Transcript Prof. Gertjan Schaafsma, WUR

Koolhydraten en suikers in de
voeding. Suiker en verslaving
Prof. dr. ir. Gertjan Schaafsma
Almere, 1 oktober 2013
1
Inhoud
• Basiskennis energiestofwisseling en
gewichtsbeheersing
• Koolhydraten en suikers in de voeding
• Officiële aanbevelingen (reference intakes)
• Suikerverbruik in Europese landen
• Suiker functionaliteiten
• Suiker in gezondheid en ziekte
• Suiker en verslaving
• Conclusies
Almere, 1 oktober 2013
2
Basiskennis uit de natuurkunde (1)
Eenheden
• Tijd (t):
• Massa (m):
• Lengte (s):
seconde
kg
meter
Afgeleide eenheden
• Kracht (F):
Newton
• Energie (E) : Joule
• Vermogen (P): Watt
Basisregels uit de natuurkunde (2)
Kracht = massa x versnelling (F = m x a)
1 Newton = 1 kg.m/sec2
Energie = kracht x afgelegde weg (E = F x s)
Joule = 1 Nm = 1 kg.m/sec2.m = 1 kg.m2/ sec2
Verm. = energie per tijdseenh. (P = E/sec)
1 Watt = 1 joule/sec = (1 kg.m2/ sec)
Basisregels uit de natuurkunde (3)
Wet van behoud van energie
Potentiële energie: mgh
Kinetische energie: ½ mv2
1 calorie = 4.19 Joule
Het maximale vermogen van de mens
Uitgangspunten:
- 5 x de ruststofwisseling = 7500 kcal/d
- 1 cal = 4.19 Joule
- 1 Watt = 1 J/sec
Maximaal vermogen:
7500 x 1000 x 4.19 J
--------------------------24 x 60 x 60 sec
= 364 Watt (J/sec)
E intake = E output
E intake:
• Koolhydraten
• Vetten
• Eiwitten
• Alcohol
E output:
• Rustofwisseling
• Lichamelijke activiteit
• Extra warmte ontwikkeling na de maaltijd
• Energie in ontlasting en urine
Energieinname in relatie tot energieverbruik
Energieinname
Onvoldoende
opnamecapaciteit
Cognitief
proces
Fysiologisch
proces
Energieverbruik
(PAL)
RMR in adult man and woman
Adult man 18-29 years old, 75 kg
RMR = 2.84 + 0.0640 x 75 = 7.64 MJ = 1823 kcal
Adult women, 18-29 years old, 65 kg
RMR = 2.08 + 0.0615 x 65 = 6.08 MJ = 1451 kcal
Resting Metabolic Rate and Physical
Activity Level
•
•
•
RMR depends on body composition and body weight
Women have 10 % more body fat than man of the same weight
PAL-value (X times RMR) defines level of physical activity
PAL value
Whole day sitting
Seated work, no exercise
Seated work with little exercise
Standing work
Considerable effort (work and free time)
Highest reported PAL
1.2
1.4-1.5
1.6-1.7
1.8-1.9
2.0-2.4
5.0
From kcal to watts, the concept of
metabolic rate (MET)
1 kcal = 4.19 kJ
1 J/s = 1 watt
RMR (male) = 6.94 MJ/24 hr = 80 Watt = 1 MET = 4.8 kJ/min
Activity
MET
Resting
Sleeping
Light housework
Walking
Swimming
Jogging
Squash
Marathon running
1
0.9
2.5
3.5
6-11
10-12
12
18
Energy stores in the body
•
•
•
•
•
•
•
ATP
Creatine phosphate
Blood glucose (10 g)
Liver glycogen ( 80 g)
Muscle glycogen (350 g)
Intra muscular fat (500 g)
Adipose tissue (7-20 kg)
Generation of ATP
