Wereldwijd worden wij met z’n allen ouder dan ooit, maar vaak helaas niet gezond.
De westerse wereld heeft sociale maar ook economische uitdagingen die voortkomen uit de toenemende vergrijzing van de bevolking en de daarmee gepaarde grote ziektelast van chronische aandoeningen. Onderzoek naar veroudering kan inzicht geven over hoe de gezondheid van de bevolking te bevorderen, zodat interventies kunnen worden ontwikkeld die leeftijd-gerelateerde aandoeningen voorkomen of uitstellen.
Hoewel wij omgevingsfactoren en onze genen niet kunnen beïnvloeden, kunnen wij dat wel met ons dagelijks eetpatroon. Onze voeding levert ons de benodigde energie om leven in stand te houden door groei, herstel en reproductie te faciliteren.
Goede voeding kan gezondheid en overleving bevorderen en in sommige gevallen ziekte voorkomen.
Echter, zowel een chronisch te weinig aan calorieën als een teveel, verhoogt het risico op chronische ziekte en vroegtijdige dood.
Het veranderen van de calorie-intake en het tijdsstip van eten heeft potentiaal om ziekte uit te stellen en overleving te verbeteren.
Experimentele studies met muizen en eerste klinische en epidemiologische studies bij de mens laten zien dat dieetinterventies waardevolle strategieën kunnen zijn om gezonde veroudering te bevorderen.
In dierexperimenten zag men dat bijvoorbeeld calorische restrictie (CR; 30-40% minder calorie-inname dan behoefte) voordelige effecten heeft op gezondheid en overleving. Ook wordt steeds duidelijker wat de achterliggende mechanismen daarvoor zijn. Maar er moet ook een kanttekening worden gezet bij CR. Het heeft namelijk ook negatieve effecten. Dit zag men bij enkele muizenmodellen.[1]
Bovendien kan CR bij de mens aanleiding geven tot eetstoornissen.[2]
Maar wellicht is CR ook niet nodig voor alle positieve voordelen daarvan, zo laten nieuwste studies zien die onderzoek deden naar variaties in portiegrootte of frequentie van eetmomenten. Deze studies laten belovende resultaten zien dat levensverwachting kan worden verlegdnt door interventies die geen calorische restrictie nodig hebben. [3,4]
De uitdaging is nu om deze geobserveerde effecten bij dieren te gaan vertalen naar de mens. Goede studies bij de mens moeten worden uitgevoerd, al vorens vasten deel kan gaan worden van behandeling.
In deze blogpost zal ik de vier meest bekende vormen van vasten en de bijbehorende evidence belichten.
De vormen van vasten zijn: (1) Calorische restrictie (CR), waarbij de dagelijkse kcal-intake is verminderd met 15-40%, (2) Time-Restricted Feeding (TRF), waarbij je in een window van 4 tot 12 uur eet, (3) Periodiek vasten, waarbij je een of enkele dagen bijna niets of niets eet of (4) Fasting-Mimicking Diets (FMD’s) waarbij je een vastentoestand na bootst door de energie-intake en samenstelling van dieet te veranderen. Daarbij gaan wij ook in op de processen die in je lichaam afspelen wanneer je begint te vasten.
