toxische stoffen ↓) ondersteund wordt door het bulking effect vd onoplosbare vezels. Dit doen ze door de concentratie vd toxische stoffen de doen dalen. Samen met de kortere passage tijd verklaren deze effecten van voedingsvezel het lagere risico op colonkanker. Stijn Vandelanotte -25- Voedingsleer: theorie Hoofdstuk 6: De vitaminen → alles van gewichten moet je niet kennen!!!!! Inleiding Wat? heel kleine hoeveelheden organische verbindingen (enzymatische katalysatoren) levennoodzakelijk in lichaam Meestal niet of onvoldoende gevormd in het lichaam → essentieel → toevoer via dieet Soms ook gedefinieerd als fysiologische stoffen (hoge dosis) bepaalde farmacodynamische eig. verkiijgen Biokatalysatoren overvloedig aanwezig in sommige weefsels Gevolg 1: Bevordering van uitwisseling Gevolg 2: levenskracht toename Gevolg 3: slijtage vertraagd Behoefte aan vitaminen stijgt tijdens infectieuze processen Ziekten van vroeger aanzien als hongerziekten Begin 19e eeuw: gebreksverschijnselen door ontbreken bepaalde voedslelfactoren Vanaf 1930 begon men met de fabricage van synthetische vitaminen Verschil tussen dietisch en metabolisch essentiële vitamines Niet alle metabolisch essentiële vitamines zijn dietisch essentieel Metabolische behoefte voor vitaminen is kwalitatief dezelfde voor alle species Dietische behoefte voor vitaminen is kwalitatief verschillend volgens species Voorbeeld: vitamine C Metabolisch essentieel voor vele species Dietisch essentieel voor slechts aap, mens en cavia Indeling van de vitaminen Volgens hun oplosbaarheid in water of vet (=klassieke indeling) Vetoplosbare vitaminen lossen enkel op in vet en kunnen slechts door vetoplossende solventen uit het voedingsmiddel gehextraheerd worden … vitaminen A, D, E en K Geabsorbeerd zoals vet in het lymfestelsel Grotere hoeveelheden ⇒ toxiciteit Precursoren Minder gevoelig kookproces Wateroplosbare vitaminen lossen enkel op in water en kunnen door water uit de voedingsmiddelen geextraheerd worden … vitaminen vd B-groep en vitamine C Geabsorbeerd in bloedstroom Opgeslagen in kleine hoeveelheden Gevoelig voor kookproces Volgens hun werkingsprincipe Groep 1: Gebonden in organisme aan eiwitten en enzymen Zeer specifieke rol Onvervangbaar Kleine molecuulveranderingen → grote invloed Bv: verstoren enzymfunctie, irreversibel vastleggen substraat ⇒ anti-vitamine B-vitamines en vitamine K Groep 2: enkel voor bepaalde organen en specifieke functies Stimulatie enzymen; inductief werkzame enzymes Weinig specifiek Geen anti-vitamines A, D, E en K Hypervitaminose Groep 1 → hypervitaminose niet mogelijk Oorzaak: voor de binding vh vitamine als coenzym moeten ze in een 100-voudige overmaat aanwezig zijn Groep 2 → hypervitaminose wel mogelijk met toxische verschijnselen. Sterk aanbod → vastleggen vitaminen door lever …. Enkel mythes If a little is good, then a lot is better Energy boosters Vitamins in de voiding In natuurlijke bronnen: in alle voedingsgroepen In aangerijke voiding Stijn Vandelanotte -26- Voedingsleer: theorie Vitamine A (retinol) Algemeen Alle dieren hebben dietische behoefte aan vitamine A Planten hebben geen vitamine → wel de provitamine caroteen Vitamine A is een kleurloze substantie, aanwezig in onverzeepbare fractie van vetten Formule: C20H29OH → verzadigd alcohol Carotenoiden Functie: Bron van vitamine A, Antioxidant, Andere gezondheidsbevorderende eigenschappen Bron: Geel-oranje groenten, Appelsienen, Donkergroene bladgroenten Rol van Vitamine A Groei en reproductie Weefselstofwisseling ovv vitamine A-zuur Sperma ontwikkeling Normale ontwikkeling vd foeutus Beenderontwikkeling Controle vd activiteit vd osteoclasten & osteoblasten van het kraakbeen ⇒ hierdoor ontstaat vervorming vd beenderen (ook van schedelbeenderen en ruggewervel) ⇒ hierdoor ontstaan er drukverschijnselen op de zenuwen ⇒ blindheid, doofheid en verlamming (=ataxie) Zienproces Eptiheliale klierfunctie oog (ademhalingswegen, verteringsstelsel en urogenitaalstelsel) Tekort vitamin A: meerlagig, gekeratiniseerd en afschilferend epitheel Gevolg: afname weerstand vd epithelia tegen binnentreden van infectieuze organismen Belangrijk is gewoon de opname van een minimale behoefte vitamine A Opm: overmatige inname van vitamine A verhoogt de weerstand van de epitheelcellen echter niet Hersynthese rhodopsine Wat is rhodopsine? Donkerrode kleurstof, die zich in de staafjescellen vh retina bevind Verbinding van II-cis-retinal (=gezichtsgeel) en een chromoproteine (het opsine of scotopsine) Functie? Zien in het schemerduister mogelijk maken Werking: Rhodopsine wordt in het schemerduister aangetast door lichtinvloed ♦ Overdag zijn de staafjescellen grotendeels beschermd tegen belichting ♦ Schermerduisternis ⇒ Fotochemische reactie: rhodopsine → II-trans-retinal + opsine ⇒zenuwimpuls ⇒ zien in duister ♦ Volledige duisternis: trans-retinal → II-cis-retinal door overmaat vitamine A in het bloed Te kort aan vitamine A Schemerblindheid doordat er onvoldoende regeneratie is van rhodopsine (zie ook werking) Afname vh adaptatievermogen aan zwakke lichtsterkten Verhoorning vd traanklieren Uitdrogen conjuctiva (bindvlies) & matte & droge cornea (hoornvlies) ⇒ xerophtolmia Verval cornea met zweervorming ⇒ keratomalacia Geluid en gehoorsterkte Te kort aan vitamine A Degeneratieve veranderingen vd gehoorzenuwen, evenwichtscentra en orgaan van Corti Orgaan van corti? Belangrijk voor de overdracht van geluidsgolven naar de zenuwprikkel Opname en behoefte Algemeen In de voeding: 10% retinol en 90% reteïnezuurester Opname gebeurt in darmmucosa ovv retinol In darmepitheel: terugveresterd en via bloed of lymfe naar lever gevoerd Functie van lever: productie vd retinol-binding-protein (RBP) ⇒ transport van retinol in serum Normale waarden: 40-60µg/100ml Opslag? In de lever Deficientie vanaf bloedwaarden <20µg/100ml Vitamine A eenheid = retinol –equivalent (RE) ⇒ RE = 1µg retinol = 6µg carotene = 12µg caroteinoiden Bronnen Dierlijke producten: melk, kaas, boter en lever → retinol Groenten en fruit: → β-caroteen Stijn Vandelanotte -27- Aanbevolen hoeveelheid vit A mens/dag - Kinderen <6 jaar 300 RE - Oudere kinderen 400-700 RE - Volwassenen 750 RE - Zwangerschap 750 RE - Lactatie 1200 RE Voedingsleer: theorie Langdurige absorptie hoge dosis vit A → beenderen gevoelig voor fracturen Vitamine D (calciferol) Algemeen Anti-rachitisvitamine Wordt gevonden in de onverzeepbare fractie van vetten en olien Sterolderivaat met 2 actieve vormen Vitamine D2 (ergocalciferol) Gisten en schimmels produceren het provitamine van D2 (ergosterol) ⇒omgezet tot vitamine D2 na bestraling Vitamine D3 (cholecalciferol) → uitsluitende D3 in de natuur Rol van vitamine D Vereist voor normale calcificatie groeiend been Hoeveelheid verschilt volgens de Ca/P verhouding → ideaal is 2/1 hoe onevenwichtiger verhouding → hoe meer vit D nodig is bij goede verhouding en goede voorziening van Ca en P ⇒ minimale behoefte aan vit D bij grote tekorten kan een grote hoeveelheid vit D het tekort niet compenseren de species Vit D oefent een invloed uit op het Ca en P-metabolisme door: Verhoogde Ca-resorptie in de dunne en dikke darm Verhoogde afzetting van Ca-zouten in been en tanden Omzetting van organisch → anorganisch P (dmv alkalisch fosfatase) Positieve invloed op citroenzuur gehalte in het bloed Gebrek aan vit D Gevolg bij kinderen: rachitis! = niet verkalken vh skeleten Gevolg bij volwassenen: osteomalacie oorzaken verlies capaciteit aanmaak en activatie vit. D drinken van weinig zuivelproducten lage blootstelling aan de zon Opname en behoefte 2 belangrijke bronnen voor de mens De voeding 50% vh vit D wordt opgenomen Resorptie in de dunne darm Transport in chylomicronenfractie via lymfe en opstapeling in de lever Synthese in de huid Darmwand: cholesterol → provit D3 (7-dehydrocholesterol) → transport naar huid → oiv zonlicht → D3 Provit D2 wordt in organisme niet omgezet Normaal is deze bron bij volwassenen voldoende , afhankelijk vd klimatologische omstandigheden Vitamine D eenheden in µg 1UI = 0,025 µg Aanbevolen dagelijkse hoeveelheid 10µg