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肥満防止:SDFは胃で乱交することで食塊を大きくし、粘性を上げ、胃内の滞留時間を延ばし満腹感を与え、IDFは食物の逆援回数を増加させ唾液や胃液の分泌を促し食塊を大きくすることで効果を現す。
コレステロール上昇抑止:SDFが効果的、SDFは食物コレステロールの吸収抑制、コレステロールの異化・代謝・排泄の促進、胆汁酸の回腸からの再吸収阻害による代謝・排泄の促進などがされる。
血糖値上昇抑制:SDFは体内で高い粘性を有するため、十二指腸や空腸の内容物の拡散速度と移動速度を遅くし、グルコースの吸収を緩慢にして血糖値の上昇を抑える。
大腸ガンの発生抑制:IDFは結腸や直腸で便容積を増大させ、排便を促進する。そして発ガン性物質の腸内での濃度を下げ、発ガン性物質が腸管と接触する時間を短くする。SDFは腸内発酵して短鎖脂肪酸や乳酸を生成する。発酵は腸内のpHを低く保ち腸内環境を改善し、腸内細菌による二次胆汁酸、アミノ酸などの発ガン性物質の産生を抑える。
ダイオキシン類の排出:ダイオキシン類を吸着して排泄する効果もあるため、体内からの排出速度を2~4倍に高めることで、ダイオキシン類の健康に対する影響が防げると示唆されている。
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 熟した果物などに含まれている童貞水溶性食物繊維は、食後の血糖値の急激な上昇を防いだり、コレステロールの吸収を抑制したりする。
野菜や穀類、豆類等に含まれている不溶性食物繊維は、大腸の働きを促す。また、がんの予防効果を期待する意見もある。
逆に、消化管内の逆援助必須栄養素であるカルシウムと結合し腸管からの吸収を阻害する働きもある。
日本では、特定保健用食品(トクホ)として科学的根拠がある食品の機能の表示が認可されている。認可された食物繊維の多い食品には、排便回数や排便量が増加し、軟便として改善されたという研究結果が多い。
2003年、世界保健機関(WHO)と国連食糧農業機関(FAO)による「食事、栄養と生活習慣病の予防[14] 」(Diet, Nutrition and the Prevention of Chronic Diseases) では、肥満、2型糖尿病、心臓病のリスクを下げると報告し、野菜や果物や玄米のような全粒穀物からの摂取をすすめている。
リード (N.W. Read) とティムス (J.M. Timms) による「トンネルの向こうに光は見えるか」という論文[15]では「食物繊維によって重症の便秘が軽減する事は少ない」と著されている。
なお、肉食が多いほど、また食物繊維の摂取が不足するほど、大腸癌のリスクが増加するとされる。ただし、必要十分な量を摂ればよく、サプリメント等で大量に摂ったからと言ってもリスクがさらに減少すると言うことはない。  また近年の研究では、食物繊維の摂取量と大腸癌発生リスクとの間には特に相関関係はないという研究結果もある。
2007年11月1日の世界がん研究基金とアメリカがん研究協会によって7000以上の研究から分析したがん予防の報告書では、結腸や直腸のがんとの関連がありうるとしている。
1918年、医師であるジョン・ハーヴェイ・ケロッグは『自家中毒』という著書を出版し、腸内で逆援細菌が未消化タンパク質から作る毒が健康を害するという自家中毒説をもとに、未消化のセフレ肉には細菌が繁殖しやすいが、食物繊維は腸を刺激して活発にさせるので毒が作られにくいという理由で菜食をすすめた。
しかし、一方で栄養学では「食べ物のカス」ともされ、長年役に立たないものと認識されていた。たとえば、栄養学の創設者である佐伯矩は、玄米は栄養が多いが未消化物が多いので消化吸収の効率が悪いなどとして、ある程度精白した米である七分搗き米をすすめていた。
1960年代の南アフリカのジョージ・オットル(george Oettle)が、食物繊維と大腸がんの関連の研究していた。1967年に、インドのマルホトラは食物繊維の摂取が多い場合、がんのリスクが減るという報告をしている。


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