Питанням вигодовування дітей раннього віку присвячена велика кількість наукових публікацій. Це обумовлено тим, що в останні роки серед педіатрів та нутриціології стала формуватися так звана «концепція харчового програмування», згідно з якою характер харчування дитини в ранньому віці зумовлює (програмує) особливості його метаболізму протягом усього подальшого життя, а значить, зумовлює схильність до певних захворювань і особливостей їх перебігу. В даний час ні в кого не викликає сумнівів, що «золотим стандартом» вигодовування дитини першого року життя є грудне молоко, що володіє унікальним складом, що забезпечує оптимальне фізичне і нервово-психічний розвиток дитини. Інгредієнти грудного молока не тільки сприяють нормальному росту малюка, але і впливають на процеси постнатальної диференціювання тканин, формування центральної нервової системи, слухового і зорового аналізатора, становлення мікрофлори кишечника дитини [1].
З кожним роком з'являються нові дані про властивості компонентів жіночого молока, кожен з яких необхідний для гармонійного зростання і розвитку дитячого організму. Безперечно, одним з найважливіших компонентів грудного молока є білок.
Жіноче молоко має найнижчий вміст білка в порівнянні з молоком всіх інших ссавців (табл. 1).
Оптимальний рівень споживання білка дозволяє не тільки забезпечити нормальні темпи зростання і розвитку немовляти, але і перешкоджає прискоренню темпів біологічного дозрівання, накопичення надмірної маси тіла і надмірного навантаження на незрілі шлунково-кишковий тракт (ШКТ) і сечовидільну систему дитини. Функціональна здатність нирок у немовлят відрізняється від такої у дорослих. У дітей знижена швидкість клубочкової фільтрації по відношенню до маси і площі поверхні тіла, обмежена здатність до концентрування і виведенню надлишку кислот і води. Підвищене споживання білка може привести до змін показників осморегуляции, розвитку ацидозу, підвищеної екскреції натрію, калію, фосфору, хлору, а також метаболітів білкового обміну, що надає додаткове навантаження на нирки дитини [3]. У 2006 р в роботі, проведеної на нашій кафедрі Єремєєвій А. В., при порівняльній оцінці стану нирок у дітей в залежності від характеру вигодовування було показано, що при вигодовуванні немовлят сумішшю з високим вмістом білка (1,76 г / 100 мл) становлення осморегулірующей функції нирок відбувається в умовах більшої потенційної навантаження і характеризується більш високою осмолярністю сечі з перших місяців життя дитини. Крім того, автором було встановлено, що використання високобілковою суміші у дітей першого півріччя життя з дебютом гострого пієлонефриту характеризується більш вираженими метаболічними порушеннями і супроводжується зниженням титруемой кислотності і екскреції аміаку з сечею. Дане спостереження дозволяє розглядати кількість споживаного білка в якості чинника, що впливає на збереження тубулярних функцій нирок у немовлят з мікробно-запальним процесом в ниркової тканини [4].
Взаємозв'язок між високим споживанням білка в ранньому віці і схильністю до надлишкової маси тіла в подальшому була показана в ряді великих наукових досліджень ще в кінці ХХ ст. У 1995 р, аналізуючи рівень споживання основних харчових речовин у дітей 1-2 років і зіставляючи потім отримані дані з індексом маси тіла і динамікою збільшення в масі, Rolland-Cachera M. і співавт. показали, що високе споживання білка в ранньому віці збільшує ризик розвитку ожиріння в предпубертатном періоді [5]. Механізми розвитку ожиріння при високобілковою дієті пов'язані зі збільшенням рівня інсуліногенним амінокислот в плазмі крові, що стимулює викид інсуліну і інсуліноподібний фактор росту (ІФР-1), який стимулює проліферацію адипоцитів і, таким чином, сприяє розвитку ожиріння у дитини [6].