kinderen <6 jaar en tijdens zwangerschap 2,5µg oudere kinderen en volwassenen Bij langdurige hoge dosis vit D ⇒ hypervitaminose mogelijk Vitamine E (tocoferol) Algemeen Wordt gevonden in de niet-verzeepbare fractie van vetten en oliën Vooral plantaardige oliën met hoog linolzuurgehalte bevatten gewoonlijk veel vit E Vorming vd haemgroep = deel van katalase (een enzym dat de gevormde peroxiden vd vetoxidatie degradeert) Opname en behoefte In de voeding: ≈ 25% wordt geresorbeerd Transport via lymfe → lever ~ als labiele reserve Deficientie → hemolyse Bij kinderen: haemolytische anaemie (bij volwassenen zijn er geen deficiente symptonen) Behoefte Afhankelijk vh gehalte aan poly-onverzadigde VZ 10-25mg/dag → overdosis komt zelden voor Stijn Vandelanotte -28- Voedingsleer: theorie Bron: noten, zaden, olie, margarine, dressing Rol van vitamine E belangrijk bij voortplanting van de rat Erg gebrek ⇒ Afsterven embryo’s en ontaarding kiemepitheel testes ⇒ irreversibele letsels Minder erg gebrek ⇒ verlamming van de jongen Ook belangrijk bij de hamster, hond, haan, niet bij de muis en ook bij herkauwers is het niet bewezen Belangrijk bij spierweefsel Gebrek ⇒ nutritionele spierdystrofie (kalf, rund, kip) en stiff lamb disease (lam, geitjes) Deze spierdystrofie komt vooral voor in de skeletspieren, soms hartspier en de gladde spieren Gevolgen van ziekte: stijfheid, spierzwakte en verlamming door degeneratieve veranderingen in de spier en verhoogde creatine uitscheiding Gebrek ⇒ nutritionele encephalomalacie bij kuikens van 3 à 5 weken Gevolgen van ziekte: verweking van de kleine hersenen ⇒ ongecontroleerde gang = crazy chicken disease Hoog sterfpercentage!! Gebrek ⇒ ontaarding vh depotvet met oxidatieve ranzigheid vh vet in vivo waarbij het vet een gele kleuring ondergaat (yellow fat disease) Gebrek ⇒ destructie van de erythrocyten Vitamine K (fyllochinon K1; Farnochinon F2) Algemeen Vit K1: planten en voeders van dierlijke oorsprong, afhankelijk vh dieet dat de dieren ontvingen Vit K2: komt voor in de lever en wordt ook gesynthetiseerd door darmbacterien Andere soortgelijke verbindingen met vit K-activiteit werden vervolgens gesynthetiseerd (bv K3) Deze synthetische vitaminen worden menadion-preparaten genoemd Bronnen: groene groenten, lever , eigeel De rol van vit K Belangrijkste functie gesitueerd bij de bloedstollingsprocessen omdat het de synthese reguleert van volgende stoffen Prothrombine Proconvertine Plasmathroboplastine Stuart-factor De precieze moleculaire werking van vit K is nog ongekend Antagonist van vit K → de zgn coumarines Bv voor rattenvergif Bv bij behandeling v/e trombose Rol bij beendervorming Opname en behoefte Geresorbeerd met de vetten Via lymfetransport naar lever waar het zijn werking uitvoert Weinig vitamine K weerhouden Weinig of geen vitamine K reserve Uitscheiding via gal en urine Dagelijkse behoefte: 1,5µg/ kg lichaamsgewicht Gebrek aan vitamine K? Komt zelden voor Indien toch ⇒ verlengde bloedstollingstijd ⇒ risico bloeding en bloedverlies ↑ Pasgeboren baby’s krijgen een injectie Vitamine B1 (thiamine) Algemeen Opbouw: thiamine = pyrimidinekern verbonden met een thiazolgroep Structurele veranderingen aan de thiamine-molecule Biologische activiteit ↓↓↓↓↓↓ Vorming van antivitaminen Hitte en lichtgevoelig Bronnen: biergist en graangewassen, varkensvlees, noten Functie Co-enzym E-metabolisme Helpt synthese neurotransmitters Stijn Vandelanotte -29- Voedingsleer: theorie Rol van thiamine Thiaminepyrofosfaat (TPP) is de actieve vorm van vit B1 Lever: omzetting van thiamine dmv ATP ⇒ TPP en AMP TPP is het coferment vd oxidatieve decarboxylatie van pyrodruivenzuur → acetyl-CoA α-ketoglutaarzuur → succinyl-CoA TPP is dus belangrijk in de koolhydraat-stofwisseling Acetyl-CoA is een belangrijk intermediair bij de VZ synthese en de sterolvorming Voorkomen van TPP: Vooral in de bloedcellen: ≈ 10µg/100ml Voorkomen van thiamine: overal (hersenen, lever, nieren, hart) Reserves zijn zeer beperkt ⇒ opname via de voeding is vereist! Opname en behoefte algemeen Enkel absorptie in vrije vorm in de duodenum (max 15mg/dag) TPP in de voeding wordt door de spijsverteringsfosfatasen gehydrolyseerd Geen opstapeling mogelijk TPP in het lichaam gemetaboliseerd → metabolieten via de urine uitgescheiden Gebrek aan thiamine Gevolgen ⇒ opstapeling pyrodruivenzuur en melkzuur ⇒ verzuring vh bloed ⇒ verstoring vd energielevering Hart en hersenen zijn erg gevoelig voor minder energie Waterhuishouding is ook gevoelig Beri-beri-ziekte ♦ 3 types Infantiele vorm: op jonge leeftijd (2-5maand) of bij borstvoeding (gebrek bij moeder) Natte vorm: oedemen Droge vorm: atrofie vd spieren en zenuwen ♦ Beschadiging van zenuwstelsel, hart en spieren ♦ Onbehandelde beri-beri kan fataal zijn en algemene verlamming geven ♦ Komt vooral voor in rijstetende landen door het eten van te ver geslepen rijst Oorzaken: ondervoeding of alcoholisme Alcohol: nadelig voor de opname en beschikbaarheid omdat: Alcohol is calorierijk Alcohol de darmpabsortpie van thiamine benadeelt Alcohol het leverweefsel aantast ⇒ verstoren van belangrijke fysiologische processen Thiaminebehoefte Uitgedrukt obvd hoeveelheid energie die geleverd wordt door de KH en vetten in het voedselpakket Aanbevolen: 0,4mg thiamine/4,2 MJ → Dagelijkse behoefte ≈ 1,5mg vit B1 Vitamine B2 (riboflavine) Algemeen Bestanddeel van enzymen (flavoproteinen) die betrokken zijn bij de energiestofwisseling in de krebscyclus Opbouw: dimethyl-iso-alloxazinekern met het alcohol van ribose als zijketen Sterk reducerende stoffen zetten het riboflavine om tot een kleurloos leukoderivaat dat aan de lucht terug geoxideerd wordt Vernietigd door lichtinwerking Bronnen: melk en zuivelproducten, integrale en aangerijkte granen Functie: coenzym bij energiemetabolisme en ondersteunen vd antioxidantia Rol van vitamine B2 Fosforylatie bij opname in de darmwand en naar de lever als FAD (75%) en verder ontstaat het ook als FMD FAD en FMD zijn beiden prosthetische groepen van diverse enzymsystemen = flavoproteinen FAD en FMD zorgen zijn dus H-/e- overdragers en zijn belangrijk bij de energievoorziening Het oxidatieproces levert energie die deels kan opgeslagen worden ovv ATP. De ademhalingsketen is niets anders dan een transportsysteem van H of van é waarbij ATP ontstaat Het flavoproteine belangrijk als/bij Dehydrogenase vh NAD-NADH2 De omzetting van barnsteenzuur tot fumaarzuur Het Metabolisme en synthese van VZ Het metabolisme van purines De oxidatieve deaminatie van AZ vitamine B2 Stijn Vandelanotte -30- Voedingsleer: theorie Opname en behoefte Resorptie van riboflavine gebeurt in de darm (tijdens de opname wordt het gefosforyleerd) Voorkomen riboflavine: in alle weefsels met een hogere concentratie in de lever, nieren en hart Uitscheiden riboflavine: via de urine Gebrek? Treedt pas op na zeer lange tijd van deficientie en als het er is, komt het samen met deficienties vd wateroplosbare vitamines ⇒ ontstaan van laeses vd muceuze membranen bij cellen met een zeer intensieve stofwisseling Bv :lippen, tong, ogen Alle symptonen van pellagra Oorzaken: alcoholisme en ondervoeding Vitamine B6 (pyridoxine) Algemeen Vooral belangrijk in de eiwitstofwisseling essentieel voor de omzetting van het AZ tryptofaan → nicotinezuur men spreekt vaak over een pyridoxine groep: verschillende verbindingen die gemakkelijk overgaan in mekaar vitamine B6 neemt deel in talrijke metabolische reacties er werden reeds een 60-tal enzymatische systemen ontdek waarbij dit vitamine een co-enzymfunctie heeft bronnen: vlees, vis, gevogelte, lever, aardappelen, bananen, watermeloenen Rol van vitamine B6 De actieve vorm van pyridoxine is pyridoxaalfosfaat (B6-P) B6-P is een coenzym van de deaminatie, decarboxylatie, transaminatie, transsulfuratie Deficienties komen zelden voor Oestrogene hormonen stimuleren de synthese van nicotinezuur of vit PP Als deze metabolische weg frequent wordt gebruikt ⇒ veel vit B6 nodig ⇒toch tekort mogelijk bij te weinig beschikbaarheid van B6 ⇒omzetting tryptofaan → nicotinezuur kan niet volledig doorgaan + ophoping van tussenmetabolieten ⇒uitscheiden via urine ⇒ indicatie voor gebrek aan vitamine B6 Gebreksverschijnselen: anaemie, zenuwachtigheid, hyperactiviteit Hypervitaminose: bij langdurig hoge dosis ⇒ permanente zenuwstelselschade Opname en behoefte Vitamine B6 wordt gemakkelijk geresorbeerd Geen reserve aanleg Normaal dieet: 2mg vit B6/dag Aanbevolen hoeveelheid? Afhankelijk van de energetische waarde vh dieet en het eiwitgehalte Vitamine B12 (cobalamine) Voorkomen? Onder diverse vormen aanwezig in het organisme die algemeen aangeduid worden als cobalamines Biochemische functies Synthese van DNA (reductase van ribose tot desoxyribose) Purine- en pyrimidinestofwisseling Metabolisme in het zenuwstelsel Synthese van talrijke AZ Synthese van choline (=belangrijk bij de zenuwwerking) Gebrek aan vitamine B12 Eerst waarneembaar in de sneldelende cellen (bv rode bloedcellen) Gevolgen: perniceuze anaemie (megaloblastische anaemie) Dit komt neer op een groot aantal in “embryonaal” stadium verkerende RBC Normaal komt dit niet voor, tenzij bij extreme vegetariërs Oorzaken van tekort Onvoldoende maagsecretie → moeilijke vrijstelling van vitamine B12 uit eiwitten → een deficit aan de ‘intrinsic factor’ (de factor waaraan vit B12 moet gebonden worden vooraleer het kan geresorbeerd worden Dagelijkse behoefte: zeer gering (0,1 – 1µg) → co-enzym van slechts beperkt aantal enzymen Vitamine B12 absorptie Speekselklieren: R-proteine Maag: intrinsieke factor (IF) in maag: B12-R Pancreasenzym: partiele degradatie ⇒ R B12 vrij binden aan IF ⇒ B12-IF Ileum: B12-IF bindt receptor en absorptie na 3-4u ⇒ B12 komt in de circulatie ovv transcobalamine Is er geen goede absorptie van B12 ? extra B12 opnemen via injectie of met een overmaat via de voeding Stijn Vandelanotte -31- Voedingsleer: theorie Vitamine B3 (nicotinezuur of ook soms vit PP (zie eerder)) Algemeen Er zijn 2 gelijkaardige actieve stoffen met vitaminewerking gekend Nicotinezuur (niacine) Nicotinamide (niacinamide) Dit zijn beiden pyridinederivaten Nicotinamide is een component vd coenzymen NAD (nicotinamide adenine dinucleotide) en NADP (nicotinamide adenine dinucleotidefosfaat) Enzymes die NAD en/of NADP belangrijk voor (samen met de flavo-enzymes) de celrespiratie Meerdere reacties mbt KH, LP en EW-metabolisme Functie (zelfde als cobalamine) Co-enzym bij energiemetabolisme Ondersteunt de VZ synthese Bronnen: integrale en aangrerijkte granen, vlees, vis, gevogelte Synthese van nicotinezuur uit tryptofaan (behalve bij herkauwers Indien voldoende tryptofaan → geen dietische behoefte aan nicotinezuur Tekort aan tryptofaan → EW-synthese heeft voorrang op de vit-synthese Nicotinezuurbehoefte is dus afhankelijk vh tryptofaangehalte in het dieet Ernstige tekorten → pellagra = ziekte van de 3 D’s (dermatitis, diarre en dementie) Vandaar: Vit PP staat voor pellagra preventieve factor Aanbevolen hoeveelheid nicotinezuurequivalenten: 1 EN = 1mg nicotinezuur Panthotheenzuur (vitamine B5) Algemeen Bestanddeel van Coenzym A (= panthotheenzuur, adenosine3P, pyrofosfaat en het mercapto-ethylamine) CoA heel belangrijk in het intermediair metabolisme Acetyl-CoA is betrokken bij het metabolisme vd KH, LP en EW CoA ook belang bij de synthese van hormonen met een sterolstructuur (corticosteroiden vd bijnierschors) Dit staat mede onder de invloed vh ACTH of “adreno cortico tropic hormone” van hypofyse ♦ Stress → ACTH productie ↑ → synthese vd corticosteroïden ↑ ⇒ aanbreng van panthotheenzuur is dan aanbevolen Panthotheenzuur opgebouwd uit: pantoïnezuur en β-alanine Andere functie: belangrijk bij de wondgenezing Zelden gebreksverschijnselen door de ruime variatiemogelijkheden in het dieet Extreme situaties met gebrek → braken en verbranding vd huid (burning feet syndroom) → of stoornissen van de groei, de voortplanting, de huid, de vertering, de zenuwen Bronnen: bijna overal Biotine Algemeen Optisch actief → enkel het rechtsdraaiend vertoont Vitamine-eigenschappen. α-vorm komt voor in eigeel β-vorm komt voor in de lever Bestanddeel van meerdere enzymsystemen CO2 fixatie en decarboxylatie Rol in CO2-opname bij omzetting pyrodruivenzuur → oxaalazijnzuur Rol decarboxylatie bij de omzetting van oxaalbarnsteenzuur → α-ketoglutaarzuur Gebreksverschijnselen komen niet voor bij de mens Avidine Wat? antagonist van biotine Zorgt ervoor dat biotine onresorbeerbaar is Dit zorgt slechts voor problemen als wekelijks meer dan 50 rauwe eieren gegeten worden Verlies van zijn bindende eigenschappen na verwarmen tot 100°C Aanbevolen hoeveelheid biotine? Voor volwassenen 100-300µg/dag Functies: AZ-, VZ-, DNA synthese Bronnen: bloemkool, lever, pindanoten, kaas Stijn Vandelanotte -32- Voedingsleer: theorie Foliumzuur Algemeen In het organisme in 2 stappen gereduceerd tot THFA of tetrahydrofolic acid THFA is de uitgangsstof voor verschillende derivaten Deze derivaten worden actief betrokken bij het metabolisme van tal van AZ Bv: het katabolisme van histidine waaruit glutaminezuur en een Cl-verbinding ontstaat Bronnen: in bladeren van bepaalde groenten (bv spinazie), lever, eieren, aardappelen Functies: Een aantal glutaminezuur-functies bij natuurlijk foliumzuur Synthetische hebben slechts 1 glutaminezuur Co-factor in verschillende enzymsystemen met rol in de transformaties van metabolisme van de C1-verbindingen de vorming van purine en pyrimiden → belangrijk bij de vorming van nucleïnezuren rol bij de interconversie van serine en glycerol gebrek: verstoring van de snelgroeiende weefsels (zie ook vit B12 ) zenuwstelsel is ook onderhevig aan tekorten aanbevolen hoeveelheid? ≈ 400µg foliumzuur/dag Vitamine C (L-ascorbinezuur) algemeen naam vit C of ascorbinezuur? Door zijn antiscorbutische werking: ascorbinezuur (scorbut = scheurbuik) 2 vormen: gereduceerde en geoxideerde vorm Voorkomen: in alle levende weefsels als component vh redoxsysteem vh celmetabolisme Gebrek Bij de mens, aap en rat: Scorbut of scheurbuik Andere species hebben nooit vit C deficientie Degeneratie vd spieren Ruwe huid Scorbutis of scheurbuik? Symptomen: Eerst: Grote vermoeiheid en reumatische klachten Daarna: bloedingen vh tandvlees, spieren, onder de huid en in gewrichten (zeer pijnlijk!) Pijnlijke ademhaling door zwellingen aan ribben De beenderen worden broos Vitamine achtige verbindingen: choline, carnitine, inositol, taurine Functies? Vorming van collageen Het Fe-metabolisme ⇒ haemgroep-vorming wordt beinvloed door vit C Relatie tussen vit C concentratie en cytochroom P 450 (een bestanddeel vd haemgroep) Vorming van Tyrosine Anti-oxidant Aanmaak hormonen, galzouten, serotine, DNA immuniteit Versterken van het weerstandsvermogen Tegen bacteriën: door de rol van vitamine C bij de synthese van antilichamen. In deze antilichamen is cysteine ingebouwd, de synthese van cysteine is echter deels afhankelijk van vit C omwillen van zijn rol in de redoxsystemen Tegen virale infecties: doordat vitamine C de virale nucleoproteinen en vetachtige substanties zou verstoren Hierdoor kunnen nucleasen vh organisme het virus aantasten Beïnvloeden van de cyclische AMP en GMP Deze zijn belangrijk bij de secreties van hormonen Toename van werkkracht oiv vit C: hoge vt C (1g/dag) → meer VZ in bloed → meer AMP Aanbevolen hoeveelheid? → Verdeelde meningen Algemeen: 100mg/dag USA: 250 mg/dag Aanwezigheid v/e pool aan vit C bij de mens ⇒ 20-50mg/kg lichaamsgewicht Bij een niet-stresstoestand: katabolisatie van 1 à 1,7mg/dag Bij verhoogde inspanning of stress: katabolisatie van 6-7 mg/dag Bronnen: Fruit: citrus, aardbeien, kwi Groenten: tomaten, aardappelen, broccoli OPM: hoog gehalte aan vit C in bijnierschors? Hypothes: vit C beinvloed de vorming van corticosteroide hormonen Stijn Vandelanotte -33- Voedingsleer: theorie Hoofdstuk 7: De mineralen Inleidende dia’s Water Belangrijkste compartimenten Intracellulair vocht Extracellulair vocht Waterbalans Input: drank, voedsel metabolisme Output: nieren, huid, longen, faeces Andere invloedsfactoren Alcohol en cafeine Dehydratatie Functies Vervoert nutriënten en afval Smeren vd gewrichten Participeerd