Пребиотики в детском питании
Введение
Концепция пребиотиков была представлена менее десяти лет назад и использовалась для определений «неперевариваемого пищевого ингредиента, благотворно влияющего на организм посредством избирательного роста и/или активности одной или ограниченного числа бактерий толстой кишки и тем самым улучшает здоровье организма” (1). Таким образом, пребиотики должны оказывать сопротивление процессу переваривания в организме и достигать толстой кишки в неизмененном состоянии, где они будут ферментироваться микрофлорой, колонизируя желудочно-кишечный тракт. Как только они попадут в толстую кишку, они смогут избирательно имитировать рост или активность одной или ограниченного числа потенциально полезных бактерий, в частности, бифидобактерий и молочнокислых бактерий, снижая в то же самое время количество факультативных анаэробных штаммов таких, как кишечная палочка и клостридии(2,3).
Хотя не перевариваемые азото — или пидо содержащие составы также могут оказывать пребиотическое влияние, чаще всего изучаются составы не перевариваемых углеводородов, вследствие их предполагаемой пребиотической природы. В частности, олигосахариды, молекулы, содержащие не большое количество (от трех до примерно десяти) радикалов моносахарида, соединенных гликозидными связями, считаются главными элементами среди пребиотиков, которые включают в себя фруктоолигосахариды (FOS), инулин, лактулозу и галактоолигосахариды (GOS). Другими составами, имеющими возможность развития, но пока еще не получившие широкую известность, являются ксилоолигосахариды, кислотные олигосахариды, соевые олигосахариды, пектиновые олигосахариды, глюкоолигосахариды и изомальтоолигосахариды (4). Все эти молекулы, по-видимому, играют роль в росте кишечной флоры, в то же самое время, повышая состояние здоровья и снижая риск заболеваний (5). Недавно Роберфруа (Roberfroid) критически переоценил все вышеупомянутые олигосахариды, придя к заключению, что только два вещества могут считаться пребиотиками: фрукто-олигосахариды из инулинового типа и галакто-олигосахариды. Для всех остальных имеющийся массив данных недостаточен (6).
Разложение пребиотических молекул таких, как ß-фруктозидаза и ß-галактозидаза в толстой кишке посредством бактериальных ферментов, определяет образование лактата и жирных кислот с короткими цепочками (SCFA), ацетата, пропионата и бутирата, как конечных продуктов ферментации. Данные молекулы снижают величину внутрипросветного pH, непосредственно подавляя рост и активность вредных микроорганизмов, и способствуя стимулированию роста Бифидобактерий, которые борются с энтеропатогенами за питательные вещества и места эпителиального сцепления. Несколько важных факторов влияют на общую эффективность олигосахаридов в кишечнике, особенно на природу олигосахаридов, дозу, продолжительность обработки, место, где может иметь место их ферментация (ближе или дальше от центра кишечника) и первоначальный состав кишечной флоры.
Хотя и не существует суточной дозы пребиотиков, дозы 4-20 г/день оказались эффективными для взрослых. Роберфруа и другие (7) высказали мнение, что для взрослых понадобится минимальная суточная доза 4 г/день инулина или FOS для поддержания процесса увеличения бифидобактерий в кишечнике, в то время, как дозы выше 20 г/день могут привести к некоторым побочным эффектам таким, как повышенное скопление газов или вздутие живота. Такие побочные эффекты, главным образом, приписываются фрукто-олигосахаридам с короткими цепочками. Таким образом, при одинаковом количестве инулина будет меньше побочных эффектов, чем при таком же количестве фрукто-олигосахаридов с короткими цепочками, оральные дозы которых должны быть ограничены (8).
Олигосахариды в женском молоке
Олигосахариды являются главным компонентом женского молока, которое содержит, в среднем, 10 г/л нейтральных олигосахаридов и 1 г/л кислотных олигосахаридов (9). Концентрация данных составов в грудном молоке меняется в зависимости от фаз лактации, будучи выше в молозиве, нежели в молоке переходной или зрелой стадии. Состав олигосахаридов в женском молоке очень сложен, и известно более 100 различных структур, подобных олигосахаридам. Они выражают жизненноважное бифидогенное влияние и придают женскому молоку противоинфекционные свойства.
