Vas és a szoptatott csecsemő

James Friel

1 Élelmiszer- és emberi táplálkozástudományi tanszék, Manitobai Egyetem, Winnipeg, MB R3T 2N2, Kanada; ac.abotinamuym@3ciac

Wafaa Qasem

2 Élelmezési és Táplálkozási Igazgatóság, Egészségügyi Minisztérium, P.O. Box 4078, Safat 13041, Kuvait; ac.abotinamuym@wmesaq

Chenxi Cai

1 Élelmiszer- és emberi táplálkozástudományi tanszék, Manitobai Egyetem, Winnipeg, MB R3T 2N2, Kanada; ac.abotinamuym@3ciac

Absztrakt

Az élet első 6 hónapja döntő fontosságú a vasigények kielégítésében. Ennek a felülvizsgálatnak az a célja, hogy megvizsgálja az anyatejben lévő vasat, és hogy vajon megfelel-e a növekvő csecsemő fiziológiai szükségleteinek. A legfontosabb kérdések közé tartozik a vaskontroll és az emlőmirigyből származó vasszállítás, valamint az, hogy mikor és milyen ételeket kell hozzáadni az egyedül szoptatott csecsemőhöz. Ezeket a témákat az emlőmirigy új molekuláris biológiai eredményeinek fényében vizsgáljuk.

1. Bemutatkozás

A vas (Fe) nélkülözhetetlen tápanyag, amely alacsony mennyiségben létezik az emberi tejben. Vitatott, hogy az anyatejben lévő vas kielégíti-e a szoptatott csecsemő fejlődési szükségleteit az élet első 6 hónapjában [1,2]. Egyes országok a vas kiegészítését cseppenként javasolják 4 hónaposan, mások nem [1,3,4]. Ez a szilárd anyagok bevitelének legjobb idejét érinti, mivel az ételek vasdúsítása segíti a csecsemőkor második felében a vasigény kielégítését. A legújabb bizonyítékok arra utalnak, hogy a vas nem választódik ki az anyatejbe, és milyen vas van jelen alacsony mennyiségben. A vasban gazdag szilárd élelmiszerek ellátása tekintetében vannak új ajánlások, de nincs konszenzus. Áttekintjük azokat a bizonyítékokat, amelyek alátámasztják a vassal dúsított szilárd ételek vagy vascseppek korai bevezetését 4 hónapos korukra. Ezeket a kérdéseket az emberi emlő hámsejtjeiben lévő vashordozókról végzett vizsgálatokból származó legújabb molekuláris biológiai információk fényében vitatjuk meg.

2. Vas

2.1. A Fe biológiai funkciói

Az emberi testben a vas a legelterjedtebb nyomelem, és a funkciók széles spektrumának központjaként működik [4]. Fontossága redox aktivitásából adódik, mert a vas főleg vas (Fe 2+) és vas (Fe 3+) oxidációs állapotokban létezik, amelyek felcserélhetők. Az egyik állapot átalakulása a másikba az elektrontranszport-lánc részét képezi, amely elengedhetetlen az energiatermeléshez (ATP) az anyagcsere során és a szintézishez szükséges redukciókban [5]. In vivo kevés szabad vas van. A vas kelátképződik fehérjékké vagy más molekulákká; ez fenntartja az oldhatóságot, korlátozza az oxigén redox kémiai részvételét és korlátozza a mikrobák elérhetőségét [6].

A vasat megkötő fehérjék funkcionálisan antioxidánsként hatnak [5,7]. Az antioxidáns olyan anyag, amely alacsony koncentrációban van jelen, mint az oxidálható szubsztráté, gátolja a szubsztrát oxidációját, ezt az eljárást oxidatív stressznek nevezik [5,7]. A vas inkább oxidálószerként ismert, olyan faj, amely oxidációt okoz vagy elősegít, míg a vasat megkötő molekulák antioxidánsként működnek. Ezzel szemben a C-vitamin étrendi vasreduktorként működik [5,7].

