Assessment of nutrition, growth and development of infants and toddlers: the effect of dietary composition in protein and lipids

Abstract

Modern formulating and manufacturing processes of supplemental infant formulas (IFs) try to copy and imitate the components of human milk (HM) to achieve not only its nutritional properties, but also other physiological functions that are provided by HM to a breastfed child. The present Doctoral Thesis aimed to investigate the effects of bovine milk fat (MF) used in the fat blend of IFs on stool fatty acid soaps, calcium excretion and stool characteristics of healthy infants, as well as investigate the effects of a partially hydrolysed IF on growth and digestive comfort parameters in healthy infants as compared to a standard IF with intact protein. Two clinical trials were performed: (a) Little Panda study was a double-blind randomized cross-over trial conducted with healthy formula-fed infants who were randomly allocated to receive either a MF-based formula (50% or 20% MF) or a 100% vegetable fat (VF) formula in a 2x2-week cross-over design. At the end of each two-week intervention period, stool samples were collected for fatty acids, fatty acid soaps and calcium excretion analysis and stool consistency assessment. MF-based groups showed no significant difference in palmitic acid lost in stools compared to VF group, although reduced stool palmitate soaps, total fatty acid soaps and calcium excretion were observed. Furthermore, the 50% MF group showed a favourable lower mean stool consistency score compared to the VF group. In conclusion, the use of MF in IF could be an interesting approach to improve gut comfort and stool characteristics in healthy infants, warranting further research. (b) SHIFT study was a double-blind randomized non-inferiority trial conducted with healthy formula-fed infants who were randomly allocated to receive either a partially hydrolysed whey IF (pHF) or a standard IF with intact protein (IPF) for three months, during which they were evaluated monthly on growth (weight, length, head circumference and their Z-scores) and gut comfort (stool consistency and minor digestive issues). Daily weight gain was similar in both groups with the lower bound of 95% confidence interval above the non-inferiority margin of -3 g/day. No differences were observed between the two groups in other growth outcomes (infants’ weight, length, head circumference, body mass index, and their Z-scores) at any time point. Furthermore, no differences were observed in the overall Infant Gastrointestinal Symptoms Questionnaire (IGSQ) score between the two groups. Both groups showed good digestive comfort outcomes, with no differences in any of the IGSQ items related to reflux, crying or fussiness. No difference in defecation frequency was seen between the two groups but pHF consumption resulted in larger and looser stools. Overall, despite some differences in stool consistency, volume and colour, the overall digestive comfort reported was comparable between the two groups. Therefore, it can be concluded that the partially hydrolysed whey IF supports adequate growth in healthy infants and both formulas promote good gastrointestinal comfort.