Calorische restrictie
De eerste observaties die laten zien dat vermindering van energie-intake kan leiden tot verbetering van gezondheid en overleving zijn nu al meer dan 100 jaar oud.[5] De eerste studies gaven aan dat CR kankergroei kon remmen, de levensverwachting verhoogde maar ook tot achterstand in groei leidde. [6]
De studies die daarna volgden, met apen, gisten, muizen, fruitvliegjes, etc konden ook aantonen dat CR een positieve invloed had op levensverwachting. [7]
Dit zou komen door de verlaging van de stofwisseling, afname van oxidatieve schade, opruimen van eiwitten en verbetering van metabole stoornissen zoals obesitas, insulineresistentie, dyslipidehie en hypertensie. [8]
Studies lieten zien dat het lichaam door CR in een ‘herstel- en overlevingsmodus’ komt, waarbij het lichaam zichzelf gaat beschermen en ‘op gaat ruimen’. [9]
Deze effecten zie je alleen wanneer calorische restrictie ZONDER tekorten in vitamines en mineralen kan worden uitgevoerd. In muismodellen zag je dat CR de levensverwachting tot wel met 50% verhoogde. [10]
Meer recente studies laten echter ook zien dat het effect van verhoging van levensverwachting niet voor alle levende organismen geldt. Ook blijkt dat CR alleen 100% kan werken wanneer de dieren voldoende vetreserves hebben. [11,12]
Ook blijkt dat sexe, leeftijd en genetische achtergrond beïnvloeden wat de grootte van succes van CR is op gezondheid.[12]
Kortdurende trials met mensen, zoals de
Echter, de CALERIE trial [13-16] of observationele studies van de Okinawa’s [17], laten zien dat dezelfde positieve effecten bij de mens worden gevonden als in muismodellen. Dergelijke studies ondersteunen de eerdere observaties uit dierexperimenten en lieten zien dat CR zorgde voor gewichtsverlies, verlaging van de stofwisseling en oxidatieve stress reduceerden.[18,19]
Hoewel dergelijke resultaten veelbelovend zijn, zijn er nog een aantal obstakels die de transitie van experimentele studies naar standaard medische interventie tegenhouden: (I) het tekort aan klinische data die het effect van CR bij oudere mensen moeten laten zien,[20,21] (II) het is onduidelijk of een te lage (vet)reserve een nadelige invloed heeft op de overleving bij infectie[22], ongeval of operatie[23], (III) welke invloed CR op de gezondheid van de botten heeft bij oudere mensen[24] en (IV) het dieet is moeilijk vol te houden en (V) de inter-individuele verschillen in gewicht, en in het bijzonder de vetvrije massa, zijn geassocieerd met extra kwetsbaarheid[25].
Bovendien maakt de huidige ‘obesogene’ omgeving het ons moeilijk om ons te houden aan een strikt dieetregime voor langere tijd.
Als andere manieren van dieetverandering kunnen leiden tot tenminste één van de positieve effecten van CR zonder de energie-intake te verminderen, dan zou dat mooi zijn.
Time-restricted feeding
Nou, misschien is dan Time-restricted feeding (TRF) wel iets.
Recente onderzoeken suggereren dat de voordelen van CR wellicht niet per se helemaal komen door de reductie in calorie-intake.
Wellicht kun je ook door het verlengen van de dagelijkse vastenfase ook genieten van alle positieve effecten van CR. Maar dan wel op een juiste manier...
Dieren die normaal gesproken ’s nachts eten en nu overdag te eten krijgen, komen aan in gewicht.[26] Deze resultaten laten speculeren dat het tijdsstip van voedselinname van belang kan zijn en dus het vasten alleen tijdens bepaalde dagdelen gezondheidsbevorderend is.
TRF is niet anders dan de het beperken van voedselinname binnen een tijdsbestek van 4 tot 12 uur, zonder CR.
Hoewel er nog geen onderzoeksresultaten beschikbaar zijn over de effecten van TRF op levensverwachting, laten dierstudies wel al zien dat TRF beschermend kan zijn voor de negatieve metabole consequenties van een typisch westers dieet (veel vet, veel koolhydraten met name geraffineerde suikers).[27-30] Hoe kan dat? TRF zorgt voor reductie in gewicht, verhoging van de energie-output, verbetering van bloedglucoseraardes, verlaging van insulinelevels, verlaging van vet in de lever en verlaging van bloedvetwaardes.[27-30] Omdat onze cellen een eigen interne klok hebben en kunnen ‘voelen’ of het dag of nacht is, is het van belang om te onderzoeken welk vastenregime gezonder is (early fasting of late fasting). Humane studies laten zien dat voedselinname midden op de dag leidt tot gewichtsverlies, minder lichaamsvet, lagere gevaste glucoselevels, lagere insulinelevels, vermindering van bloedvetwaardes en minder inflammatie.[31-34] Bovendien zorgde late fasting voor minder calorie-intake zonder calorieën te tellen.[31-34]
Een groter ontbijt en een kleiner diner zonder CR blijkt gezonder te zijn dat een grote avondmaaltijd en een klein ontbijt.
Dezelfde resultaten laat ook een studie met type 2 diabetes patiënten zien:
Diegenen die 6 kleine maaltijden of het grootste deel van de energie-intake ’s avonds hadden, hadden slechtere uitkomsten kwa glucosetolerantie, bloeddruk en bloedvetwaardes.[35]
Early TRF blijkt gezonder te zijn dan late TRF.