A hemoglobin (Hb) vasat (60%), a mioglobin vasat (5%), mind a hem, mind a nem hem enzimeket (5%), és a transzferrint (kevesebb, mint 1%) funkcionális vasnak nevezik. A maradék vas megtalálható a ferritin (kb. 20%) és a hemosiderin (kb. 10%) raktárfehérjékben [8]. A vas elsődleges szerepe az oxigénszállítás, amely segíti a sejtek légzését. A mioglobin a vas segítségével tárolja az oxigént az izomszövetben. A vas enzim funkciói immunfunkcióban és más anyagcsere-tevékenységekben [8]. A vas alulértékelt szerepe a neurotranszmitter működésében és a mielinizációban betöltött szerepe [9].

2.2. Fe felszívódás és szállítás

Az enterociták által felvett Fe felvétele a Fe formáitól függ. A Fe forrásai közé tartozik a nem-hem Fe, a hem Fe és a ferritin. Javasolták, hogy a hem-Fe-t bélben lévő hem-transzporter, hem-hordozó fehérje 1 (HCP1) [10] vagy más transzporter hordozza [11]. Ezt a folyamatot még nem sikerült teljesen tisztázni. A ferritin egy ismeretlen mechanizmus révén jut be az enterocitákba, és valószínűleg ezután lebomlik a lizoszómákban [12]. A nem hem vas-ferrét Fe-t először duodenális citokróm b-vel (DCYTB) [13] vagy más sejtfelszíni ferrireduktázokkal [14] kell redukálni vas-Fe-vé, majd az 1-es kétértékű fémtranszporterrel (DMT1) [15] az enterocitákba kell szállítani. Amint bejut a sejtbe, a celluláris Fe ferritinként van tárolva, amelyet az intracelluláris rekeszek használnak fel, vagy a vérbe exportálják a test más szövetei számára [12]. Az intracelluláris vas-Fe-t ferroportin FPN hordozza át a bazolaterális membránon [12], majd ezt követően a hephaestin (HEPH), egy membrán-lehorgonyzott, többréz réz-ferroxidáz [16] vas-Fe-vel oxidálja. Ezután a vas (Fe) kötődik a transzferrinhez (TF) az intersticiális folyadékokban, és kering az egész testben.

2.3. Fe követelmények a csecsemők számára

Születéskor a tartósan egészséges csecsemők vastartalma körülbelül 75 mg/kg, magas vérmennyiséggel és Hb-koncentrációjuk testtömegük arányában [17]. Az élet első néhány hónapjában fiziológiás csökkenést tapasztalnak vérmennyiségükben és Hb-koncentrációjukban, valamint aktív elmozdulást tapasztalnak a magzati Hb-ről a felnőtt Hb-típusra [18]. Ellentmondásosak a gondolatok a csecsemők Fe-követelményéről. Újszülötteknél a testben lévő Fe legnagyobb része a Hb-ben és néhány kisebb üzletben található. Amikor egy újszülöttet a méh környezetéből oxigénben gazdag légkörbe visznek át, a Hb-szint az élet első 6 hetében 170 g/l-ről 120 g/l-re csökken [18]. Kizárólag szoptatott csecsemők esetében a fő Fe forrása a testraktárakból származik, mivel az emberi tej Fe tartalma rendkívül alacsony [18,19]. Egyes kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy egy normális, egészséges, koraszülött csecsemőben körülbelül 4–6 hónapos korig elegendő mennyiségű Fe van [20]. Az emberi tej átlagos Fe-koncentrációja alapján az Orvostudományi Intézet étrendi referencia-felvétele (DRI) a Fe számára a 6 hónapos kor előtti csecsemők esetében 0,27 mg/nap [21]. Ezzel szemben az Amerikai Gyermekgyógyászati Akadémia azt ajánlja, hogy kizárólag szoptatott, teljes idejű csecsemők kapjanak napi 1 mg/kg Fe-kiegészítést 4 hónapos kortól kezdve [1].