in chemische reacties Behoud lichaamstemperatuur en afkoeling Onderhouden vd pH balans Elektrolyten (mineralen) De belangrijkste positief geladen ionen (kationen): Na+ en K+ Na+ : extracellulaire vloeistof K+: intracellulaire vloeistof Na-K pomp: behoud Na/K balans De belangrijkste negatief geladen ionen (anionen): Cl- en PO-43 Algemeen: mineralen! Wat? levensnoodzakelijke elementen Functies in levende materie? Belangrijk bij: In stand houden van de elektroneutraliteit Handhaven vd osmotische druk Invloed op oplosbaarheid colloiden Onderdeel bepaalde buffersystemen Prikkeloverdracht Component van bepaalde enzymsystemen → invloed op metabolisme Functies bij hogere organismen Vooral tanden en beenderen ⇒ rol in eigenlijke opbouw vh lichaam Hoeveelheid mineralen in het lichaam: zeer fijne regeling binnen bepaalde grenzen Uitscheiding mineralen compenseren via voeding Bij een volwassen: ≈ 15-25g / dag uitscheiding Voortdurende omwisseling Cellen wisselen ionen met extracellulair vocht Opbouw en afbraak cellen vereisen binding en vrijstelling van mineralen Prikkeling en prikkeloverdracht: verschuiven vh mineralenbestand Afscheiding secreteren of water (verschil osmotische druk) verbonden met uitscheiding mineralen Natrium (Na) Rol en verdeling De grootste hoeveelheid (± 142 meq/l) in extracellulair vocht → regelen osmotische druk Kleinere concentratie in intracellulair vocht (15meq/l) Dit komt voor in het skelet (20g) en is voor 2/3 uitwisselbaar Totale hoeveelheid Na in menselijk lichaam ≈ 75g Samen met K en Cl verantwoordelijk voor de prikkelgeleidbaarheid Basis vd prikkeloverdracht: verandering in membraanpermeabiliteit ⇒ verandering in kationen-bestand langs bepaalde membranen Dit fenomeen treedt op in verschillende opeenvolgende zones ⇒ zenuwimpuls kan zich voortplanten tot de spierfibrillen ⇒ contractie Belangrijkste tegenion vd HCO3-/HCO-32 buffer Activator van bepaalde enzymsystemen Stijn Vandelanotte -34- Voedingsleer: theorie Opname en uitscheiding Eigenschappen Zeer goed oplosbaar en snelle opname in darmsysteem Via actief transprot vanuit darm opgenomen en via interstitiele vocht getransporteerd naar het bloed Na-opname mens: gem 4,6g/dag Na-overmaat Stijging osmotische druk →ADH-pressine hormoon productie ↑→ wateropname↑→ osmotischedruk↓ Stijging osmotische druk → Na-opname door het skelet → osmotisch druk ↓ Na-tekort Productie aldosteron in bijnierschors → Na-reabsorptie in distale tubuli ↑ Mobilisatie van skelet natrium Normale mens → zeer nauwkeurige regelmechanismen ⇒ Na-balans verschilt nooit meer dan 2% Zelfs al wordt de normale balans veranderd door een grote opname, zweet, braken of diarree Uitscheiding via zweet bij normale mens en gematigd klimaat ≈ 150mg/dag Moedermelk bevat gemiddeld 20mg Na/100ml Storingen ivm natrium Na-tekort Daling osmotische druk → dehydratatie Daling bloedvolume, verslapping vd aders, lage bloeddruk en zeer snelle hartslag Zenuwsysteem: apathie en coma Verteringsstelsel: minder beweging, verminderde eetlust, braken en diarree Hoeveelheid urine ↓ en is Na vrij Vermoeide spieren en krampen Na teveel Stijging osmotische druk ⇒ waterophoping , oedeem, hoge bloeddruk, bloedarmoede, vergroot hart en nieren Kalium (K) Rol en verdeling Voorkomen: Vooral intracellulair (145meq/L) → regelen vd osmotische druk Deels extracellulair (5meq/L) Totale K inhoud van een gemiddeld volwassen lichaam ≈ 152,5g Andere functies: Samen met Na en Cl verantwoordelijk voor de prikkelgeleidbaarheid K draagt bij tot de zwelling en de functionering vd eiwitten Activatie van sommige enzymen Tegenion van fosfaatbuffersystemen Opname en uitscheiding Gemiddelde K-dagopname ≈ 4g/dag Actieve resorptie gebeurt in de dunne darm, wel trager dan Na In de darm is er een endogeen verlies van ongeveer 300mg/dag K wordt volledig gefilterd in de glomerulus Grootste gedeelte wordt tubulair gereabsorbeerd door actief transport Klein deel wordt gesecreteerd Regeling van de K balans berust op 2 factoren 1) kaliumconcentratie vd renale tubulaire cellen K opname ↑ → K concentratie in de cellen ↑ → vergemakkelijkt de secretie in het nierlumen 2) aldosteron Verhoogd de tubulaire K-secretie De cellen vd bijnierschors (deze scheiden aldosteron af) zijn gevoelig voor verandering vd K-concentratie in het extracellulaire vocht K-concentratie in extracellulaire vocht ↑ → aldosteronproductie ↑ → secretie ↑ Via zweet wordt onder normale omstandigheden 100mg/dag K uitgescheiden Moedermelkbevat ≈ 50mg/100ml Storingen K-tekort: apathie, nausea, lagere bloeddruk, spierzwakte en evt. zelfs hartstilstand K-teveel: voortdurend hyperkaliaemi: spierstoornis, collaps bloedsomloop en ook hartstilstand Stijn Vandelanotte -35- Voedingsleer: theorie Chloor (Cl) Rol en verdeling Voorkomen Hoofdzakelijk extracellulaire vocht (104meq/l) → regelen osmotische druk Deels in intracellulaire vocht (10meq/l) Als het anion in HCl in maagsap → ≈ 10g/dag chloride uitscheiden Opname, uitscheiding en storingen Opname mens: ≈ 80-320 meq/dag Zeer goed oplosbaar Opname in het begin van de dunne darm Volgt Na Cl-overmaat → niet gekend Opgevangen door ADH Gedeeltelijk weggewerkt via urine Cl-tekort → spierzwakte Teniet gedaan door aldosteron Geringe, met Na en K gelijklopende uitscheiding via faeces en zweet Calcium Rol en verdeling Voorkomen: grootste gedeelte Ca (1250g) in skelet Het skelet: Ontstaat uit osteocyten = organische matrix → opgebouwd uit collageenvezels samengekit door chondroitinesulfaat Langs bloedvaten tussen de osteocyten: aanvoer van mineralen In een eerste fase: vorming Ca3(PO4)2 In een tweede fase: vorming kristallijne apatiet = Ca5(OH,Cl,F).(PO4)3 In dit kristallijne netwerk vind men ook nog kleine hoeveelheden Na, K, Mg en SO-42 Verlenging en verbreding vh been door osteoblasten In het midden vh been werken de osteoclasten die enzymen afscheiden om mineralen op te lossen en aldus vh been een holle doch stevig structuur maken Skelet neem intensief deel aan het dynamisch evenwicht en Ca wordt voortdurend neergeslagen en opgelost Functie van Ca Regeling vd spiercontractie Werking Normaal is er geen Ca binnenin de cel Zenuw prikkel → spiercel aanzetten → wijziging in permeabiliteit → Ca stroomt cel binnen Ca in cel → blokkering van 2 remeiwitten (troponine en tropomyosine) → onblokkering van de 2 spiereiwitten (acitne en myosine) → spiereiwitten schuiven over elkaar → samentrekking vd spier Spier terug tot rust? Uitpompen van Ca door actieve pomp → remeiwitten blokkeren de spiereiwitten Besluit: onmisbaar voor het hart en longfunctie Aanwezig in het extracellulaire vocht (5meq/L) waarvan voor 60% in ionvorm , rest als citraat en serumeiwitten Belangrijk voor zenuwgeleiding en prikkelbaarheid Activator van enzymen of biologische systemen Opname en uitscheiding van Ca Resorptie voor al in bovenste deel vd dunne darm Absorptie van Ca is zeer sterk beinvloedbaar Bevorderd door vit D, EW en AZ, lactose inhibitie door oxaalzuur, fytinezuur enVZ Verhouding Ca/P buiten de grenzen van 2/3 – 3/2 → vermindering van Ca opname Spijsverteringssappen: scheiden 50mg Ca/dag uit in de darm → deel Ca in faeces is dus van endogene oorsprong Wanneer het skelet en de zachte weefsels verzadigd zijn met Ca → uitscheiden van 250mg Ca/dag Ca-uitscheiding via urine: sterk afhankelijk van de opname Zuivelrijk dieet: tot 1g/dag Normaal dieet: gem. 230mg/dag Stijn Vandelanotte -36- Voedingsleer: theorie Voor de spierprikkeling en contracties is een constante bloedconcentratie vereist. Calciaemie gestuurd door 2 hormonen Parathyroid (PTH): hormoon van de bijschildklier Calcitonine (CTN): door schildkliercellen Verlaging Calciaemie → productie PTH ↑ , dit PTH werkt samen met het derivaat van vit D voor .. Stimuleert de osteoclasten Stimuleert de Ca-absorptie door bevorderen vh actief transport in darmwand en het stijgen van tubulaire reabsorptie van Ca in de nieren Reduceert renale reabsorptie PO-43 Verhoging Ca-concentratie → productie CTN dit verhoogt het neerzetten van Ca in het skelet verlaagt te tubulaire reabsorptie vermindert absorptie uit de darm