Wat betekent biologische beschikbaarheid?

Het woord “biologische beschikbaarheid” of “bio-beschikbaarheid” wordt vaak gebruikt op het gebied van voeding. Echter, de meeste mensen begrijpen niet meteen wat er specifiek mee wordt bedoeld. Het gaat in wezen om het vermogen van ons lichaam om bepaalde macronutriënten (koolhydraten, eiwitten, vetten) en micronutriënten (vitamines, mineralen, sporenelementen en secundaire plantenstoffen) op te nemen en voor de stofwisseling te gebruiken. Wat betekent dat precies?

De Definitie

Wetenschappelijk wordt biologische beschikbaarheid gedefinieerd als de efficiëntie waarmee een voedselbestanddeel systematisch wordt gebruikt via normale stofwisselingsprocessen. Het wordt uitgedrukt als een percentage van de inname en komt overeen met de hoeveelheid die daadwerkelijk in de stofwisseling wordt opgenomen en gebruikt. De mate van bruikbaarheid is afhankelijk van vele voedings- en omgevingsinvloeden, evenals individuele factoren. Waarom biologische beschikbaarheid van voedingsstoffen zo interessant en belangrijk is, kan worden verklaard door de noodzaak van voedsel voor het organisme. We moeten tenslotte niet alleen regelmatig eten en drinken om te overleven, maar we moeten het lichaam ook van alle benodigde voedingsstoffen voorzien in voldoende hoeveelheden. Hoeveel we van welke voedingsmiddelen moeten eten, hangt af van de biologische beschikbaarheid van de voedingsstoffen in de voedingsmiddelen en ook van de combinatie van verschillende voedingsmiddelen en hun ingrediënten. Wat heeft een voedingsstof voor zin als het niet door het lichaam kan worden opgenomen en gebruikt? Een hoog fytinezuurgehalte in voedsel kan bijvoorbeeld de zinkopname belemmeren, en een goede vitamine D-voorziening, die onder andere kan worden bereikt met de hulp van een vitamine D3-rijke olie, bevordert de opname van calcium uit de darm. Daarover later meer.

Hoe wordt biologische beschikbaarheid gemeten?

Klassiek wordt de biologische beschikbaarheid van een voedingsstof bepaald met behulp van de zogenaamde farmacologische methode, die ook wordt toegepast bij geneesmiddelen. Hierbij wordt op specifieke tijdstippen de concentratie van de werkzame stof in het bloed gemeten nadat deze oraal is ingenomen. Door de bloedconcentraties op de verschillende tijdstippen in een diagram te plotten, ontstaat een grafiek die het verloop van de opname van de werkzame stof in het bloed weergeeft. Het gebied onder de curve (AUC) wordt gebruikt om de absolute biologische beschikbaarheid te berekenen. Hiertoe wordt dezelfde voedingsstof in identieke dosis intraveneus toegediend en wordt de resulterende AUC vergeleken met die van de oraal ingenomen voedings- of werkzame stof. De maximale concentratie van de werkzame stof wordt bereikt op het hoogste punt van de grafiek, wanneer net zoveel van de werkzame stof wordt geabsorbeerd als afgebroken. Voor de meeste voedingsstoffen is deze methode echter minder geschikt voor het bepalen van hun biologische beschikbaarheid, omdat veel mineralen en sporenelementen door ons lichaam worden gereguleerd om een constante concentratie in het bloed te handhaven, de zogenaamde homeostase. Daarom wordt op het gebied van voeding vaak de zogenaamde “balansmethode” gebruikt. Bij deze methode wordt een bepaalde hoeveelheid van een voedingsstof via de mond ingenomen en wordt na een bepaalde tijd de hoeveelheid gemeten die met de ontlasting wordt uitgescheiden. Het verschil geeft het aandeel van de stof weer die in het lichaam is achtergebleven en daarom als biologisch beschikbaar wordt beschouwd. Strikt genomen komt deze benadering niet volledig overeen met de bovenstaande definitie van biologische beschikbaarheid, omdat de werkelijke stofwisseling van de voedingsstof niet in aanmerking wordt genomen, maar alleen de mogelijke absorptie wordt gemeten. Bovendien worden veel voedingsstoffen in de dikke darm door bacteriën afgebroken en omgezet in andere stoffen. Dit kan de bepaling van de biologische beschikbaarheid verstoren. Bij mineralen en sporenelementen spelen deze processen echter niet zo'n grote rol, waardoor de “balansmethode” geschikt is om hun biologische beschikbaarheid te bepalen. Volgens hetzelfde principe kan de concentratie van een eerder ingenomen voedingsstof ook in de urine worden gemeten. Naast de twee beschreven methoden zijn er nog andere manieren om de biologische beschikbaarheid te bepalen, waarop we in dit artikel echter niet verder ingaan.

