Vstup pouze pro odborníky

Tyto internetové stránky obsahují informace, které jsou určeny výhradně odborníkům ve zdravotnictví. Potvrzuji, že jsem odborníkem ve zdravotnictví.

Vývoj ve složení kojeneckých formulí s ohledem na poslední poznatky vědeckých výzkumů

Autor: MUDr. Jan Boženský, Dětské oddělení Vítkovická nemocnice


 

Úvod

Kojení bylo v minulosti jedinou možností jak zdárně vyživit narozené děti a nedostupnost mateřského mléka (MM) znamenala pro dítě závažné ohrožení jeho zdraví či života. V posledních desetiletích dochází k výraznému posunu chápání výživy v prvních dvou letech života dítěte nejen jako způsob dodávání živin pro jeho růst a vývoj, ale poslední poznatky ukazují, že strava ovlivňuje také imunitní reakce a prostřednictvím epigenetických změn i jeho vývoj v dospělosti. Na základě výsledků studií se ukazuje, že lidské střevo má kromě trávení a absorpce nutrientů mnohé další funkce. Není to jen prostá mechanická bariéra, ale funkční systém, který zajišťuje obranu organismu pomocí dynamického imunitního systému. Dále vykonává mnohé metabolické funkce a mimo jiné umožňuje komunikaci mezi střevní mikrobiotou a mozkem cestou endokrinního či střevního nervového systému – označovaného jako osa střevo-mozek (1). Je zřejmé, že správný vývoj střeva má zásadní význam pro mnohé jeho činnosti. Střevo přispívá k celkovému zdraví zajištěním trávení, absorpce živin a vody (prevence malnutrice a dehydratace), obrany proti infekčním patogenům, indukcí slizniční a systémové tolerance (prevenci alergie). Poskytuje též nezbytné signály do mozku potřebné k zajištění celkové homeostázy (2). Někdy se může střevo označovat termínem „druhý mozek“(3).

Změny ve složení kojeneckých formulí

V posledních letech došlo ve složení kojeneckých mlék k výrazným změnám, které odrážely a odrážejí poznatky o složení a funkci MM, vývoji imunitního systému a v neposlední řadě o složení a funkci střevní mikrobioty. Takové informace vedly k zásadnímu snížení obsahu bílkovin v kojeneckých formulích a původně používané rostlinné tuky se nahrazují mléčným tukem s esterifikací v poloze beta (beta palmitát), který podporuje snadnější vstřebávání vápníku, tuků a také podporuje lepší konzistenci stolice. S narůstajícími poznatky týkající se střevní mikrobioty se prvotní snaha o obohacení kojeneckých formulí prebiotickými oligosacharidy (FOS,GOS) s rozvojem biotechnologie posouvá k fortifikaci oligosacharidy mateřského mléka (HMO). Ve snaze přiblížit střevní mikrobiotu nekojených dětí mikrobiotě dětí kojených se pak využívá nejen efektu prebiotických oligosacharidů, ale také specifických skupin probiotik a biologických aktivních látek (postbiotik) vznikajících v procesu fermentace.

Bílkovina

V minulosti byly kojenecké formule fortifikovány, protože výše bílkovinné nálože byla dána nesouladem mezi složením aminokyselin MM a kojeneckých formulí. Dříve doporučovaný obsah bílkovin v kojeneckých formulích byl až 35 g/l. Příjem bílkovin ve stravě kojenců se dostal do zájmu pediatrů a nutričních specialistů na základě výsledků mnoha studií, které ukazovaly na možnou souvislost mezi příjmem bílkovin a vznikem obezity (4). Evropský úřad pro bezpečnost potravin (EFSA) reagoval částečně na nové poznatky a doporučil maximální množství bílkoviny v počátečních i pokračovacích mlécích na 2,5 g/100 kcal. Minimální množství 1,8 g/100 kcal v počátečních mlécích a 2,2 g/100 kcal v pokračovacích mlécích se ukazuje dlouhodobě jako bezpečné pro longitudinální růst a neurologický vývoj dítěte (5).

