Rycina 1. Potencjalny mechanizm wpływu spożycia białka na kumulację tłuszczu w organizmie

Hipoteza ta została przetestowana w ramach wspomnianej kohorty CHOP, w której u badanych dzieci w wieku 2 i 6 lat średni BMI był istotnie wyższy w grupie karmionej standardową mieszanką w okresie niemowlęctwa niż u dzieci z grupy otrzymującej preparat o niższej zawartości białka^10,22, podczas gdy ta ostatnia grupa i grupa karmiona piersią nie różniły się istotnie pod względem wymienionych parametrów.

Ponieważ mózg niemowlęcia rozwija się bardzo szybko i jest szczególnie wrażliwy na niewystarczającą podaż substratów (w tym białka), dzieci w wieku 8 lat, które uczestniczyły w projekcie, poddano szczegółowej ocenie neuropsychologicznej²³. Wyniki nie wykazały różnic między grupami w żadnej z ocenianych domen i skal, również z zastosowaniem analiz uwzględniających czynniki modulujące rozwój neurologiczny, takie jak: poziom wykształcenia rodziców, palenie papierosów przez matkę, wiek ciążowy dziecka, obwód głowy. Wyciągnięto wniosek, że mniejsza zawartość białka w preparatach dla niemowląt testowanych w tym badaniu jest bezpieczna i wspiera długofalowy rozwój prawidłowych funkcji umysłowych.

Spożycie białka po okresie niemowlęcym

Warto zadać sobie pytanie: czy duże spożycie białka w diecie nie tylko w okresie niemowlęcym, lecz także po pierwszym roku życia może mieć niekorzystny wpływ na ryzyko otyłości i związanych z nią chorób? Częściową odpowiedź dają wyniki badania przeprowadzonego przez Pimpin i wsp.²⁴. W brytyjskiej kohorcie 2154 dzieci oceniono całkowite spożycie białka w diecie (% energii) w wieku 21 miesięcy. Stwierdzono korelację z przyrostem masy ciała i BMI do 5 roku życia. Zastąpienie białka w diecie tłuszczem lub węglowodanami wiązało się z kolei z mniejszą późniejszą masą ciała i niższym BMI. Spożycie białka w zakresie trzeciego (15,8% energii), czwartego (16,9% energii) i piątego kwintyla (18,8% energii) powodowało większy przyrost masy ciała i wyższy BMI niż spożycie w zakresie pierwszego kwintyla (12,6% energii). Pimpin i wsp. sugerują, że spożycie białka w pierwszych 2 latach życia przekraczające 15% energii to czynnik ryzyka późniejszego zwiększonego przyrostu masy ciała. Ponieważ w badaniu nie uwzględniono grupy spożywającej mniej niż 12,6% energii z białka, nie pozwala ono odpowiedzieć na pytanie, czy jeszcze mniejsze spożycie białka może przynieść dodatkowe korzyści.

Na podstawie systematycznego przeglądu piśmiennictwa oceniającego wpływ spożycia białka w okresie niemowlęcym i dziecięcym w krajach skandynawskich ujawniono, że spożycie we wczesnym dzieciństwie białka w ilości pokrywającej 15-20% zapotrzebowania energetycznego wiąże się ze zwiększonym ryzykiem nadwagi w późniejszym wieku²⁵.

Nie tylko ilość, lecz także jakość spożywanego białka może mieć niezależny wpływ na wybrane efekty kliniczne i metaboliczne. Efekt spożywania białka zwierzęcego (głównie z nabiału) na tempo wzrastania jest prawdopodobnie silniejszy niż białka roślinnego^26,27. Białko to ma również większy wpływ na stężenie IGF1²⁶.

Potencjalne mechanizmy regulujące

Istnieje kilka postulowanych mechanizmów objaśniających zarówno hipotezę early protein, jak i hipotezę przyspieszonego wzrostu, które wzajemnie się nie wykluczają, lecz uzupełniają.

