Олигосахариды - пребиотики в детском питании. По материалам зарубежной печати

Формирование кишечной микрофлоры у детей, находящихся на искусственном и естественном вскармливании, происходит неодинаково. Уже в 1900 году Tissier доказал, что у грудных детей основным компонентом кишечной микрофлоры являются бифидобактерии. Такая бифидодоминантная микрофлора выполняет защитные функции и способствует созреванию механизмов иммунного ответа ребенка.

Напротив, у детей, находящихся на искусственном вскармливании, количество бифидобактерий в толстом кишечнике значительно меньше и видовой состав кишечной микрофлоры менее разнообразен. Следовательно, одним из основных направлений в развитии технологий производства детского питания должно стать создание такой смеси для искусственного вскармливания, которая бы влияла на состав кишечной микрофлоры ребенка, приближая его к составу микрофлоры грудных детей.

В результате интенсивных исследований крупнейшего в Европе научноисследовательского центра Numico голландской компании Nutricia, специализирующейся на производстве детского питания, удалось получить такую смесь путем добавления компонентовпребиотиков в обычные смеси для искусственного вскармливания.

Основные положения:

"Золотым стандартом" в детском питании является вскармливание детей грудным молоком. Дети, находящиеся на грудном вскармливании, имеют бифидодоминантную микрофлору кишечника. Поэтому в случае искусственного вскармливания желательно применение таких смесей, которые приводили бы к формированию похожей по составу микрофлоры.

В последние годы было предпринято несколько попыток повышения бифидогенности смесей для искусственного вскармливания детей. Все они оказались безуспешны. При добавлении в смеси лактоферрина (Balmer et al., 1989) и уменьшении общей концентрации фосфатов (Radke et al., 1992) никакого влияния на количество бифидобактерий в кишечнике отмечено не было. При использовании сывороточных протеинов количество бифидобактерий лишь незначительно увеличилось (Balmer et al., 1989). Одним из способов повышения бифидогенности смесей для искусственного вскармливания является добавление в них пробиотиков, т.е. живых бифидобактерий (Langhendries et al., 1995). Количество бифидобактерий в кишечнике ребенка можно также увеличить, примененяя смеси, содержащие пребиотики-олигосахариды (Boehm et al., 2002; Moro et al., 2002; Knol et al., 2001, 2002; Rigo et al., 2001).

Пребиотики это компоненты грудного молока, не подвергающиеся расщеплению в верхних отделах желудочнокишечного тракта. Они способны селективно стимулировать рост бифидобактерий в толстом кишечнике. Эти свойства пребиотиков легли в основу концепции пребиотиков, разработанной специалистами научноисследовательского центра Numico компании Nutricia. Так как пребиотики содержатся в грудном молоке, то добавление их в смеси для искусственного вскармливания является наиболее физиологичным способом повышения количества бифидобактерий и лактобацилл в кишечнике детей, находящихся на искусственном вскармливании.

Олигосахариды грудного молока очень сложные по строению молекулы. Смесь пребиотиков, разработанная специалистами Nutricia, не является полным аналогом олигосахаридов, которые входят в состав материнского молока. Олигосахариды в составе детского питания Nutricia подобраны таким образом, что по своей массе и размерам они максимально функционально соответствуют грудному молоку. Олигосахариды, входящие в состав смесей для искусственного вскармливания, не подвергаются расщеплению в верхних отделах желудочнокишечного тракта и функционируют как пребиотики в толстом кишечнике ребенка (Stahl et al., 1994).

Пребиотики широко распространены в природе. Например, пребиотик инулин входит в состав многих растений, которые издавна употребляются в пищу человеком. Например, содержание инулина в лукепорее составляет 3-10%, в репчатом луке 2-6%, в спарже 1-30%, в бананах 0,3-0,7% (De Vrese, 1997). Инулин также входит в состав злаковых растений, таких как пшеница и рис (1-4% в пшеничной и рисовой муке) (Nielsson and Dahlquist, 1986). Подсчитано, что среднестатистический европеец получает с пищей в день от 4 до 17 г фруктоолигосахаридов (Van Loo et al., 1995; Moshfeg et al., 1999).

Олигосахариды способны выполнять свою основную функцию благодаря тому, что они не расщепляются ферментами верхних отделов ЖКТ и доходят в неизмененном виде до толстого кишечника. Там они подвергаются процессу ферментации бифидобактериями и служат для них факторами роста. Ферментация происходит за счет анаэробных процессов (Szylit and Andriex, 1993). Олигосахариды подвергаются гидролизу бактериальными ферментами с образованием более мелких частиц, которые затем захватываются бактериальной клеткой и подвергаются дальнейшему метаболизму с образованием определенного количества кДж энергии и некоторых конечных продуктов, например, короткоцепочечных жирных кислот.