Οι σύγχρονες μέθοδοι σύνθεσης και παρασκευής υποκατάστατων γάλακτος βρεφικής ηλικίας (ΥΓΒΗ) προσπαθούν να μιμηθούν τα συστατικά του μητρικού γάλακτος (ΜΓ) ώστε να επιτύχουν όχι μόνο τις θρεπτικές του ιδιότητες, αλλά και τις άλλες φυσιολογικές λειτουργίες που παρέχονται από το ΜΓ σε ένα παιδί που θηλάζει. Η παρούσα Διδακτορική Διατριβή έχει σκοπό να διερευνήσει τις επιδράσεις της χρήσης λίπους αγελαδινού γάλακτος (ΛΑΓ) στο μίγμα λιπαρών ΥΓΒΗ στους σάπωνες λιπαρών οξέων των κοπράνων, στην απέκκριση ασβεστίου και στα χαρακτηριστικά των κοπράνων υγιών βρεφών, καθώς επίσης να διερευνήσει τις επιδράσεις ενός ΥΓΒΗ με μερικώς υδρολυμένη πρωτεΐνη στην αύξηση και σε παραμέτρους άνεσης του πεπτικού συστήματος υγιών βρεφών σε σχέση με ένα κοινό ΥΓΒΗ με άθικτη πρωτεΐνη. Δύο κλινικές μελέτες διεξήχθησαν: (α) Η μελέτη Little Panda ήταν μια διπλά-τυφλή τυχαιοποιημένη διασταυρούμενη κλινική μελέτη που διεξήχθη με υγιή βρέφη αποκλειστικώς σιτιζόμενα με ΥΓΒΗ, τα οποία τυχαία έλαβαν είτε ένα ΥΓΒΗ με βάση τα ΛΑΓ (50% ή 20% ΛΑΓ) είτε ένα ΥΓΒΗ με 100% φυτικά λιπαρά (ΦΛ) σε διασταυρούμενο σχεδιασμό 2x2-εβδομάδων. Στο τέλος κάθε μίας περιόδου παρέμβασης δύο εβδομάδων, συλλέχθηκαν δείγματα κοπράνων για ανάλυση λιπαρών οξέων, σαπώνων λιπαρών οξέων και απέκκρισης ασβεστίου, καθώς και αξιολόγηση της συνεκτικότητας τους. Οι ομάδες ΛΑΓ δεν έδειξαν καμία διαφορά στο παλμιτικό οξύ που απεκκρίθηκε στα κόπρανα συγκριτικά με την ομάδα ΦΛ, ενώ παρατηρήθηκαν μειωμένοι σάπωνες παλμιτικού οξέος, συνολικών λιπαρών οξέων και μειωμένη απέκκριση ασβεστίου. Επιπλέον, η ομάδα 50% ΛΑΓ έδειξε μια ευνοϊκή χαμηλότερη μέση βαθμολογία συνοχής κοπράνων συγκριτικά με την ομάδα ΦΛ. Συμπερασματικά, η χρήση ΛΑΓ στα ΥΓΒΗ μπορεί να αποτελέσει μια ενδιαφέρουσα προσέγγιση για τη βελτίωση της άνεσης του πεπτικού συστήματος και των χαρακτηριστικών των κοπράνων υγιών βρεφών, που δικαιολογεί περαιτέρω έρευνα. (β) Η μελέτη SHIFT ήταν μια διπλά-τυφλή τυχαιοποιημένη κλινική μελέτη μη-κατωτερότητας που διεξήχθη με υγιή βρέφη αποκλειστικώς σιτιζόμενα με ΥΓΒΗ, τα οποία τυχαία έλαβαν είτε ένα ΥΓΒΗ με μερικώς υδρολυμένη πρωτεΐνη ορού γάλακτος (ΜΥΠ) είτε ένα κοινό ΥΓΒΗ με άθικτη πρωτεΐνη (ΑΠ) για τρεις μήνες, κατά τη διάρκεια των οποίων αξιολογούνταν μηναία ως προς την αύξηση (βάρος, μήκος, περίμετρος κεφαλής και τα Z-scores αυτών) και την άνεση του πεπτικού συστήματος (συνεκτικότητα κοπράνων και μικρά πεπτικά προβλήματα). Η καθημερινή πρόσληψη βάρους ήταν παρόμοια στις δύο ομάδες με το κατώτερο όριο του 95% διαστήματος εμπιστοσύνης πάνω από το περιθώριο μη-κατωτερότητας -3 γρ./ημέρα. Καμία διαφορά δεν παρατηρήθηκε ανάμεσα στις δύο ομάδες σε άλλες παραμέτρους αύξησης (βάρος, μήκος, περίμετρος κεφαλής, δείκτης μάζας σώματος και τα Z-scores αυτών) σε καμία χρονική στιγμή. Επιπλέον, καμία διαφορά δεν παρατηρήθηκε στο συνολικό σκορ του Ερωτηματολογίου Γαστρεντερικών Συμπτωμάτων Βρεφών (ΕΓΣΒ) ανάμεσα στις δύο ομάδες. Και οι δύο ομάδες έδειξαν καλά αποτελέσματα πεπτικής άνεσης με καμία διαφορά σε κανένα στοιχείο του ΕΓΣΒ σχετικά με παλινδρόμηση, κλάμα ή ανησυχία. Καμία διαφορά στη συχνότητα κενώσεων δεν βρέθηκε ανάμεσα στις δύο ομάδες, αλλά η κατανάλωση ΜΥΠ οδήγησε σε μεγαλύτερα και πιο χαλαρά κόπρανα. Συνολικά, παρά ορισμένες διαφορές στη συνεκτικότητα των κοπράνων, το χρώμα και τον όγκο τους, η συνολική πεπτική άνεση που αναφέρθηκε ήταν συγκρίσιμη μεταξύ των δύο ομάδων. Συνεπώς, μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι το ΥΓΒΗ με μερικώς υδρολυμένη πρωτεΐνη υποστηρίζει την επαρκή αύξηση σε υγιή βρέφη, καθώς και τα δύο ΥΓΒΗ προωθούν καλή γαστρεντερική άνεση.