Білок грудного молока полягає в основному з сироваткових протеїнів, що містять незамінні амінокислоти в оптимальному для дитини співвідношенні, і казеїну. У ранньому лактаційному періоді співвідношення між сироватковими білками і казеїном в жіночому молоці досягає 80:20, що має дуже важливе біологічне значення для новонародженого. По-перше, сироваткові білки є основним джерелом незамінних амінокислот, необхідних для росту і розвитку дитини. По-друге, в структурі білків сироватки переважають дрібнодисперсні фракції, які легше ферментують і швидше засвоюються, що важливо в умовах транзиторною ферментативної незрілості шлунково-кишкового тракту. На відміну від жіночого, коров'яче молоко характеризується переважанням казеїновій фракції (80%), а основним білком сироватки є бета-лактоглобулин, відсутній в молоці жінки (табл. 2).
Сироваткові білки жіночого молока представлені головним чином альфа-лактоальбумін, який є важливим джерелом амінокислот, здатний активно зв'язувати кальцій і цинк в кишечнику немовляти і прискорювати їх всмоктування. Казеїнова фракція білка жіночого молока також має свої особливості: в ній міститься 62,5% бета-казеїну. Не так давно стало відомо про існування цілого класу опіоїдних пептидів, відмінною рисою яких є здатність утворюватися в результаті розщеплювання білків харчового походження. У складі грудного молока є фермент, здатний розщеплювати бета-казеїн з утворенням різних фрагментів білка, в тому числі бета-казоморфинов, який регулює фізіологічні процеси в організмі дитини через ендогенну опіоїдних систему, забезпечуючи адаптацію дитини до родового стресу і регуляцію емоційної сфери, має антиноцицептивної активністю, впливає на становлення і розвиток центральної нервової системи дитини [7]. Крім білків, що володіють високою харчовою цінністю, жіноче молоко містить неметаболізіруемие протеїни, які характеризуються стійкістю до ферментації в шлунково-кишковому тракті і виконують переважно захисні функції в організмі немовляти.
Однак, незважаючи на всі розглянуті переваги грудного молока, харчування російських дітей першого року життя в даний час характеризується недостатньою поширеністю грудного вигодовування, що зазначено в Національній програмі оптимізації вигодовування дітей першого року життя в РФ [8]. У зв'язку з цим перед виробниками дитячих молочних сумішей стоїть завдання створення продукту, максимально наближеного за складом до ідеалу - грудного молока.
Більшість сучасних молочних сумішей виробляються на основі коров'ячого молока. При цьому основний принцип створення адаптованих сумішей - максимальне наближення коров'ячого молока до складу і властивостей жіночого молока і їх відповідність особливостям травлення і метаболізму дитини першого року життя. До основних вимог, що висуваються Всесвітньою організацією охорони здоров'я (ВООЗ) - Комісією з Продовольчому кодексу (Codex Alimentarius Commission) ФАО / ВООЗ (FAO, Food and Agriculture Organization of the United Nations, Продовольча і сільськогосподарська організація Об'єднаних Націй), Європейським науковим товариством дитячих гастроентерологів, гепатологів і нутриціології (European Society for Paediatric Gastroenterology, Hepatology and Nutrition, ESPGHAN), Управлінням із санітарного нагляду за якістю харчових продуктів і медикаментів США (Food and Drug Aministration, FDA), щодо білкового компонента, вико льзуемого при розробці рецептури молочних сумішей для вигодовування здорової дитини, відносяться наступні:
- зниження загального вмісту білка;
- збагачення суміші сироватковими білками;
- введення в суміш незамінних амінокислот.
Відповідно до технічного регламенту на молоко і молочну продукцію, прийнятим в Російській Федерації в 2008 р, рівень білка в сумішах для дітей першого півріччя життя повинен бути в межах 1,2-1,7 г / 100 мл.
