Het effect van suiker- en vetvervangers op het humane metabolisme
Bachelorscriptie, 14-06-2013 Dorieke Dijkstra, s1864432
Biologie, major: Biomedische wetenschappen Begeleider: P. de Vos
2e corrector: M.M. Faas
2
Voorwoord
Voor u ligt mijn bachelorscriptie, met als titel 'het effect van suiker- en vetvervangers op het humane metabolisme'. Ik had het idee dat suiker- en vetvervangers zo onnatuurlijk zijn dat ze het lichaam in de war brengen. Ik kon geen eenduidig antwoord hierop vinden, daarom heb ik besloten het te kiezen als onderwerp voor mijn scriptie en het goed uit te zoeken. Het is een veelzijdig onderwerp gebleken, met raakvlakken met veel facetten van de biomedische wetenschappen, meer dan ik in deze scriptie heb kunnen uitwerken. Tijdens het schrijven van deze scriptie kwam ik erachter dat wetenschappers het helemaal niet eens zijn over een aantal dingen en dat veel onderzoeken
tegenstrijdige resultaten geven. Dit was verwarrend en maakte het schrijven soms lastig. Het was erg verhelderend deze scriptie te schrijven en ik heb er veel van geleerd; inhoudelijk, maar ook op het gebied van literatuuronderzoek doen en een artikel schrijven. Achteraf gezien had ik mijn onderwerp beter moeten inkaderen, want het is nu te breed. Hierdoor bleef er weinig tijd over voor de
diepgang. Ik hoop dat deze scriptie een duidelijk beeld geeft over de stand van zaken in onderzoek naar suiker- en vetvervangers op dit moment.
Ik wil graag mijn begeleider, Paul de Vos, bedanken voor de begeleiding, de feedback en het beoordelen.
3
Inhoudsopgave
Samenvatting ... 4
Inleiding ... 5
Lightproducten ... 6
Suiker ... 6
Maken zoetstoffen dik? ... 7
Toxische effecten en microbiota ... 11
Vet ... 15
Conclusie en discussie ... 16
Referenties ... 18
4
Samenvatting
Inleiding: Steeds meer mensen zijn te zwaar of leven ongezond en willen daarom de suiker- en vetinname beperken. Dit is lastig, want suiker en vet zit in al het eten wat als lekker wordt beschouwd. Om die reden worden er steeds meer lightproducten, met toegevoegde suiker- en vetvervangers, geproduceerd en geconsumeerd. De effecten daarvan op de gezondheid zijn echter niet duidelijk.
Suiker: Frisdranken zijn de hoofdoorzaak van de stijgende suikerconsumptie. Suikervervangers kunnen verghoging van het lichaamsgewicht veroorzaken door psychologische en verschillende fysiologische mechanismen. Er is sprake van overcompensatie door proefpersonen voor hun zoetstofgebruik. Voor de hersenen is het verschil tussen suiker en zoetstof waarneembaar en leidt het tot een verschillende respons. Hierdoor treedt de verzadiging van de suikerbehoefte niet op bij inname van zoetstof. Ontkoppeling van zoete smaak en de door de hersenen gedetecteerde nutriënt leidt tot ontregeling van verzadiging en de voedselverwerking en daarmee tot gewichtstoename. Het is niet aangetoond dat zoetstoffen toxisch of carcinogeen zijn, al zijn daar wel indicaties voor. De effecten op de microbiota in de darm zijn nog niet goed onderzocht.
Vet: De vetvervanger Olestra veroorzaakt gewichtstoename in ratten. Ook hier worden smaak en energetische waarde van elkaar ontkoppeld, waardoor het eten niet voldoet aan de verwachtingen van het lichaam en dus niet efficiënt gemetaboliseerd wordt. Bij olestra-gebruikende proefpersonen is er sprake van overcompensatie voor de gemiste calorieën. Vetvervangers bemoeilijken de opname van vetoplosbare nutriënten, zoals vitamines en carotenoïden. Olestra is niet toxisch gebleken en heeft ook geen invloed op de darmflora. Salatrim is een vetvervanger die wel energie bevat. Bij gebruik hiervan is geen gewichtstoename bewezen.
Conclusie en discussie: Van suiker- en vetvervangers is niet bewezen dat ze toxisch zijn of andere directe, negatieve, effecten op het lichaam hebben. Ook is niet bewezen dat de darmflora erdoor verstoord raakt. Ze leiden waarschijnlijk niet tot het gewenste gewichtsverlies, vanwege
overcompensatie voor de gemiste calorieën, compensatie voor de gemiste nutriënten en ontregeling van het metabolisme. De geconditioneerde reactie op voedsel raakt verstoord: de nutriënten die het lichaam verwacht binnen te krijgen aan de hand van smaak en structuur komen niet binnen, dit leidt een vergroot hongergevoel en gewichtstoename. Suiker- en vetvervangers zijn geen vervanging voor een gezonde levensstijl.
5
Inleiding
De obesitas pandemie
Door economische, sociale en technologische vooruitgang van de afgelopen decennia is het leven voor veel mensen gemakkelijker geworden. Eten is veelvuldig beschikbaar geworden. Het komt vanuit de koelkast, via de magnetron op het bord terecht en op elke straathoek zijn fastfood- restaurants te vinden. De meeste dagelijkse benodigdheden zijn te vinden in het plaatselijke winkelcentrum en mochten men toch iets verder weg moeten, dan staat de auto voor de deur en is er een goed openbaar vervoer netwerk aanwezig. Verder zijn in de meeste huizen tegenwoordig meerdere televisies en computers te vinden, waardoor men zich de hele dag binnen kan vermaken.
Helaas heeft al deze toegenomen welvaart ook nadelen met zich meegebracht (Lakdawalla &
Philipson, 2009; Pi-Sunyer, 2002).
De afgelopen decennia is de bevolking, over het algemeen, meer gaan eten en minder gaan
bewegen. De energie inname stond vroeger gelijk aan het energie verbruik, terwijl er vandaag de dag vaak meer energie wordt ingenomen dan men verbruikt(B. M. Popkin, 2006). De energiebalans is dus verschoven. Alle overige, niet-gebruikte, energie wordt opgeslagen in vetweefsel en veroorzaakt gewichtstoename(Hall et al., 2012; Roberts, 1995). Ook is de verhouding van voedingsstoffen in ons eten verschoven. Ons dieet bestaat tegenwoordig meer uit vet en vlees, minder uit vezels en is vooral veel zoeter dan voorheen: frisdranken lijken de hoofdoorzaak hiervan(Briefel & Johnson, 2004; Collison et al., 2010; B. M. Popkin & Nielsen, 2003). De combinatie van minder bewegen en anders, ongezonder, eten noemt men de nutrition transition (B. M. Popkin, 2001).
Deze nutrition transition zorgt voor een significante toename van het percentage van de bevolking wat last heeft van overgewicht of obesitas. Bijna de helft van de Amerikanen heeft op dit moment overgewicht(Nguyen & El-Serag, 2012), dit kost de gemeenschap miljarden; in de Verenigde Staten worden de extra zorgkosten van obesitas geschat op 114 miljard dollar, dit is 5% van alle uitgaven aan zorg(Tsai, Williamson, & Glick, 2011). Obesitas heeft vele gevolgen voor de gezondheid en daarmee voor de kwaliteit van leven. Een vergrote kans op diabetes, hart- en vaatziekten en vroegtijdig overlijden zijn allemaal gevolgen van overgewicht (Ginter & Simko, 2012; Pi-Sunyer, 2002). Dit is voor veel mensen een reden om slank te willen blijven of te willen worden.
Schoonheidsbeeld
Terwijl de omvang van de wereldbevolking verandert van dun naar mollig, verandert het
schoonheidsideaal van mollig naar dun. Het schoonheidsbeeld voor vrouwen verandert van 'teken van vruchtbaarheid', ronde heupen en mollig, naar slank met weinig vrouwelijke vormen (Bonafini &
Pozzilli, 2011; Voracek & Fisher, 2002) Dit is nog een reden van mensen om slank te willen blijven of te willen worden.
Probleemstelling
Er zijn meerdere manieren om gezond te leven en af te vallen, zo zou men minder kunnen eten en meer kunnen bewegen, maar het aanpassen van hun levensstijl valt veel mensen zwaar. De
afgelopen jaren is het aantal 'light'-producten wat in de schappen ligt sterk in opkomst. Zo bestaat er light-cola, -chips, -koekjes, -kaas en nog veel meer. Het consumeren van light-producten geeft consumenten het gevoel dat ze gezond leven. Maar is dat wel zo? Om de smaak van producten niet te veranderen, maar de vet- en suikergehaltes wel te verlagen, worden er vaak (kunstmatige) suiker- en vetvervangers toegevoegd aan producten. Over de gezondheidseffecten van suiker- en
6 vetvervangers doen veel verhalen de ronde, en die zijn lang niet allemaal positief. In deze scriptie ga ik onderzoeken wat het effect van suiker- en vetvervangers is op het metabolisme en de microbiota in de darm. In hoeverre zijn suiker- en vetvervangers vervangers van een gezonde levensstijl?
