Vstup len pre odborníkov

Tieto internetové stránky obsahujú informácie, ktoré sú určené výhradne odborníkom v zdravotníctve. Potvrdzujem, že som odborníkom v zdravotníctve.

Vývoj v zložení dojčenských formulí s ohľadom na posledné poznatky vedeckých výskumov

Autor: MUDr. Jan Boženský, Detské oddelenie Vítkovickej nemocnice


 

Úvod

Dojčenie bolo v minulosti jedinou možnosťou, ako úspešne vyživiť narodené deti, a nedostupnosť materského mlieka (MM) znamenala pre dieťa závažné ohrozenie jeho zdravia či života. V posledných desaťročiach dochádza k výraznému posunu chápania výživy v prvých dvoch rokoch života dieťaťa nielen ako spôsob dodávania živín pre jeho rast a vývoj, ale posledné poznatky ukazujú, že strava ovplyvňuje aj imunitné reakcie a prostredníctvom epigenetických zmien aj jeho vývoj v dospelosti. Na základe výsledkov štúdií sa ukazuje, že ľudské črevo má okrem trávenia a absorpcie nutrientov mnohé ďalšie funkcie. Nie je to len jednoduchá mechanická bariéra, ale funkčný systém, ktorý zaisťuje obranu organizmu pomocou dynamického imunitného systému. Ďalej vykonáva mnohé metabolické funkcie a okrem iného umožňuje komunikáciu medzi črevnou mikrobiótou a mozgom cestou endokrinného či črevného nervového systému – označovaného ako os črevo-mozog (1). Je zrejmé, že správny vývoj čreva má zásadný význam pre mnohé jeho činnosti. Črevo prispieva k celkovému zdraviu zaistením trávenia, absorpcie živín a vody (prevencia malnutrície a dehydratácie), obrany proti infekčným patogénom, indukcií slizničnej a systémovej tolerancie (prevencia alergie). Poskytuje tiež nevyhnutné signály do mozgu potrebné na zaistenie celkovej homeostázy (2). Niekedy sa môže črevo označovať termínom „druhý mozog“(3).

Zmeny v zložení dojčenských formúl

V posledných rokoch došlo v zložení dojčenských mliek k výrazným zmenám, ktoré odrážali a odrážajú poznatky o zložení a funkcii MM, vývoji imunitného systému a v neposlednom rade o zložení a funkcii črevnej mikrobióty. Také informácie viedli k zásadnému zníženiu obsahu bielkovín v dojčenských formulách a pôvodne používané rastlinné tuky sa nahrádzajú mliečnym tukom s esterifikáciou v polohe beta (beta palmitát), ktorý podporuje jednoduchšie vstrebávanie vápnika, tukov a tiež podporuje lepšiu konzistenciu stolice. S narastajúcimi poznatkami týkajúcimi sa črevnej mikrobióty sa prvotná snaha o obohatenie dojčenských formúl prebiotickými oligosacharidmi (FOS, GOS) s rozvojom biotechnológie posúva k fortifikácii oligosacharidmi materského mlieka (HMO). V snahe priblížiť črevnú mikrobiótu nedojčených detí mikrobióte detí dojčených sa využíva nielen efekt prebiotických oligosacharidov, ale tiež špecifických skupín probiotík a biologických aktívnych látok (postbiotík) vznikajúcich v procese fermentácie.

Bielkovina 

V minulosti boli dojčenské formuly fortifikované, pretože výška bielkovinovej nálože bola daná nesúladom medzi zložením aminokyselín MM a dojčenských formúl. Predtým odporúčaný obsah bielkovín v dojčenských formulách bol až 35 g/l. Príjem bielkovín v strave dojčiat sa dostal do záujmu pediatrov a nutričných špecialistov na základe výsledkov mnohých štúdií, ktoré ukazovali na možnú súvislosť medzi príjmom bielkovín a vznikom obezity (4). Európsky úrad pre bezpečnosť potravín (EFSA) reagoval čiastočne na nové poznatky a odporučil maximálne množstvo bielkoviny v počiatočných aj pokračovacích mliekach na 2,5 g/100 kcal. Minimálne množstvo 1,8 g/100 kcal v počiatočných mliekach a 2,2 g/100 kcal v pokračovacích mliekach sa ukazuje dlhodobo ako bezpečné pre longitudinálny rast a neurologický vývoj dieťaťa (5).