Intermittent and periodic fasting
Intermittent fasting is officieel een eetpatroon waarbij je geen of heel erg weinig calorieën tot je neemt voor 1 of meerdere dagen. Bijvoorbeeld een 24-uur durende vastenperiode waarin je alleen water drinkt. Na de 24 uur eet je weer normaal zonder restricties. Dit wordt ook wel als ‘alternate-day fasting’, of te wel als om de dag vasten aangeduid.
Zowel CR als vasten zorgen voor een toename in resistentie voor stress. Dit is in verschillende experimenten aangetoond; van zoogdieren tot eencellige gisten.[36]
De stress resistentie die het lichaam opbouwt komt waarschijnlijk daardoor dat het lichaam al de energie die normaal gesproken in groei en reproductie stopt in onderhoud, recycling en herstel investeert. Het resultaat daarvan is dat cellen in een ‘protectieve’, of te wel beschermende staat komen, wat de overleving van de cel ten goede komt. (zie figuur hierboven)
Een heleboel onderzoeksresultaten bevestigen deze hypothese. Vanuit evolutionair oogpunt is vasten een natuurlijk fenomeen waar de mensheid en andere organismen altijd al mee te maken hadden. Er waren altijd tijden van schaarste met geen of heel weinig voedsel. Dieren in het wild hebben hier nog steeds mee te maken. Alleen de mens het zijn omgeving zo ingericht dat natuurlijke vastenperiodes (bijna) onmogelijk zijn. Wij zijn uit op onmiddellijk genot. Dit verklaard voor een deel de epidemie van obesitas in de Westerse wereld.
Bij zoogdieren kon men aantonen dat IF levensverlengend werkt en voor obesitas, hart-en vaatziekten, verhoogde bloeddruk en neurodegeneratieve ziektes zoals Alzheimer beschermt. [37,38]
Een andere voordeel van IF is, dat het de insulinesensitiviteit verbetert, onafhankelijk van voedselinname en gewichtsverlies.[39] Daarnaast kan IF zorgen voor een betere functie van het brein, door het adrenaline dat tijdens het vasten wordt uitgestoten.[40]
Daarnaast heeft men kunnen zien dat IF geassocieerd is met een verhoogde aanmaak van nieuwe zenuwcellen en herstel van zenuwcellen.[41]
Vergelijkende resultaten zag men bij muizen met een kerogeen dieet, dat bijna uitsluitend uit vet bestond.[42]
De voordelen van vasten komen door de metabole switch van ‘opslag-modus’ naar ‘opruim-modus’. Na ongeveer 16 uur komt door de vetverbranding de productie van ketonen op gang. Ketonen zijn dan de primaire bron van energie voor de hersenen, aangezien de glucosevoorraad in de lever langzaam opgaat. Het lichaam zal ook proberen om eiwitten om te zetten in glucose om de hersenen zolang als mogelijk van glucose te voorzien. Dit heet ook wel ‘glucose-sparing’. Je verbrand dan dus letterlijk spieren. Maar omdat dit op lange termijn niet houdbaar is, gaat het lichaam over naar ‘eiwit-sparing’ door vetreserves af te breken. Vetten worden dan in de spieren de primaire brandstof en de hersenen krijgen in de vorm van ketonen de benodigde energie.
Om de dag vasten heeft, zo blijkt uit de resultaten uit korte termijn studies, vergelijkende effecten als CR wat betreft gewichtsverlies, hartgezondheid, verbetering van bloedglucosewaardes en lagere bloeddruk. [43,44]
Maar het is ook belangrijk je te beseffen dat dergelijke strikte eetregimes in de huidige maatschappij een grote uitdaging zijn en bijna niet uit te voren zijn. De mentale gezondheid en sociale aspecten hierbij mogen niet vergeten worden.
Fasting-mimicking diets
Dat CR op lange termijn moeilijk vol te houden is, blijkt ook eerdere studies. De ‘withdrawal’ / uitval bij CR en periodiek vasten ligt bij 30-40%.[45] Het is ook belangrijk te beseffen dat er ook negatieve bijkomstige effecten zijn van langdurig vasten of dagelijks meer dan 15 uur vasten. Het skippen van ontbijt bijvoorbeeld, is geassocieerd met hogere mortaliteit en ziekte.[46,47] Echter, het is nog onduidelijk of dit komt door het skippen van het ontbijt, of dat het ontbijten an zich een gezonde gewoonte is van mensen en iets uit zegt over hoe gezond iemand leeft. Bovendien is vaak het ontbijt de gezondste maaltijd van de dag.