Po pierwsze, co wykazano w badaniu CHOP¹⁰, większe spożycie białka indukuje w wieku 6 miesięcy wyższe stężenie niezbędnych aminokwasów, a zwłaszcza tzw. aminokwasów rozgałęzionych (BCAA – branched-chain amino acids), np. leucyny i izoleucyny⁹. Ponadto stwierdzono, że kiedy ich stężenie przekracza określoną wartość progową, katabolizm tych aminokwasów w grupie HP „wyhamowuje”, prawdopodobnie na skutek wysycenia odpowiedniej dehydrogenazy α-ketokwasów²⁸. Krążące w nadmiarze BCAA mogą aktywować komórkowe szlaki sygnalizacyjne integrowane przez kinazę mTOR (mammalian target of rapamycin), w tym szlak insuliny i czynników wzrostu. Prawdopodobnie dzięki temu m.in. dochodzi do zwiększonej syntezy lipidów.

U półrocznych niemowląt z kohorty CHOP nie tylko stężenie aminokwasów było większe, lecz także stosunek peptydu C do kreatyniny w moczu, odzwierciedlający wydzielanie insuliny, był istotnie większy (p <0,03) u dzieci z grupy otrzymującej mieszankę standardową niż w grupie o niższej podaży białka lub u niemowląt karmionych piersią⁹.

Kirchberg i wsp. na przykładzie wyżej wspomnianej kohorty wykazali, że stosunek estrów długołańcuchowych kwasów tłuszczowych i karnityny (C14:0; C16:0; C18:0) do wolnej karnityny w 6 miesiącu życia był największy u niemowląt karmionych mlekiem kobiecym oraz w grupie o zmniejszonej podaży białka, a najniższy w grupie otrzymującej konwencjonalną mieszankę. Sugeruje to, że spożywanie dużych ilości białka w okresie niemowlęcym hamuje β-oksydację, co może predysponować do większego odkładania się tkanki tłuszczowej, ponieważ mniej tłuszczu otrzymanego w diecie podlega oksydacji²⁸.

Liczebność omawianej kohorty oraz długofalowa (11-letnia) obserwacja pozwoliły na przeprowadzenie bardziej zaawansowanych analiz. Zbadano m.in., czy odległy wpływ żywienia niemowląt na masę ciała, występowanie otyłości i zawartość tkanki tłuszczowej w wieku szkolnym może się wiązać ze zmianami epigenetycznymi, niezależnymi od sekwencji DNA, ale mogącymi modyfikować ekspresję genów. Oceniono podgrupę 374 dzieci, analizując profil metylacji DNA i jego związek z parametrami antropometrycznymi oceniającymi m.in. proporcje beztłuszczowej i całkowitej masy ciała. Zidentyfikowano co najmniej kilkanaście lokalizacji o zmienionym profilu metylacyjnym DNA istotnie powiązanych z parametrami określającymi skład ciała²⁹.

Zalecenia dotyczące zawartości białka w mieszankach i jego spożycia przez małe dzieci

Im szersza jest nasza wiedza na temat optymalnej podaży poszczególnych składników w żywieniu dzieci, tym mocniej utwierdzamy się w przekonaniu, że najlepszym i jedynym w swoim rodzaju sposobem żywienia, którego nie da się podrobić, jest pokarm naturalny. Osiągnięcie satysfakcjonującego efektu karmienia piersią ułatwia przestrzeganie prostych zasad, np. kobiety karmiące piersią powinny stosować zbilansowaną dietę zapewniającą odpowiednie spożycie składników odżywczych, ale jednocześnie sprzyjającą poporodowemu obniżeniu masy ciała².

Według Dewey przeciętnie spożywane przez niemowlęta objętości mleka podczas karmienia piersią dostarczają w pierwszym roku życia odpowiednio:

• do 3 miesiąca życia około 1,25 g białka/kg/24 h
• w 3-6 miesiącu życia około 1,10 g białka/kg/24 h
• w 6-12 miesiącu życia około 0,74 g białka/kg/24 h³⁰.

Minimalna zawartość białka w mleku kobiecym może wynosić nawet 0,75 g/100 ml, co odpowiada około 1,2 g/100 kcal energii¹⁷. W drugim półroczu życia, w okresie rozszerzania diety i stopniowego zastępowania mleka kobiecego innymi produktami, spożycie białka różni się zależnie od populacji.

Opierając się na danych gromadzonych przez ostatnie kilka dekad i dowodach naukowych, grona ekspertów w dziedzinie żywienia dokonywały kolejnych korekt w obowiązujących europejskich zaleceniach dotyczących zawartości białka w mleku początkowym oraz mleku następnym (tab. 1).