Lightproducten
De definitie van een lightproduct is vastgelegd in de wet. 'De claim dat een levensmiddel een verlaagd gehalte aan één of meer nutriënten heeft, en elke andere claim die voor de consument waarschijnlijk dezelfde betekenis zal hebben, is alleen toegestaan als het desbetreffende gehalte van het product minimaal 30 % lager is dan dat van een vergelijkbaar product,(...). Voor de claim dat een levensmiddel „light” of lite is, (...), gelden dezelfde voorwaarden als voor de claim „verlaagd”; voorts moet bij de claim worden vermeld welke eigenschap(pen) het levensmiddel „light” of lite maken.' (Publicatieblad van de Europese Unie, 20 december 2006)
De term 'light' betekent dus niet per definitie dat het product ook echt gezonder is, het betekent dat het product 30% minder calorieën, 30% minder suiker, óf 30% minder vet bevat. Om producten 'light' te maken worden er vaak suiker- en vetvervangers aan toegevoegd.
Suiker
De inname van suikers stijgt, vooral in de vorm van frisdrank. Het is bekend dat inname van teveel suiker slechte gevolgen heeft voor de gezondheid; verminderde insulinegevoeligheid, diabetes mellitus type 2 en uiteindelijk het metabole syndroom kunnen hier gevolgen van zijn (Hu & Malik, 2010; Malik, Popkin, Bray, Despres, & Hu, 2010; Mucci, Santilli, Cuccurullo, & Davi, 2012; B. M.
Popkin & Nielsen, 2003). Het grote aandeel van frisdranken in de negatieve effecten van
suikerinname blijkt uit het onderzoek van InterAct consortium , waarin een direct verband wordt aangetoond tussen het drinken van frisdrank en het ontwikkelen van een hoog BMI en diabetes, onafhankelijk van de overige inname van suiker(InterAct consortium, 2013).
Hierdoor is de ontwikkeling en consumptie van suikervervangers gestegen. Saccharine is al in 1879 ontdekt. Tien jaar later werd het aan frisdranken toegevoegd, maar niet voor lang. Consumenten wilden geen kunstmatige stoffen in hun drinken. Daarna werden suikervervangers lange tijd alleen gebruikt als daar medische noodzaak voor was, bijvoorbeeld bij diabetespatiënten. Producten met suikervervangers stonden dan ook bij de medicijnen in de schappen. Sinds de Tweede Wereldoorlog worden suikervervangers ook gebruikt door mensen bij wie er geen medische noodzaak toe is. Dit heeft twee oorzaken. Als eerste vervingen suikervervangers suiker, wat schaars was in de oorlog. Als tweede werd het schoonheidsideaal een steeds dunner lichaam(Weihrauch & Diehl, 2004). Dit leidde tot meer consumptie van kunstmatige zoetstoffen, er werden hierover zelfs kookboeken geschreven.
In 1970 haalde de Food and Drug Administration (FDA) saccharine en cyclamaten, een ander soort zoetstof, uit de schappen, vanwege de gezondheidsrisico's. Verschillende mensen kwamen daartegen in opstand, omdat de gezondheidsrisico's relatief klein zijn en omdat ze vonden dat ze zelf het recht hadden hiervoor te kiezen(de la Pena, 2010; Yang, 2010).
Tegenwoordig zijn veel artificiële zoetstoffen goedgekeurd voor consumptie. Er is echter nog geen consensus bereikt over de gezondheid hiervan. Zijn ze kankerverwekkend? Leidt gebruik echt tot
7 gewichtverlies? Wegen de nadelen ervan op tegen de voordelen? Allemaal vragen waarop de
antwoorden niet duidelijk zijn.
Maken zoetstoffen dik?
Het lijkt heel waarschijnlijk dat het vervangen van sucrose door zoetstoffen leidt tot een verlaagde energie inname en daarmee tot gewichtsverlies. Er zijn onderzoeken waarin is aangetoond dat gebruikers van zoetstoffen gewicht verliezen (Raben, Vasilaras, Moller, & Astrup, 2002; Rolls, 1991), maar er zijn ook onderzoeken die het tegendeel bewijzen(Fowler et al., 2008; Stellman & Garfinkel, 1986). (St-Onge & Heymsfield, 2003)
Er is een positieve correlatie tussen het gemiddelde BMI en de inname van zoetstoffen, maar dit is zeker geen bewijs dat inname van zoetstoffen leidt tot gewichtstoename. Oorzaak en gevolg is hierin lastig te onderscheiden; veroorzaken zoetstoffen gewichtstoename, of gebruiken zwaarlijvige mensen graag zoetstoffen? Zoetstoffen worden vaak gebruikt door personen die vinden dat ze te dik worden. Het zou dus een marker kunnen zijn voor personen die in gewicht aan het toenemen zijn. Er is veel onderzoek gedaan naar de vraag in hoeverre de zoetstoffen deze gewichtstoename dan remmen of promoten en het metabolisme beïnvloeden. Er zijn verschillende mechanismen waardoor zoetstoffen dik zouden kunnen maken.
Psychologisch: R. Mattes geeft een verklaring voor het dik worden van zoetstoffen in zijn onderzoek:
participanten kregen elke ochtend een speciaal ontbijt, met sucrose of aspartaam. De helft van de deelnemers werd verteld welk ontbijt ze kregen. Wat ze echter niet verteld werd, was dat alle ontbijten evenveel energie bevatten. De deelnemers hielden een eetdagboek bij, waaruit een verschil bleek tussen de groep die wist wat hun ontbijt bevatte en de groep die dat niet wist. Bij de groepen die dat niet wisten, was de energie inname van de aspartaam-groep gedurende de rest van de dag gelijk aan de sucrose-groep. Bij de groep die het wel wist bleek dat de aspartaam-
onderzoeksgroep gedurende de rest van de dag meer energie innam dan de sucrose-groep, terwijl het hongergevoel even hoog was. De energie-inname lijkt dus beïnvloed te worden door de perceptie van de energie in het ontbijt. Dit impliceert een onbewust psychologisch effect van
(over)compensatie voor het innemen van suikervervangers. De verschillen waren overigens niet significant, door een grote spreiding in eetgewoontes, maar gaven wel een duidelijke trend aan(R.
Mattes, 1990). Ook bij andere onderzoeken is het psychologische effect als trend gebleken, maar niet significant bevonden.
Neuronale responsen: Qua smaak slagen kunstmatige zoetstoffen zonder energie er aardig in zoetstoffen met energie na te bootsen. De hersenen nemen het verschil echter wel waar. Uit een onderzoek van Smeets et al. blijkt dat, naast zoete smaak, ook calorieën nodig zijn voor een volledige respons van de hypothalamus (Smeets, Graaf, Stafleu, van Osch, & Grond, 2005). De hypothalamus is een complex regelcentrum voor honger en verzadiging. Het ontvangt input van neuronale signalen, hormonale signalen en nutriënten, reageert daarop met secretie van neurotransmitters en
hormonen en behoudt zo de homeostase. Alle langdurige responsen op eten gaan via de hypothalamus. Zo veroorzaakt vasten bijvoorbeeld hypoglycaemie, daarmee een verhoogde
expressie van prepro-orexin mRNA, wat leidt tot een verhoging van Orexin-A en -B in neuronen in de laterale hypothalamus, de LHA. Dit stimuleert eten(G. Williams, Harrold, & Cutler, 2000). Voor de
8 hypothalamus geldt dat er een verlaagd signaal waarneembaar is met fMRI na inname van glucose, wat een verminderd hongergevoel of vergrote verzadiging veroorzaakt. Dit gaat via neurohormonale signalen uit het maagdarmkanaal, het duurt dan ook een aantal minuten na de maaltijd totdat het fMRI signaal verlaagd is. Ook is bekend dat de reactie van de hypothalamus op eten bij obese personen vertraagd en verlaagd is in vergelijking met slanke personen(Matsuda et al., 1999).
Hierdoor zijn zij minder snel verzadigd, wat leidt tot extra gewichtstoename. Hoe dit ontstaat is helaas niet bekend, wellicht liggen hier mogelijkheden voor een behandeling.
Na inname van sucrose wordt een lagere activiteit in het UAH-gebied van de hypothalamus gemeten met fMRI, wat het hongergevoel onderdrukt. Na consumptie van alleen zoet of alleen energie, wordt niet hetzelfde verlaagde signaal waargenomen en wordt het hongergevoel dus niet
onderdrukt(Smeets et al., 2005). Dit is een implicatie dat zoet en energie beide nodig zijn voor een compleet verzadigingssignaal en dat zoetstoffen, waarbij de energie ontbreekt, dit niet kunnen opwekken. Het zou ook zo kunnen zijn dat dit gemediëerd wordt door receptoren die specifiek zijn voor sucrose.