На початковому етапі створення дитячого харчування (1960-1970 рр.) Суміші для вигодовування дітей створювалися на основі немодифікованого коров'ячого молока і були казеїн-домінантними. В основі їх приготування лежало часткове видалення (шляхом осадження) білка, при цьому 80% решти білка становила казеїнова фракція. Згодом, поряд з подальшим зниженням вмісту білка в молочній суміші (до 1,4-1,6 г / 100 мл), з'явилася можливість видалення надлишку казеїну і внесення в суміш сироваткових білків. В даний час замінники грудного молока на основі сироваткових білків визнані більш фізіологічними для вигодовування немовлят перших 6 місяців життя, так як вони утворюють ніжніший згусток, швидко евакуюються зі шлунка, легко засвоюються і рідше викликають відрижки і інші функціональні порушення з боку шлунково-кишкового тракту [9] . Крім того, суміші на основі сироваткових білків містять всі незамінні амінокислоти, а також сприяють більш оптимальному формуванню нормальної мікрофлори кишечника, ніж «казеїн-домінуючі» суміші [10].
Спроба подальшого зниження рівня білка в сумішах часто опинялася безуспішною, т. К. Зі зниженням вмісту білка різко зменшувалася і кількість незамінних амінокислот. Слід зазначити, що незамінними для дітей раннього віку є не 8, як для дорослих (триптофан, фенілаланін, лізин, треонін, метіонін, лейцин, ізолейцин, валін), а 9 амінокислот (+ гістидин), а для недоношених - 11 (+ цистеїн і тирозин). Дефіцит будь-який з незамінних амінокислот в харчовому раціоні неминуче веде до порушення синтезу білка, що відповідно призводить до затримки росту і розвитку організму.
Лимитирующей амінокислотою, багато в чому визначальною якісний склад білка в суміші, є триптофан, рівень якого в грудному молоці значно вище, ніж в коров'ячому. Триптофан є попередником серотоніну, одного з найважливіших нейромедіаторів головного мозку, необхідного для формування його структур. Він також сприяє синтезу мелатоніну, що впливає на формування циркадних ритмів, що нормалізує співвідношення фаз сну і неспання дитини, а також регулює апетит і почуття насичення. Триптофан бере участь в процесі вироблення ніацину - вітаміну В3 і нікотинової кислоти (вітамін РР). У невеликих кількостях триптофан входить до складу гамма-глобулінів, фібриногену, казеїну та інших білків, стимулює синтез гормону росту. Цистеїн є компонентом глутатіону - важливого компонента антиоксидантної системи новонародженого. Метіонін служить найважливішим донором лабільних метильних груп, необхідних для побудови активного ліпотропної з'єднання холіну, синтезу пиримидинового підстави тиміну, побудови біогенного аміну адреналіну, метаболізму нікотинової кислоти і гістаміну. Тирозин є попередником катехоламінів (адреналіну, норадреналіну, допаміну). Крім того, з нього утворюються гормон щитовидної залози тироксин і пігментну речовину меланін. З гистидина синтезується гістамін - медіатор алергічного запалення. Крім того, при виробництві дитячих молочних сумішей велика увага приділяється такій амінокислоті, як треонін, зміст якої в молочній сироватці вище, ніж в грудному молоці. У дослідах на тваринах доведено, що високий вміст треоніну в сироватці крові веде до підвищення концентрації в головному мозку гліцину і серину, що в свою чергу є чинником ризику розвитку патології головного мозку в постнатальному періоді. Треонін може знижувати рівень інших нейтральних амінокислот в мозку за рахунок конкуренції на рівні транспортних систем гематоенцефалічного бар'єру [11].
З урахуванням амінокислотного профілю коров'ячого молока, для забезпечення потреби новонародженого у всіх незамінних амінокислотах суміші повинні були б містити не менше 1,5 г / 100 мл білка. Однак в недавніх дослідженнях було показано, що збагачення суміші альфа-лактальбуміну - основним білком грудного молока - дозволить, з одного боку, знизити загальний рівень білка, а з іншого боку, отримати близький до грудного вигодовування баланс амінокислот у дітей, які отримують штучне вигодовування. Дослідження Lien E. (2003), Davis A. і співавт. (2004) показали, що годування дітей перших місяців життя сумішшю зі зниженим вмістом білка, збагаченої альфа-лактальбуміну, забезпечує нормальні темпи фізичного розвитку немовлят, сприятливо впливає на функціонування шлунково-кишкового тракту, зменшуючи частоту запорів і зригування, а також забезпечує підтримку адекватного рівня незамінних амінокислот в сироватці крові вигодовуються дітей [12, 13]. Крім того, в роботі Bettler J. і Kullen M. (2007) вперше був продемонстрований пребіотіческій ефект суміші, збагаченої альфа-лактоальбумін. У дослідженні було показано, що годування дітей даної сумішшю призводить до достовірного збільшення вмісту біфідобактерій в кишечнику до значень, аналогічних таким при грудному вигодовуванні [14].