Женское молоко или молочные смеси в неонатальный период могут по-разному влиять на колонизацию желудочно-кишечного тракта, который при рождении является стерильным, но начинает колонизироваться во время влагалищного родоразрешения, главным образом, кишечной флорой матери. Дети, находящиеся на грудном вскармливании, показывают преобладание бифидобактерий и/или молочнокислых бактерий по сравнению с детьми, которых кормят молочными смесями, развивающих кишечную микрофлору, более богатую энтеробактериями и грамотрицательными организмами (10). Считается, что преобладание бифидобатерий у детей, находящихся на грудном вскармливании, способствует меньшему риску кишечных инфекционных заболеваний. Олигосахариды могут способствовать естественной защите от инфекций двумя способами, это, либо непосредственно, действуя, как аналоги рецепторов, предотвращая прикрепление энтеропатогенов к эпителиальной поверхности и взаимодействуя с иммунными клетками, либо косвенно, изменяя симбиотическую микрофлору кишечника в сторону более полезного для здоровья состава (11-12).
Обзор клинических испытаний на детях
Вследствие разнообразия, непостоянства, сложности и полиморфизма состава и структуры олигосахаридов, в настоящее время нереально воспроизвести компоненты олигосахаридов женского молока в строгой структурной форме (13). Тем не менее, нынешние исследования детского питания нацелены на воспроизведение их биологического воздействия на детей и совершенствование молочных смесей (11). К настоящему времени, лишь в нескольких опубликованных результатах клинических исследований дана оценка пребиотических веществ в диетических продуктах для доношенных и недоношенных младенцев, соответственно.
Моро и другие (14) произвели испытание синергической смеси нейтральных галакто-олигосахаридов (GOS, полученных из лактозы) и фрукто-олигосахаридов с длинными цепочками (FOS, полученных из цикория). Через 28 дней кормления, доношенные младенцы, которых кормили молочной смесью, дополненной смесью GOS/FOS, при концентрации 0,4 г/100 мл или 0,8 г/100 мл, соответственно, показали дозозависимое стимулирующее воздействие на рост бифидобактерий и молочнокислых бактерий в кишечнике. Данная комбинация также имела результатом увеличение частоты стула и уменьшение густоты стула, что ближе к младенцам, находящимся на грудном вскармливании и взятым в качестве эталона. Г. Боми другие (15) произвели испытание на недоношенных младенцах смеси 90 % GOS и 10 % FOS, с распределением молекул и концентрацией общего количества олигосахаридов близкой к женскому молоку, добавленной к стандартной молочной смеси для недоношенных младенцев. Добавка смеси олигосахаридов имела результатом четкое бифидогенное воздействие, сопровождаемое более частым и более мягким стулом. Более того, соотношение Ca/P в моче было сходно с тем, что наблюдалось у младенцев, находящихся на грудном вскармливании, наводя также на мысль о влиянии пребиотиков на всасывание кальция.
Исследование, производимое на нормально доношенных младенцах, оценивало питательную эффективность и бифидогенные характеристики новой молочной смеси для младенцев, состоящей частично из гидролизованных белков молочной сыворотки, модифицированных при помощи крахмала жиров с высоким содержанием бета-пальмитата и пребиотиков (16). Согласно результатам, новая молочная смесь поддерживала удовлетворительный рост, вела к более высокому содержанию бифидобактерий в фекалиях, и хорошо переносилась. Новое ожидаемое исследование, наводящее на мысль о том, что младенцы, вскармливаемые молочными смесями и которые имеют «несущественные» желудочно-кишечные симптомы (такие, как колики, срыгивание и запор) поправляются в течение двух недель кормления молочной смесью одного типа, по-прежнему требует подтверждения рандомизированных контролируемых исследований (RCT) (17).
Другие данные клинических испытаний, о которых было сообщено, но они по-прежнему еще не были опубликованы, учитывают бифидогенное воздействие либо молочных смесей, обогащенных пребиотиками, либо густой, отучающей от груди пищи с добавлением пребиотических олиголакто-олигосахаридов (18-21). Таким образом, сокращение патогенов было связано с потреблением пребиотиков. Другие сообщения наводят на мысль о том, что GOS/FOS обнаруживаются в стуле в количествах, схожих ск оличествами, наблюдаемыми у младенцев, которым давали олигосахариды женского молока (22). Более того, структура фекальных жирных кислот с короткими цепочками у младенцев, которых кормили олигосахаридной смесью, похожа на ту, что была у младенцев, находящихся на грудном вскармливании, но слегка отличалась от той, что была у группы младенцев, которых кормили молочной смесью без добавок (23).