Uit onderzoek van Frank et al. blijkt dat de zoete smaak van sucralose, een zoetstof zonder calorieën, bewust wordt waargenomen op dezelfde manier als de smaak van sucrose. De proefpersonen rapporteren bij beide stoffen dezelfde 'plezierigheid'. Het onbewuste voedsel-beloningssysteem, het dopaminerge systeem, wordt echter niet met dezelfde kracht als bij sucrose geactiveerd, dit is op te maken uit fMRI scans. De onderzoekers suggereren dat sucralose het natuurlijke
verzadigingsmechanisme niet activeert en dus het verlangen naar zoet niet volledig kan vervullen (Frank et al., 2008). Andere zoetstoffen zijn niet meegenomen in dit onderzoek, maar als dit effect veroorzaakt wordt door de calorische waarde van de zoetstoffen, lijkt het waarschijnlijk dat ook andere zoetstoffen niet volledig verzadigen. Deze twee onderzoeken samen, suggereren dat de smaak en de energetische waarde overeen moeten komen met wat het lichaam gewend is om het gewenste fysiologische effect voor verzadiging te bereiken.
Ondanks dat intense zoetstoffen niet verzadigen, is de zoete smaak ervan wel verslavend(Lenoir, Serre, Cantin, & Ahmed, 2007). Een verslaving aan zoetigheid lijkt zelfs een verslaving aan cocaïne bij ratten te overtreffen. Dit leidt tot een steeds grotere inname van suiker en zoetstof en daarmee tot steeds meer nadelige effecten, want suiker en zoetstof zijn beide blijkbaar niet goed voor de mens.
Nutriënt-specifieke verzadiging: Een andere verklaring voor het niet tot gewichtsverlies leiden van suikervervangers, is dat mensen voor elke nutriënt een specifieke verzadigingsdrempel hebben en dat een gebrek aan suiker bij het ontbijt gedurende de dag moet worden gecompenseerd. Zolang er geen glucose wordt ingenomen, en waargenomen, blijft er een hunkering naar zoetigheid aanwezig.
Uit het onderzoek van Mattes blijkt dat bij alle proefpersonen de verhouding tussen de inname van verschillende nutriënten gedurende de dag gelijk was, en dat er dus gecompenseerd werd voor de bij het ontbijt gemiste suiker. Er werd niet gecompenseerd voor gemiste zoete smaak. De verzadiging is dus niet afhankelijk van de smaak, maar van de daadwerkelijke nutriënt(R. Mattes, 1990).
Respons op voedsel: Zodra het lichaam eten detecteert door middel van zicht, reuk, smaak,
structuur of de gedachte eraan, anticipeert het op het binnen komen van eten. Deze fase, waarin het voedsel nog niet in het maag-darmkanaal zit, noemt men de cephalische fase. De reacties die in die
9 fase plaatsvinden heten de Cephalic Phase Responses (CPRs). Deze responsen bereiden het lichaam voor op absorberen van het binnenkomende voedsel. Ze worden door de nervus vagus
geprojecteerd op de hypothalamus, vanuit daar worden verschillende reacties geïnitieerd. Hoe meer trek de persoon heeft, hoe sterker de CPRs worden geactiveerd. De CPRs zijn aangeleerde,
geconditioneerde responsen, veroorzaakt door een ontstane koppeling tussen een bepaalde smaak, reuk, aangezicht en textuur en een bepaalde nutriënt. De respons op verschillende smaken, is dan ook verschillend(R. D. Mattes, 1997). In de cephalische fase reageert het lichaam dus op reuk, zicht, smaak of structuur van eten of de gedachte eraan, niet op de nutriënt die daadwerkelijk binnenkomt.
Zodra het voedsel in het maagdarmkanaal terecht komt, worden er verzadigingssignalen afgegeven door dit grootste endocrine orgaan van het lichaam. De maag bevat vooral volumereceptoren, die doorgeven hoe vol de maag zit. De darmen bevatten vooral osmoreceptoren, die doorgeven aan de hersenen welke nutriënten er binnen zijn gekomen. CCK, PYY, oxyntomoduline en GLP-1 zijn verzadigingshormonen, afgegeven door het maagdarmkanaal. Leptine is ook een
verzadigingshormoon, wat wordt afgegeven door vetweefsel. Ghreline is een hongersignaal, afgegeven door de maagwand. Deze signalen worden in de hypothalamus gedetecteerd en veroorzaken daar een verzadigings- of hongersignaal wat het lichaam weer in gaat. Deze darm- hersen-as speelt een belangrijke rol in de gehele energiehuishouding. (Chaudhri, Small, & Bloom, 2006; Naslund & Hellstrom, 2007)
Glucose metabolisme: In de cephalische fase stimuleert zoete smaak insuline afgifte via de nervus vagus en de hypothalamus. Zodra de glucose in het bloed de pancreas bereikt, scheiden de β-cellen insuline uit. Een verhoogde glucoseconcentratie veroorzaakt in de dunne darm uitscheiding van het hormaal Glucagon Like Peptide-1 (GLP-1), wat leidt tot verhoogde insuline afgifte, verlaagde vrijmaking van glucagon en een verzadigingsgevoel(Thorens, 1995). Dit hormoon speelt in de cephalische fase nog geen rol, net als het Gastric Inhibitory Peptide (GIP)(Ahren & Holst, 2001). GIP wordt uitgescheiden in de twaalfvingerige darm door verhoogde glucose waardes en veroorzaakt insuline secretie(Thorens, 1995). Verschillende zoetstoffen veroorzaken in de cephalische fase dus een afgifte van insuline, maar leidt niet tot afgifte van GIP en GLP-1, in vivo bewezen door Fujita et al.
(Fujita et al., 2009). De afgifte van GIP en GLP-1 is blijkbaar specifiek voor glucose en wordt niet veroorzaakt door zoete smaak. Inname van zoetstof leidt dus tot insuline afgifte in de cephalische fase, daarmee tot verlaging van de bloedsuikerlevels, wat een hongergevoel veroorzaakt(de Graaf, Blom, Smeets, Stafleu, & Hendriks, 2004) en veroorzaakt geen verzadigingsgevoel doordat er geen GIP- en GLP-1-afgifte plaatsvindt.
Hoewel de inname van zoetstof niet leidt tot afgifte van GLP-1, heeft langdurige inname van zoetstof wel invloed op de GLP-1 afgifte na inname van glucose. Swithers et al. hebben bij ratten de associatie zoete smaak-energie verzwakt door ze langdurig saccharine te laten consumeren. Bij deze ratten is de afgifte van GLP-1 na een orale glucose tolerantietest lager dan bij de controle groep. Dit
veroorzaakt een verlaagd verzadigingsgevoel na inname van glucose(Swithers, Laboy, Clark, Cooper,
& Davidson, 2012). Hoe dit kan ontstaan, terwijl GLP-1 specifiek als reactie op glucose wordt afgegeven, is niet bekend.
De manier van inname blijkt van invloed te zijn op de mate van insuline afgifte in de cephalische fase (CPIR). Teff et al. hebben de suiker en zoetstof toegediend in een drankje, daar werd geen CPIR waargenomen(Teff, Devine, & Engelman, 1995). Uit een studie van Just et al. wordt het tegendeel
10 geconcludeerd: er wordt wel CPIR waargenomen in een experiment waarin de zoete oplossingen niet worden doorgeslikt, en er dus alleen sprake is van orale stimulatie(Just, Pau, Engel, & Hummel, 2008). Dit verschil zou een gevolg kunnen zijn van inname na een periode van vasten, aangezien CPRs sterker worden geactiveerd als de proefpersoon honger heeft(R. D. Mattes, 1997). Teff et al hebben echter nog meer onderzocht in datzelfde onderzoek. Bij participanten die op een stuk appeltaart hebben gekauwd en dat weer hebben uitgespuugd treedt wel CPIR op, net als bij het drinken van met zoetstof gezoete drank in combinatie met het eten van een tosti(Teff et al., 1995). Al met al kan geconcludeerd worden dat de maximale CPIR reactie optreedt bij complete orale stimulatie,
veroorzaakt door voedsel met smaak, reuk, textuur een aanblik, bij personen die trek hebben.
In vehicle: Uit verschillende onderzoeken is gebleken dat het innemen van zoetstof in een vehicle dat geen energie bevat, bijvoorbeeld water of kauwgom, de honger meer vergroot dan het innemen van het vehicle alleen. Dit effect lijkt echter niet specifiek voor zoetstoffen te zijn, want het komt ook voor bij bijvoorbeeld zout (natriumchloride) in soep. Als het vehicle wel energie bevat, is dit verschil in honger niet merkbaar tussen vehicle met zoetstof of met suiker(R. D. Mattes & Popkin, 2009). Dit wijst op een groot negatief effect van frisdranken met zoetstof, aangezien deze helemaal geen of amper calorieën bevatten en, volgens bovenstaande gegevens, het hongergevoel dus stimuleren. Als de zoetstof wordt toegediend via een capsule of tube, om zo de detectie van zoete smaak via de receptoren in de mond te vermijden, wordt er geen verhoogd hongergevoel waargenomen(Lavin, French, & Read, 2002). Blijkbaar veroorzaakt orale stimulatie dus de verwachting dat er energie binnen gaat komen, door middel van CPRs. Komt die energie niet, dan vraagt het lichaam hierom door middel van het hongergevoel. Het hiervoor beschreven mechanisme met CPRs zou hiervan de enige oorzaak kunnen zijn, maar wellicht spelen ook andere, nog niet beschreven, mechanismen een rol.