Storingen in verband met Ca Verlaagde Ca-bloedspiegel verstikkingsdood Verhoogde pirkkelbaarheid van zenuwcel en spiercelmembranen ⇒ hypocalcemische tetanie ⇒ spierkrampen↑ Ca – tekort Rachitis = onvoldoende gecalcifeerde beenderen Beenderen die onder druk staan buigen door en vervormen Osteomalacie: rachitis bij volwassenen = sterke decalcifiering vh skelet ⇒ vervorming ruggengraat, borst, … Osteoporose: storing met reductie vh totale beenamssa, matrix en mineralen ⇒ poreuze en breekbare benen Ca – overmaat Aritmiek vd hartspier en verminderde neuromusculaire prikkelbaarheid Fosfor Rol en verdeling Voorkomen als fosfor → structurele rol in het beenkristal 75% vd totale lichaamsfosfor (750g) in skelet … ⇔ Ca/P verhouding is 2/1 In het intracellulaire vocht (90meq/L) → is daar 1 vd belangrijkste buffersystemen In het extracellulaire vocht (2meq/L) Voorkomen als fosfaat → talrijke biologische moleculen: NADP, Nucleinezuren ATP, ADP, fosfolipiden Opname en uitscheiding Hoofdaandeel opgenomen met de voeding (organisch gebonden) Darmfosfatasen Afsplitsing van fosfaat (anders geen resorptie mogelijk) → resorptie van fosfaat Resorptie wordt tegengewerkt door factoren die fosfaat doen neerslaan zoals: Fe, Al, Cu en hoge pH Opname per dag? Gemiddeld 600mg/dag waarvan 150mg door resorptie en 50mg door endogene secretie De extracellulaire concentraties van Ca en fosfaat zijn afhankelijk van elkaar Dit wordt bepaald door een constant ionenproduct Fosfaatconcentratie ↑ ⇒ afzetting van extracellulair Ca (en omgekeerd) Extra gevolg: invloed van PTH en CTN omgekeerd als bij Ca PTH zal Ca en P vrijstellen uit skelet ⇒ fosfaatspiegel ↑ doch zal de renale reabsorptie ↓ ⇒ fosfaatpeil ↓ en Ca-peil wordt hersteld Storingen Zelden omdat P overal aanwezig is Echter een te geringe opname van P ⇒ rachitis en andere beenderstoornissen Een te grote opname van P ⇒ tubulaire nefritis Stijn Vandelanotte -37- Voedingsleer: theorie Magnesium Rol en verdeling Totale hoeveelheid Mg in het lichaam is ongeveer: 20-28g In het skelet (13g): ingebouwd in apatiet Intracellulair (15meq/L): Spiercellen (6g) , lever, hart en pancreas bezitten ook een behoorlijke hoeveelheid Mg Extracellulair vocht: 50% ionisch en 50% gecomplexeerd of eiwitgebonden Betrokken bij/als Cofactor van bijna elke fosfaat transfer Vorming van acetyl CoA Synthese van DNA en RNA Aanhechting van RNA aan ribosomen Neuromusculaire transmissie en activiteit Opname en uitscheiding Vergelijkbaar met Ca Gestimuleerd door: zure pH of lactose Geinhibeert door: fytaat, oxalaat, VZ, hoge fosfaatconcentraties Absorptie omgekeerd evenredig met Ca Oorzaak: Ca en Mg zijn in competitie voor dezelfde transportmechanismen doorheen de darmwand De nieren zijn de eerste regelaars vd Mg-homeostase Lage Mg-conc: bevordert renale absorptie Hoge Mg-conc: bevordert urinaire secretie Storingen Mg tekort Groeivertraging, overprikkelbaarheid, kramp tetanie, delirium, metabolismestoornissen Mg te veel? Komt niet voor Zwavel Rol en verdeling Bouwsteen vd AZ methionine en cysteine Voorkomen als sulfaat: in mucopolysachariden (als chondroitinesulfaat en cerebrosiden) De HS groep is biologisch actief in CoA Rol in detoxificatie van bepaalde metabolieten Opname en uitscheiding Belangrijkste opname van zwavel Ovv methionine en cysteine Sulfaat kan ook opgenomen worden Meeste afbraak eindigt op sulfaat wat uitgescheiden wordt via de urine Storingen Komen zelden voor Stijn Vandelanotte -38- Voedingsleer: theorie Hoofdstuk 8: De sporenelementen Inleiding Wat? levensnoodzakelijke bestanddelen van enzymen, hormonen, eiwitten in zeer kleine hoeveelheden Gebrek: specifieke gebrekssymptomen Oorzaken: afwezigheid in dieet, omdat ze niet geresorbeerd kunnen worden, door interactie met andere sporen Functie Sommigen hebben een zeer specifieke werking en zijn onvervangbaar door een ander element Bv: Fe in de Haemgroep van haemoglobine en myoglobinne Sommige van deze sporen elementen spelen geen fysiologische rol Ze komen in zeer kleine concentraties voor en kunnen worden aanzien als verontreiniging van lucht, bodem, … Concentratie in lichaam: <50mg/kg Werking: biokatalytisch door de geringe concentratie Bewijs: sporen zijn meestal onderdeel van enzymen, hormonen en eiwitten Bv: enzymsysteem Sporen element kan het actieve centrum vormen Zorgen voor de binding van substraat aan het enzym In de lever: lever = depotorgaan van de sporenelementen Te kort of overmaat → lever werking → respectievelijk vrijstelling naar bloed of vastlegging Daling van leverreserve → daling in bloedpeil Bloedanalyse of leverbiopsie geven de status weer van de sporenelementen Ijzer Rol en verdeling Volwassen persoon: 4g Fe 75% als hemoglobine 5% als weefselijzer (myoglobine) 15% als Fe-reserve opgeslagen in lever, milt, beenderen en darmslijmhuid voorkomen ovv: ferritine: eiwitcomplex per molecule 6 Fe-ionen hemosiderine: colloidal mengsel van ijzer(III)hydroxide siderofiline: ijzerhoudend β-globuline Opname en uitscheiding Via voedingsmiddelen als anorganische en organische verbindingen Anorganische verbindingen: ferri-ion is zeer slecht oplosbaar en opneembaar. Ferro-ion omgekeerd Fe resorptie gestimuleerd door factoren die reducerend milieu handhaven → bv vit C Fe resorptie geinhibeerd door fytaat of fosfaat → ze doen Fe neerslaan Organische verbindingen: Fe uit niet-haemverbindingen worden weinig opgenomen Haem-Fe is beter opneembaar Oplossing van Fe uit organische moleculen vooral HCl uit maagsap belangrijk Opname vooral in duodenum In darmmucosa: Fe opslag als ferritine Aanvoer via transferrine Is het darmferritine verzadigd ⇒ geen Fe meer Vanuit ferritine wordt Fe gemobiliseerd (Cu is hierbij van belang) Transportmoleculen brengen Fe naar verbruikspunten en/of andere reserve plaatsen Hemoglobine Opgebouwd in merg vd borstbeenderen, schedelbasis, opperarmen en benen Afbraak in lever en vrijgestelde Fe naar depots Uitscheiden van Fe gebeurt via gal en darm (dus faecaal) Vrouwen verliezen grote hoeveelheden ijzer tijdens de menstruatie Storingen Gebrek: bloedarmoede Hypochrome microcytaire anaemie (kleiner en minder gekleurde bloedcellen) Fe gehaalte daalt tot ½ of 1/3 vd normale waarde Zuurstof toevoer ↓ → vermoeidheid en lusteloosheid Gebrek tijdens zwangerschap → aangeboren afwijkingen bij de foeutus Jonge wezens worden normaal geboren met een voldoende ijzerreserve voor de eerste maanden Stijn Vandelanotte -39- Voedingsleer: theorie Overmatige opname ⇒ hemosiderose → Fe opstapeling als hemosiderine in de lever zonder weefselbeschadiging hemocromatose → Fe opstapeling als hemosiderine in de lever met weefselbeschadiging en disfunctie Referentie persoon Fe verlies: 1mg/dag Slechts 8% vh ijzer is resorbeerbaar ⇒ een opname van 12mg/dag (tot 18 voor vrouwen) is aanbevolen Voedingsmiddelen bezitten weinig Fe, behalve vlees en orgaanvlees ⇒ grote kans op Fe gebrek OPM: in Zweden en VS is ijzersulfaat als voedingsadditief toegelaten Koper Rol en verdeling Voorkomen in volwassene: 80mg Cu 60% in weefsels 20% in skelet 10% in lever In bloedplasma ovv verschillende vormen (belangrijkste is ceruloplamine = een koperhoudend eiwit) Functie Cofactor van verschillende enzymen. Ijzermobilisatie uit de reserve → hemoglobine vorming Vrijstelling van energie in de ademhalingsketen Vorming van fosfolipiden Synthese van collageen in bindweefsel en skelet Opbouw vd onderhuid en haar pigment → Cu is cofactor voor tyrosinase (tyrosine → melanine) Opname en uitscheiding Cu-absorptie in maag en eerste deel vd dunne darm HCl speelt hierbij een belangrijke rol bij het vrijmaken van Cu uit organische moleculen en complexen Absorptie van een gezonde mens: 0,03-0,06mg/dag Via eiwitmolecule Antagonisme tussen Cu en Zn-opname via dat eiwitmolecule Na absorptie: opslag in de lever Analoog mechanisme als Fe-opslag Binnenin een cel wordt Cu gebonden als een EW-complex Uitscheiding gebeurt via gal en darm (dus faecaal) Aanbevolen opname: 3mg/dag Storingen Cu gebrek anaemie door de rol in de Fe mobilisatie een onvolledige crosslinking met collageen ⇒ geen maturatie vh