Tussentijdse conclusie

We kunnen hier alvast concluderen dat biologische beschikbaarheid een zeer complex proces is dat door veel factoren wordt beïnvloed. De bepaling ervan is daarom in veel gevallen helemaal niet zo eenvoudig. In het ideale geval moeten bij het meten en berekenen van de voedingsstofbeschikbaarheid alle mogelijke beïnvloedingsfactoren worden meegenomen. Dit is echter nauwelijks mogelijk, aangezien ook individuele factoren, zoals de functie van verschillende organen of de samenstelling van onze darmflora, een beslissende rol spelen bij de stofwisseling en uitscheiding van voedingsstoffen. In veel literatuurbronnen wordt de biologische beschikbaarheid bovendien gelijkgesteld met absorptie (zoals hierboven bij de “balansmethode” al aangegeven), waardoor niet altijd duidelijk is wat er nu precies is bepaald. Uiteindelijk rijst echter de vraag hoe nauwkeurig en zinvol een algemene opgave überhaupt is. Vanwege de genoemde redenen geldt deze namelijk enerzijds niet voor alle personen in gelijke mate en anderzijds is ze door de vele beïnvloedingsfactoren extreem variabel.

Uitstapje: Wat is de voedselmatrix?
In de voedingswetenschap wordt met de voedselmatrix de structuur en samenstelling van een voedingsmiddel bedoeld. De ingrediënten zijn niet willekeurig verdeeld, maar in specifieke structuren gerangschikt. Ze kunnen bijvoorbeeld binnen of buiten een cel liggen, aan een andere stof gebonden zijn of in vrije vorm voorkomen. Uit deze structuren, die voor elk voedingsmiddel kenmerkend zijn, ontstaat een verschillende beschikbaarheid en werking van de afzonderlijke voedingsstoffen.