Door Rogers et al. wordt gerapporteerd dat inname van aspartaam via een capsule honger en
voedselinname verkleint in vergelijking met dezelfde hoeveelheid aspartaam in een frisdrank(Rogers, Pleming, & Blundell, 1990). Dit wijst erop dat aspartaam toch een verzadigingssignaal opwekt in de darmen, maar dat het hongergevoel, opgewekt door de zoete smaak zonder energie, zoals hiervoor beschreven, overheersend is. Rogers et al. suggereren dat aspartaam in de darmen de afgifte verhoogt van cholecystokinine (CCK), een vertering- en verzadigingshormoon, omdat het een uur duurt voordar het hongergevoel significant minder is ten opzichte van de controlegroep. Bewijs hiervoor ontbreekt echter, net als een alternatief plausibel mechanisme hiervoor (R. D. Mattes &
Popkin, 2009; Rogers, Burley, Alikhanizadeh, & Blundell, 1995).
Energiebalans: Het Pavlov effect, waarbij organismen zich, zodra ze denken dat ze eten krijgen, klaar gaan maken voor de verwerking hiervan door middel van hormonale, neuronale en metabolische veranderingen, zou op tot disregulatie van de energiebalans kunnen leiden doordat zoete smaak niet meer direct gekoppeld is aan energie. Ratten bij wie zoete smaak en energie ontkoppeld waren, waren minder in staat hun energie inname te reguleren toen ze suiker met energie innamen. Dit suggereert dat een deel van de verzadiging of het hongergevoel wordt veroorzaakt door conditionering: hoeveel energie er in iets zoets zit is bekend en afhankelijk daarvan wordt een bepaald volume eten ingenomen. Als energie en zoet niet meer met elkaar in verband staan, lijkt het lastiger te zijn de energie inname te controleren. De conditionering heeft meer effecten. Uit
hetzelfde onderzoek is gebleken dat een ontkoppeling van zoet en energie leidt tot een verslechterde
11 thermogenese na een maaltijd waarbij glucose wordt ingenomen. Thermogenese wordt geïniteerd in de cephalische fase. Aangezien thermogenese betrokken is bij de energiebalans, is dit een aanwijzing dat inname van zoetstoffen, via conditionering, kan leiden tot een verstoring in de
energiebalans(Swithers, Martin, & Davidson, 2010).
Dit kan komen doordat de reacties in de cephalische fase en de reacties daarna, in de maag en darmen tijdens de absorptie, nauwkeurig op elkaar zijn afgestemd. In de cephalische fase wordt gereageerd op een waargenomen smaak, tijdens de absorptie wordt gereageerd op de nutriënten.
Normaal 'weet' het lichaam welke nutriënt volgt op welke smaak, waardoor alle hormonen voor de absorptie en vertering van een bepaalde nutriënt op elkaar afgestemd zijn; ze zorgen samen voor een correcte vertering. Suikervervangers verstoren deze koppeling, hierdoor vindt een reactie op den duur maar half plaats. Zodra de koppeling verstoord is, vindt er na inname van suiker alleen alleen postingestive een reactie plaats, niet meer cephalisch. Daardoor raakt de precieze afstelling van alle hormonen van het metabolisme, en daarmee de energiebalans, verstoord. Conditionering waarbij zoete smaak en energie niet meer samengaan, is dus duidelijk een punt van zorg bij veelvuldig gebruik van zoetstoffen.
Het effect van zoetstoffen is dus veelzijdig. Het heeft een psychologisch effect, waardoor het risico van overcompensatie en dus verhoogde energie inname ontstaat. Deze overcompensatie treedt ook op bij een conditionering waarbij zoet en energie niet meer samengaan, net als verminderde
thermogenese. Het veroorzaakt een hongergevoel als het wordt ingenomen in een voedingsmiddel zonder energie, zoals in frisdrank. Smaak en energetische waarde moeten overeen komen met wat het lichaam gewend is om verzadiging te bereiken, aangezien ze beide apart worden gedetecteerd.
Komt dit niet overeen, dan raakt de koppeling tussen zoete smaak en glucose ontkoppeld door middel van conditionering en vinden CPRs niet meer goed plaats. Zo brengen zoetstoffen zonder calorieën het normale metabolisme in de war en veroorzaken ze gewichtstoename.
Toxische effecten en microbiota
Daar suikers onder andere in de darm worden verwerkt en opgenomen, zou het vervangen van suikers door suikervervangers effecten kunnen hebben op de microbiota in de darm. Glucose wordt gelijk in de dunne darm, via GLUT-transporters, opgenomen in het bloed. Samengestelde
koolhydraten worden eerst afgebroken tot monosacchariden, die vervolgens ook worden
opgenomen in het bloed. Met de huidige eetgewoontes worden darmen geconfronteerd met, aan de ene kant, extreem grote hoeveelheden bekende substraten, namelijk glucose en fructose, en aan de andere kant met nieuwe, onbekende substraten, de suikervervangers(Payne, Chassard, & Lacroix, 2012).
De darmflora, bestaande uit meer dan 100 biljoen micro-organismen in de darm en maag, hebben een grote invloed op de fysiologie, het metabolisme, de voeding en het immuunsysteem van hun gastheer en daarmee op zijn gezondheid. Zo breken bepaalde bacteriën stoffen af die wij zelf niet af kunnen breken en produceren ze bepaalde noodzakelijke nutriënten die wij zelf niet kunnen
produceren, zoals vitamine K. Een gezonde darmflora levert de gastheer veel gezondheidswinst op.
Een verstoorde darmflora kan de oorzaak zijn van verschillende ziektes, zoals kanker, non-alcoholic fatty liver disease en het prikkelbare darm syndroom(Guinane & Cotter, 2013). De samenstelling van
12 de darmflora, en daarmee de gezonde of ongezonde effecten op de gastheer, is beïnvloedbaar door voedsel(Payne et al., 2012).
Obese mensen hebben een andere darmflora dan slanke mensen(Turnbaugh et al., 2009). De 'obese darmflora' heeft veel negatieve effecten op de gezondheid van de obese patiënt. De microbiota hebben een veranderde samenstelling en metabolische capaciteit, waardoor ze meer energie uit voedsel halen(Turnbaugh et al., 2006). Andere metabolische processen worden ook beïnvloed. Het verzadigingssignaal in de hersenen gaat omlaag, want de afgifte van PPY en GLP-1 in de darm raakt verstoord, de permeabiliteit van de darmwand wordt groter, wat leidt tot ontstekingen en de synthese, opslag en het metabolisme van lipiden in vetweefsel en lever raakt verstoord (Tremaroli &
Backhed, 2012). Het is echter niet duidelijk of het veranderen van de darmflora en de gevolgen daarvan een oorzaak of gevolg van obesitas zijn, of misschien wel beide. Het is bekend dat de darmflora te moduleren is met voedsel, maar welk voedsel er precies verantwoordelijk is voor de obese darmflora is niet bekend. Als dit komt door te veel suikers en vetten in het dieet zou het beperken van de inname daarvan door ze te vervangen door suiker- en vetvervangers een oplossing kunnen zijn. Het zou echter ook zo kunnen zijn dat suiker- en vetvervangers, doordat ze vaak onbekend zijn, negatieve effecten hebben op de darmflora.
Inname van zoetigheid veroorzaakt een verhoogde expressie van de GLUT-eiwitten in de dunne darm, maar hiermee kunnen kunstmatige zoetstoffen niet worden opgenomen in het bloed.
Kunstmatige suikervervangers zijn voor het lichaam onbekend, er is dus geen oeroud mechanisme voor de vertering hiervan. In dit onderdeel zal ik van een aantal zoetstoffen, die in Europa zijn toegestaan voor consumptie, het verteringsmechanisme uitwerken, net als eventueel bekende toxische bijwerkingen en effecten op de darmflora.
Sucralose: Sucralose is een zoetstof zonder calorieën die wordt gemaakt uit sucrose door drie hydroxylgroepen te vervangen door chloor. Deze organische chloorverbinding is 600 maal zo zoet als sucrose(Aldeeb, Mahgoub, & Foda, 2013). Er zijn geen toxische bijwerkingen van sucralose
gerapporteerd, wel veroorzaakt sucralose, bij hoge inname, diarree(Goldsmith, 2000; Grotz &
Munro, 2009). Sucralose in combinatie met maltodextrine wordt Splenda genoemd. Het effect van Splenda op de microbiota in de darm van ratten is onderzocht(Abou-Donia, El-Masry, Abdel-Rahman, McLendon, & Schiffman, 2008). Uit dit onderzoek werd geconcludeerd dat inname van Splenda de hoeveelheid goede bacteriën in de darm significant verlaagd en de pH van de feces verhoogd. Onder 'goede bacteriën' worden bifidobacteria, lactobacilli, bacteroides en clostridia verstaan. Ook nam het totaal aantal aerobe en anaerobe bacteriën af. Een verklaring voor deze waarnemingen is er nog niet.
De verstoring van de balans in de microbiota kan veel darmfuncties beïnvloeden waarbij microbiota betrokken zijn, zoals de voedselverwerking, gastrointestinale mobiliteit, het immuunsysteem, vitaminesynthese en het metabolisme van medicijnen. Het stijgen van de pH van de feces is specifiek voor een verlaagde productie van korte keten vetzuren, die de darm beschermen tegen pathogenen.