Резистентность ФОС и ГОС к действию ферментов верхних отделов ЖКТ была доказана в ходе нескольких исследований in vitro и in vivo. Также в ходе исследований как in vitro, так и in vivo было показано наличие мощного бифидогенного эффекта ФОС и ГОС (Van Loo et al., 1999). Исследования in vitro показали, что ФОС подвергаются избирательной ферментации большим числом штаммов бифидобактерий (Wang and Gibson, 1993; McBain and McFarlane, 1997). Более того, при росте бифидобактерий на этих субстратах они подавляют размножение потенциально патогенной микрофлоры бактероидов, клостридий и колиформ. Этот эффект частично объясняется образованием в результате жизнедеятельности бифидобактерий молочной кислоты и созданием кислой среды, а частично секрецией веществ, ингибирующих рост клостридий, кишечной палочки, листерий, шигелл, сальмонелл, холерного вибриона (Gibson and Roberfroid, 1995; McBain and McFarlane, 1997; Bouhnik et al., 1997; Kleesen et al., 1997; Tanaka et al., 1983; Ito et al., 1993; Van Loo et al., 1999 ).

Кроме бифидогенного эффекта, ФОС и ГОС положительно влияют на характеристики стула детей. Также показано, что при добавлении в смеси для искусственного вскармливания пребиотиков повышается всасывание кальция в кишечнике ребенка (Van Loo et al., 1999; Griffin et al., 2002; ScholzAhrens et al., 2001).

Основные положения:

Эффективность смесей Numico для искусственного вскармливания на основе пребиотиков, а именно их бифидогенность, положительное влияние на характеристики стула детей и другие эффекты, была продемонстрирована в ходе нескольких клинических испытаний, результаты которых описаны ниже.

Для всех новорожденных детей, и в особенности для недоношенных, исключительно важным является правильный состав кишечной микрофлоры, которая принимает участие в механизмах защиты ребенка от кишечных инфекций. В ходе одного из исследований, проведенного Boehm et al. (2002 год), в смесь для искусственного вскармливания недоношенных детей добавлялись пребиотики. Исследование проводилось с двойным слепым контролем, дети для исследования были выбраны случайным образом, контрольная группа детей получала плацебо. Тридцать недоношенных детей получали смесь для искусственного вскармливания, в которую были добавлены пребиотики. Дети из контрольной группы получали обычную смесь. Также была создана третья группа детей, которые получали грудное молоко (группа сравнения).

В течение 28 дней 4 раза (на 1, 7, 14 и 28 день) брались пробы кала и исследовался состав кишечной микрофлоры детей. Кроме того, оценивались характеристики стула детей, их вес и рост, наличие или отсутствие побочных эффектов. Средний возраст гестации в исследуемой группе составил 31 неделю, средний возраст детей в момент начала исследования составил 8 дней. В течение исследуемого периода количество бифидобактерий в кале детей, получавших смесь с добавлением пребиотиков, возросло, в то время как количество бифидобактерий в кале детей из контрольной группы осталось без изменений. На 28 день эксперимента количество бифидобактерий в кишечнике детей из опытной группы было значительно выше, чем у детей из контрольной группы. Кроме того, у детей из опытной группы увеличилась частота актов дефекации. Консистенция кала изменилась с более твердой на более мягкой. Оба эти показателя приближали детей из опытной группы к детям из группы сравнения, получавших грудное молоко. Дети из всех трех групп не различались по росту и весу, побочных эффектов обнаружено не было.

Это исследование показывает, что пребиотики способны оказывать бифидогенный эффект у недоношенных детей. Кроме явно выраженного бифидогенного эффекта, исследователи наблюдали изменение характеристик стула детей с приближением их к характеристикам стула детей, находящихся на грудном вскармливании.

Целью исследования Moro et al. (2002) было изучение влияния концентрации пребиотиков на выраженность бифидогенного эффекта и характеристики стула доношенных детей. Девяносто доношенных детей, чьи матери не имели возможности кормить их грудью, были случайным образом разделены на три группы. Первая группа детей получала смесь для искусственного вскармливания с добавлением пребиотиков в концентрации 0,4 г/100 мл, вторая в концентрации 0,8 г/100 мл, третья группа была контрольной и получала обычную смесь для искусственного вскармливания. В качестве группы сравнения была взята группа из 15 детей, находящихся на грудном вскармливании. Средний возраст гестации во всех группах составил 39-40 недель, средний возраст детей в момент начала исследования составил 67 дней.

В первый день эксперимента количество бифидобактерий в кале детей из всех трех групп было одинаковым. Однако на 28й день этот показатель существенно различался между тремя группами. Количество бифидобактерий в кишечнике детей из первой и второй групп, т.е. детей, получавших пребиотики в разной концентрации, значительно возросло и достигло уровня детей из группы сравнения. При этом количество бифидобактерий в кишечнике детей из контрольной группы осталось без изменений. Оказалось, что бифидогенный эффект зависел от дозы полученного пребиотика. Также в кишечнике детей увеличилось количество лактобацилл, причем этот эффект не зависел от дозы полученного пребиотика. Частота стула у детей, получавших пребиотики в концентрации 0,8 г/100 мл, была незначительно выше, чем у детей, получавших пребиотики в концентрации 0,4г/100 мл. При добавлении пребиотиков не было замечено никаких побочных эффектов.