bindweefsel ⇒ breekbaar bindweefsel en beschadiging bloedvaten zenuwdysfunctie door gewijzigde energiemetabolisme verandering vd pigmentatie Twee genetische afwijkingen gebonden aan koper Menkes syndroom: geen Cu-vervoer door membranen ⇒ hersendegeneratie ⇒ dood Wilsonziekte: overmatige Cu-opstapeling in weefsels (lever) ⇒ geelzucht, haemolyse, versnelde ademhaling Zink Rol en verdeling Menselijk lichaam bevat ongeveer 2-4 g Zn Voorkomen: alle weefsels (lever, nieren, pancreas, hersenen) Functie: cofactor van meerdere enzymsystemen (alcoholdehydrogenase, alkalisch fosfatase) stabiliseren niet-enzymatische bestanddelen (AZ, albumine, nucleoproteinen) Opname en uitscheiding gemakkelijk gecomplexeerd resorptie in de darm → peptiden en AZ bevorderen de resorptie Zn wordt geconcentreerd in pancreas, lever, milt en eventueel in de foetus Opm: opgeslagen Zn wordt snel weer afgegeven Via pancreassap weer naar darm en via darm uitgescheiden (dus via faeces) Stijn Vandelanotte -40- Voedingsleer: theorie Storingen Gebrekssymptonen Gestoorde groei en dwerggestalte Onvoldoende ontwikkeling van de gonaden Verlies van geur en smaak Huidaandoeningen Slechte wondgenezing Te grote Zn-aanvoer Gestoorde mineralisering vh skelet Levernecrose Gestoorde geslachtsfuncti Dood? Jodium Rol en verdeling Volwassene bezit ongeveer 10mg I Voorkomen 90% in schildklier (1% als jodide , 99% organisch gebonden) Organische componenten: thyreoglobuline , thyroxine en trijoodthyronine ♦ Thyroxine (T4) is schildklierhormoon en reguleert de verbrandingssnelheid van cellen en het basaal metabolisme ♦ Trijoodthyronine (T3) is veel actiever Jodiumconcentratie vh bloed en andere weefsels ligt veel lager Opname en uitscheiding Opname via voeding als jodide Aanbevolen hoeveelheid per dag: 150µg/dag Zeer goed diffundeerbaar Resorptie vanaf de maag Uitscheiding hoofdzakelijk via urine Storingen I gebrek Thyroxine is regulator vd verbrandingssnelheid ⇒ weerslag op basaal metabolisme Vergroting vd schildklier of hyperplasie (krop) → daling in klieractiviteit of hypothyrodie → myxoedeem Myxoedeem? Sterke zwelling door onderhuidse opstapeling van mucoproteinen Tijdens zwangerschap ⇒ cretinisme kind Endemische krop is een gebrek die optreedt bij bevolkingsgroepen door een tekort aan I in het milieu Oplossing? Joderen van het drinkwater Gebreksverschijnselen door voedsel dat schildklierremmende stoffen als thiocyanaten en cyanaten bevat. Deze stoffen remmen de I-opname door de schildklier waardoor gebrek optreedt I overmaat Toxische krop Vergrote krop: hyperthyroidie Overmatige verbranding en zweten ⇒ ziekte van Basedow (overdadig zweten, overexciteerbaarheid, snelle pols, uitpuilende ogen Fluor Rol en verdeling Niet bewezen dat het onmisbaar is Voorkomen: in kristalstructuur vd tanden en beenderen Niet noodzakelijk Substitutie van Cl of OH door F ⇒ verbeterde fysiochemische eigenschappen vh basiskristalrooster Opname en uitscheiding Zeer snelle diffusie (tvm chloor en jodium) Vrij vroege opname in maagdarmkanaal Uitscheiding bijna uitsluitend via urine Belangrijkste hoeveelheid opgenomen fluor wordt vastgelegd (opgeslagen) in de beenderen en tanden Aanbevolen hoeveelheid? 1,5-4,5mg/dag Stijn Vandelanotte -41- Voedingsleer: theorie Storingen Gebrek aan F: tandcariës Oorzaak: de eigenschap om onoplosbare zouten aanmaken met Ca, Mg, Fe, Cu, Zn en Mn Mg is cofactor van somige enzymen die de koolhydraatafbraak katalyseren ⇒ melkzuur vorming ⇒microflora in mond maken voortdurend melkzuur aan ⇒ aantasting tandglazuur Hierbij treedt fluor op als remmer vd mondflora Overmaat Fluorose: witte vlekken op tanden Sclerose (verharding) en exostose (uitgroei) vd beenderen Mangaan Rol en verdeling Volwassene bezit ongeveer 20-30 Mn Voorkomen: vooral in been, lever, pancreas, hypofyse, darmmucosa Functie: cofactor van meerdere enzymen Bij de vorming van mucopolysachariden, collageen, alkalisch fosfatase ivm de mineralisatie vh been Bij de voortplanting Bij het centrale zenuwsysteem Opname en uitscheiding Kleine absorptie over ganse dunne darm Absorptie in competitie met calcium en ijzer Reserve plaat: lever (homeostasis) Meestal uitgescheiden via gal en darm (dus faeces) Storingen Gebrek Beenderdeformatie Storing bij de geslachtsfuncties Overmaat Beinvloedt het centrale zenuwsysteem Rol andere sporen elementen Kobalt: Structuurelement van vit B12 Lage toxiciteit Molybdeen Essentieel voor xanthine oxidase (vorming van urinezuur) Chroom Onderdeel van glucose tolerantiefactor Bronnen: Paddestoelen, donkere chocolade, noten Selenium Onderdeel van anti-oxidant enzym Thyroidemetabolisme, immuunfunctie Bronnen: orgaanvlees, vis, zeevruchten Gebrek: verhoogt risico op sommige infecties Overmaat: haar en nagels worden broos Silicium Collageenvorming en been verkalking Vanadium Mineralisatie, voortplanting, lipidenmetabolisme Nikkel , tin, arseen Essentieel, maar de metabolische werking is nog niet gekend Lood, cadmium, kwik Toxish! Stijn Vandelanotte -42- Voedingsleer: theorie Hoofdstuk 9: voedingsstoornissen Oorzaken van gebreksziekten Algemeen Aanvoer nutriënten moet in die mate gebeuren dat de persoon voorzien wordt in zijn behoefte Behoefte: Niet altijd constant en afhankelijk van uitwendige omstandigheden Meeste bepalende factoren zijn goed gekend, andere slechts weinig Veiligheidsmarges → omschrijving vd behoefte door verschillende gespecialiseerde organisaties Voedingstoestand van bepaalde nutriënten is niet zo optimaal als vroeger verondersteld werd Oorzaken van gebreksziekten Primair voedselgebrek Door tekort aan voedsel → leidt tot honger (vooral in ontwikkelingslanden) Verlies aan nutriënten gedurende bewaring en bereiding Verminderde nutrientopname Armoede en onwetendheid Gebrek aan motivatie Anorexia Voedsel taboes en grillen Tandprolbemen Chronische ziekte Slechte vertering en absorptie Absorptie stoornissen Parasitaire infecties Ouderdom Verhoogde behoeftes Toegenomen fysische activiteit Snelle groei Infecties bv vitamine febrek Zwangerschap en lactatie Geneesmiddelen Andere oorzaken Andere compenenten vh dieet met een invloed op de behoefte Overdadige verliezen (zweten, diaree) De meest frequente gebreksziekten Gebreksziekten veroorzaakt door vitaminen Vit B2 gebrek door lage absorptie ervan uit plantaardige producten Ontbreken van een der B vitaminen is echter niet zo frequent , meestal is er een meervoudige deficientie Vit A Gebrek: door een te lage opname van vet overmaat: vooral in landen waar veel palmolie verwerkt wordt hypervitaminose A aangetroffen vit C gebrek door afwezigheid van verse groenten en fruit en door bewaring vit E gebrek door te lage vetopname gebreksziekten veroorzaakt door sporenelementen Fe gebrek Moeilijk absorbeerbaar Fe uit plantaardige en dierlijke producten Aanwezigheid van voedselcomponenten die Fe opname benadelen ⇒ vorming onoplosbare, niet absorbeerbare componenten I gebrek Vooral in bergstreken en gebieden die weinig of geen mariene producten gebruiken In ontwikkelde landen is bij sturing wel mogelijk Stoornissen in het maagdarmstelsel Indigestie Stoornis bij vertering van voedsel ⇒ misselijkheid, opgeblazen gevoel, kramp Maagstoornis Te langzaam ledigen ⇒ opgeblazen gevoel bv door vetrijke maaltijd Te snelle verwerking ⇒ te veel maagzuur Darmstoornis Afweerverschijnselen in de darm (tegen bedorven eten, giftige bestanddelen) ⇒ braken Stijn Vandelanotte -43- Voedingsleer: theorie Maagzweer / ulcus Gevolg van autodigestie vd mucosamembraan door de maagsecreties, maagzuur moet aanwezig zijn Factoren die bijdragen tot ontstaan maagzweer Te grote afscheiding van maagsap Te gering beschermende functie vh maagslijmvlies door een te geringe afscheiding van mucine Invloed van autonoom zenuwstelsel Beschadiging vh slijmvlies oiv geneesmiddelen (bv aspirine) of bepaalde voedingsstoffen (alcohol) Behandelende maatregelen Vermindering van stimulerende middelen Neutraliseren van zuurexcreties Bufferen vd secretie door kleine en veelvuldige maaltijden Mucosa beschermen door vloeibare en zachte voeding Constipatie Wat ? Een gevolg v/e