Verkleining en verandering van de bacteriepopulatie en een verlaagde productie van korte keten vetzuren is relevant voor patiënten die leiden aan veel verschillende ziekten, zoals het prikkelbare darm syndroom, hart- en vaatziekten, kanker en obesitas.
In opdracht van een voedselproducent die sucralose verwerkt, is er echter een kritisch rapport over dit onderzoek verschenen. Daarin worden vooral de gebruikte methodes bekritiseerd, volgens de
13 experts zijn de controlegroepen niet goed en is de bacteriën in en de pH van de feces op een
ongebruikelijke manier gemeten(Brusick et al., 2009). Een herhaling van dit onderzoek, door onafhankelijke onderzoekers, met de juiste methoden is voor zover bekend echter niet gedaan. Het is in dit onderzoek ook niet duidelijk of specifiek de hoeveelheid goede bacteriën afneemt, of dat de hoeveelheid van alle bacteriën afneemt, en die van de goede dus ook. De resultaten van dit
onderzoek zijn interessant en een herhaling van dit onderzoek, met een betere methode, is gewenst.
Aspartaam: Aspartaam is een zoetstof die bestaat uit een methylester van twee aminozuren, namelijk fenylalanine en asparaginezuur. Het is 200 keer zo zoet als sucrose(Magnuson et al., 2007).
Aspartaam wordt in het lichaam afgebroken tot fenylalanine, asparaginezuur en methanol, die via dezelfde mechanismen worden verwerkt als wanneer ze via natuurlijke producten het lichaam binnenkomen. Toch baart de aanwezigheid en de afbraak van deze metabolieten in het lichaam vele wetenschappers zorgen. Er is uitgebreid onderzoek gedaan naar het effect van fenylalanine op de hersenen en de toxische effecten van asparaginezuur en methanol. Daaruit is gebleken dat het voor mensen onmogelijk is zo'n grote hoeveelheid aspartaam in te nemen dat negatieve effecten worden bereikt. Er worden echter wel onderzoeken genoemd waarbij aspartaam inname lijkt te leiden tot lymfomen en leukemie, maar de European Food Safety Authority stelt, na een grondige review, dat deze onderzoeken niet valide zijn. Butchko et al. stellen in hun, zeer uitgebreide, review dan ook dat met zekerheid gezegd kan worden dat aspartaam veilig is voor consumptie(Butchko et al., 2002).
Er is, bij mijn weten, geen invloed van de inname van aspartaam op de darmflora gemeten. Dit kan komen doordat aspartaam in de dunne darm gelijk wordt afgebroken naar phenylalanine, methanol en asparaginezuur, wat natuurlijk voorkomende stoffen zijn. Het lichaam kent dit dus al en kan het goed afbreken, en de inname van de metabolieten is per dag per persoon zo verschillend dat het lastig is daar een significant verschil te ontdekken door de inname van aspartaam.
Acesulfaam-K: Acesulfaam-K is 200 maal zoeter dan sucrose. Het lichaam haalt hier geen calorieën uit, want de zoetstof kan niet worden omgezet door het lichaam. Het wordt wel opgenomen, maar doordat het goed oplosbaar is in water, wordt het gemakkelijk weer uitgescheiden in de urine en hoopt het dus niet op in het lichaam. Er zijn geen aanwijzingen dat acesulfaam-K invloed heeft op de darmflora. Er zijn wel aanwijzingen dat acesulfaam-K genotoxisch is, maar bij dit onderzoek namen de proefdieren veel meer in dan de maximale dagelijkse hoeveelheid. (Whitehouse, Boullata, &
McCauley, 2008) Verder zijn er aanwijzingen dat acesulfaam-K een carcinogeen is, om dit met zekerheid vast te stellen is echter meer onderzoek nodig(Karstadt, 2010).
Cyclamaat: Cyclamaat is 30 maal zoeter dan sucrose. De veiligheid ervan is veelbesproken, en cyclamaat is een aantal jaren verboden geweest in de Verenigde staten. Cyclamaat wordt voor het grootste gedeelte direct uitgescheiden via de urine. De bacteriën in de dikke darm van een deel van de populatie zijn echter in staat cyclamaat om te zetten in cyclohexylamine(Renwick, Thompson, O'Shaughnessy, & Walter, 2004). Dit veroorzaakt blaaskanker in ratten (Price et al., 1970), maar dit is in een 20-jarige studie bij apen en in epidemiologische studies bij mensen niet
aangetoond(Takayama et al., 2000; Weihrauch & Diehl, 2004). Knaagdieren reageren op de meeste natriumzouten, waaronder cyclamaat valt, met verhoogde proliferatie van cellen in de urinewegen en met nieuwvorming van gezwellen, dus deze tegengestelde resultaten zijn gemakkelijk te
verklaren. Inname van cyclamaat lijkt bij mensen dan ook niet te leiden tot blaaskanker(Weihrauch &
14 Diehl, 2004). De maximale inname van cyclamaat is toch gebaseerd op eventuele carcinogeniteit. Op dit moment wordt aanbevolen kinderen onder de vier jaar geen of weinig cyclamaat te geven omdat zij, vanwege hun lage gewicht, gemakkelijk de maximale dagelijkse inname overschrijden.
Saccharine: Saccharine is zo'n 400 keer zoeter dan suiker. Het wordt niet gemetaboliseerd, maar via de urine uitgescheiden. Bij saccharine zijn, net als bij cyclamaat, negatieve effecten van inname waargenomen bij proefdieren, die niet bevestigd zijn in mensen. Bij knaagdieren worden blaaskanker, leververgiftiging, kanker in het nageslacht van saccharinegebruikers en een laag geboortegewicht gemeld(Weihrauch & Diehl, 2004). Bij ratten leidt de inname van saccharine tot veranderingen in de microbiota in de blinde darm, dit lijkt het mechanisme te zijn dat uiteindelijk leidt tot negatieve effecten op de urinewegen(Anderson & Kirkland, 1980). Bij mensen zijn ook de veranderingen in de microbiota in de darm niet waargenomen, of dit wel of niet plaatsvindt is niet bekend.
Algemeen: Weihrauch en Diehl hebben de resultaten van veel verschillende epidemiologische studies verwerkt in een review. Daaruit blijkt dat veelgebruikers van kunstmatige zoetstoffen (>1680 mg/dag) een relatief risico op blaaskanker hebben van 1.3. Een specifieke zoetstof is niet aan te merken, omdat zoetstoffen vaak in verschillende combinaties worden verwerkt in
producten(Weihrauch & Diehl, 2004). Het zou kunnen dat zoetstoffen schade aanrichten aan het epitheel van de blaas(Weihrauch & Diehl, 2004), omdat ze daar onverwerkt terecht komen. Andere mogelijke mechanismen hiervoor zijn niet beschreven. Het zou ook zo kunnen zijn dat veelgebruikers van kunstmatige zoetstoffen er verder ook een ongezonde levensstijl op na houden en dat het verhoogde risico op kanker het gevolg daarvan is. Sommige zoetstoffen, zoals acesulfaam-K,
sucralose en neotaam, zijn zo recentelijk in gebruik genomen dat epidemiologisch onderzoek naar de lange termijn effecten nog niet heeft kunnen plaatsvinden.
De resultaten van verschillende onderzoeken blijven controversieel, er is geen onomstotelijk bewijs voor carcinogeniteit of toxiciteit van kunstmatige zoetstoffen gevonden(Whitehouse et al., 2008).
Het onderzoeken van de effecten van suikervervangers wordt bemoeilijkt door alle omstandigheden die niet te controleren zijn of waarvan de effecten niet bekend zijn, zoals overige voedselinname, stress, genetica, sportgedrag en omgevingsverschillen. Ook wordt onderzoek vooral gedaan aan ratten en levert het dus geen directe resultaten op over de mens.
15
Vet
Een andere grote boosdoener in het ontstaan van overgewicht is te grote inname van vet. Olestra, oftewel sucrosepolyester, is een vetvervanger. In tegenstelling tot bij vet, zitten de vetzuren aan een koolhydraat-backbone in plaats van aan een glycerol-backbone. Lipolyse kan niet plaatsvinden, waardoor de stof niet wordt verteerd of opgenomen in de darm, maar direct wordt uitgescheiden. Er komt dus geen energie vrij(Lawson, Middleton, & Hassall, 1997). Olestra is door de Amerikaanse Food- en Drug Administration veilig verklaard en dus is het toegestaan in de Verenigde Staten.
Promoot gewichtstoename: Uit onderzoek van Swithers et al. blijkt dat inname van Olestra in combinatie met een vet-bevattend dieet leidt tot gewichtstoename bij ratten. Als de rest van het dieet geen vet bevat is deze gewichtstoename niet aanwezig, net als wanneer er geen Olestra wordt gegeven. Hiervoor lijkt eenzelfde mechanisme verantwoordelijk als bij suikers: het lichaam is gewend dat vette structuur leidt tot energie-inname. Door toediening van Olestra, wel vet, geen energie, wordt dit verband afgeleerd. Vervolgens wordt er 'echt' vet ingenomen, waar het lichaam niet efficiënt meer op reageert en wat daardoor leidt tot gewichtstoename(Swithers, Ogden, & Davidson, 2011).