Vedecké modely ukázali, že vysoký príjem bielkovín už počas tehotenstva a v postnatálnom období je spojený s vyšším rizikom vzniku obezity v ďalšom živote. Nedojčené deti kŕmené náhradným dojčenským mliekom majú omnoho vyššie hodnoty postprandiálneho inzulínu než dojčené deti. Vysoké množstvo inzulínu a hodnôt IGF-1 môže podporovať rast v prvých dvoch rokoch života a tým aj vývoj obezity. Tieto pozorovania boli podporené epidemiologickými štúdiami a viedli k vysloveniu tzv. „včasnej proteínovej hypotézy“: Vysoký príjem bielkovín v ranom detstve môže viesť k vyššiemu riziku vzniku nadváhy v neskoršom živote (6). Jednou z posledných veľkých štúdií, ktorá sa zaoberala vzťahom medzi príjmom bielkovín po narodení a rozvojom obezity, je štúdia CHOP (The Childhood Obesity Project). Výsledky tejto štúdie ukazujú signifikantný vzťah medzi obsahom bielkovín v podávanom dojčenskom mlieku a nárastom obezity. Teda vyšší obsah bielkoviny v dojčenských formulách viedol k viac než 2,4-násobnému nárastu rizika vzniku obezity detí školského veku. Signifikantné sa tiež ukázali rozdielne sérové hladiny IGF-1 a C-peptidu. Môžeme teda predpokladať, že nižšie množstvo bielkovín v dojčenských formulách priaznivo reguluje sekréciu inzulínu a následne tiež ďalších hormónov ovplyvňujúcich metabolické procesy a tak nepriamo ovplyvňuje aj rozvoj obezity (7, 8).

Prebiotické oligosacharidy 

I keď funkcie oligosacharidov materského mlieka (HMO) sú známe už mnoho rokov, nebolo ich možné donedávna syntetizovať v priemyselnom meradle. S cieľom napodobiť ich účinok boli do dojčenskej výživy pridávané oligosacharidy iného než ľudského mlieka, najmä frukto- a galakto-oligosacharidy (FOS a GOS). Účinky a prínosy patentovanej zmesi GOS/FOS (9 : 1) sú intenzívne študované vo viac než 30 opísaných štúdiách a vo viac než 55 vedeckých publikáciách. Táto zmes v štúdiách preukázateľne stimuluje zdravú kolonizáciu čreva, v ktorej dominuje rast bifidobaktérií u zdravých dojčených detí, čo je spojené s redukciou gastrointestinálnych infekcií, infekcií dýchacích ciest, so znížením používania antibiotík a zlepšením vlastností stolice. 

Oligosacharidy materského mlieka 

Oligosacharidy materského mlieka (HMO) sú po mliečnom cukre a tukoch treťou najväčšou zložkou MM (9). Tvorba HMO je riadená geneticky a nie je závislá od stravy dojčiacej matky. Dôležitú rolu hrá gén pre enzým fukosyltransferázu 2 (FUT2), ktorá modifikuje štruktúru a množstvo HMO v MM. V Európe sa tento gén vyskytuje asi u 80 % žien a u zvyšných sa 2´-fukosyllaktóza v ich mlieku prakticky nevyskytuje. HMO sú teda nestráviteľné sacharidy s nízkou nutričnou denzitou, no s vysokou schopnosťou ovplyvniť črevnú mikrobiótu. Navyše môžu pôsobiť ako falošné receptory pre patogénne baktérie. Majú schopnosť meniť prestupnosť črevnej bariéry a majú vplyv na vývoj imunitného systému. V kravskom mlieku je koncentrácia oligosacharidov 100 – 1 000× nižšia, a preto dojčenské formuly predtým neobsahovali žiadne oligosacharidy. Obohacovanie týchto formúl prebiotikami s bifidogénnym účinkom malo pomôcť priblížiť zloženie črevnej mikrobióty nedojčených detí deťom dojčeným. Vieme, že štrukturálna kompozícia používaných prebiotík v dojčenských formulách sa líši od štruktúry HMO, ktoré sú zložené z piatich základných stavebných kameňov, t. j. kyseliny sialovej, N-acetylglukozamínu, L-fukózy, D-glukózy a D-galaktózy. Ich kombináciou vzniká viac než 200 rôznych oligosacharidov (10), ktoré tvoria tri štrukturálne odlišné skupiny, t. j. fukosylované neutrálne HMO, sialylované kyslé HMO a nefukosylované neutrálne HMO (11, 12).

