Wiele badań wskazuje na to, że sposób żywienia kobiety ciężarnej i dieta dziecka w okresie wczesnoniemowlęcym mogą mieć istotny wpływ na zdrowie człowieka w dorosłym życiu. Czynniki te mają największe znaczenie w występowaniu otyłości, cukrzycy typu 2, nadciśnienia tętniczego, chorób układu krążenia.

W rozwoju ludzkiego organizmu występują tzw. krytyczne okresy, w których istnieje możliwość programowania metabolizmu poprzez odpowiednie żywienie. „Mówiąc najprościej, programowanie żywieniowe to wpływ czynników żywieniowych działających w okresie krytycznym na metabolizm organizmu i zdrowie w wieku dorosłym — wyjaśnia prof. dr hab. n. med. Piotr Socha, kierownik Oddziału Gastroenterologii, Hepatologii i Zaburzeń Odżywiania w Instytucie Pomnik-Centrum Zdrowia Dziecka w Warszawie. — Okresy krytyczne to czas szybkiego rozwoju tkanek i narządów, które są wówczas podatne na trwałą modyfikację wybranych procesów metabolicznych. Szczególnie wrażliwy na taki programujący wpływ jest organizm szybko rozwijającego się płodu i niemowlęcia”.

Programowanie żywieniowe/metaboliczne to proces fizjologiczny, który zachodzi mniej więcej w okresie 1000 pierwszych dni od poczęcia do 2.-3. roku życia. Wprawdzie rodzimy się z pewnym zestawem genów, które częściowo determinują nasze zdrowie, ale dieta w ciągu tych 1000 dni ma ogromne znaczenie. W tym czasie zostaje ukształtowany metabolizm na całe życie. Ryzyko chorób, nabyte we wczesnym dzieciństwie, trudno zmienić w późniejszym wieku.

Efekty niedożywienia matek i tzw. catch up growth

W badaniach epidemiologicznych udokumentowano istnienie związku pomiędzy urodzeniową masą ciała lub wczesną ekspozycją żywieniową a prawdopodobieństwem odległego rozwoju nadciśnienia, cukrzycy, otyłości, chorób zakaźnych, alergicznych i autoimmunologicznych oraz zgonu z powodu choroby niedokrwiennej serca, a także powiązanie tych czynników z funkcjonowaniem w wieku dorosłym. Te obserwacje doprowadziły do hipotezy, że niedożywienie matki w okresie ciąży może prowadzić zarówno do ograniczenia wzrostu płodu, jak i do zwiększenia ryzyka rozwoju chorób u dziecka w późniejszym okresie życia.     µ 14 Obserwacje kliniczne dowodzą, że zaburzony wzrost w okresie niemowlęcym oraz następczy gwałtowny „skok wzrostowy” w dzieciństwie są zaostrzone przez wewnątrzmaciczne zahamowanie wzrostu płodu.

Ciekawych obserwacji dostarczyło Dutch cohort study przeprowadzone wśród 2 tys. osób urodzonych w Holandii w czasie II wojny światowej. Tamtejsze kobiety narażone były zimą 1944-1945 na niedożywienie, a nawet głód — Niemcy praktycznie odcięli dostawy żywności do dużego regionu na północy Holandii. Kobiety, które w tym czasie zaszły w ciążę oraz rodziły w tym czasie dzieci, były ekstremalnie wychudzone. „Analiza wykazała, że niedożywienie matki, a więc i płodu, skutkowało takimi chorobami wieku dorosłego, jak miażdżyca naczyń tętniczych, udary mózgu, cukrzyca typu 2” — mówi prof. Socha.

Badania z ostatnich lat pokazały z kolei, że przekarmianie dziecka z niską masą urodzeniową w pierwszych miesiącach życia, aby „nadrobiło” niedobory, powoduje ryzyko otyłości i jej powikłań. „Optymalne parametry masy i długości ciała są oczywiście korzystne z punktu widzenia rozwoju dziecka w tym wieku, również rozwoju jego ośrodkowego układu nerwowego, ale tzw. catch up growth, dokarmianie, może w przyszłości skutkować ryzykiem rozwoju otyłości i jej powikłań. Czyli ryzyko rozwoju chorób sercowo-naczyniowych nie koreluje z samą niską masą urodzeniową, ale z powiązaniem masy urodzeniowej i przyrostu masy ciała w pierwszym okresie życia. Nadciśnienie tętnicze również może być efektem catch up growth, podobnie jak oporność na insulinę” — wyjaśnia prof. Socha.

Odległe korzyści karmienia piersią

Karmienie piersią jest najlepszą metodą żywienia niemowląt. Istnieją dowody na to również w kontekście programowania żywieniowego.