2.4. Az emberi tej vas tartalma

Mivel a csecsemőkre vonatkozó jelenlegi ajánlások az emberi tej vastartalmán alapulnak, a tejet alaposabban kell megvizsgálnunk. Az emberi anyatejben nagyon kevés vas van (0,4 mg/l) [19]. Mivel az anyatejet emberek számára tervezték, ezért arra lehet következtetni, hogy az anyatejben található optimális a csecsemők fejlődéséhez. Bár nincs vita arról, hogy az emberi tejben lévő vas mennyisége alacsony, a jelenlegi elképzelés szerint a jelen lévő kis mennyiségnek valamilyen módon elegendőnek kell lennie. Valójában úgy gondolják, hogy az anyatejnek van egy „speciális formája” a vasból, és gyakran azt állítják róla, hogy „nagyon biohasznosítható” [22,23]. Ennek az elképzelésnek az alátámasztására Lonnerdal kimutatta, hogy a csecsemő béljében kifejezetten a laktoferrin-vas receptor található. Azt a koncepciót, miszerint „az anyatej a tökéletes táplálék”, több tápanyag, köztük a vas hiánya is megkérdőjelezi [25]. Ez nem egy népszerű fogalom, mivel ajtó nyílhat minden tápanyag pótlására, mint a koraszülöttek esetében [26]. Ennek ellenére a D-vitamint kapják az anyatejjel táplált csecsemők, bár ez körül is vita folyik [27].

Az anyatej Fe-tartalmát alacsonynak tekintik az anyai szérum Fe-hez képest. A Fe koncentráció az emberi kolosztrumban körülbelül 0,8 μg/ml; az érett anyatejben 0,2–0,4 μg/ml [28]. Ezzel szemben más fajok tejében a Fe koncentráció sokkal magasabb [28,29]. Patkányban az érett tej Fe-koncentrációja 5–10 μg/ml, ami körülbelül 25-szer magasabb, mint az emberi tej Fe-koncentrációja [29]. Bár a Fe-koncentráció alacsony az anyatejben, úgy gondolják, hogy független az anya Fe-állapotától, és nem növelhető anyai étrenddel vagy Fe-kiegészítéssel [30,31,32]. Egy nemrégiben végzett tanulmány arra a lehetőségre utal, hogy az anya vas állapota terhesség alatt befolyásolhatja a vas mennyiségét a szoptatás alatt [33].

Az emberi emlő hámsejtjei nem választják ki a vasat az anyatejbe. Ez a meglepő megállapítás azon a tényen alapul, hogy az elsődleges membrán vasexportőr nem található meg az emberi laktáló hámsejtekben [34]. Ez egybecseng azzal az uralkodó nézettel, miszerint a test vas tartalmát nem a kiválasztás, hanem az abszorpció szabályozza [35]. Az emberi tej vastartalmát nagy részben azzal lehet elszámolni, hogy mi található a tej hámsejtjeiben [19,36], amelyek az egészséges anya uralkodó sejtjei [37]. Előfordulhat, hogy a csecsemő minden szükséges vasat külső forrásokból szerez be, mivel a vas mindenütt jelen van, mivel ez a leggyakoribb elem a földön, és szennyeződésként a legutóbbi időkig könnyen elérhető volt [38,39].

2.5. Kiegészítés vascseppekkel

A kizárólag szoptatott csecsemők Fe státusza és fenntartásának módja továbbra is vitatott téma az újszülöttek táplálkozásában [40]. Egyes hangok támogatják a Fe-kiegészítést, míg mások károsnak tartják a lehetséges Fe-túlterhelés miatt. Aggodalmakat fejeztek ki a Fe-kiegészítéssel kapcsolatban, mivel a Fe erős prooxidáns, és az ember nem tudja aktívan kiválasztani [41]. Egyes tanulmányok azt sugallják, hogy a Fe-kiegészítés káros hatással lehet a vaskészült csecsemőkre, beleértve a fertőzések fokozott kockázatát és a növekedés károsodását [42]. Úgy tűnik, hogy a súlyos fertőzések fokozott kockázata a malária régióira korlátozódik [43]. A jelenlegi bizonyítékok azonban nem véglegesek, és a rövid távú károsodott növekedés negatív következményei sem a hosszú távú eredményekre.

Megállapítottuk, hogy a korai csecsemőkorban a vaspótlás javítja a kognitív fejlődést [44]. Az egészséges, szoptatott csecsemők, akik 1–6 hónapos korban kaptak vascseppet, javultak mind a pszichomotoros fejlesztési képességek, mind a látásélesség terén, összehasonlítva a kontroll csecsemőkkel. Ezen megállapítások alapján az Amerikai Gyermekgyógyászati Akadémia azt ajánlotta, hogy minden, kizárólag szoptatott csecsemőnek 4 hónapos korában 1 mg/kg/nap vascseppet kapjon [22], hogy növelje az anyatej alacsony vasszintjét.