Всі замінники жіночого молока в даний час збагачені таурином, присутнім в грудному молоці в кількості 35-45 мг / л і є умовно незамінною амінокислотою для дітей першого півріччя життя. Таурин стимулює розвиток нервової тканини, зростання, диференціювання сітківки ока, наднирників, епіфіза, гіпофіза, слухового нерва. Він бере участь в захисті клітинних мембран від екзогенних токсинів, має мембраностабілізуючу та оцінити ефективність. Таурин відіграє велику роль в процесі кон'югації жовчних кислот, підвищення імунної відповіді за рахунок стимулювання фагоцитарної активності нейтрофілів. Відзначено і позитивний вплив таурину на скоротливу здатність міокарда за допомогою впливу на розподіл внутрішньоклітинних потоків іонів кальцію. Таурин особливо необхідний дітям перших місяців життя, які народилися недоношеним, з ознаками морфофункціональної незрілості або постгипоксического ушкодження центральної нервової системи.
В даний час більшість виробників дитячих молочних сумішей дотримуються традиційного способу виробництва. Він полягає в отриманні молочної сироватки шляхом осадження мицелл казеїну за рахунок додавання кислоти або сичужного ферменту і, внаслідок цього, зниження рівня рН молока. На жаль, даний спосіб має свої недоліки. По-перше, в сироватці залишається частина ферментів і хімічних речовин, що утворюються в процесі коагуляції. По-друге, при зниженні рівня рН сироватки відбувається збільшення числа молочнокислих бактерій, видалення яких проводиться за допомогою термічної обробки, в результаті якої білки можуть піддатися денатурації, змінюються їх властивості, а також знижується біодоступність і біологічна цінність [15]. Крім цього, спроби зниження кількості білка в молочній суміші, до чого прагне більшість виробників, лімітовані мінімальною концентрацією незамінних амінокислот, яка необхідна для повноцінного розвитку дитини. Багато виробників знижують концентрацію білка, але підвищують його біологічну цінність за рахунок введення до складу суміші альфа-лактальбумина. Однак і в цьому випадку не завжди вдається досягти бажаного результату, так як процес введення альфа-лактальбумина лімітований рівнем вмісту треоніну, який не повинен бути перевищений.
В даний час є тільки один виробник дитячих молочних сумішей, який вирішує ці проблеми шляхом застосування принципово нової технології, в 2001 р отримав міжнародний патент на винахід якісного білка Prolacta. Вперше в якості сировини для отримання білка Prolacta була використана не молочна сироватка, а безпосередньо молоко. За допомогою мембранних технологій сироваткові білки безпосередньо екстрагуються з сепарованого молока без застосування високотемпературної обробки, хімічного і ферментативного впливу, пов'язаних в процесі виробництва з отриманням молочної сироватки [16, 17].
Залежно від розміру пір застосовуються мембран виділяють наступні види мембранних технологій:
- Мікрофільтрація, что вікорістовує мембрани з порами діаметром понад 100 нм (1 нм = 10-9 м). Мікрофільтраційні мембрани затримують бактеріальні та соматичні клітини, жирові крапельки, міцели казеїну, великі білкові агрегати і безперешкодно пропускають білки молока і низькомолекулярні компоненти (солі, лактозу).
