Voedingsvezels: veel meer dan ballaststoffen

Wat verstaan we onder voedingsvezels?

De term voedingsvezel werd voor het eerst gebruikt door Eben Hipsley in 1953 en verwees naar de onoplosbare, structurele componenten van plantaardige celwanden zoals cellulose, hemicellulose en lignine (1). In de jaren zeventig formuleerden de Britse artsen Burkitt en Trowell de hypothese dat een lage vezelinname aan de basis lag van verschillende chronische aandoeningen (2). Zij gebruikten de term vezels voor plantcomponenten die bestand waren tegen degradatie door humane verteringsenzymen.

Oplosbare componenten zoals pectines of waxen bezitten eveneens deze eigenschappen. Zij werden echter niet als vezel gekwantificeerd met de oorspronkelijke analysemethoden. Daarom moest het concept worden verruimd. De aandacht verschoof van een louter botanische naar een fysiologische definitie. 

Na vele jaren van internationaal overleg publiceerde de Codex Alimentarius Commissie in 2009 een consensusdefinitie die ondertussen door vele landen werd geïmplementeerd (3). 

Niet alle vezels zijn hetzelfde

Voedingsvezels kunnen op verschillende manieren worden geclassificeerd (figuur 1).
 

FIGUUR 1 - Voedingsvezels verschillen sterk in chemische structuur. Voor hun functionaliteit zijn vooral de fysicochemische eigenschappen, zoals oplosbaarheid, viscositeit en fermenteerbaarheid bepalend.

Figuur downloaden

Op basis van chemische structuur

Traditioneel worden vezels onderverdeeld op basis van hun chemische structuur. Hierbij wordt onderscheid gemaakt tussen niet-verteerbare oligosachariden (bv. fructo-oligosachariden, galacto-oligosachariden), niet-zetmeelpolysachariden (bv. cellulose, hemicellulose, pectines, inuline, gommen, psyllium, ß-glucanen), de verschillende categorieën van resistent zetmeel en de vezelfracties zonder koolhydraatstructuur (bv. lignine, waxen). Zo’n chemische classificatie is noodzakelijk om eenduidige analyse van de vezelfractie in voedingsmiddelen en etikettering mogelijk te maken maar is moeilijk te vertalen naar fysiologische effecten.
 

Op basis van fysicochemische eigenschappen

Voor gezondheidsaspecten is een classificatie op basis van fysicochemische eigenschappen vaak relevanter. Eigenschappen zoals viscositeit, fermenteerbaarheid, waterbindend vermogen en oplosbaarheid bepalen in belangrijke mate hoe vezels zich gedragen in het maagdarmkanaal (4).

Lange tijd werd de wateroplosbaarheid van vezels gebruikt om vezels die eerder een effect hebben op de absorptie van glucose en vetten in de dunne darm (oplosbare vezels) te onderscheiden van vezels die eerder bijdragen aan fecale bulking in het colon (onoplosbare vezels). Deze associatie bleek echter te simplistisch. Niet alle oplosbare vezels beïnvloeden de nutriëntabsorptie in de dunne darm en niet alle onoplosbare vezels zijn resistent tegen fermentatie (5).

Kenmerken zoals viscositeit en fermenteerbaarheid voorspellen fysiologische effecten beter dan oplosbaarheid.

Visceuze vezels zoals psyllium, guargom en hoogmoleculaire β-glucanen zijn meestal oplosbaar en vormen in contact met water een gelachtige structuur. Hierdoor kunnen zij de absorptie van glucose en vetten vertragen. Het viscositeitsverhogend potentieel van neutrale visceuze vezels zoals β-glucanen is des te groter naarmate hun ketenlengte toeneemt. Vezels die zuurfuncties bevatten zoals pectines en alginaten vormen enkel gels door complexatie van cationen zoals Ca²⁺. 

Niet-fermenteerbare vezels dragen vooral bij aan fecale bulk en darmtransit.

Fermenteerbare vezels dienen als substraat voor darmmicro-organismen en beïnvloeden de productie van microbiële metabolieten. De belangrijkste eindproducten van vezelfermentatie zijn de korteketenvetzuren azijnzuur, propionzuur en boterzuur. Deze metabolieten verlagen de zuurtegraad (pH) in het colon waardoor de groei van zuurgevoelige pathogenen, zoals Salmonella, wordt afgeremd. De korteketenvetzuren worden grotendeels opgenomen door de epitheelcellen van de darm en door deze cellen gebruikt als energiebron. Op deze manier dragen zij bij tot het behoud van een gezond darmepitheel. Een fractie van de opgenomen vetzuren bereikt via de poortader de lever en vervolgens de systemische circulatie waardoor ze ook andere organen beïnvloeden, waaronder vetweefsel, pancreas, lever, longen, nieren en hersenen. De productie van korteketenvetzuren wordt beschouwd als een belangrijk mechanisme voor de gezondheidseffecten van vezels (6). 