Najväčšie množstvo, až 30 %, je 2´-fukosyllaktózy, ktorá bola spolu s lakto-N-neotetraózou syntetizovaná a ako prvé HMO skúšobne pridaná do dojčenských mliečnych formúl. V roku 2015 European Food Safety Agency (EFSA) potvrdila bezpečnosť ich podávania pre dojčatá v dávkovaní do 1,2 g/l pro 2´-fukosyllaktózu (2′-FL) a do 0,6 g/l pre lakto-N-neotetraózu (LNnT) v pomere 2 : 1 v rekonštituovanej formule. Rovnaké hodnoty platia pre pokračovacie mlieka a mlieka pre batoľatá pre deti staršie ako 1 rok. Prvé štúdie preukázali, že deti kŕmené formulou fortifikovanou zmesou 2′-FL a LNnT mali normálny rastový vzorec, normálnu defekáciu a žiadne nežiaduce účinky (13). Aj deti kŕmené touto formulou (1,0 g/l 2'-FL a 0,5 g/l LNnT) mali menej infekcií dýchacích ciest súvisiacich s používaním antibiotík v prvom roku života (14). Ďalšie štúdie preukázali, že pridávanie 2′-FL do dojčenskej výživy bolo bezpečné, dobre tolerované, absorbované a vylučované s podobnou účinnosťou ako 2′-FL v ľudskom mlieku. Ďalej dojčatá, ktorým bola podávaná výživa 2'-FL, mali menej respiračných infekcií hlásených rodičmi a zlepšenú toleranciu formúl (15). Štúdie na myšiach preukazujú pozitívny synergický efekt kombinácie 2′-FL a patentovanej zmesi GOS/FOS (9 : 1) pri rotavírovej infekcii (16) a zlepšenie imunitnej reakcie po aplikácii chrípkovej vakcíny (17). Dojčenská výživa obohatená o 2′-FL +GOS vykazovala rovnaké zápalové cytokínové profily (ILF,TNF) ako kontrolná skupina dojčených detí (17) a ďalšia štúdia preukázala, že kombinácia 2FL+ scGOS/lcFOS (9 : 1) bola účinnejšia pri modulácii zápalovej odpovede epitelových aj dentritických buniek čriev s možnosťou modulácie zápalovej senzibilizácie (18). Ďalšou možnou súčasťou dojčenských formúl sa javí komponent HMO 3'galactosyllaktóza (3'GL), ktorý vykazuje schopnosť inhibície zápalovej reakcie zvlášť v nezrelej črevnej sliznici či dokáže na rozdiel od 4´galactosyllaktózy (4´GL) a 6´galactosyllaktózy (6´GL) zabrániť strate integrity črevnej bariéry (19, 20, 21).

Postbiotiká 

Postbiotiká teda môžeme definovať ako metabolické zlúčeniny produkované probiotickými mikróbmi ovplyvňujúce rôzne biologické funkcie hostiteľa (22). Medzi ne patria mastné kyseliny s krátkym reťazcom SCFA (Short Chain Fatty Acids), t. j. kyselina octová, propiónová a butyrová, ktoré sú produkované vo veľkom množstve fermentáciou rozpustnej vlákniny enzýmami bifidobaktérií a laktobacilov. Sú hlavným zdrojom výživy kolonocytov v hrubom čreve, znižujú pH, zvyšujú absorpciu vápnika, železa a horčíka. Súčasťou fermentácie sú tiež bunkové membrány, bakteriálna DNA, kyselina mliečna a proteíny s enzýmovou aktivitou. Tieto komponenty sú prítomné síce v malom množstve, ale môžu mať špecifické vlastnosti, a to najmä v oblasti stimulácie imunitných reakcií (23, 24, 25). Preto sa produkty riadenej fermentácie mlieka začali pridávať do dojčenských formúl, a to už od konca minulého storočia. Fermentované formuly sú vyrábané fermentáciou formúl na báze kravského mlieka pomocou špecifických kmeňov baktérií produkujúcich kyselinu mliečnu.