- Ультрафільтрація, при якій розмір пір мембрани знаходиться в інтервалі 1-100 нм. Такі мембрани використовуються для селективного фракціонування білків по їх молекулярним масам, поділу білка і лактози молочної сироватки, а також для відділення негідролізованного білка від коротких пептидів і інших малих молекул в ході отримання ферментативних білкових гідролізатів.
- Нанофільтрація, яка застосовує мембрани з розміром пір 0,1-1 нм, дозволяє проводити знесолення харчових речовин, в тому числі низькомолекулярних (пептиди і лактоза). Нанофільтраціонние мембрани затримують макромолекули розчинних білків, пептидів, лактози, пропускаючи іони мінеральних солей, воду.
- Зворотний осмос (пори діаметром близько 0,1 нм, проникні тільки для води) дозволяє концентрувати харчові речовини і отримувати високоочищену питну воду [18].
Важливо підкреслити, що хоча мембранні технології і є за формальними ознаками нанотехнологіями, їх продукція (харчові речовини у вигляді очищених фракцій) не відноситься до наноматеріалів, так як не містить наночастинок, а представлені тільки речовинами в традиційних для харчування людини формах. Головна перевага використання мембранних технологій у виробництві білка для харчування дітей раннього віку - можливість отримання продукту з регульованим амінокислотним складом. Оптимізований білок Prolacta - це ізолят сироваткових білків молока, отриманий з використанням методів мікрофільтрації, ультрафільтрації, нанофільтрації та зворотного осмосу [18]. Prolacta є високоякісним білком, повністю зберегли свої нативні властивості, завдяки мембранної технології виробництва в умовах низьких температур і при відсутності впливу кислот, що викликають денатурацію. Внаслідок цього Prolacta не втрачає свою біологічну цінність в процесі виробництва, чого важко досягти при традиційному способі виробництва дитячих молочних сумішей. Крім того, в білку Prolacta кількість і рівень амінокислот повністю контролюємо, гарантований і постійний [16, 17]. У табл. 3 представлений амінокислотний склад білка Prolacta в порівнянні з білком деминерализованной молочної сироватки [18].
У 2001 р в Національному інституті агрономічних досліджень р Клермон-Ферран у Франції французьким вченим Ф. Патюро-МІРАННА було проведено експериментальне дослідження на тваринах з метою оцінки якості білка Prolacta. Автор продемонстрував, що коефіцієнт засвоюваності білка PDCAAS (Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score, амінокислотний скор, скоригований по засвоюваності), ФАО, для білка Prolacta був на 16% вище, ніж у білку сироватки, що застосовується в традиційних молочних сумішах [19].
Таким чином, хоча і жодна сучасна суміш, незважаючи на максимальну адаптацію, не може повністю відповідати грудного молока, враховуючи наявність в ньому значної кількості найважливіших біологічно активних компонентів, відтворити які неможливо навіть в умовах сучасних технологій виробництва продуктів дитячого харчування, безумовно, необхідні подальші дослідження з вивчення ефективності та безпеки введення різних інгредієнтів до складу молочних сумішей, а також пошук нових можливостей наближення їх ф рмул до складу грудного молока. У зв'язку з цим принципово новий і не має аналогів спосіб виробництва білка Prolacta для суміші Celia® Expert з використанням мембранних технологій може допомогти вирішити основні проблеми адаптації білкового компонента дитячих молочних сумішей.
література
- Захарова І. Н., Дмитрієва Ю. А., Суркова Е. Н. Віддалені наслідки неправильного вигодовування дітей. М., 2012. 77 с.
- Кільвайн Г. Керівництво по молочному справі і гігієну молока. М .: Россельхосіздат, 1979. 205 с.
- Коровіна Н. А. і співавт. Обгрунтування споживання білка у дітей раннього віку, хворих на пієлонефрит // Російський педіатричний журнал. 2005. № 6. С. 27-30.
- Єремєєва А. В. Функціональний стан нирок у дітей раннього віку при вигодовуванні сумішами з різним вмістом білка. Автореф. канд. мед. наук. М., 2006. 24 с.