При ферментации олигосахаридов образуются молочная кислота и короткоцепочечные жирные кислоты. Считается, что именно эти вещества воздействуют на консистенцию кала и частоту актов дефекации (Van Loo et al., 1999). Известно, что рН кала ниже у детей, находящихся на грудном вскармливании, по сравнению с детьми, находящимися на искусственном вскармливании (Weaver et al., 1988; Morley et al., 1997; Forsyth et al., 1985). Считается, что именно благодаря высокой кислотности кала осуществляется подавление роста потенциально патогенных микроорганизмов. В ходе данного эксперимента было показано, что олигосахариды оказывают влияние на рН кала. В течение 28 дней исследования рН кала детей из контрольной группы увеличился. рН кала детей, получавших пребиотики в концентрации 0,4 г/100 мл, не изменился, а рН кала детей, получавших пребиотики в концентрации 0,8 г/100 мл, уменьшился, т.е. кал этих детей стал более кислым.

Итак, олигосахариды оказывают дозозависимый бифидогенный эффект, при их добавлении в смеси для искусственного вскармливания уменьшается рН кала детей, и характеристики стула приближаются к таковым у детей, находящихся на грудном вскармливании (Boehm et al., 2002).

В ходе исследования, проведенного Knol et al. (2002), изучалось влияние пребиотиков на детей 4-12 недели жизни, которые, по меньшей мере, первые 4 недели своей жизни находились на искусственном вскармливании. Целью исследования было выяснение того, могут ли пребиотики оказывать бифидогенный эффект на таких детей.

Дети были разделены на 2 группы. Первая группа получала смесь с пребиотиками, вторая группа обычную смесь для искусственного вскармливания. В качестве группы сравнения служила третья группа детей, которые находились на естественном вскармливании. Исследование показало, что в опытной группе детей количество бифидобактерий в кишечнике ребенка значительно увеличилось (р<0,01). На шестой неделе эксперимента доля бифидобактерий по отношению к общему количеству микроорганизмов в кишечнике детей составила 65% в опытной группе и 40% в контрольной группе. Кроме того, видовой состав бифидобактерий в опытной группе был сходен с таковым у детей, находящихся на грудном вскармливании.

Видовой состав бифидобактерий в кишечнике детей из опытной группы был таков: B. Breve, infantis, longum, gallicum, bifidum, adolescentis, catenulatum. Штаммы Bifidobacterium lactisnimalis и Bifidobacterium dentium отсутствовали в кишечнике детей из опытной группы, что полностью согласуется с нормальным видовым составом бифидобактерий в кишечнике грудных детей.

Данное исследование показало, что при добавлении пребиотиков в смеси для искусственного вскармливания можно не только индуцировать правильное развитие кишечной микрофлоры, как бывает в случае кормления пребиотиками с рождения, но и изменить уже сложившийся состав кишечной микрофлоры.

Основные положения:

Заключение

В составе кишечной микрофлоры детей, находящихся на грудном вскармливании, преобладают бифидобактерии. Кишечная микрофлора детей, находящихся на искусственном вскармливании, более разнообразна, и преобладания бифидобактерий в этом случае не наблюдается. Типичная бифидодоминантная микрофлора грудных детей ассоциирована с такими положительными эффектами для детского организма, как устойчивость к инфекционным заболеваниям и правильное формирование механизмов иммунного ответа. Поэтому усилия исследователей в области детского питания были направлены на создание детских смесей, оказывающих сходный с грудным молоком бифидогенный эффект. Специалисты научноисследовательского центра компании Nutricia разработали смеси для искусственного вскармливания детей с добавлением пребиотиков. Это смеси Нутрилон 1 с пребиотиками, Нутрилон 2 с пребиотиками, Нутрилон Омнео. Все перечисленные продукты оказывают бифидогенный эффект, функционально сходный с бифидогенным эффектом грудного молока. Смесь олигосахаридовпребиотиков на 90% состоит из длинноцепочечных ГОС и на 10% из короткоцепочечных ФОС. Соотношение подобрано таким образом, чтобы распределение молекул по размерам максимально соответствовало таковому в грудном молоке. Клинические исследования данной смеси олигосахаридовпребиотиков подтвердили наличие мощного бифидогенного эффекта. Кроме того, показано, что при применении олигосахаридовпребиотиков уменьшается рН кала, что приводит к ингибированию роста патогенных микроорганизмов в кишечнике ребенка. Также изменяются характеристики стула ребенка. Стул становится более мягким, и, таким образом, решается одна из самых распространенных проблем, возникающих у детей при искусственном вскармливании.