Darmbacteriën genereren meer energie voor hun eigen metabolisme uit fermentatie van koolhydraten (vezels) dan uit fermentatie van eiwitten. Naarmate de koolhydraten uitgeput raken, gaan bacteriën geleidelijk meer eiwitten fermenteren. Daarbij ontstaan metabolieten zoals ammoniak, fenolen en zwavelhoudende verbindingen die doorgaans als minder gunstig worden beschouwd. Extra vezels verhogen het aanbod aan koolhydraten voor de bacteriën en zijn dus ook een manier om eiwitfermentatie te beperken. 

Fermentatie van vezels gaat onvermijdelijk gepaard met de productie van gassen zoals waterstof, koolstofdioxide en methaan. Vooral snel fermenteerbare vezels kunnen daarom aanleiding geven tot een opgeblazen gevoel en flatulentie. Bij de meeste personen nemen deze klachten af naarmate het microbioom zich aanpast aan een hogere vezelinname.

Bronnen van voedingsvezels en het belang van de voedingsmatrix

Voedingsvezels komen van nature voor in volkoren granen, peulvruchten, groenten, fruit, noten, zaden en aardappelen (tabel 1).

De samenstelling van de vezelfractie verschilt sterk tussen deze voedingsmiddelen. Fruit bevat relatief veel pectines en oligosachariden, terwijl granen en peulvruchten vooral rijk zijn aan hemicellulosen. Haver en gerst onderscheiden zich door hun gehalte aan β-glucanen. 

Vezels zoals inuline, arabinoxylanen en beta-glucanen worden ook uit natuurlijke producten geëxtraheerd en kunnen als dusdanig of na modificatie (hydrolyse tot oligosacchariden) als supplement worden gebruikt of worden toegevoegd aan voedingsproducten. Synthetische vezels zoals polydextrose, geproduceerd door polymerisatie van glucose, kunnen op dezelfde manier worden gebruikt.

Voedingsvezels komen in natuurlijke voedingsmiddelen zelden geïsoleerd voor. Ze maken deel uit van complexe celwandstructuren waarin ze interageren met andere componenten zoals polyfenolen, mineralen en eiwitten. Dit kan verklaren waarom observationele studies vaak sterkere gezondheidseffecten rapporteren dan interventiestudies met geïsoleerde vezelsupplementen. De gunstige effecten van een vezelrijke voeding zijn mogelijk niet uitsluitend toe te schrijven aan de vezels per se, maar ook aan de voedingsmatrix en aan het bredere voedingspatroon waarin deze voedingsmiddelen voorkomen.

Gezondheidseffecten van voedingsvezels

• Vezels, prebiotica en de darmmicrobiota

Vezels komen intact in het colon terecht waar ze kunnen worden gefermenteerd door de aanwezige microbiota. Sommige bacteriën zijn gespecialiseerd in de afbraak van specifieke vezels, terwijl andere bacteriën de gevormde afbraakproducten verder metaboliseren. Afhankelijk van het soort vezel zullen bepaalde bacteriële soorten daardoor beter groeien ten koste van andere waardoor de samenstelling en bijgevolg ook de metabole activiteit van het bacterieel ecosysteem zal veranderen. De metabolieten die via deze cross-feeding-interacties geproduceerd worden, interageren via de systemische circulatie met verschillende organen en bepalen mee de fysiologische effecten van vezels.

Vezels die selectief de groei van bepaalde bacteriën stimuleren en daardoor een gezondheidsvoordeel opleveren voldoen aan de ISAPP (International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics)-definitie voor prebiotica. (7). Inuline-type fructanen en galacto-oligosachariden zijn de best gedocumenteerde prebiotica. Prebioticasupplementen kunnen stoelgangsgewoonten verbeteren en de stoelgangsfrequentie verhogen. Daarnaast moduleren ze de immuunrespons en kunnen ze de mineraalabsorptie verbeteren. 