te trage voortbeweging van faeces Oorzaken? Weinig actieve darmwand beweging Te sterke wateronttrekking aan de darminhoud Behandelende maatregelen Verhoging ruwvezelgehalte in het dieet Laxeermiddelen die peristaltiek bevorderen en water onttrekken aan darmwand Diarree Wat? faeces met teveel vocht Oorzaak? Te snelle voortbeweging of te geringe onttrekking van vocht in dikke darm Functionele diarree Veroorzaakt door neuro-musculaire overactiviteit door emotionele toestanden Organische diarree Irritatie of ontsteking vh slijmvlies darmepitheel door bacteriele, virale, protozoaire, chemische factoren Gebrek aan bepaalde voedingsfactoren: te trage regeneratie vh darmepitheel Speendiarre Bruuske overschakeling van melkvoeding op zetmeelrijke voeding die onvoldoende verteerd wordt Behandelende maatregelen Compensatie van verlies aan water, elektrolyten, zout, glucose en vitaminen Geneesmiddelen die infecties tegen gaan of een kalmerende werking hebben of toxinen adsorberen Malabsorptie stoornissen Wat? talrijke stoornissen die leiden tot absorptieproblemen ⇒ bepaalde vorm van secondaire ondervoeding Oorzaken? Een onvoldoende vertering door te weinig enzymensecretie Een slecht verwerking vh absorptief mechanisme Problemen bij transporteren vd verteringsproducten doorheen de darmmucosa en in de darmlymfe kanalen Voorbeelden Lactase gebrek: aangeboren of rasgebonden of door storing vd darmmucosa Steatarree: onvolledig verteerbarheid vd opgenomen vetten ⇒ vetdiarree Coeliakie: Glutenallergie door gebrek aan enzym dat gliadine volledig afbreekt Kenmerken coeliakie: malabsorptie van vet, stikstof, vitaminen, mineralen, water Oplossing? Glutenvrij dieet Stoornissen in de lever Algemeen Zeer belangrijk orgaan voor het herstel van beschadigde cellen en verloren gegaan weefsel te heropbouwen Ookal is het voor 80% beschadigd, toch kan het zijn werk nog uitoefenen Continue leverbeschadiging door: geneesmiddelen, alcohol, toxinen ⇒ leverfunctie is blijvend verstoord Verantwoordelijk voor ¼ vh basaal metabolisme Regulerend en sturend voor alle metabolismes Essentiële functies: Inactivering van hormonen Detoxifiering van giffen Productie van galzuren en cholesterol Stijn Vandelanotte -44- Voedingsleer: theorie Galstenen Wat? gal verliest mogelijkheid om cholesterol in oplossing te houden ⇒ Afzetting van cholesterol ovv kristallen die uitgroeien tot stenen en cholesterol, galpigmenten, galzuren en calcium bevatten Kern is eiwit en kan bacteriën bevatten Galstenen blokkeren de galafvoer ⇒ vermindering vetvertering en stuwing galpigment (⇒ geelzucht) Stenen die niet spontaan afgevoerd worden moeten chirurgisch verwijdert worden Cirrose Proces: lever vervetting → necrose (afsterven cellen) of fibrose (afzetten van bindweefsel) De eigenlijke cirrose omvat een verwassing vh afgezette bindweefsel De eerste fase is reversibel Oorzaken kunnen zijn Een gebrek aan lipotrope factoren Overmatig gebruik van alcohol Opnemen van bepaalde alkaloiden Opname van aflatoxinen Hepatitis Wat? een acute ontsteking vd levercellen door chemische producten of mo’s Symptomen Algemene malaise, vermoeidheid,slechte eetlust,gele huid en slijmvliezen door te hoge productie galzouten De lever zal zich herstellen als het de kans daartoe krjgt Maatregel Vetarme, licht verteerbare, niet eiwitarme voeding Voorkomen door: lever belasten met producten dienen ontgiftigd te worden (alchohol, geneesmiddelen) Stoornissen in de koolhydraatstofwisseling Diabetes Primaire vorm Werking: insuline tekort → glycaemie ↑ → glucose wordt in urine uitgescheiden Glucose tekort→ EW wordt als energiebron gebruikt → niet efficiente benutting van eiwit glucose tekort → vet wordt onvolledig verbrand ⇒ ketonurie juveniele vorm afwezigheid van insuline en is sterk ketotisch mature vorm te gering of een niet harmonische insuline afscheiding Hypoglycaemie Oorzaak: te sterke glucose verwijdering uit het bloed → glycaemie < 50mg/100ml Fructosaemie Stijging vd fructose-concentratie in het bloed door de remming vd omzetting van fructose naar glucose ⇒ vrijstelling van glucose uit de lever ↓ Oplossing: Suiker en fruit vermijden Galactosaemie Wat? opstapeling van galactose in het bloed Oorzaak? Gebrek aan enzym dat galactose omzet in glucose Galactose spiegel ↑ → glycaemie ↓ Oplossing: vermijden melksuiker Storingen in de vetstofwisselingen Vetgebrek: voldoende energie, doch te weinig ovv vet ⇒ een tekort aan vetoplosbare vitaminen Obesitas Overmatige vetvorming rekenkundig Gewicht > 120% standaardgewicht % Vet > 20% van gewicht (bij mannen) en 30% van gewicht (bij vrouwen) Oorzaak: constante positieve energie balans Atherosclerose of aderverkalking Werking: Afzetting van zacht vet in vaatwanden →ontstaan van plaketten van bindweefsel en vet → vergroten van die plaketten en lumen verkleinen → risico op klontervorming ↑ Bij volledige verstopping vd bloedbaan ⇒ kans op hartinfarct Bepalende factoren: erfelijk en levensgewoonten (roken, voeding, stress, tekort aan beweging) Stijn Vandelanotte -45- Voedingsleer: theorie Storingen in de eiwitstofwisseling Jicht Wat? een karakteristieke artritis van bepaalde gewrichten Oorzaak? Neerslaan van urinezuurkristallen door een stijging vd urinezuurconcentratie in het bloed De urinezuur pool in het lichaam is afkomstig vd afbraak van purinebasen adenine en guanine afkomstig van endogene afbraak of exogene aanvoer Behandelende maatregelen: matig alcohol en vetopname, uitsluiten van orgaanvlees Te veel eiwit Gevolg: overbelasting vd nieren door een overmatige verwerking en uitscheiding van afbraakproducten Verhoogde behoefte aan wateruitscheiding ⇒ dehydratatie Te rijke eiwitvoeding → kans op absorptie van peptiden ↑ → allergische reacties Eiwit-energie-ondervoeding Wat? protein-energie-malnutrition = meest verspreide ondervoedingstoestand Kwashiorkor Wat? uitgesproken eiwitgebrek na het spenen Gevolg? Groeistilstand, afbraak van spierweefsel , apathie, oedeem Maramus Wat? equivalent voor honger Gevolg? Groeivertraging, vet en spierweefselafbraak, geen oedeem Beoordelen vd ondervoedingstoestand? Door antropometrische metingen Verhouding: gewicht/lengte = index voor de huidige toestand Verhouding: lengte/ouderdom: index van voorbije voedingstoestand Indeling: Normaal Ondervoed, maar niet vertraagd = acute ondervoeding Ondervoed en vertraagd = acute en chronische ondervoeding Niet ondervoed, wel vertraagd = ondervoeding in het verleden Voorbeelden van antropometrische metingen: armomtrek, huidplooi, oedeembepaling Hoofdstuk 11: Moleculaire gastronomie: gebruik van wetenschappelijke principes voor begrijpen & verbetering van levensmiddelenbereiding, thuis & in restaurants (Peter Barham) Onderzoeksdomein Een discipline die deel uitmaakt van levensmiddelen-wetenschappen, maar waar onderzoek zich focust op culinaire transformaties (voornamelijk thuis of restaurant ) & eetproces op zich, eerder dan bestuderen chemische & fysische eigenschappen afzonderlijk ingrediënten (This) Stijn Vandelanotte -46- Voedingsleer: theorie Hoofdstuk 10: nieuwe trends in de voeding Novel foods en functional food Algemeen Ontwikkelingen in de biotechnologie, moleculaire biologie en gentechnologie ⇒ explosie van nieuwe voedingsproducten, ingredienen Door deze komst van nieuwe producten is er nood aan richtlijnen voor de veiligheidsevaluatie International Life Science institue heeft een document opgesteld Definities Functional foods: kunnen “novel” zijn, maar niet strikt noodzakelijk Hun doeltreffendheid is van belang Ontwikkeld, gemodificeerd of behandeld om: Naast traditionele nutritionele waarde een positief effect te hebben Traditionele nutritionele eigenschappen beïnvloeden door bv Toevoegen van positieve componenten Verwijderen of vervangen van negatieve componenten Equilibreren vd nutritionele samenstelling Novel foods: kunnen hun “novel” eigenschap verliezen met de tijd Moeten hun veiligheid bewijzen Voedingsmiddelen of ingredienten die binnen EU tot op heden niet in significante hoeveelheden verbruikt of toegepast werden ↔ toch waren deze producten soms reeds ingeburgerd