Vědecké modely ukázaly, že vysoký příjem bílkovin již během těhotenství a v postnatálním období je spojen s vyšším rizikem vzniku obezity v dalším životě. Nekojené děti krmené náhradním kojeneckým mlékem mají mnohem vyšší hodnoty postprandiálního inzulínu než kojené děti. Vysoké množství inzulínu a hodnot IGF-1 může podporovat růst v prvních dvou letech života a tím i vývoj obezity. Tato pozorování byla podpořena epidemiologickými studiemi a vedla k vyslovení tzv. „časné proteinové hypotézy”: Vysoký příjem bílkovin v raném dětství může vést k vyššímu riziku vzniku nadváhy v pozdějším životě (6). Jednou z posledních velkých studií, která se zabývala vztahem mezi příjmem bílkovin po narození a rozvojem obezity, je studie CHOP (The Childhood Obesity Project). Výsledky této studie ukazují signifikantní vztah mezi obsahem bílkovin v podávaném kojeneckém mléku a nárůstem obezity. Tedy vyšší obsah bílkoviny v kojeneckých formulích vedl k více než 2,4násobnému nárůstu rizika vzniku obezity dětí školního věku. Signifikantní se taky ukázaly rozdílné sérové hladiny IGF-1 a C-peptidu. Můžeme tedy předpokládat, že nižší množství bílkovin v kojeneckých formulích příznivě reguluje sekreci inzulínu a následně také dalších hormonů ovlivňujících metabolické procesy a  tak nepřímo ovlivní i rozvoj obezity (7,8).

Prebiotické oligosacharidy

Ačkoli funkce oligosacharidů mateřského mléka (HMO) jsou známy již mnoho let, nebylo je možné donedávna syntetizovat v průmyslovém měřítku. S cílem napodobit jejich účinek byly do kojenecké výživy přidávány oligosacharidy jiného než lidského mléka, zejména frukto a galakto-oligosacharidy (FOS a GOS). Účinky a přínosy patentované směsi GOS/FOS (9:1) jsou intenzivně studovány ve více než 30 popsaných studiích a ve více než 55 vědeckých publikacích. Tato směs ve studiích prokazatelně stimuluje zdravou kolonizaci střeva, ve které dominuje růst Bifidobacterií u zdravých kojených dětí, což je spojeno s redukcí gastrointestinálních infekcí, infekcí dýchacích cest, snížením používání antibiotik a zlepšení vlastností stolice. 

Oligosacharidy mateřského mléka

Oligosacharidy mateřského mléka (HMO) jsou po mléčném cukru a tucích třetí největší složkou MM (9). Tvorba HMO je řízena geneticky a není závislá na stravě kojící matky. Důležitou roli hraje gen pro enzym fukosyltransferázu 2 (FUT2), která modifikuje strukturu a množství HMO v MM. V Evropě se tento gen vyskytuje asi u 80 % žen a u zbylých se 2´-fukosyllaktóza v jejich mléku prakticky nevyskytuje. HMO jsou tedy nestravitelné sacharidy s nízkou nutriční denzitou, avšak s vysokou schopností ovlivnit střevní mikrobiotu. Navíc mohou působit jako falešné receptory pro patogenní bakterie. Mají schopnost měnit prostupnost střevní bariéry a mají vliv na vývoj imunitního systému. V kravském mléce je koncentrace oligosacharidů 100–1000× nižší a proto kojenecké formule dříve neobsahovaly žádné oligosacharidy. Obohacování těchto formulí prebiotiky s bifidogenním účinkem mělo pomoci přiblížit složení střevní mikrobioty nekojených dětí dětem kojeným. Víme, že strukturální kompozice používaných prebiotik v kojeneckých formulích se liší od struktury HMO, které jsou složeny z pěti základních stavebních kamenů, tj. kyseliny sialové, N-acetylglukosaminu, L-fukózy, D-glukózy a D-galaktózy. Jejich kombinací vzniká více než 200 různých oligosacharidů (10),  které tvoří tři strukturálně odlišné skupiny, tj. fukosylované neutrální HMO, sialylované kyselé HMO a nefukosylované neutrální HMO (11, 12).