Het psychologische effect van overcompensatie, zoals beschreven bij suikervervangers, is ook waargenomen bij Olestra(Stubbs, 2001).
Uitscheiding vetoplosbare nutriënten: Olestra verlaat het lichaam als een vette substantie en kan daarbij een aantal vetoplosbare nutriënten met zich meenemen, zoals vitamine A, D, E en K en carotenoïden(Tulley et al., 2005). Deze vetoplosbare nutriënten worden het beste geabsorbeerd in de darm in combinatie met de absorptie van wat vet, dus naast dat een deel wordt uitgescheiden door inname van Olestra, is de absorptie ook verminderd bij inname van geen vet. Dit wordt vaak opgevangen door deze nutriënten toe te voegen aan de producten bereid met Olestra.
Toxiciteit: Het is niet gelukt om in studies toxische of carcinogene effecten van Olestra vast te stellen(Allgood, Kuter, Roll, Taylor, & Zorich, 2001; Bergholz, 1992; Lafranconi, Long, Atkinson, Knezevich, & Wooding, 1994; G. M. Williams, Aardema, Long, Thompson, & Allgood, 1996). Ook zijn er geen andere bijwerkingen, bijvoorbeeld aan de stoelgang, vastgesteld na consumptie van
Olestra(Allgood et al., 2001). Olestra heeft ook geen invloed op de microbiota in de darm. Het wordt er niet door verteerd en het heeft geen invloed op het metabolisme van de microbiota(Thomson, Hunt, & Zorich, 1998).
Salatrim: Een andere vetvervanger is Salatrim. Hierbij is de plek van de vetzuren in het triglyceride- molecuul veranderd, waardoor het minder goed wordt opgenomen in de darm dan een gewone triglyceride. Dit zorgt ervoor dat er minder energie uit vrij kan worden gemaakt. Door Sorensen et al.
wordt gesteld dat de verhoogde aanwezigheid van vet in de darmen, doordat het niet wordt opgenomen, een verhoogd verzadigd gevoel veroorzaakt. Bij dit onderzoek compenseerden de deelnemers niet voor verminderde energie-inname(Sorensen et al., 2008). Het lijkt er dus op dat de koppeling tussen 'vette smaak' en energie niet wordt afgeleerd als het energiegehalte wordt gereduceerd, maar niet volledig verdwijnt.
16
Conclusie en discussie
Het effect van eten op het hongergevoel is tweezijdig. Direct na de inname van voedsel veroorzaakt de sensorische stimulatie een vergroot hongergevoel en het opstarten van het verterings- en verwerkingsproces van het eten; de cephalic phase responses. Na een tijdje komt het voedsel in de maag en de darmen terecht. Vanaf daar worden de nutriënten waargenomen en het hongergevoel onderdrukt, via daar aanwezige receptoren. Deze twee factoren werken goed samen bij eten wat het lichaam kent, maar raken ontregeld bij onbekende nutriënten.
'De complete ervaring': Om het metabolisme normaal te laten functioneren lijkt 'de complete ervaring' nodig te zijn. Sensorische eigenschappen en energie moeten overeen komen met wat mensen gewend zijn, en wat het lichaam dus verwacht, om de gewenste reactie van het lichaam en volledige verzadiging te krijgen. Zodra het lichaam denkt dat bepaalde nutriënten binnenkomen, worden er signalen afgegeven om het metaboliseren daarvan op gang te brengen. Als deze nutriënten dan toch niet binnenkomen, raakt de koppeling tussen nutriënt en reactie verstoord, waardoor het lichaam uiteindelijk 'leert' dat het niets hoeft te doen bij een zoete of vette smaak.
Komt er dan wel suiker of vet binnen, dan is de reactie hierop niet adequaat. Dit leidt tot minder efficiënt verwerken van de energie en tot meer opslag ervan, en dus tot een gewichtstoename.
Het onderzoek van Sorensen wekt het vermoeden dat het wellicht efficiënter is om slechts een gedeelte van de suiker of vetten te vervangen, zodat de nutriënten die het lichaam verwacht bij een bepaalde smaaksensatie ook daadwerkelijk het lichaam in komen. Op die manier blijft de normale lichaamsreactie op nutriënten gehandhaafd. Ik heb geen artikel kunnen vinden over een onderzoek hiernaar, maar het lijkt me het waard te onderzoeken wat het effect is op gewicht, hongergevoel en metabolisme van bijvoorbeeld dranken die voor de helft gezoet zijn met suiker en voor de andere helft met zoetstof. Mocht dit een beter effect hebben op het gewicht dan dranken die alleen gezoet zijn met zoetstof, dan zou dit een oplossing kunnen zijn voor negatieve metabolische effecten van light-producten. Ook zou er onderzoek gedaan kunnen worden naar suiker- en vetvervangers die nog meer op echt suiker en vet lijken, zodat ze het metabolisme niet ontregelen.
Toxiciteit: Er zijn geen aanwijzingen dat vetvervangers toxisch zijn. Voor suikervervangers zijn er wel aanwijzingen dat ze toxisch of carcinogeen zijn, maar het is niet bewezen. Verder onderzoek hiernaar is noodzakelijk, maar lastig. Ik denk dat minimale toxische of carcinogene effecten opwegen tegen het gezondheidsvoordeel van slank zijn, maar helaas hebben suiker- en vetvervangers ook grote nadelige effecten op het gehele metabolisme en is het maar de vraag of je er slank van wordt.
Microbiota: De effecten van suiker- en vetvervangers op de darmflora zijn nog niet duidelijk, er is weinig onderzoek naar gedaan. Uit het onderzoek van Abou-Donia et al. bleken zorgwekkende effecten van sucralose, maar de resultaten hiervan zijn aangevochten door Brusick et al. Dit was weliswaar in opdracht van de fabrikant van sucralose, maar hun wetenschappelijke argumenten zijn niet te negeren. Een herhaling van dit onderzoek is dan ook zeker gewenst. Om de precieze invloed van suiker- en vetvervangers op de darmflora duidelijk te krijgen, moet eerst de metabolische capaciteit van de darmflora beter begrepen worden.
Het is duidelijk dat obese personen een andere darmflora hebben dan slanke. Een manier vinden om deze darmflora permanent te laten veranderen naar een 'slanke darmflora' zou zeer waarschijnlijk grote gezondheidswinst geven aan obese personen. Verder is het ook belangrijk het effect van
17 suiker- en vetvervangers op de darmflora te ontrafelen. Wat voor effect hebben suiker- en
vetvervangers op verschillende bacteriestammen, wat doen deze stammen en wat is het gevolg daarvan op gezondheid en gewicht? Daar is slechts weinig over bekend, het kan een positieve en een negatieve invloed hebben, maar gezien de grote invloed van darmbacteriën op de gezondheid is dit zeer belangrijke informatie.
Volksgezondheid: Ondanks dat toxiciteit, carcinogeniteit en overige negatieve bijwerkingen van zoetstof niet bewezen zijn, blijft voorzichtigheid geboden in het gebruik ervan. Er is namelijk nog veel onduidelijkheid. Deze onduidelijkheid wordt af en toe door de media opgepakt en zorgt dan voor verontrustende nieuwsberichten. Het is belangrijk dat wetenschappers tot een gezamenlijk standpunt komen, zodat er een duidelijke mening over lightproducten richting het volk gaat. Dit is wel een lastige opdracht. Er is nog zoveel onbekend, dat er beter een negatievere dan een
positievere mening over zoetstoffen geventileerd kan worden. Misschien dringt het dan tot mensen door dat suiker- en vetvervangers niet de vervangers zijn van een gezonde levensstijl, maar dat de oplossing om gezond te blijven ligt bij gezond eten en bewegen. Dat is wat het lichaam al generaties lang gewend is, waar het op aangepast is en waar het dus het best mee functioneert.
18 References
Abou-Donia, M. B., El-Masry, E. M., Abdel-Rahman, A. A., McLendon, R. E., & Schiffman, S. S. (2008).
Splenda alters gut microflora and increases intestinal p-glycoprotein and cytochrome p-450 in male rats. Journal of Toxicology and Environmental Health.Part A, 71(21), 1415-1429.
doi:10.1080/15287390802328630; 10.1080/15287390802328630
Ahren, B., & Holst, J. J. (2001). The cephalic insulin response to meal ingestion in humans is dependent on both cholinergic and noncholinergic mechanisms and is important for postprandial glycemia. Diabetes, 50(5), 1030-1038.
Aldeeb, O. A., Mahgoub, H., & Foda, N. H. (2013). Sucralose. Profiles of Drug Substances, Excipients, and Related Methodology, 38, 423-462. doi:10.1016/B978-0-12-407691-4.00010-1;
10.1016/B978-0-12-407691-4.00010-1
Allgood, G. S., Kuter, D. J., Roll, K. T., Taylor, S. L., & Zorich, N. L. (2001). Postmarketing surveillance of new food ingredients: Results from the program with the fat replacer olestra. Regulatory Toxicology and Pharmacology : RTP, 33(2), 224-233. doi:10.1006/rtph.2001.1460 Anderson, R. L., & Kirkland, J. J. (1980). The effect of sodium saccharin in the diet on caecal
microflora. Food and Cosmetics Toxicology, 18(4), 353-355.