in andere culturen en recentelijk op de europese markt Na de inburgering ⇒ verlies van novel karakter Categorieen van novel foods en novel ingredients NF en NI die samengesteld uit GGO’s of GGO’s bevatten NF en NI die geen GGO’s bevatten maar wel erdoor geproduceerd NF en NI met vrijwillig gemodificeerde primaire moleculaire structuur NF en NI bestaande uit of geproduceerd uit plantaardige en dierlijke producten met uitzondering van deze die op traditionele manier bekomen zijn NF en NI die bekomen zijn door niet-conventionele productieprocessen indien deze processen leiden tot verandering in de samenstelling en/of structuur van voedsel of ingredienten en indien deze verandering de nutrionele waarde, het metabolisme of de aanwezigheid van nadelige componenten beïnvloeden Oorspronkelijk Japens concept van functionele voeding Doelstellingen Consumptie door en voor brede bevolkingsgroep Voorkomen van voedingsgerelateerde ziekten Voorkomen van storingen (osteoporose, arteriosclerose, constipatie, verstoorde darmflora) Niet verwarren met voedselspecfieke voeding voor bv zuigelingen, diabetici Nutricals (micronutrienten) en nutracals (compenenten met positief gezondheidseffect Geen echte voedingsmiddelen ⇒ voedingssuplementen Doeltreffendheid evaluatie van functional foods Producenten die gezondheidsclaim willen koppelen aan hun product Opgelet! Beperking vh product Opgelet! Handelswetten: geen medische claims Opgelet! De consument mag niet verleid worden door de gezondheidsclaim → discusie hierover Ten 1e: er is niet altijd een goede scheiding tussen gezondheidsclaims en medische claims Ten 2e: geen wetgeving mbt de aard vh bewijsmateriaal om de claim te rechtvaardigen Gezondheidsclaims gebruiken zonder het nodige bewijs schaadt zowel de producenten vd producten als het imago van functional foods → afspraken mbt: De vereisten gerelateerd aan kwaliteitszekerheid vd studie Aantal en categorieen van vrijwilligers betrokken bij de studie Duur vd studie Stijn Vandelanotte -47- Voedingsleer: theorie Veiligheidsevaluatie van Noval foods Producenten zijn verantwoordelijk voor de veiligheid en bewijs Algemene gegevens nodig voor het beoordelen Naam, benaming Bron (plant, dier, mo) Oorsprong (traditionele selectie, cultivatie, GMO) Productie of bereidingsmethode Bewijs veiligheid in gebruik Doelgroep Verwacht gebruik Nutritionele evaluatie informatie Gangbaar en maximum consumptieniveau Samenstelling Producten waarin ingredient zal in verwerk worden Implicaties voor gevoelige bevolkingsgroepen Biobeschikbaarheid nutriënten Effecten vd inname op nutriënten Effecten op darmflora Toxicologische informatie Toxicokinetische gegevens Gegevens betreffende genotoxiciteit Potentiele allergeniteit Potentiele kolonisatie in spijsverteringsstelsel Potentiele overdracht genetisch materiaal in spijsverteringsstelsel Potentiele pathogeniteit Ook kan er nood zijn aan specifieke studies voor informatie voor de veiligheidsevaluatie (tolerantie studie, analyse darmflora, subchronische toxiciteitstudie in voederproeven Probiotica, prebiotica en synbiotica Inleiding Begin 20ste eeuw: beperkte interesse in de bacteriën vh maagdarmkanaal Niet uitgebalanceerd dieet ⇒ darmputrificatie ⇒ schadelijk voor de gezondheid en beperkt de levensduur ⇒ opname melkzuurbacterien door consumtie van yoghurt: voorkomen bederf Men ontdekte dat de melkzuurfermenters in yoghurt niet resistent zijn tegen het maagsap en de galzuren ⇒ nooit de intact vd distale ileum en dikke darm bereiken De daaropvolgende jaren verminderde de interesse voor de microflora Sinds 1980 herstelde de interesse in de darmflora en het belang voor de menselijke gezondheid Samenstelling en belang vd darmflora Gehalte aan bacteriën in het Spijsverteringsstelsel In de maag: 10³ - 104 /ml → dominante G+ bacterien Distale ileum: 106-107/ml → G- bacterien Colon: 1011-1012/ml → G- bacteriën De belangrijkste aanwezige bacteriën zijn de: bacteriodes, bifidobacteria, enterobacteriaceae Ook schimmels en gisten komen voor Studie met aseptisch gekweekte dieren → inzicht in de fysiologische significantie vd darmflora → deze dieren ontwikkelden geen darmflora ⇒ ze vertoonden volgende kenmerken Geen darmflora Geen intestinale plasmacellen Een tragere darmpassage Lagere darmmotiliteit Een vertraagde maaglediging Een versnelde KH-opname Studie: Darmflora beinvloed immuunsysteem en darmfunctie helpt het voorkomen van pathogene bacteriën als salmonella darmflora vullen de vertering aan voor wat betreft moeilijk verteerbare KH darmflora vervult een rol in het vetmetabolisme en de synthese van vit K Stijn Vandelanotte -48- Voedingsleer: theorie factoren die de darmflora verstoren en zorgen voor kolonisatie van ongewenste MO antibiotica behandelingen voedselcontaminatie (salmonella) virale infecties stress, verminderde maagwerking verlaagde darmmotiliteit besluit: een evenwichtige darmflora is een voorwaarde voor een vrij stabiel ecosysteem waarin zowel gastheergerelateerde als antagonistische interacties tussen darmbacterien een rol spelen Gastheergerelateerd: Darmflora beschermende rol tegen indringende bacteriën → volgende factoren v. belang Maagzuursecretie Gal en pancreassecretie Darmmotiliteit en peristaltiek Afstoting epitheelcellen Secretie van immunoglobulines Lysosomale en macrofage activiteit De antagonistische interacties kunnen ingedeeld worden in: Indirecte interactie *Directe interactie Splitsen van galzouten Competitie voor substraten Vorming van secundaire galzouten Competitie voor aanhechtingsplaats Inductie vh immuunproces Vorming van groei inhibitoren Stimulatie van intestinale peristaltiek pH daling Probiotica, prebiotica en synbiotica definities probiotica levende MO die, wanneer ze in bepaalde hoeveelheden opgenomen worden een positief effect hebben dit sluit relatief goed aan bij de definitie van functional foods prebiotica organische componenten, andere dan mo’s, die bij inname door de mens een positief effect hebben op de gezondheid door het bevorderen vd eigenschappen vd darmflora Toepassing en activiteit van probiotica voor het eerst gebruikt bij gefermenteerde zuivelproducten de meest toegepaste stammen zijn: lactobacillus casei en lactobacillus acidophilus van menselijke oorsprong deze melkzuurfermentors zijn in staat de maag en de dunne darm te passeren zonder kolonisatie v deze organen volgende effecten van probiotica zijn wetenschappelijk bewezen reductie van lactose intolerantie symptomen reductie vd duur van diarree veroorzaakt door rotaavirus, antibiotica of E. coli reductie van bacteriele enzymen: nitroreductase, betaglucorondinase en urease effecten op het immuunsysteem volgende effecten worden onder de noemer mogelijke effecten geplaatst verlaging LDL cholesterol competitieve exclusie van enteropathogenen kankerpreventie verhoogde resistentie tegen infecties volgende effecten worden beschouwd als potentiele risico’s toediening van probiotica aan kinderen met onvoldoende ontwikkelde darmflora toediening van probiotica aan patienten met een auto-immuun ziekte Toepassingen en activiteit van prebiotica wat? vooral KH die niet of onvolledig afgebroken worden door de spijsverteringsenzymen en die ileum en colon bereiken ⇒ fermentatie door darmflora fermentatieproducten: CO2, H2O , KKVZ en andere organische zouten bv: specifieke oligo-sachariden, zetmeelfracties, lactose, pectinen werking? Is voedingsvezel gelijkaardig intestinale pH ↓ ⇒ activiteit 7-α-hydroxylase ↓ ⇒ vorming secondaire galzouten ↓ (cytotoxisch) Gebruikt door MO als C-bron, samen met de aanwezige N en S (via de eiwitafbraak) Deze S kunnen niet meer omgezet worden tot producten met darm-irriterende werking (H2S, indol, NH3) De organische zuren uit de fermentatie verhogen de osmotische waarde vd darmcomponenten ⇒ darmtransit ↑+ Sommige prebiotica zoals fructo-oligosachariden worden verondersteld bifidogeen te zijn Bifidobacterien? Bactericide werking Hun aanwezigheid ⇒ wijst op gezonde, evenwichtige darmflora ⇒ zorgt voor een extra afweer tegen kolonisatie door pathogene mo’s Stijn Vandelanotte -49-