Moderné mliečne formuly využívajú pri procese fermentácie dva typy baktérií, Bifidobacterium breve C50 and Streptococcus thermophilus 06, ktoré majú štúdiami potvrdený bezpečnostný profil, pozitívny efekt na imunitný systém a funkciu čriev. Pri výrobe nasleduje šetrný záhrev, ktorý spôsobí, že výsledné produkty neobsahujú žiadne živé baktérie, ale len produkty fermentácie (26). Metaanalýza publikovaná v roku 2015 uvádza, že používanie dojčenských mliek s postbiotikami je bezpečné a ich vplyv na rast je rovnaký ako pri bežných dojčenských formulách. Ukazuje na pozitívny efekt v úprave niektorých symptómov tzv. gastrointestinálneho diskomfortu, ako sú grckanie, meteorizmus, flatulencia a dojčenské koliky. Nebol preukázaný významný rozdiel v počte hnačkových epizód vyžadujúcich hospitalizáciu a celkovom počte epizód hnačky, ale došlo k signifikantnému zníženiu počtu epizód hnačky so známkami dehydratácie, epizód hnačky s nutnosťou predpisu orálneho rehydratačného roztoku a zmene dojčenskej formuly z dôvodu hnačkovej epizódy. Preukázaný bol efekt na zníženie pH stolice, zvýšenie množstva fekálnych bifidobaktérií a veľkosti týmusu. Naopak, výsledky nepreukazujú efekt v prevencii alergie na kravské mlieko (27).

Tuky 

Tuky MM v prvom roku života dieťaťa pokrývajú okolo 44 % (50 %) energetickej potreby, MM obsahuje 40 – 45 g/l tukov (kolostrum 20 g/l) a až 98 % tukov je prítomných vo forme triacylglycerolov. Prevládajúcou nasýtenou mastnou kyselinou MM je kyselina palmitová (C16:0), ktorá tvorí 17 – 25 % mastných kyselín v MM a až 88 % (v priemere 70 – 75 %) je esterifikovaných na pozícii beta v MM. Absorpcia nasýtených mastných kyselín s dlhým reťazcom (C:14 – C:22) je relatívne nízka v porovnaní vstrebávania nenasýtených a nasýtených mastných kyselín s reťazcom krátkym (

β-palmitát 

Pre dobré vstrebávanie tukov v tráviacom trakte je tiež výhodná jeho esterifikácia v polohe beta (MM v priemere 75 %), ktorá podporuje jednoduchšie vstrebávanie vápnika, tukov a tiež podporuje lepšiu konzistenciu stolice. Z tuku materského mlieka (mliečneho tuku) s β-palmitátom je počas procesu trávenia pankreatickou lipázou odštiepená kyselina olejová, ktorá neviaže vápnik (tým zvyšuje jeho vstrebávanie) a znížením tvorby vápenatých solí má pozitívny vplyv na konzistenciu stolice (28,29). Naopak, z rastlinného oleja bez β-palmitátu je počas procesu trávenia pankreatickou lipázou odštiepená kyselina palmitová, ktorá sa nadväzuje na vápnik, znižuje jeho dostupnosť v procese trávenia a vyššou tvorbou vápenatých solí potom negatívne ovplyvňuje konzistenciu stolice (30). Niektoré štúdie preukazujú efekt β-palmitátu na zloženie črevnej mikrobióty, dvojito slepá štúdia publikovaná v roku 2014 u 300 zdravých dojčiat ukázala, že vysoký obsah β-palmitátu v strave viedol k vyššej koncentrácii fekálnych bifidobakterií a k zlepšeniu konzistencie stolice (31). 

Záver 

Prvých 1 000 dní života jedinca od počatia až po dosiahnutie veku dvoch rokov je jedinečným obdobím rastu a rozvoja, ktoré spolurozhoduje o budúcom zdravotnom stave jedinca (32). Súčasťou konceptu „prvých tisíc dní života“ je posun záujmu o problematiku mikrobióty dieťaťa do obdobia ešte pred jeho narodením. Nové receptúry mliečnych formúl, ktoré sa snažia rešpektovať posledné poznatky o zložení a funkcii MM, pri zachovaní primeranej rastovej krivky môžu lepšie, a to vďaka vyššie uvedeným unikátnym zložkám, podporiť primeraný vývoj imunitného systému, lepší vývoj mozgu a kognitívnych funkcií.