Bergholz, C. M. (1992). Safety evaluation of olestra, a nonabsorbed, fatlike fat replacement. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 32(2), 141-146. doi:10.1080/10408399209527588 Bonafini, B. A., & Pozzilli, P. (2011). Body weight and beauty: The changing face of the ideal female
body weight. Obesity Reviews : An Official Journal of the International Association for the Study of Obesity, 12(1), 62-65. doi:10.1111/j.1467-789X.2010.00754.x; 10.1111/j.1467-
789X.2010.00754.x
Briefel, R. R., & Johnson, C. L. (2004). Secular trends in dietary intake in the united states. Annual Review of Nutrition, 24, 401-431. doi:10.1146/annurev.nutr.23.011702.073349
Brusick, D., Borzelleca, J. F., Gallo, M., Williams, G., Kille, J., Wallace Hayes, A., . . . Burks, W. (2009).
Expert panel reporton a study of splenda in male rats. Regulatory Toxicology and Pharmacology : RTP, 55(1), 6-12.
Butchko, H. H., Stargel, W. W., Comer, C. P., Mayhew, D. A., Benninger, C., Blackburn, G. L., . . . Trefz, F. K. (2002). Aspartame: Review of safety. Regulatory Toxicology and Pharmacology : RTP, 35(2 Pt 2), S1-93.
Chaudhri, O., Small, C., & Bloom, S. (2006). Gastrointestinal hormones regulating appetite.
Philosophical Transactions of the Royal Society of London.Series B, Biological Sciences, 361(1471), 1187-1209. doi:10.1098/rstb.2006.1856
19 Collison, K. S., Zaidi, M. Z., Subhani, S. N., Al-Rubeaan, K., Shoukri, M., & Al-Mohanna, F. A. (2010).
Sugar-sweetened carbonated beverage consumption correlates with BMI, waist circumference, and poor dietary choices in school children. BMC Public Health, 10, 234-2458-10-234.
doi:10.1186/1471-2458-10-234; 10.1186/1471-2458-10-234
de Graaf, C., Blom, W. A., Smeets, P. A., Stafleu, A., & Hendriks, H. F. (2004). Biomarkers of satiation and satiety. The American Journal of Clinical Nutrition, 79(6), 946-961.
de la Pena, C. (2010). Artificial sweetener as a historical window to culturally situated health. Annals of the New York Academy of Sciences, 1190, 159-165. doi:10.1111/j.1749-6632.2009.05253.x;
10.1111/j.1749-6632.2009.05253.x
Fowler, S. P., Williams, K., Resendez, R. G., Hunt, K. J., Hazuda, H. P., & Stern, M. P. (2008). Fueling the obesity epidemic? artificially sweetened beverage use and long-term weight gain. Obesity (Silver Spring, Md.), 16(8), 1894-1900. doi:10.1038/oby.2008.284; 10.1038/oby.2008.284 Frank, G. K., Oberndorfer, T. A., Simmons, A. N., Paulus, M. P., Fudge, J. L., Yang, T. T., & Kaye, W. H.
(2008). Sucrose activates human taste pathways differently from artificial sweetener.
NeuroImage, 39(4), 1559-1569. doi:10.1016/j.neuroimage.2007.10.061
Fujita, Y., Wideman, R. D., Speck, M., Asadi, A., King, D. S., Webber, T. D., . . . Kieffer, T. J. (2009).
Incretin release from gut is acutely enhanced by sugar but not by sweeteners in vivo. American Journal of Physiology.Endocrinology and Metabolism, 296(3), E473-9.
doi:10.1152/ajpendo.90636.2008; 10.1152/ajpendo.90636.2008
Ginter, E., & Simko, V. (2012). Type 2 diabetes mellitus, pandemic in 21st century. Advances in Experimental Medicine and Biology, 771, 42-50.
Goldsmith, L. A. (2000). Acute and subchronic toxicity of sucralose. Food and Chemical Toxicology : An International Journal Published for the British Industrial Biological Research Association, 38 Suppl 2, S53-69.
Grotz, V. L., & Munro, I. C. (2009). An overview of the safety of sucralose. Regulatory Toxicology and Pharmacology : RTP, 55(1), 1-5. doi:10.1016/j.yrtph.2009.05.011; 10.1016/j.yrtph.2009.05.011 Guinane, C. M., & Cotter, P. D. (2013). Role of the gut microbiota in health and chronic
gastrointestinal disease: Understanding a hidden metabolic organ. Therapeutic Advances in Gastroenterology, 6(4), 295-308.
Hall, K. D., Heymsfield, S. B., Kemnitz, J. W., Klein, S., Schoeller, D. A., & Speakman, J. R. (2012).
Energy balance and its components: Implications for body weight regulation. The American Journal of Clinical Nutrition, 95(4), 989-994. doi:10.3945/ajcn.112.036350;
10.3945/ajcn.112.036350
20 Hu, F. B., & Malik, V. S. (2010). Sugar-sweetened beverages and risk of obesity and type 2 diabetes:
Epidemiologic evidence. Physiology & Behavior, 100(1), 47-54.
doi:10.1016/j.physbeh.2010.01.036; 10.1016/j.physbeh.2010.01.036
InterAct consortium. (2013). Consumption of sweet beverages and type 2 diabetes incidence in european adults: Results from EPIC-InterAct. Diabetologia, 56(7), 1520-1530.
doi:10.1007/s00125-013-2899-8; 10.1007/s00125-013-2899-8
Just, T., Pau, H. W., Engel, U., & Hummel, T. (2008). Cephalic phase insulin release in healthy humans after taste stimulation? Appetite, 51(3), 622-627. doi:10.1016/j.appet.2008.04.271;
10.1016/j.appet.2008.04.271
Karstadt, M. (2010). Inadequate toxicity tests of food additive acesulfame. International Journal of Occupational and Environmental Health, 16(1), 89-96.
Lafranconi, W. M., Long, P. H., Atkinson, J. E., Knezevich, A. L., & Wooding, W. L. (1994). Chronic toxicity and carcinogenicity of olestra in swiss CD-1 mice. Food and Chemical Toxicology : An International Journal Published for the British Industrial Biological Research Association, 32(9), 789-798.
Lakdawalla, D., & Philipson, T. (2009). The growth of obesity and technological change. Economics and Human Biology, 7(3), 283-293. doi:10.1016/j.ehb.2009.08.001; 10.1016/j.ehb.2009.08.001 Lavin, J. H., French, S. J., & Read, N. W. (2002). Comparison of oral and gastric administration of
sucrose and maltose on gastric emptying rate and appetite. International Journal of Obesity and Related Metabolic Disorders : Journal of the International Association for the Study of Obesity, 26(1), 80-86. doi:10.1038/sj.ijo.0801828
Lawson, K. D., Middleton, S. J., & Hassall, C. D. (1997). Olestra, a nonabsorbed, noncaloric replacement for dietary fat: A review. Drug Metabolism Reviews, 29(3), 651-703.
Lenoir, M., Serre, F., Cantin, L., & Ahmed, S. H. (2007). Intense sweetness surpasses cocaine reward.
PloS One, 2(8), e698. doi:10.1371/journal.pone.0000698
Magnuson, B. A., Burdock, G. A., Doul, J., Kroes, R. M., Marsh, G. M., Pariza, M. W., . . . Williams, G.
M. (2007). Aspartame: A safety evaluation based on current use levels, regulations, and toxilogical and epidemological studies. Critical Reviews in Toxicology, 37(8), 629-727.
Malik, V. S., Popkin, B. M., Bray, G. A., Despres, J. P., & Hu, F. B. (2010). Sugar-sweetened beverages, obesity, type 2 diabetes mellitus, and cardiovascular disease risk. Circulation, 121(11), 1356- 1364. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.109.876185; 10.1161/CIRCULATIONAHA.109.876185 Matsuda, M., Liu, Y., Mahankali, S., Pu, Y., Mahankali, A., Wang, J., . . . Gao, J. H. (1999). Altered
hypothalamic function in response to glucose ingestion in obese humans. Diabetes, 48(9), 1801- 1806.
21 Mattes, R. (1990). Effects of aspartame and sucrose on hunger and energy intake in humans.
Physiology & Behavior, 47(6), 1037-1044.
Mattes, R. D. (1997). Physiologic responses to sensory stimulation by food: Nutritional implications.