Niet alle vezels zijn prebiotica. Vezels zoals cellulose voldoen niet aan de definitie omdat ze niet gefermenteerd worden. Anderzijds hebben ook niet alle prebiotica een vezelstructuur. Componenten zoals polyfenolen worden eveneens gemetaboliseerd door de microbiota. De metabolieten die daarbij gevormd worden hebben antioxidatieve en anti-inflammatoire effecten waardoor polyfenolen beschouwd worden als niet-koolhydraat prebiotica.

• Vezels, darmtransit en fecale output

Een vlotte darmtransit is een belangrijke parameter van darmgezondheid. Ook bij gezonde personen varieert de darmtransit aanzienlijk, zowel tussen personen als van dag-tot-dag bij dezelfde personen. Een tragere darmtransit gaat gepaard met een verhoogde waterabsorptie en een hardere stoelgang, wat het risico op constipatie verhoogt. Constipatie is echter een multifactorieel probleem. Leeftijd, medicatiegebruik, ziekte, vochtinname en fysieke activiteit spelen eveneens een belangrijke rol. Meer en meer studies tonen ook aan dat transit een belangrijke impact heeft op de samenstelling en activiteit van de darmmicrobiota. Een langere transittijd is ook geassocieerd met meer eiwitfermentatie (8). 

Vooral niet-oplosbare, weinig fermenteerbare vezels zoals tarwezemelen verhogen de fecale massa en versnellen de darmtransit. Dit effect is dosisafhankelijk en wordt mede bepaald door de deeltjesgrootte van de vezels (9). Grotere deeltjes dragen meer bij tot de bulk in de darm en hebben een groter effect op de darmtransit dan kleine deeltjes.  

Oplosbare en fermenteerbare vezels beïnvloeden de darmtransit in mindere mate omdat ze nagenoeg volledig gefermenteerd worden in de dikke darm en daardoor hun waterhoudende capaciteit verliezen.

Psyllium vormt hierbij een bijzondere categorie. Hoewel het een oplosbare vezel is, wordt het slechts beperkt gefermenteerd en behoudt het zijn waterbindende eigenschappen in het colon. Hierdoor kan het zowel de consistentie als de frequentie van de stoelgang verbeteren (10).

• Vezels en diverticulitis

Een hoge vezelinname is consistent geassocieerd met een lager risico op diverticulitis. Historisch werd dit effect verklaard door een lagere intraluminale druk in het colon. Meer recente inzichten wijzen echter ook op een mogelijke rol van veranderingen in microbiota en immuunfunctie (10). Deze mechanismen sluiten elkaar niet noodzakelijk uit.

• Vezels en cardiovasculaire gezondheid

De Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) schat dat driekwart van de sterftegevallen door cardiovasculaire aandoeningen kan worden vermeden door een gezondere levensstijl. Eén van de factoren die hieraan kan bijdragen is een voeding met voldoende vezels (11). 

Prospectieve cohortstudies tonen consequent aan dat personen met een hogere vezelinname een lager risico hebben op zowel cardiovasculaire als cerebrovasculaire aandoeningen. Gemiddeld daalt het risico met 7 tot 9% voor elke extra 7 g vezelinname per dag. Vooral vezels afkomstig van granen lijken hierin een belangrijke rol te spelen (12). 

De beschermende werking van vezels hangt samen met hun positieve effect op belangrijke risicofactoren voor hart- en vaatziekten, zoals hoge bloeddruk, een verhoogd cholesterolgehalte, een verstoorde glucosetolerantie en overgewicht.

• Vezels en bloeddruk

Een recente meta-analyse van 18 studies toonde geen bloeddrukverlagend effect wanneer alle studies ongeacht het vezeltype werden gecombineerd. De consumptie van ß-glucaan uit haver in populaties met overgewicht en obesitas verlaagde de systolische, maar niet de diastolische bloeddruk met gemiddeld 1,4 mmHg (49 studies, 3854 deelnemers) (13). Haver bevat echter ook nog andere bioactieve componenten, zoals GABA en polyphenolen, waardoor het bloeddrukverlagend effect niet uitsluitend kan worden toegeschreven aan de aanwezig ß-glucanen (14). Meer onderzoek blijft nodig.

• Vezels en cholesterol

Oplosbare, visceuze vezels zoals ß-glucanen, psyllium en pectines verlagen consistent het LDL- en het totale cholesterolgehalte doordat ze galzouten binden en hun reabsorptie beperken (15). Hierdoor wordt de opname van LDL-cholesterol uit het bloed door de lever gestimuleerd en daalt LDL-cholesterol in plasma. Het cholesterolverlagende effect is meer uitgesproken voor hoogmoleculaire ß-glucanen die de viscositeit sterker verhogen dan voor kleine moleculen die nauwelijks nog een effect of viscositeit hebben. Oplosbare niet-visceuse vezels zoals inuline en fructo-oligosacchariden, of onoplosbare vezels zoals tarwezemelen hebben geen consistent effect op cholesterol.