Největší množství, až 30 %, je 2´-fukosyllaktózy, která byla spolu s lakto-N-neotetraózou syntetizována a jako první HMO zkušebně přidána do kojeneckých mléčných formulí.  V roce 2015 European Food Safety Agency (EFSA) potvrdila bezpečnost jejich podávání pro kojence v dávkování do 1,2 g/l pro 2´-fukosyllaktózu (2′-FL) a do 0,6 g/l pro lakto-N-neotetraózu (LNnT) v poměru 2:1 v rekonstituované formuli. Stejné hodnoty platí pro pokračovací mléka a batolecí mléka pro děti starší 1 roku. První studie prokázaly, že děti krmené formulí fortifikovanou směsí 2′-FL a LNnT měly normální růstový vzorec, normální defekaci a žádné nežádoucí účinky (13). Také děti krmené touto formulí (1.0 g/l 2'-FL a 0.5 g/l LNnT) měly méně infekcí dýchacích cest souvisejících s používáním antibiotik v prvním roce života (14). Další studie prokázaly, že přidávání 2′-FL do kojenecké výživy bylo bezpečné, dobře tolerované, absorbované a vylučované s podobnou účinností jako 2′-FL v lidském mléce. Dále, kojenci, kterým byla podávána výživa 2'-FL, měli méně respiračních infekcí hlášených rodiči a zlepšenou toleranci formulí (15). Studie na myších prokazují pozitivní synergický efekt kombinace 2′-FL a patentované směsi GOS/FOS (9:1) při rotavirové infekci (16) a zlepšení imunitní reakci po aplikaci chřipkovou vakcínou (17). Kojenecká výživa obohacená 2′-FL +GOS vykazovala stejné zánětlivé cytokinové profily  (ILF,TNF) jako kontrolní skupina kojených dětí (17) a další studie prokázala, že kombinace 2FL+ scGOS/lcFOS (9:1) byla účinnější při modulaci zánětlivé odpovědi epitelových i dentritických buněk střev s možností modulace zánětlivé senzibilizace (18).   Další možnou součástí kojeneckých formulí se jeví komponenta HMO 3'galactosyllaktóza (3'GL), která vykazuje schopnost inhibice zánětlivé reakce zvláště v nezralé střevní sliznici či dokáže na rozdíl od 4´galactosyllaktózy (4´GL) a 6´galactosyllaktózy (6´GL) zabránit ztrátě integrity střevní bariéry (19,20,21).

Postbiotika

Postbiotika tedy můžeme definovat jako metabolické sloučeniny produkované probiotickými mikroby ovlivňující různé biologické funkce hostitele (22). Mezi ně patří mastné kyseliny s krátkým řetězcem SCFA (Short Chain Fatty Acids) tj. kyselina octová, propionová a butyrová, které jsou produkovány ve velkém množství fermentací rozpustné vlákniny enzymy bifidobakterií a laktobacilů. Jsou hlavním zdrojem výživy kolonocytů v tlustém střevě, snižují pH, zvyšují absorpci vápníku, železa a hořčíku. Součástí fermentace jsou také buněčné membrány, bakteriální DNA, kyselina mléčná a proteiny s enzymovou aktivitou. Tyto komponenty jsou přítomny sice v malém množství, ale mohou mít specifické vlastnosti, a to zejména v oblasti stimulace imunitních reakcí (23, 24, 25). Proto se produkty řízené fermentace mléka začaly přidávat do kojeneckých formulí a to již od konce minulého století. Fermentované formule  jsou vyráběny fermentací formulí na bázi kravského mléka pomocí specifických kmenů bakterií produkujících kyselinu mléčnou.