Egy metaanalízis eredménye, amely négy randomizált kontrollvizsgálatot (RCT) tartalmazott, 511 csecsemő bevonásával, támogatta a korai vaspótlást [45]. A jelenlegi adatok arra utalnak, hogy bár az egészséges, kizárólag szoptatott csecsemők vaspótlása javíthatja vasállapotukat és kognitív fejlődésüket, késhet a fizikai növekedésük. Nincs bizonyíték arra, hogy a vaspótlás egyéb káros hatásokat okozhatna [45].

2.6. Vashiányos vérszegénység és az idegfejlődésre gyakorolt hatások

Mivel a vas-kiegészítők hasznosak lehetnek, a Fe megfelelő szintjének fenntartása kritikus fontosságú a csecsemő fizikai és neurológiai fejlődéséhez. A vashiány (ID) általában három szakaszban fejlődik ki: vashiány, vashiányos eritropoézis és vashiányos vérszegénység (IDA) [46].

A Fe kritikus fontosságú a központi idegrendszer gyors fejlődésében csecsemőkorban. Állatkísérletek kimutatták, hogy a Fe kritikus fontosságú az agy fejlődésének számos aspektusa szempontjából, ideértve a mielinációt, a monoamin neurotranszmitter funkciót, valamint a neuronális és glia energiacserét [41]. Egyes humán vizsgálatok azt sugallják, hogy a korai ID későbbi neurodevelopmentális károsodásokkal jár. Egy Costa Ricában végzett longitudinális vizsgálat a csecsemőkorban a kognitív működés változását értékelte csecsemőkorban azután, hogy négy egymást követő követést értékelt 5, 11–14, 15–18 és 19 éves korban [47,48,49]. Az eredmények azt mutatták, hogy a csecsemőkorban ID-vel rendelkező résztvevők kognitív pontszáma alacsonyabb volt az idő múlásával, összehasonlítva a jó Fe státusú csoport résztvevőivel. Ezeknek a tanulmányoknak az eredményei fokozottan aggasztják, hogy a korai ID visszafordíthatatlanul befolyásolhatja a hosszú távú neurodevelopmentet. A gyermekeknél végzett 17 randomizált klinikai vizsgálat metaanalízise azt mutatta, hogy a Fe-kiegészítők pozitív kognitív hatásokkal rendelkeznek vashiányos gyermekeknél [50]. Következésképpen a személyazonosítás korai megelőzése rendkívül fontosnak tűnik. Azt azonban még tisztázni kell, hogy a Fe pozitív neurodevelopment hatással van-e a kizárólag szoptatott csecsemőkre vagy sem.

2.7. Szilárd anyagok és bevezetésük

2.8. A Fe lehetséges káros hatásai a gyomor-bél traktusban

Bizonyíték van arra, hogy a gyomor-bél traktusban fel nem szívódott vas reaktív oxigénfajok keletkezéséhez vezet [56,57]. Ez különösen igaz az alacsony biológiai hozzáférhetőségű vasdúsított gabonaféléket fogyasztó csecsemőkre [58]. Ismert, hogy az antioxidáns ételek, beleértve a gyümölcsöket, enyhíthetik a reaktív oxigénfajok (ROS) keletkezésének következményeit [59]. Vizsgálatot végeztünk olyan felnőtteknél, akik nagy adag vasat kaptak antioxidáns kiegészítéssel egyidejűleg [60]. Az antioxidáns kiegészítést kapó alanyoknál lényegesen kevesebb volt a ROS-termelés. A vasdúsított gabonaféléket kapó csecsemők hasonló mennyiségű vasat fogyasztanak, ami gyulladásnak teheti ki őket [61].