Journal of the American Dietetic Association, 97(4), 406-413. doi:10.1016/S0002- 8223(97)00101-6
Mattes, R. D., & Popkin, B. M. (2009). Nonnutritive sweetener consumption in humans: Effects on appetite and food intake and their putative mechanisms. The American Journal of Clinical Nutrition, 89(1), 1-14. doi:10.3945/ajcn.2008.26792; 10.3945/ajcn.2008.26792
Mucci, L., Santilli, F., Cuccurullo, C., & Davi, G. (2012). Cardiovascular risk and dietary sugar intake: Is the link so sweet? Internal and Emergency Medicine, 7(4), 313-322. doi:10.1007/s11739-011- 0606-7; 10.1007/s11739-011-0606-7
Naslund, E., & Hellstrom, P. M. (2007). Appetite signaling: From gut peptides and enteric nerves to brain. Physiology & Behavior, 92(1-2), 256-262. doi:10.1016/j.physbeh.2007.05.017
Nguyen, D. M., & El-Serag, H. B. (2012). The epidemiology of obesity. Gastroenterol Clin North Am, 39(1) doi:10.1016/j.gtc.2009.12.014
Payne, A. N., Chassard, C., & Lacroix, C. (2012). Gut microbial adaptation to dietary consumption of fructose, artificial sweeteners and sugar alcohols: Implications for host-microbe interactions contributing to obesity. Obesity Reviews : An Official Journal of the International Association for the Study of Obesity, 13(9), 799-809. doi:10.1111/j.1467-789X.2012.01009.x; 10.1111/j.1467- 789X.2012.01009.x
Pi-Sunyer, F. X. (2002). The obesity epidemic: Pathophysiology and consequences of obesity. Obesity Research, 10 Suppl 2, 97S-104S. doi:10.1038/oby.2002.202
Popkin, B. M. (2006). Global nutrition dynamics: The world is shifting rapidly to a diet linked with non-communicable diseases. American Journal of Clinical Nutrition, 84(2), 289-298.
Popkin, B. M., & Nielsen, S. J. (2003). The sweetening of the world's diet. Obesity Research, 11(11), 1325 - 1332.
Popkin, B. M. (2001). Nutrition in transition: The changing global nutrition challenge. Asia Pacific Journal of Clinical Nutrition, 10 Suppl, S13-8.
Price, J. M., Biava, C. G., Oser, B. L., Vogin, E. E., Steinfeld, J., & Ley, H. L. (1970). Bladder tumors in rats fed cyclohexylamine or high doses of a mixture of cyclamate and saccharin. Science (New York, N.Y.), 167(3921), 1131-1132.
Publicatieblad van de Europese Unie. (20 december 2006).
Verordening (EG) nr. 1924/2006 van het europees parlement en de raad inzake voedings- en gezondheidsclaims voor levensmiddelen
22 Raben, A., Vasilaras, T. H., Moller, A. C., & Astrup, A. (2002). Sucrose compared with artificial
sweeteners: Different effects on ad libitum food intake and body weight after 10 wk of
supplementation in overweight subjects. The American Journal of Clinical Nutrition, 76(4), 721- 729.
Renwick, A. G., Thompson, J. P., O'Shaughnessy, M., & Walter, E. J. (2004). The metabolism of cyclamate to cyclohexylamine in humans during long-term administration. Toxicology and Applied Pharmacology, 196(3), 367-380. doi:10.1016/j.taap.2004.01.013
Roberts, S. B. (1995). Abnormalities of energy expenditure and the development of obesity. Obesity Research, 3(2)
Rogers, P. J., Burley, V. J., Alikhanizadeh, L. A., & Blundell, J. E. (1995). Postingestive inhibition of food intake by aspartame: Importance of interval between aspartame administration and subsequent eating. Physiology & Behavior, 57(3), 489-493.
Rogers, P. J., Pleming, H. C., & Blundell, J. E. (1990). Aspartame ingested without tasting inhibits hunger and food intake. Physiology & Behavior, 47(6), 1239-1243.
Rolls, B. (1991). Effects of intense sweeteners on hunger, food intake, and body weight: A review.
American Journal of Clinical Nutrition, 53(4), 872-878.
Smeets, P., Graaf, d. C., Stafleu, A., van Osch, M., & Grond, v. d. J. (2005). Function magnetic resonance imaging of human hypothalamatic responses to sweet taste and calories. The American Journal of Clinical Nutrition, 82(5), 1011-1016.
Sorensen, L. B., Cueto, H. T., Andersen, M. T., Bitz, C., Holst, J. J., Rehfeld, J. F., & Astrup, A. (2008).
The effect of salatrim, a low-calorie modified triacylglycerol, on appetite and energy intake. The American Journal of Clinical Nutrition, 87(5), 1163-1169.
Stellman, S. D., & Garfinkel, L. (1986). Artificial sweetener use and one-year weight change among women. Preventive Medicine, 15(2), 195-202.
St-Onge, M. P., & Heymsfield, S. B. (2003). Usefulness of artificial sweeteners for body weight control. Nutrition Reviews, 61(6 Pt 1), 219-221.
Stubbs, R. J. (2001). The effect of ingesting olestra-based foods on feeding behavior and energy balance in humans. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 41(5), 363-386.
doi:10.1080/20014091091850
Swithers, S. E., Laboy, A. F., Clark, K., Cooper, S., & Davidson, T. L. (2012). Experience with the high- intensity sweetener saccharin impairs glucose homeostasis and GLP-1 release in rats.
Behavioural Brain Research, 233(1), 1-14. doi:10.1016/j.bbr.2012.04.024;
10.1016/j.bbr.2012.04.024
23 Swithers, S. E., Martin, A. A., & Davidson, T. L. (2010). High-intensity sweeteners and energy balance.
Physiology & Behavior, 100(1), 55-62. doi:10.1016/j.physbeh.2009.12.021;
10.1016/j.physbeh.2009.12.021
Swithers, S. E., Ogden, S. B., & Davidson, T. L. (2011). Fat substitutes promote weight gain in rats consuming high-fat diets. Behavioral Neuroscience, 125(4), 512-518. doi:10.1037/a0024404;
10.1037/a0024404
Takayama, S., Renwick, A. G., Johansson, S. L., Thorgeirsson, U. P., Tsutsumi, M., Dalgard, D. W., &
Sieber, S. M. (2000). Long-term toxicity and carcinogenicity study of cyclamate in nonhuman primates. Toxicological Sciences : An Official Journal of the Society of Toxicology, 53(1), 33-39.
Teff, K. L., Devine, J., & Engelman, K. (1995). Sweet taste: Effect on cephalic phase insulin release in men. Physiology & Behavior, 57(6), 1089-1095.
Thomson, A. B., Hunt, R. H., & Zorich, N. L. (1998). Review article: Olestra and its gastrointestinal safety. Alimentary Pharmacology & Therapeutics, 12(12), 1185-1200.
Thorens, B. (1995). Glucagon-like peptide-1 and control of insulin secretion. Diabete & Metabolisme, 21(5), 311-318.
Tremaroli, V., & Backhed, F. (2012). Functional interactions between the gut microbiota and host metabolism. Nature, 489(7415), 242-249. doi:10.1038/nature11552; 10.1038/nature11552 Tsai, A. G., Williamson, D. F., & Glick, H. A. (2011). Direct medical cost of overweight and obesity in
the USA: A quantitative systematic review. Obesity Reviews : An Official Journal of the International Association for the Study of Obesity, 12(1), 50-61. doi:10.1111/j.1467- 789X.2009.00708.x; 10.1111/j.1467-789X.2009.00708.x
Tulley, R. T., Vaidyanathan, J., Wilson, J. B., Rood, J. C., Lovejoy, J. C., Most, M. M., . . . Bray, G. A.
(2005). Daily intake of multivitamins during long-term intake of olestra in men prevents declines in serum vitamins A and E but not carotenoids. The Journal of Nutrition, 135(6), 1456-1461.
Turnbaugh, P. J., Hamady, M., Yatsunenko, T., Cantarel, B. L., Duncan, A., Ley, R. E., . . . Gordon, J. I.
(2009). A core gut microbiome in obese and lean twins. Nature, 457(7228), 480-484.
doi:10.1038/nature07540; 10.1038/nature07540
Turnbaugh, P. J., Ley, R. E., Mahowald, M. A., Magrini, V., Mardis, E. R., & Gordon, J. I. (2006). An obesity-associated gut microbiome with increased capacity for energy harvest. Nature, 444(7122), 1027-1031. doi:10.1038/nature05414
Voracek, M., & Fisher, M. L. (2002). Shapely centrefolds? temporal change in body measures: Trend analysis. BMJ (Clinical Research Ed.), 325(7378), 1447-1448.
Weihrauch, M. R., & Diehl, V. (2004). Artificial sweeteners—do they bear a carcinogenic risk? Annals of Oncology, 15(10), 1460-1465.
24 Whitehouse, C. R., Boullata, J., & McCauley, L. A. (2008). The potential toxicity of artificial
sweeteners. AAOHN Journal : Official Journal of the American Association of Occupational Health Nurses, 56(6), 251-9; quiz 260-1.
Williams, G., Harrold, J. A., & Cutler, D. J. (2000). The hypothalamus and the regulation of energy homeostasis: Lifting the lid on a black box. The Proceedings of the Nutrition Society, 59(3), 385- 396.
Williams, G. M., Aardema, M. J., Long, P. H., Thompson, E. D., & Allgood, G. S. (1996). Genotoxicity and subchronic toxicity studies with heated olestra. Food and Chemical Toxicology : An
International Journal Published for the British Industrial Biological Research Association, 34(10), 941-950.
Yang, Q. (2010). Gain weight by "going diet?" artificial sweeteners and the neurobiology of sugar cravings: Neuroscience 2010. The Yale Journal of Biology and Medicine, 83(2), 101-108.