Factoren die de biologische beschikbaarheid beïnvloeden

Andere ingrediënten van een voedingsmiddel, de verteringscapaciteit van ons maag-darmkanaal, de samenstelling van de darmflora, individuele eigenschappen van een persoon, de verwerking en bereiding van voedsel — dit zijn allemaal factoren die de biologische beschikbaarheid van voedingsstoffen kunnen veranderen. Bovendien is de voedselmatrix (zie kader) van cruciaal belang voor de beschikbaarheid van een voedingsstof. Als de voedingsstoffen bijvoorbeeld in een complexe structuur zijn ingebed, moeten ze eerst door spijsverteringsenzymen uit deze structuur worden bevrijd voordat ons lichaam ze kan opnemen. Bovendien komen veel verbindingen in dierlijke en plantaardige voedingsmiddelen in verschillende chemische vormen voor. Zo komt ijzer in vlees en worstproducten voor in de beter beschikbare tweewaardige vorm (heemijzer), die voor ongeveer 15 tot 35 procent wordt opgenomen. Plantenvoeding bevat daarentegen driewaardig ijzer, het zogenaamde niet-heemijzer, dat slechts voor ongeveer 5 procent wordt opgenomen. Door dierlijke en plantaardige voedingsmiddelen te combineren, kan de biologische beschikbaarheid van plantaardig ijzer bijna verdubbeld worden. Bovendien kan de gelijktijdige opname van vitamine C, zoals bijvoorbeeld in onze BIO Acerola aanwezig is, het absorptiepercentage van ijzer aanzienlijk verbeteren door de slecht oplosbare driewaardige vorm om te zetten in de beter oplosbare tweewaardige vorm. Een stuk fruit bij de havermout mag dus niet ontbreken! Aan de andere kant zijn er echter ook voedingscomponenten die de opname van andere voedingsstoffen belemmeren en slecht oplosbare complexen met hen vormen, zogenaamde antinutritionele stoffen. Tot deze groep behoren bijvoorbeeld fytaten, tannines en oxalaten in granen, peulvruchten en groenten, die een belangrijk onderdeel vormen van een gezond dieet. In het kader van een evenwichtige gemengde voeding zijn deze stoffen absoluut geen reden tot bezorgdheid. Chemisch-fysische bijzonderheden zijn ook van belang voor de beschikbaarheid van voedingsstoffen. Vetoplosbare vitaminen (vitamine A, E, D en K) moeten, zoals de naam al aangeeft, altijd worden ingenomen met vetten of oliën voor een optimale opname. Hetzelfde geldt overigens ook voor de curcumine in onze curcumacapsules. Grondig kauwen zorgt er bovendien al in de mond voor dat voedselbestanddelen uit de voedselmatrix worden vrijgemaakt en beter toegankelijk zijn voor spijsverteringsenzymen. Zo bespaar je je maag-darmkanaal veel werk. Niet alle voedingsstoffen zijn even ongevoelig voor omgevingsinvloeden. Hittegevoelige vitamines, zoals vitamine B1 en pantotheenzuur, worden door te hoge temperaturen vernietigd, terwijl de mineralen calcium en magnesium, die in de Sango-koraal zitten, zeer stabiel zijn tegen licht, hitte en zuurstof. Het adagium "veel helpt veel" mag in veel opzichten waar zijn, maar is niet altijd toepasselijk als het gaat om voedingsstoffen. Door overmatige inname van in water oplosbare vitamines, zoals vitamine C, kan bijvoorbeeld geen voorraad worden aangelegd, omdat het overschot gewoon weer via de urine wordt uitgescheiden, en het innemen van extreem hoge doseringen die niet medisch verantwoord zijn, wordt dringend afgeraden.

De bioactieve vorm

Zoals je weet, bestaan de componenten en voedingsstoffen van ons voedsel in verschillende chemische vormen. Wanneer gesproken wordt over de bioactieve vorm van een voedingsstof, wordt daarmee de vorm bedoeld die door het lichaam rechtstreeks in de bijbehorende stofwisselingsprocessen kan worden opgenomen en daar kan worden gebruikt. Eigenlijk zijn alle stoffen bioactief die in ons lichaam een reactie teweegbrengen. De meeste voedingsstoffen bestaan echter in een vorm die in het lichaam eerst moet worden omgezet in een andere vorm voordat ze deel kunnen uitmaken van een reactie. Zo is het bèta-caroteen uit de wortel, als provitamine, een voorloper van het zogenaamde “oog-vitamine” A, dat pas in het lichaam wordt gevormd.

Natuurlijke voedingsmiddelen versus supplementen

Volwaardige voedingsmiddelen vormen als natuurlijke bron van eiwitten, vetten, koolhydraten, vezels, vitaminen, mineralen, sporenelementen en secundaire plantenstoffen de basis van een evenwichtige voeding. In bepaalde situaties kunnen supplementen echter een nuttige hulp zijn om de dagelijkse toevoer van voedingsstoffen te waarborgen, een verhoogde behoefte of een tekort aan te vullen en specifieke behoeften te ondersteunen. Volgens de huidige kennis gaat de meeste consensus uit naar het beschouwen van afzonderlijke voedingsstoffen en vitale stoffen niet geïsoleerd, maar in het grotere geheel van de voeding. Veel aanwijzingen suggereren dat het complexe samenspel van de van nature voorkomende stoffen en hun interacties met elkaar en met andere stoffen hun eigenlijke gezondheidsbevorderende werking creëert. Wie zijn voeding gericht wil verbeteren met bepaalde voedingsstoffen, doet er daarom goed aan om natuurlijke producten te verkiezen en gebruik te maken van synergie-effecten van aanbevolen voedingsstof- en voedselcombinaties.