- Rolland-Cachera MF, Deheeger M., Akrout M., Bellisle F. Influence ofmacronutrients on adiposity development: a follow up study of nutrition and grow from 10 months to 8 yers of age // Int J of Obesity. 1995; 19: 573-578.
- Koletzko B., Kries R., Closa R. et al. Lower protein in infant formula is associated with lower weight up to age 2 y: a randomized clinical trial // AJ Clin. Nutr. 2009 року; 89: 1-10.
- Міхеєва І. Г. та співавт. Опіоїдні пептиди екзогенного походження По-казоморфинов і харчування дітей раннього віку // Педіатрія. 2003. № 5. С. 1-4.
- Національна програма оптимізація вигодовування дітей першого півріччя життя в Російській федерації. М., 2010. 64 с.
- Кінь І. Я. Сучасні уявлення про харчування дітей в ранньому післяпологовому періоді // Російський журнал гастроентерології, гепатології та колопроктології. 2001. № 11, с. 63-67.
- Wharton VA, Balmer S., Scott P. Protein nutrition, faecal flora and iron metabolism: the role of milk-based formulae // Acta paediatr. Suppl. 402, 1994, p. 24-30.
- Gunter Boehm, Heidy Cervantes, Gilda Georgi et al. Effect of Increaseing Dietary Threonine Intakes on Amino Acid metabolism of the Central Nervous System and Peripheral Tissues in Growing Rats // International Pediatric Research Foundation. 1998; 44 (6): 900-906.
- Lien EL Infant formula with increased concentrations of alpha -lactalbumin // Am. J. Clin. Nutr. 2003; 77 (6): одна тисяча п'ятсот п'ятьдесят-п'ять S-1558 S.
- Lien LE, Davis AM, Euler AR et al. Growth and safety in term infants fed reduced-protein formula with added bovine alpha-lactaalbumin // J. Ped. Gastr. And Nutr. 2004; 38: 170-176.
- Bettler J., Kullen MJ Infant formula enriched with alpha-lactalbumin has a prebiotic effect in healthy term infants // J. Pediatr. Gastr. And Nutr. 2007; 44 suppl 1: e197, PN 1-11.
- Кешишян Е. С., Алямовская Г. А., Демкина Е. Ю. Інноваційний підхід до створення молочних сумішей для вигодовування дітей раннього віку // Питання дитячої дієтології. 2011 року; 9 (12): 15-20.
- Демкина Е. Ю. Зміст амінокислот у білку як критерій якості молочної суміші // Питання сучасної педіатрії. 2011. 3 (10): 20-25.
- Organisation Mondiale de la Propriete Intellectuelle. DEMANDE INTERNATIONAL PUBLIEE EN VERTU DU TRAITE DE COOPERATION EN MATIERE DE BREVETS (PCT), Numero de publication internationale WO 01/93689 A1, Date de la publication internationale 13 Decembre, 2001..
- Гмошінскій І. В., Зилова І. С., Зорін С. Н., Демкина Е. Ю. Мембранні технології - інноваційний метод підвищення біологічної цінності білка для харчування дітей раннього віку // Питання сучасної педіатрії. 2012. 3 (11): 14-21.
- Unite de Nutrition Humaine, (Univ. Clermont 1), Alimentation Humaine, Centre de recherche de Clermont-Ferrand-Theix, CLERMONT-FERRAND CEDEX 1, FRA. Evaluation de la qualite nutritionnelle des proteins de 3 aliments proteiques experimentaux. Unite Nutrition et Metabolisme Proteique INRA et CRNH de Clermont Ferrand, Patureau-Mirand.
І. Н. Захарова *, доктор медичних наук, професор
Ю. А. Дмитрієва *, кандидат медичних наук
Е. Ю. Демкина **
Е. Б. Мачнева **
* ГБОУ ДПО РМАПО МОЗ РФ, Москва
** ЗАТ «Лакталіс Схід», Московська область
Контактна інформація про авторів для листування: [email protected]
Купити номер з цією статтей в pdf