• Vezels, diabetes en glucoseregulatie

De effecten van voedingsvezels op het glucose- en insulinemetabolisme zijn minder consistent. Niet alle vezels zijn even efficiënt, maar ook niet iedereen reageert even sterk op een verhoogde vezelinname.

In een interventiestudie bij 802 deelnemers met prediabetes bleek de microbiotasamenstelling een belangrijke determinant voor de metabole respons. Responders en non-responders konden worden voorspeld op basis van microbiële kenmerken (16).

In gecontroleerde interventiestudies verlagen β-glucanen en psyllium de nuchtere glycemie en HbA1c, vermoedelijk doordat ze de opname van glucose uit de darm beperken. Op de insulinesecretie hebben deze vezels minder effect (17)(18). Observationele studies vinden een lager risico op type 2-diabetes bij personen die veel volkoren graanproducten en onoplosbare vezels consumeren (19). Deze discrepantie is opvallend en suggereert dat de bescherming tegen diabetes mogelijk niet alleen te verklaren valt door acute effecten op glucoseabsorptie. Ook andere mechanismen kunnen bijdragen, waaronder veranderingen in verzadiging, lichaamsgewicht, inflammatie, darmhormonen en microbiële metabolieten. 

De huidige evidentie ondersteunt daarom het belang van vezelrijke voedingsmiddelen binnen een gezond voedingspatroon, eerder dan een exclusieve focus op afzonderlijke vezelsupplementen.

• Vezels en gewichtscontrole

De hypothese dat vezels gewichtsverlies bevorderen is biologisch plausibel. Vezelrijke voedingsmiddelen vereisen meer kauwen, vertragen de maaglediging, verhogen de viscositeit van de darminhoud en kunnen de afgifte van verzadigingshormonen beïnvloeden. Daarnaast produceren darmbacteriën tijdens fermentatie korteketenvetzuren die eveneens betrokken zijn bij de regulatie van de energiehomeostase.

Epidemiologische studies associëren een hogere vezelinname met een lager risico op overgewicht en obesitas (20). Meestal gaat het hier over vezels uit verschillende bronnen met uiteenlopende eigenschappen die intrinsiek aanwezig zijn in de voeding. Interventiestudies met vezelsupplementen laten zien dat effecten op het lichaamsgewicht doorgaans beperkt zijn ( minder dan 1kg gewichtsverlies over enkele weken) (21). Visceuze vezels kunnen bijdragen aan verzadiging en een bescheiden gewichtsverlies ondersteunen, maar op zichzelf vormen vezels geen efficiënte strategie voor gewichtsreductie. 

• Vezels en kanker

Al in 1971 suggereerde Dennis Burkitt dat een vezelarme voeding bijdraagt aan het ontstaan van dikkedarmkanker (22). Deze hypothese werd voor het eerst bevestigd in een grote case-control-studie in 1992 (23). De ‘Nurses’ Health Study’, een prospectieve studie bij 88.757 vrouwen van middelbare leeftijd gedurende 16 jaar vond echter geen beschermend effect van vezelinname op darmkanker (24) net zomin als de ‘Health Professionals Follow-up Study’, de mannelijke tegenhanger van de ‘Nurses’ Health Study’ (25). Hierdoor nam het enthousiasme rond de vezelhypothese tijdelijk af. De grote ‘European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition’ (EPIC)-cohortstudie vond later wel weer een associatie tussen een hogere vezelinname en een lager risico op colorectale kanker (26). 

Het is belangrijk dat de associatie tussen vezelinname en verschillende types kanker blijvend wordt geanalyseerd. Een recente meta-analyse van bestaande meta-analyses bevestigde het verband tussen een hoge vezelinname en een 22% lager kankerrisico en een 17% lager risico op kankersterfte. De associatie was het sterkst voor tumoren van het maagdarmstelsel en borstkanker (27). De huidige consensus is dat vezels beschermen tegen kanker maar dat het effect vermoedelijk minder groot is dan Dennis Burkitt oorspronkelijk dacht.