Безопасность
Несмотря на то, что неоднократно демонстрировались кратковременная безопасность и воздействие на общее количество бифидобактерий в стуле, нет данных по долговременной пользе и безопасности. Хотя появление более мягкого стула может быть полезным для младенцев с запором, никто не знает, возрастет ли риск обезвоживания у некоторых младенцев. Риск может существовать для младенцев с почечной незрелостью и недостаточной способностью концентрировать мочу, особенно, если во время первых месяцев жизни дополнительное воздействие на водный баланс оказывается лихорадкой, дыхательной недостаточностью, инфекционным поносом, высокими нагрузками диетического почечного раствора или отказом младенца принимать соответствующие количества жидкостей. Такие сомнения, возможно, переоценивают данные животных, полученные в нефизиологических условиях. Тем временем, многих младенцев по всей Европе кормят GOS/FOS, не жалуясь на какой-либо побочный эффект.
12. Boehm G, Stahl B. Oligosaccharides. In: Mattila-Sandholm T (ed): Functional Dairy products. Cambridge: Woodhead Publ; 2003, 203-243.
13. Erney RM, Malone WT, Skelding MB et al. Variability of human milk neutral oligosaccharides in a diverse population. J Pediatr Gastroenterol Nutr2000; 30:131-133.
14. Mora G, Minoli I, Mosca M et al. Dosage-related bifidogenic effects of galacto- and fructo-oligosaccharides in formula-fed term infants. J Pediatr Gastroenterol Nutr2002; 34:291-295.
15. Bohem G, Lidestri M, Casetta P et al. Supplementation of a bovine milk formula with an oligosaccharide mixture increases counts of faecal bifidobacteria in preterm infants. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed 2002; 86:F178-F181.
16. Schmelzle H, Wirth S, Skopnik H, Radke M, Knol J, Bockler HM, Bronstrup A, Wells JCK, Fusch C. Randomised double-blind study of the nutritional efficacy and bifidogenicity of a new infant formula containing partly hydrolysed protein, a high b-palmitic acid level and non-digestible oligalacto-oligosaccharidesaccharides. J Pediatr Gastroeneterol Nutr 2003; 36:343-351.
17. Savino F, Cresci F, Maccario S, et al. «Minor» feeding problems during the first months of life: effects of a partially hydrolysed milk formula containing fructo- and galacto-oligalacto-oligosaccharidesaccharides. Acta Paediatr 2003; (suppl.) 441:86-90.
18. Knol J, Steenbakkers J, van der Linde E, et al. Bifidobacteria! species that are present in breast fed infants are stimulated in formula fed infants by changing to a formula containing prebiotics. J Pediatr Gastroenterol Nutr 2002; 34:477.
19. Knol J, Van der Linde EGM, Wells JCK, Bockler HM. An infant formula containing prebiotics changes the intestinal microflora of term infants. J Pediatr Gastroenterol Nutr 2003; 36:566.
20. Boehm G, Lidestri M, Casetta P, et al. Effect of increasing number of intestinal Bifidobacteria on the presence of clinically relevant pathogens. J Pediatr Gastroenterol Nutr 2003; 36:578.
21. Scholtens P, Alles M, Linde, van der E, Knol J. Introduction of solid weaning foods with added prebiotic oligalacto-oligosaccharidesaccharides affects the composition of the intestinal microflora. J Pediatr Gastroenterol Nutr 2003; 36:566.
22. Stahl B, Moro G, Jelinek J, Boehm G, Coppa GV. Dietary prebiotic oligalacto-oligosaccharidesacchrides are detectable in faeces of formula fed infants. J Pediatr Gastroenterol Nutr 2004;30:484.
23. Boehm G, Jelinek J, Stahl B, et al. Prebiotics in infant formulas. J Clin Gastroenterol 2004;38;S76-79.
24. Marteau P, Seksik P. Tolerance of probiotics and prebiotics. J Clin Gastroenterol 2004 Jun; 38(6 Suppl):S67-69.