Badanie obserwacyjne prawie 10 tys. bawarskich dzieci w wieku 5 lat wykazało zależność pomiędzy czasem karmienia naturalnego w 1. roku życia a występowaniem nadwagi i otyłości w wieku 5 lat. Ryzyko wystąpienia otyłości u dzieci nigdy niekarmionych naturalnie było znamiennie wyższe (4,5 proc.) w porównaniu z ryzykiem u dzieci karmionych mlekiem matki (2,8 proc.).
Z kolei badanie 33 tys. czeskich uczniów wykazało 20-procentowe obniżenie ryzyka nadwagi i otyłości do wieku 14 lat w efekcie karmienia piersią w okresie niemowlęcym. W projekcie VIVA zaobserwowano, że u niemowląt, które przestały być karmione piersią przed 4. miesiącem życia, a do diety zaczęły mieć wprowadzane produkty uzupełniające, wystąpił sześciokrotny wzrost ryzyka otyłości w wieku 3 lat.

Jak dotąd jedynie przeprowadzone na Białorusi badanie PROBIT z randomizacją klasterową, które objęło ponad 17 tys. dzieci (w jednej grupie prowadzono aktywną promocję karmienia naturalnego, w drugiej nie podejmowano takich działań), nie wykazało efektu ochronnego karmienia piersią na częstość występowania otyłości u dzieci w 6. roku życia.

Zmniejszenie ryzyka rozwoju otyłości wynika głównie z niższego spożycia białka przez dzieci karmione w sposób naturalny w porównaniu z karmionymi sztucznie.

Ryzyko związane z nadmierną podażą białka

Europejski projekt CHOP, koordynowany przez Berholda Koletzko z Monachium, był pierwszym badaniem interwencyjnym oceniającym populacyjny efekt diety bogatobiałkowej w okresie niemowlęcym. Jednym z głównych wykonawców projektu był Instytut Pomnik-Centrum Zdrowia Dziecka. Badanie pokazało, że wysokie spożycie białka przez niemowlęta, na skutek procesu programowania metabolicznego, prowadzi do wzrostu BMI w wieku 2 lat w porównaniu z dziećmi, które otrzymywały mniejszą ilość białka albo były karmione piersią.

„Uzyskaliśmy dowód na odległe efekty zwiększonej podaży białka, która najczęściej kojarzy się ze sztucznym żywieniem. Przy karmieniu piersią podaż białka jest optymalna — komentuje prof. Socha. — Okazało się również, że na skutek większej podaży białka dochodzi do zwiększonego wydzielania insulinopodobnego czynnika wzrostu IGF-1, który działa podobnie jak insulina. Wydaje się, że to on jest tym czynnikiem, który programuje odległe ryzyko wielu chorób”.

W projekcie CHOP sprawdzano nie tylko bezpośrednie oddziaływanie białka na ryzyko otyłości, ale również wpływ na narządy, w tym na nerki. Okazało się, że zwiększona podaż białka prowadzi do przerostu nerek, a w przyszłości do hiperfiltracji i ewentualnie rozwoju nadciśnienia tętniczego. „Może to być związane z metabolicznym obciążeniem nerek białkiem, jednak wydaje się, że włączony jest w to również insulinopodobny czynnik wzrostu” — mówi prof. Socha.

Krótko- i długotrwałe efekty jakości wczesnego żywienia

Z ryzykiem późniejszych chorób wiąże się również niedobór w diecie dziecka takich składników odżywczych, jak jod, żelazo, DHA.

„Zazwyczaj gdy oceniamy stan odżywienia dziecka w początkowym okresie życia, interesuje nas głównie rozwój jego mózgu, mięśni, kości, przyrost masy i długości ciała. Nie jesteśmy w stanie ocenić skomplikowanego procesu programowania metabolicznego czy interakcji węglowodanów, białek oraz innych składników odżywczych z hormonami. Ale jesteśmy w stanie ocenić związek żywienia z ryzykiem odległych chorób, jak cukrzyca typu 2, otyłość, choroby układu krążenia, a także związek z późniejszym rozwojem umysłowym, zdolnościami poznawczymi, z tym, jak dziecko radzi sobie w szkole. Dlatego powinniśmy pamiętać zarówno o krótko-, jak i długotrwałych efektach wczesnego żywienia” — podsumowuje prof. Socha.

2

Zobacz galerię

 

Epigenetyka
Co kształtuje gramatykę naszego życia?

Wciąż nierozstrzygnięty jest dylemat: co i w jakim stopniu determinuje nasze zdrowie: geny czy środowisko? Odpowiedzi na te pytania szuka epigenetyka — nowa gałąź biologii, która bada tzw. dziedziczenie pozagenowe, w szczególności dziedziczenie cech niedeterminowanych przez sekwencję DNA.

Epigenetyka zajmuje się wpływem czynników wewnątrzmacicznych oraz środowiska zewnętrznego na ekspresję genów i ostateczny fenotyp. W aspekcie dalszego programowania epigenetycznego najbardziej wrażliwe momenty w życiu organizmu ludzkiego to okres wewnątrzmaciczny, niemowlęcy i wczesne dzieciństwo.