Een fasting-mimicking diet (FMD) kan voor velen net wat makkelijker uit te voeren zijn dan IF of CR. Een FMD bestaat uit weinig calorieën en dan met name calorieën uit vet. Het is de bedoeling dat je de calorieën langzaam afbouw naar 725 kcal per dag voor twee tot vijf dagen.[48] Het doel is om lage levels van IGF-1, insuline en glucose te behalen en tegelijkertijd de productie van ketonen te stimuleren.[48] Ook in dierexperimenten kon worden aangetoond dat dergelijke diëten levensverlengend kunnen werken.[49,50] Daarnaast zag men dat de alvleesklier zich beter kon herstellen, wat weer zorgde voor gunstigere glucosewaardes en insulinelevels.[51] Het FMD kan bij muizen ervoor zorgen dat zij meer jaren in goede gezondheid doorbrengen, maar het dieet veranderde niet de uiteindelijke voorspelde levensverwachting van de muis.[52]
Conclusie
Wat duidelijk is, is dat vasten in de juiste dosering en op het juiste moment veel belovende positieve effecten kan hebben. We hebben gezien dat vasten metabole parameters zoals glucosetolerantie, insulinelevels en bloeddruk kan verbeteren. Bovendien hebben we geleerd dat vasten kan bijdragen aan onderhoud en reparatie, doordat cellen in een ‘overlevingstoestand’ komen en een soort ‘anti-ging’ programma gaan afdraaien. En we hebben geleerd dat late fasting tot meer gewichtsverlies leidt, dan early fasting.
Echter, het is ook belangrijk om te beseffen dat nog lang niet alle mechanismen achter vasten in kaart zijn gebracht.
Toekomstige grote, langdurige klinische trials bij de mens moeten uitslag geven of vasten in welke vorm dan ook, ook een daadwerkelijk significant (= klinisch relevant) effect heeft op de gezondheid van de mens.
Er zijn bovendien enkele kanttekeningen te plaatsen bij eerder genoemde onderzoeksuitkomsten. Veel is nog niet veel bekend over de exacte rol van vasten bij de gezondheid van de mens, omdat de meeste onderzoeksresultaten baseren op dierexperimenten of kortdurende klinische trials.
Bovendien is nog onbekend welke andere negatieve effecten vasten kan hebben op de gezondheid. Zo weten wij niet wat vasten voor uitwerking heeft op bepaalde medicatie. Daarnaast is vasten absoluut af te raden in levensfases waarin je als mens meer energie nodig hebt of extra kwetsbaar bent, zoals bij zwangerschap (extra energie nodig voor groei van de baby, een te weinig aan kcal kan zelfs voor obesitas bij het kind op latere leeftijd zorgen), borstvoeding (extra en continue energie nodig voor productie van melk), amenorroe (uitblijven van menstruatie, een teken dat het lichaam te weinig energiereserves heeft), ouderen (in verband met toenemende kwetsbaarheid) en kinderen (hebben extra energie nodig voor groei en hebben weinig reserves.
DISCLAIMER: Alvorens te beginnen met enige vorm van vasten, dien je eerst te overleggen met een diëtiste of huisarts. Bij sommige ziektes of bij het nemen van sommige medicatie kan vasten levensgevaarlijk zijn.
[1] C. Y. Liao, B. A. Rikke, T. E. Johnson, V. Diaz, J. F. Nelson, Aging Cell 9, 92–95 (2010).
[2] R. L. Walford, D. Mock, R. Verdery, T. MacCallum, J. Gerontol. A Biol. Sci. Med. Sci. 57, B211–B224 (2002).
[3] M. P. Mattson et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 111, 16647–16653 (2014).
[4] V. D. Longo, S. Panda, Cell Metab. 23, 1048–1059 (2016).
[5] A. Di Francesco et al., Science 362(6416), 770-775 (2018).
[6] L. M. Redman et al., Cell Metab. 27, 805–815.e4 (2018). [7] J. R. Speakman, S. E. Mitchell, Mol. Aspects Med. 32, 159–221 (2011).