2.9. Vas és mikrobiota

A gyomor-bél traktus több ezer baktériumfajnak ad otthont, amelyeket együttesen mikrobiomnak neveznek [62], amelyek szerepet játszanak az anyagcserében. A csecsemő mikrobiomjának diszbiózisa hosszú távon nem kívánt következményekkel járhat [63]. Kimutatták, hogy a bél mikrobiómája megváltozik azoknál az állatoknál, akik vaspótlást kapnak, csecsemőknél azonban kevés munkát végeztek [64,65,66]. Befejeztünk egy tanulmányt, amelyben értékeltük a csecsemők hús- és gabonaalapú étrendjének hatását a csecsemő bél mikrobiomjára [67]. Az első kiegészítő ételek kiválasztása befolyásolhatja a bélgyulladást és a mikrobiotát, valószínűleg a különböző ételek vasfelszívódásának eltérései miatt. Eredményeink alátámasztották a hús első ételként való alkalmazását, ahogyan azt Krebs csoport javasolta [66].

3. Kiegészítő etetés (CF)

Kevés nagy tanulmány foglalkozik a fejlett országokban a csecsemők kiegészítő táplálásával. Egy nagy tanulmány kanadai csecsemőkön azt mutatta, hogy a csecsemők már 4 hónaposan elkezdték a szilárd anyagokat, kevés húst fogyasztottak, és az elsődleges vasforrások a vaszal dúsított csecsemő gabonafélékből származnak [53]. Ezek az eredmények nem jelzik, hogy anya támogatja a jelenlegi ajánlásokat, amelyek szerint a szilárd anyagot 6 hónapos korban kezdik hússal első választásként [3]. A szilárd anyagok átlagos vasbevitele soha nem felelt meg a 7–12 hónapos ajánlásoknak a CF mennyiségére vonatkozóan [53].

Mivel az anyatejben kevés a vas [19], a kiegészítő élelmiszerekből származó alacsony vasfogyasztás kérdéssé válik. A szilárd élelmiszerekben található vas elsősorban a húsban és a dúsított gabonafélékben található meg, a gyümölcsökben és a zöldségekben nagyon kevés. Jelentős vasforrásokat, köztük húst, baromfit, halat és tojást rutinszerűen csak 8–9 hónapos korig fogyasztanak [53]. Egy nagy amerikai vizsgálatban a csecsemő gabonafélék jelentették a legtöbb ásványi anyag forrását a csecsemők számára [69]. A gyártók által használt vasforma azonban alacsony biológiai hozzáférhetőséggel rendelkezik [70]. Nem meglepő, hogy a kanadai csecsemők 24% -ának alacsony vaskészlete van [53]. Meg kell fontolni a vasigények kielégítésének újszerű módjait.

További vélemények az anyatej vastartalmáról [18,19,23,28,29,30,32,33], a vas anyagcseréjéről [8,20,35,41] és a szilárd ételek bevezetésének időzítéséről [52,54, 55], foglalkozzon ezekkel a kérdésekkel is.

4. Következtetések

Van-e annyi vas az anyatejben, hogy kielégítse a csecsemő igényeit az élet első 6 hónapjában?

Nem elegendő a becsült igények kielégítésére.

Vajon cseppenként vagy dúsított ételként adott vas 6 hónapos kor előtt káros lesz-e?

A zavart növekedés nem következetes, és nem is bizonyítja a károsodást.

Mikor van a legjobb idő a vasal dúsított szilárd ételek bevezetésére?

Legkorábban 4 hónapnál, legkésőbb 7 hónapnál, a csecsemőtől függően.

Mi a legjobb szilárd táplálék, amelyet először a csecsemőnek adhatunk?

Hús, maradék vas nélkül, hogy potenciálisan indukálhassa a bélben ROS-képződést.

Mi a legjobb közegészségügyi megközelítés?

Az összes csecsemő szűrése 4 hónapos korban: ellenkező esetben jelölje meg a csecsemő vagy anya esetleges rendellenességeit. Előnyös lehet egy olyan összetett rendszer létrehozása, amely magában foglalja a ferritint, a hemoglobint, az átlagos korpuszkuláris térfogatot, az étrendi bevitelt és az anyai kockázati tényezőket. Ezt egy prospektív kohorszvizsgálat során gondosan meg kellene vizsgálni.

Köszönetnyilvánítás

Ezt a munkát a kanadai egészségügyi kutatóintézetek támogatásával végezték.

Szerző közreműködései

James Friel, Wafaa Qasem és Chenxi Cai részt vett a cikk elkészítésében.

Összeférhetetlenség

A szerzők nem jelentenek összeférhetetlenséget.