• Creatine-P in muscles (up to 20 sec)
• Glycolyse (anaerobic)
• Citric acid cycle (aerobic)
Mechanical Efficiency
Mechanical efficiency of the body:
20-25%
Vergelijking voeding met activiteit
PAL van 1,2  1,7:
1 uur joggen (10 MET):
750 kcal
750 kcal
1 Mars (51 g)
227 kcal
Zeist, 17 februari 2011
Populaire diëten
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Atkins
Montignac
Juicing Detox
South Beach
Zone
New Beverly Hills
Scarsdale Medical
Bodysense
New Hilton Head Metabolism
New Biogenic
Fit for life
Multi colour
Bloedgroepen
Sherry
Brood-wissel
EDH
Sonja Bakker
Dr. Frank
Zeist, 17 februari 2011
Werkzaamheid diëten
• Korte termijn: allemaal werkzaam
• Lange termijn: gedoemd tot mislukken
– Compliance problemen
– Daling energiebehoefte
– Geen duurzame verandering van leefstijl
Zeist, 17 februari 2011
Mono- en disacchariden (1-2 units)
•
•
•
•
•
•
•
Glucose
Fructose
Sacharose (sucrose, riet- of bietsuiker)
Maltose
Trehalose
Lactose
Suikeralcoholen (sorbitol, lactitol, xylitol,
maltitol)
Oligosachariden (3-10 units)
• Malto-oligosachariden
• Fructo-oligosacchariden
• Galacto-oligosacchariden
Polysachariden (> 10 units)
• Zetmeel (α-glucan)
– Amylose (1,4-α-binding)
– Amylopectine (1,4-α- en 1,6-α-bindingen)
– Glycogeen (‘dierlijk zetmeel’; 1,6-α-bindingen)
• Non-starch polysacchariden (NSP)
– Cellulose, hemicellose
– Psyllium
– Guar
– Pectine
– β-glucanen
– inuline
Fysiologische verschillen tussen CHO’s
•
•
•
•
Verteerbaarheid
Glycaemische index
Sensoriek (zoetkracht, structuur)
Cariogeniciteit
Koolhydraatbehoefte
• Alle verteerbare koolhydraten dragen bij aan
de glucosebehoefte van het lichaam
• Voor zowel kinderen als volwassenen geldt dat
tenminste 130 g glucose nodig is voor de
hersenen (EFSA, 2010)
• 50-100 g glucose per dag is nodig om ketose
te voorkomen
Almere, 1 oktober 2013
23
Mogelijke bijwerkingen van (extreem) laagCHO-dieet
•
•
•
•
•
•
Nutriëntenvoorziening (ook vezel)
Ketose (risico voor arrhythmia)
Verlies van spiermassa
Gewichtsverlies door dehydratie
Verhoogd LDL (verzadigd vet)
Nierschade door eiwit bij diabetici
Geen evidentie dat op lange termijn laag CHO
effectiever is dan laag vet (Astrup et al., 2004;
Barret, 2010)
Reference intakes digestible CHO’s
(en%)
Health Council Nl (2006)
EFSA (2010)
USA (2010)
Nordic Countries (2012)
UK (1991,2006)
WHO (2003)
Total CHO
Added sugars
≥40
45- 65
45- 65
Not indicated
50
55-75
No USL (<20)
No USL
No USL (< 25)
< 10
< 11
< 10
Almere, 1 oktober 2013
25
Standpunt GR (2006)
Voor personen met ongewenste
gewichtstoename of overgewicht:
1. Dagelijks ten minste 1 uur fysieke activiteit.
2. Verminder de energieinname met name door
beperking van:
- Voedingsmiddelen met een hoge
energiedichtheid
- Suiker-rijke dranken
- Grote porties.