[8] L. M. Redman et al., Cell Metab. 27, 805–815.e4 (2018)
[9] A. Di Francesco et al., Science 362 (6416), 770-775 (2018).
[10] J. R. Speakman, C. Hambly, J. Nutr. 137, 1078–1086 (2007).
[11] C. Y. Liao et al., Aging Cell 10, 629–639 (2011). [12] S. J. Mitchell et al., Cell Metab. 23, 1093–1112 (2016). [13] L. K. Heilbronn et al., JAMA 295, 1539–1548 (2006). [14] C. K. Martin et al., JAMA Intern. Med. 176, 743–752 (2016).
[15] E. Ravussin et al., J. Gerontol. A Biol. Sci. Med. Sci. 70, 1097–1104 (2015). [16] J. Rochon et al., J. Gerontol. A Biol. Sci. Med. Sci. 66, 97–108 (2011). [17] D. C. Willcox, B. J. Willcox, W.-C. Hsueh, M. Suzuki, Age (Dordr.) 28, 313–332 (2006). [18] L. M. Redman et al., Cell Metab. 27, 805–815.e4 (2018). [19] L. Fontana, T. E. Meyer, S. Klein, J. O. Holloszy, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 101, 6659–6663 (2004). [20] J. R. Speakman, S. E. Mitchell, Mol. Aspects Med. 32, 159–221 (2011). [21] V. D. Longo, S. Panda, Cell Metab. 23, 1048–1059 (2016). [22] D. M. Kristan, Age (Dordr.) 30, 147–156 (2008). [23] N. D. Hunt et al., Age (Dordr.) 34, 1453–1458 (2012). [24] A. J. Dirks, C. Leeuwenburgh, Mech. Ageing Dev. 127, 1–7 (2006).
[25] R. J. Colman et al., Science 325, 201–204 (2009). [26] V. A. Acosta-Rodríguez, M. H. M. de Groot, F. Rijo-Ferreira, C. B. Green, J. S. Takahashi, Cell Metab. 26, 267–277.e2 (2017). [27] M. Hatori et al., Cell Metab. 15, 848–860 (2012). [28] H. Sherman et al., J. Cell. Mol. Med. 15, 2745–2759 (2011).
[29] L. N. Woodie et al., Metabolism 82, 1–13 (2018). [30] A. Chaix, A. Zarrinpar, P. Miu, S. Panda, Cell Metab. 20,
[31] S. Gill, S. Panda, Cell Metab. 22, 789–798 (2015). [32] T. Moro et al., J. Transl. Med. 14, 290 (2016).
[33] K. Gabel et al., Nutr. Healthy Aging 4, 345–353 (2018). [34] H. A. Raynor, F. Li, C. Cardoso, Physiol. Behav. 192, 167–172 (2018). [35] E. F. Sutton et al., Cell Metab. 27, 1212–1221.e3 (2018). [36] T. Finkel, Nat. Med. 21, 1416–1423 (2015). [37] C. L. Goodrick, D. K. Ingram, M. A. Reynolds, J. R. Freeman, N. Cider, Mech. Ageing Dev. 55, 69–87 (1990).
[38] M. P. Mattson et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 111, 16647–16653 (2014). [39] R. M. Anson et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 100, 6216–6220 (2003). [40] R. Singh et al., Age (Dordr.) 34, 917–933 (2012). [41] M. P. Mattson et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 111, 16647–16653 (2014). [42] J. A. Baur et al., Nature 444, 337–342 (2006). [43] J. C. Newman et al., Cell Metab. 26, 547–557.e8 (2017). [44] M. N. Roberts et al., Cell Metab. 27, 1156 (2018).
[45] J. F. Trepanowski et al., JAMA Intern. Med. 177, 930–938 (2017). [46] Y. Yokoyama et al., Yonago Acta Med. 59, 55–60 (2016).
[47] I. Uzhova et al., J. Am. Coll. Cardiol. 70, 1833–1842 (2017).
[48] A. Di Francesco et al., Science 362(6416), 770-775 (2018).
[49] S. Brandhorst et al., Cell Metab. 22, 86–99 (2015). [50] M. Wei et al., Sci. Transl. Med. 9, eaai8700 (2017). [51] C.-W. Cheng et al., Cell 168, 775–788.e12 (2017). [52] S. Brandhorst et al., Cell Metab. 22, 86–99 (2015).