Literatúra

  1. Bichoff S. Gut health: a new objective in medicine? BMC Med.2011;9:24.
  2. Keunen K, van Elburg RM, van Bel F, Benders MJ. Impact of nutrition on brain development and its neuroprotective implications following preterm birth. Pediatr Res. 2015 Jan;77:148-155.
  3. Mayer EA. Gut feeling: the emerging biology of gut-brain communication. Nat Rev Neurosci.2011;12:453-66.
  4. Koletzko B et al.: Lower protein in infant formula is associated with lower weight up to age 2 y: a randomized clinical trial.Am J Clin Nutr. 2009 Jun;89(6):1836-45. doi: 10.3945/ajcn.2008.27091. Epub 2009 Apr 22.
  5. Koletzko B et al. Global standard for the composition of infant formula: recommendations of an ESPGHAN coordinated international expert group. J Pediatr Gastroenterol Nutr. 2005; 41(5): 584–599.
  6. Koletzko B et al.: Can infant feeding choices modulate later obesity risk? Am J Clin Nutr. 2009 May;89(5):1502S–8.
  7. Socha P et al.: Milk protein intake, the metabolic-endocrine response, and growth in infancy: data from a randomized clinical trial. Am J Clin Nutr. 2011;DOI: 10.3945/ ajcn.110.000596.
  8. Weber M et al.: Lower protein content in infant formula reduces BMI and obesity risk at school age.: follow-up of a randomized trial. Am J Clin Nutr 2014;DOI: 10.3945/ ajcn.113.064071.
  9. He Y, Liu S, Leone S, Newburg DS. Human colostrum oligosaccharides modulate major immunologic pathways of immature human intestine. Mucosal Immunol. 2014;7(6):1326–1339. doi:10.1038/mi.2014.20.
  10. German JB, Freeman SL, Lebrilla CB, Mills DA. Human milk oligosaccharides: evolution, structures and bioselectivity as substrates for intestinal bacteria. Nestle Nutr Workshop Ser Pediatr Program. 2008;62:205–222. doi:10.1159/000146322.
  11. Bode L. Human milk oligosaccharides: every baby needs a sugar mama. Glycobiology. 2012;22(9):1147–1162. doi:10.1093/glycob/cws074. 
  12. Bode L, Jantscher-Krenn E. Structure-function relationships of human milk oligosaccharides. Adv Nutr. 2012;3(3):383S–91S. Published 2012 May 1. doi:10.3945/an.111.001404.
  13. Vandenplas Y, Berger B, Carnielli VP, et al. Human Milk Oligosaccharides: 2'-Fucosyllactose (2'-FL) and Lacto-N-Neotetraose (LNnT) in Infant Formula. Nutrients. 2018;10(9):1161. Published 2018 Aug 24. doi:10.3390/nu10091161. 
  14. Puccio G et al. Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition. 2017; 64(4):624–631.
  15. Reverri EJ, Devitt AA, Kajzer JA, Baggs GE, Borschel MW. Review of the Clinical Experiences of Feeding Infants Formula Containing the Human Milk Oligosaccharide 2'-Fucosyllactose. Nutrients. 2018;10(10):1346. Published 2018 Sep 21. doi:10.3390/nu10101346.
  16. Azagra-Boronat I, Massot-Cladera M, Knipping K, et al. Supplementation With 2'-FL and scGOS/lcFOS Ameliorates Rotavirus-Induced Diarrhea in Suckling Rats. Front Cell Infect Microbiol. 2018;8:372. Published 2018 Oct 23. doi:10.3389/fcimb.2018.00372.
  17. Goehring KC1, Marriage BJ2, Oliver JS at al. Similar to Those Who Are Breastfed, Infants Fed a Formula Containing 2'-Fucosyllactose Have Lower Inflammatory Cytokines in a Randomized Controlled Trial. J Nutr. 2016 Dec;146(12):2559-2566. Epub 2016 Oct 26.
  18. Overbeek S. et al. Combined Exposure of Activated Intestinal Epithelial Cells to Nondigestible Oligosaccharides and CpG-ODN Suppresses Th2-Associated CCL22 Release While Enhancing Galectin-9, TGFβ, and Th1 Polarization, Mediators of Inflammation, Volume 2019, Article ID 8456829, 14 pages, https://doi.org/10.1155/2019/8456829.