Almere, 1 oktober 2013
26
Suikerverbruik in 28 Europese
landen
Mean
Range
Verbruik (kg/hoofd.jaar)
34.7
18.5 – 55.2
% van beschikbare energie
11.4
6.2 – 17.5
From FAO Statistics (2009)
Almere, 1 oktober 2013
27
Total Mono- and disaccharide consumption
(en%) in The Netherlands from VCP’s
24.5
24
23.5
Added Sugar:
approx. 12 en%
23
22.5
22
21.5
1980
1985
1990
1995
Almere, 1 oktober 2013
2000
2005
2010
28
Sugar availability (kg/head.year) in The
Netherlands
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
1890
1900
1910
1920
1930
1940
1950
Almere, 1 oktober 2013
1960
1970
1980
1990
29
Sugar use in The Netherlands
Household:Industial+Catering
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
1960
1970
1980
1990
Almere, 1 oktober 2013
2000
2010
2020
30
Functies van suiker in de voeding
• Snelle bron van energie en glucose (matige
Glycaemische Index)
• Hoge oplosbaarheid
• Zoete smaak, excellent profiel (gouden standaard)
• Aroma/geur precursor (Maillard reacties, caramel)
• Textuur vormer (biscuits, cakes, confectionary)
• Stabilisator van kleuren
• Conserveringsmiddel (jams, chutneys)
• Glazuur agens
Almere, 1 oktober 2013
31
Gezondheidsaspecten
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Nutriëntendichtheid
Mondgezondheid
Glycemic Index; Glycemic Load
Obesitas
Cardio Vasculaire Ziekten
Type II Diabetes
Metabool syndroom
Gedragsstoornissen
Sportvoeding
Almere, 1 oktober 2013
32
Nutriënten dichtheid
• > 20-25 en% toegevoegde suikers verhogen
het risico op te lage inname van onmisbare
voedingsstoffen
• Er zijn niet voldoende gegevens om een veilige
bovengrens voor inname van toegevoegde
suikers te benoemen.
GR(2006); IOM (2002); EFSA (2010)
Almere, 1 oktober 2013
33
Mondgezondheid
• Het cariogene effect van sucrose is positief
gerelateerd aan de frequentie van het gebruik
ervan.
• Er zijn niet voldoende gegevens om een
bovengrens voor inname van toegevoegde
suikers te benoemen (EFSA, 2010).
Almere, 1 oktober 2013
34
Glycaemische index
Glucose
Fructose
Lactose
Sucrose
Gekookte witte rijst
Maltose
Gekookte aardappelen
Patat frites
Wittebrood
100
19
46
68
83
105
85
75
95
Foster and Powel et al (2002)
Almere, 1 oktober 2013
35
Glycaemische Index and Glycaemische
belasting
Het bewijs voor een rol bij gewichtbeheersing en
preventie van aan voeding gerelateerde
chronische ziekten is ‘inconclusive’ (EFSA,
2010).
Almere, 1 oktober 2013
36
Increase of prevalence of overweight and obesity in NL;
no increase of added sugar consumption
Almere, 1 oktober 2013
37
Cardio Vasculaire Ziekten
• Hoge fructose inname kan het plasma TG
verhogen.
• Ongewenste effecten op het bloed lipiden profiel
kunnen voorkomen bij fructose inname niveaus
van > 12 en%.
• Er is geen bewijs dat het huidige fructose inname
niveau van 30-60 g/day invloed heeft op het
bloed lipiden profiel.
Bantle JP, Dietary fructose and metabolic syndrome and diabetes. The Journal of
Nutrition 139 (2009) 1263S-1268S.
Nederlandse Diabetes Federatie, Voedingsrichtlijn voor diabetes. Nederlandse
Diabetes Federatie, Amersfoort, augustus 2010.
Almere, 1 oktober 2013
38
Type II Diabetes
• Er is geen bewijs voor een specifieke rol van
de inname van mono-and disachariden op de
ontwikkeling van type II diabetes.
Laville M, Nazare J-A, Diabetes, insulin resistance and sugars. Obesity Reviews 10 (2009)
Suppl. 1, 24-33.
Almere, 1 oktober 2013
39
Metabool Syndroom
• Er is geen bewijs voor een specifieke rol van
sucrose bij de ontwikkeling van overgewicht,
verhoogde bloedlipiden, type II diabetes and
hypertensie.
Almere, 1 oktober 2013
40
Suiker en gedrag
• Suiker, additieven en soms alle vormen van industriëelbereid voedsel zijn geblameerd voor de toename van antisociaal gedrag, hyperactiviteit, agressie en geweld.
violence.
• Er is geen bewijs voor een specifieke rol van suiker.
• Verteerbare koolhydraten kunnen de serotonine synthese
in het brein verhogen.