Moderní mléčné formule využívají při procesu fermentace dva typy bakterií, Bifidobacterium breve C50 and Streptococcus thermophilus 06, které mají studiemi potvrzený bezpečností profil, pozitivní efekt na imunitní systém a funkci střev. Při výrobě následuje šetrný záhřev, který způsobí, že výsledné produkty neobsahují žádné živé bakterie, ale jen produkty fermentace (26). Metaanalýza publikována v roce 2015 uvádí, že používání kojeneckých mlék s postbiotiky je bezpečné a jejich vliv na růst je stejný, jako u běžných kojeneckých formulí. Ukazuje na pozitivní efekt v úpravě některých symptomů tzv. gastrointestinálního diskomfortu, jako jsou ublinkávání, meteorismus, flatulence a kojenecké koliky. Nebyl prokázán významný rozdíl v počtu průjmových epizod vyžadujících hospitalizaci a celkovém počtu epizod průjmu, ale došlo k signifikantnímu snížení počtu epizod průjmu se známkami dehydratace, epizod průjmu s nutností předpisu orálního rehydratačního roztoku a změně kojenecké formule z důvodu průjmové epizody. Prokázán byl efekt na snížení pH stolice, zvýšení množství fekálních bifidobakterií a velikosti brzlíku. Naopak výsledky neprokazují efekt v prevenci alergie na kravské mléko (27).

Tuky

Tuky MM v prvním roce života dítěte pokrývají kolem 44 % (50 %) energetické potřeby, MM obsahuje 40-45g/l tuků (kolostrum 20g/l) a až 98 % tuků je přítomno ve formě triacylglycerolů. Převládající nasycenou mastnou kyselinou MM je kyselina palmitová (C16:0), která tvoří 17-25% mastných kyselin v MM a až 88% (v průměru 70-75%) je esterifikováno na pozici beta v MM. Absorpce nasycených mastných kyselin s dlouhým řetězcem (C:14 – C:22) je relativně nízká ve srovnání vstřebávání nenasycených a nasycených mastných kyselin s řetězcem krátkým (

β-palmitát

Pro dobré vstřebávání tuků v trávicím traktu je také výhodná jeho esterifikace v poloze beta (MM v průměru 75%), která podporuje snadnější vstřebávání vápníku, tuků a také podporuje lepší konzistenci stolice. Z tuku mateřského mléka (mléčného tuku) s β-palmitátem je během procesu trávení pankreatickou lipázou odštěpena kyselina olejová, která neváže vápník (tím zvyšuje jeho vstřebávání) a snížením tvorby vápenatých solí má pozitivním vliv na konzistenci stolice (28,29). Naopak z rostlinného oleje bez β-palmitátu je během procesu trávení pankreatickou lipázou odštěpena kyselina palmitová, která se navazuje na vápník, snižuje jeho dostupnost v procesu trávení a vyšší tvorbou vápenatých solí pak negativně ovlivňuje konzistenci stolice (30). Některé studie prokazují efekt β-palmitátu na složení střevní mikrobioty, dvojitě slepá studie publikovaná v roce 2014 u 300 zdravých kojenců ukázala, že vysoký obsah β-palmitátu ve stravě vedl k vyšší koncentraci fekálních bifidobakterií a ke zlepšení konzistence stolice (31). 

Závěr

Prvních 1000 dnů života jedince od početí až po dosažení věku dvou let je jedinečným obdobím růstu a rozvoje, které spolurozhoduje o budoucím zdravotním stavu jedince (32). Součástí konceptu „prvních tisíc dní života“ je posun zájmu o problematiku mikrobioty dítěte do období ještě před jeho narozením.  Nové receptury mléčných formulí, které se snaží respektoval poslední poznatky o složení a funkci MM, při zachování přiměřené růstové křivky pak mohou lépe a to díky výše uvedeným unikátním složkám, podpořit přiměřený vývoj imunitního systému, lepší vývoj mozku a kognitivních funkcí.



Literatura

  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: 199–205. 

 


 

Odběr novinek Nutricia Odběr novinek

Odesláním tohoto formuláře souhlasíte s podmínkami ochrany osobních údajů.

Napište nám

Odesláním vyplněného formuláře berete na vědomí, že Vámi poskytnuté osobní údaje budou zpracovány v nezbytném rozsahu pro účely zodpovězení Vašeho dotazu. Bližší informace o zpracování osobních údajů jsou k dispozici na našich webových stránkách.