  19. Xiao L, Engen PA, Leusink-Muis T, et al. The Combination of 2'-Fucosyllactose with Short-Chain Galacto-Oligosaccharides and Long-Chain Fructo-Oligosaccharides that Enhance Influenza Vaccine Responses Is Associated with Mucosal Immune Regulation in Mice. J Nutr. 2019;149(5):856–869. doi:10.1093/jn/nxz006.
  20. Newburg DS, Ko JS, Leone S, Nanthakumar NN. Human Milk Oligosaccharides and Synthetic Galactosyloligosaccharides Contain 3'-, 4-, and 6'-Galactosyllactose and Attenuate Inflammation in Human T84, NCM-460, and H4 Cells and Intestinal Tissue Ex Vivo. J Nutr. 2016;146(2):358–367. doi:10.3945/jn.115.220749.
  21. Varasteh S. et al. J Pediatr Gastroenterol Nutr 2019;68(S1);N-P-016:1049.
  22. Akbari P et al. Characterizing microbiota-independent effects of oligosaccharides on intestinal epithelial cells: insight into the role of structure and size : Structure activity relationships of non-digestible oligosaccharides. Eur J Nutr. 2017 Aug;56(5):1919-1930
  23. Tsilingiri K, Rescigno M. Postbiotics: what else?. Benef Microbes, 2013; 4: 101–107.
  24. Sah BN, Vasiljevic T, McKechnie S et al. Effect of probiotics on antioxidant and antimutagenic activities of crude peptide extract from yogurt. Food Chem. 2014; 156: 264–270. 
  25. Fardet A, Rock E. In vitro and in vivo antioxidant potential of milks, yoghurts, fermented milks and cheeses: a narrative review of evidence. Nutr Res Rev. 2018; 31(1): 52–70.
  26. Van de Heijning BJ, Berton A, Bouritius H et al. GI symptoms in infants are a potential target for fermented infant milk formulae: a review. Nutrients. 2014; 6(9): 3942–3967.
  27. Szajewska H, Skórka A, Pieścik Lech M. Fermented infant formulas without live bacteria: a systematic review. Eur J Pe  diatr. 2015 174: 1413.
  28. Lopez-Lopez A, et al. The influence of dietary palmitic acid triglyceride position on the fatty acid, calcium and magnesium contents of at term new born faeces. Early Hum Dev. 2001;65(Suppl):83–94.
  29. Bar-Yoseph F, Lifshitz Z, Cohen T. Review of sn-2 palmitate oil implications for infant health. Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids. 2013;4:139–43.
  30. Quinlan PT, Lockton S, Irwin J, Lucas AL. The relationship between stool hardness and stool composition in breast- and formula-fed infants. J Pediatr Gastroenterol Nutr. 1995;20:81–90.
  31. Yao M, et al. Effects of term infant formulas containing high sn-2 palmitate with and without oligofructose on stool composition, stool characteristics, and bifidogenicity: a randomized, double-blind, controlled trial. J Pediatr Gastroenterol Nutr. 2014;59:440–8.
  32. Godfrey KM, Gluckman PD, Hanson MA. Developmental origins of metabolic disease: life course and intergeneratio  nal perspectives. Trends Endocrinol Metab. 2010; 21: 199–20
     

     

PRE ZÍSKANIE KREDITOV SA REGISTRUJTE TU

Odběr novinek Nutricia Odber noviniek

Odoslaním tohto formulára súhlasíte s podmienkami ochrany osobných údajov.

Napíšte nám

Odoslaním vyplneného formulára beriete na vedomie, že Vami poskytnuté osobné údaje budú spracované v plnom rozsahu pre účely zodpovedania Vašej otázky. Bližšie informácie o spracovaní osobných údajov sú k dispozícii na našich webových stránkach.