Bellisle F (2004), Effects of diet on behaviour and cognition in children. British Journal of
Nutrition 92, Supplement 2; S227-S232.
Fernstrom JD and Wurtman RJ (1971), Brain serotonin content: increase following ingestion
of a carbohydrate diet. Science 174: 1023-1025.
Almere, 1 oktober 2013
41
Verteerbare CHO en serotonine
aanmaak
CHO
Insuline
Plasma Trp/LNAA
Brein serotonine
Almere, 1 oktober 2013
42
Suiker en sportvoeding
• Inname van gemakkelijk verteerbaar CHO is vereist vóór-,
tijdens- en na duurinspanning ter verbetering van de
prestatie en ter bevordering van herstel (uitstel van
glycogeen depletie en bevordering van herstel van de
glycogeen voorraad.
• Sucrose kan voordelen hebben t.o.v. glucose:
1. Lagere osmotische belasting
2. De verschillende transportsystemen in de darm voor
glucose en fructose kunnen zorgen voor een hoger CHO
transport naar het bloed.
Wallis G and Wittekind A, Is there a specific role for sucrose in sports and exercise
performance? International Journal of Sport Nutrition and Exercise Metabolism (in press)
Almere, 1 oktober 2013
43
Glycogeengehalte van spieren en tijd tot
uitputting in relatie tot voeding
Voeding
Glycogeen
Tijd tot uitputing
(g/100 g muscle)
(minutes)
Gemengd
Atkins
Hoog CHO
Bergstrom et al (1967)
1,75
0,63
3,31
113,6
56,9
166,5
Suiker verslavend?
Wat is verslaving?
“Zodanige fysieke of mentale afhankelijkheid van
een gewoonte of van een stof, dat het gedrag van
een persoon in hoofdzaak gericht is op het
handelen naar die gewoonte of naar het
verkrijgen van die stof en ernstige
ontwenningsverschijnselen optreden als de
gewoonte niet kan worden uitgeoefend of de stof
niet kan worden verkregen.”
Almere, 1 oktober 2013
45
Twee soorten verslaving
Voorbeelden
Gewoonteverslaving
• Gokken
• Chatten
• Internetten
• Gamen
• Seks
• Werk
Middelenverslaving
• Stimulerend
– amfetamine
– cocaïne
– nicotine
• Verdovend
– alcohol
– opium
• Bewustzijnveranderend
– THC
– LSD
Almere, 1 oktober 2013
46
Verslaving
Lichamelijk
• Onthoudingsverschijnselen
– Slapeloosheid, koorts, braken
etc.
• Tolerantie
Geestelijk/mentaal
• Persoon denkt stof nodig te
hebben of lekker te vinden
en kan niet zonder.
• Persoonsgebonden
• Kan lichamelijk effect
hebben door verstoring van
de balans binnen de
hersenen
Almere, 1 oktober 2013
47
Diagnosecriteria voor verslaving aan
middelen
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Het optreden van tolerantie.
Ontwenningsverschijnselen, specifiek voor het middel.
Inname van steeds grotere hoeveelheden.
Drang om te stoppen, mislukte pogingen zijn ondernomen om te
stoppen of te minderen.
Veel tijd wordt besteed aan verkrijging en/of gebruik van het
middel.
Het middelengebruik vermindert sociale activiteiten, werk of vrije
tijdsbesteding.
Aanhoudend gebruik, ondanks kennis over negatieve fysieke of
psychologische effecten van het middel
Als 3 of meer van bovenstaande symptomen zich gelijktijdig
voordoen binnen 12 maanden is sprake van verslaving.
Almere, 1 oktober 2013
48
Conclusies
1. Verdunning van voedingsstoffen en
mondgezondheid zijn relevante (negatieve)
aspecten van toegevoegde suikers.
2. Verteerbare complexe en eenvoudige CHO’s
hebben overeenkomstige metabole effecten.
3. Beperking van de inname van toegevoegde
suikers en geraffineerd zetmeel is nuttig in het
kader van gewichtbeheersing.
4. Suikerinname heeft niet met verslaving te
maken
Almere, 1 oktober 2013
49