De beschermende werking van vezels is waarschijnlijk multifactorieel (28). Mensen die vezelrijk eten, consumeren doorgaans minder vet. Daardoor lopen ze minder risico op overgewicht en diabetes, beide risicofactoren voor colonkanker. Daarnaast verhogen vezels de fecale massa en versnellen ze de darmtransit. Volle granen, fruit en andere vezelrijke voedingsmiddelen leveren tevens mineralen, vitaminen, polyfenolen en antioxidantia die eveneens bijdragen aan een beschermend effect.

Het beschermend effect van de vezels zelf wordt vaak gerelateerd aan de productie van korteketenvetzuren. Vooral boterzuur heeft anticarcinogene eigenschappen doordat het de proliferatie van darmcellen remt, apoptose induceert en ontstekingsremmend werkt. Verder kunnen vezels het bacteriële galzoutmetabolisme beïnvloeden en zo de concentraties van secundaire galzouten verlagen. Hoewel secundaire galzouten al langer verdacht werden van tumorpromotie, werd recent ook een direct oorzakelijk verband met darmkanker aangetoond (29). 

Hoeveel vezels per dag?

De aanbevolen hoeveelheid voedingsvezels verschilt van land tot land. De meeste internationale richtlijnen adviseren een vezelinname van 25 tot 30 g per dag. De Hoge Gezondheidsraad raadt aan om minstens 25 g vezels per dag te eten (30). Vertaald naar voedingsmiddelen, betekent dit een dagelijkse inname van 125 g volle graanproducten 300 g groenten, 250 g fruit en een regelmatige consumptie van peulvruchten (30). Deze aanbevelingen liggen nog een stuk lager dan de innames in landelijke gebieden in Afrika (50-100 g per dag) die door Burkitt en later door O’Keefe werden geassocieerd met een optimale darmgezondheid en metabole gezondheid (31).

Recente meta-analyses tonen de grootste gezondheidswinst bij 25 tot 29 g per dag maar suggereren dat hogere innames mogelijk nog bijkomende voordelen kunnen bieden (31). Aanbevelingen stellen geen bovengrens in voor de vezelinname.

Uit de meest recente voedselconsumptiepeiling (2022-2023), blijkt dat de gemiddelde vezelinname in België met 16 g per dag ruim onder de aanbeveling ligt. De gemiddelde vezelinname is ook niet toegenomen sedert de peiling van 2014-2015. De vezelinname neemt licht toe met de leeftijd en is iets hoger bij mannen dan bij vrouwen en bij mensen met een hoger opleidingsniveau.

Granen en graanproducten dragen het meeste bij aan de inname van vezels (35%), gevolgd door groenten (19%) en fruit (13%) (32).

Mogelijke nadelen en aandachtspunten

Een hoge vezelinname is doorgaans veilig, maar kan gepaard gaan met gastro-intestinale ongemakken zoals flatulentie en een opgeblazen gevoel. De vezelinname geleidelijk opbouwen vermindert deze klachten doorgaans aanzienlijk. 

Sommige vezelrijke voedingsmiddelen bevatten ook fytaten, tannines en oxalaten die mineralen zoals ijzer, zink of calcium complexeren en hun absorptie daardoor beperken. Voor gezonde volwassenen met een gevarieerd voedingspatroon heeft dit doorgaans weinig klinische implicaties.

Bij vezels met een hoge waterbindende capaciteit, zoals psyllium, is voldoende vocht innemen belangrijk om constipatie te vermijden.

Bij jonge kinderen kan een hoge vezelinname minder opportuun zijn omdat zij door hun kleine maaginhoud sneller verzadigd raken. Vroegtijdige verzadiging kan leiden tot een te lage energie- en  nutriënteninname.

Patiënten met het prikkelbaredarmsyndroom verdragen niet alle vezeltypes even goed. Vooral snel-fermenteerbare vezels kunnen klachten uitlokken terwijl psyllium, dat weinig fermenteerbaar is, vaak beter verdragen wordt. 

Vezels, microbiota en gepersonaliseerde voeding

Interventiestudies tonen grote verschillen in metabole respons tussen individuen. 

Steeds meer onderzoek suggereert dat de samenstelling van het darmmicrobioom hierbij een rol speelt. Bepaalde bacteriële groepen beschikken over een uitgebreid arsenaal aan enzymen waarmee complexe vezels kunnen worden afgebroken. Specifieke vezelinterventies zouden daardoor meer efficiënt zijn bij personen bij wie dergelijke bacteriën overvloedig aanwezig zijn (33). 

Deze observaties sluiten aan bij het bredere concept van gepersonaliseerde voeding. Hoewel de praktische toepassing nog beperkt is, wijzen ze erop dat de optimale vezelstrategie mogelijk verschilt tussen individuen.