„Jeżeli przyjmiemy, że sekwencja zasad nukleinowych w naszym DNA to są litery alfabetu życia, to epigenetyka jest jego gramatyką. Dzięki odpowiednim ustawieniom możemy stworzyć wyrazy i zdania zapisujące życie” — mówi dr n. med. Dariusz Gruszfeld, zastępca kierownika Kliniki Neonatologii, Patologii i Intensywnej Terapii Noworodka w Instytucie Pomnik-Centrum Zdrowia Dziecka.
Zmiany epigenetyczne regulujące ekspresję genów nie dotyczą samej sekwencji DNA, ale polegają na chemicznej modyfikacji (metylacji, acetylacji, ubikwitynacji, fosforylacji itd.) materiału jądrowego: zarówno DNA, jak i chromatyny (białek histonowych) przy udziale specyficznych enzymów (metylaz DNA, metylaz białek, demetylaz, acetylaz, deacetylaz itd.).

Jak bardzo zmiany epigenetyczne mogą regulować funkcje organizmu, pokazują doświadczenia z bliźniętami jednojajowymi. W Stanach Zjednoczonych prowadzono prace nad takim genetycznie identycznym rodzeństwem, które zostało rozdzielone zaraz po urodzeniu i dorastało w różnych częściach USA. Gdy zbadano pary bliźniąt, okazało się, że pomimo identycznych genów, wiele z cech zewnętrznych (fenotypowych) bliźniąt było różnych, np. jedna z sióstr była szczupła, a druga otyła. Ta druga chorowała na cukrzycę typu 2 w konsekwencji otyłości, a szczupła — nie. Choć nadal pod względem genetycznym siostry były identyczne, to jednak ich fenotyp był różny. Tym, co je różniło, było odmienne środowisko, w którym wzrastały i żyły. W tym środowisku kluczową rolę odegrały nawyki żywieniowe. Środowisko może promować epigenetyczne zmiany dające efekt także w następnych pokoleniach.

„Wybitny naukowiec prof. Rudolf Jaenish z Bostonu twierdzi: „To, co zjedliście dziś na obiad, w jakiś sposób znalazło drogę do waszego genomu”. Ale też warto wiedzieć, że to, co nasza mama jadła w ciąży, może mieć bardziej istotny wpływ na nasze zdrowie niż posiłki, które spożywamy w dorosłym życiu” — komentuje dr Gruszfeld.

Wiele badań wskazuje na to, że sposób żywienia kobiety ciężarnej i dieta dziecka w okresie wczesnoniemowlęcym mogą mieć istotny wpływ na zdrowie człowieka w dorosłym życiu. Czynniki te mają największe znaczenie w występowaniu otyłości, cukrzycy typu 2, nadciśnienia tętniczego, chorób układu krążenia.

W rozwoju ludzkiego organizmu występują tzw. krytyczne okresy, w których istnieje możliwość programowania metabolizmu poprzez odpowiednie żywienie. „Mówiąc najprościej, programowanie żywieniowe to wpływ czynników żywieniowych działających w okresie krytycznym na metabolizm organizmu i zdrowie w wieku dorosłym — wyjaśnia prof. dr hab. n. med. Piotr Socha, kierownik Oddziału Gastroenterologii, Hepatologii i Zaburzeń Odżywiania w Instytucie Pomnik-Centrum Zdrowia Dziecka w Warszawie. — Okresy krytyczne to czas szybkiego rozwoju tkanek i narządów, które są wówczas podatne na trwałą modyfikację wybranych procesów metabolicznych. Szczególnie wrażliwy na taki programujący wpływ jest organizm szybko rozwijającego się płodu i niemowlęcia”.Programowanie żywieniowe/metaboliczne to proces fizjologiczny, który zachodzi mniej więcej w okresie 1000 pierwszych dni od poczęcia do 2.-3. roku życia. Wprawdzie rodzimy się z pewnym zestawem genów, które częściowo determinują nasze zdrowie, ale dieta w ciągu tych 1000 dni ma ogromne znaczenie. W tym czasie zostaje ukształtowany metabolizm na całe życie. Ryzyko chorób, nabyte we wczesnym dzieciństwie, trudno zmienić w późniejszym wieku.Efekty niedożywienia matek i tzw. catch up growthW badaniach epidemiologicznych udokumentowano istnienie związku pomiędzy urodzeniową masą ciała lub wczesną ekspozycją żywieniową a prawdopodobieństwem odległego rozwoju nadciśnienia, cukrzycy, otyłości, chorób zakaźnych, alergicznych i autoimmunologicznych oraz zgonu z powodu choroby niedokrwiennej serca, a także powiązanie tych czynników z funkcjonowaniem w wieku dorosłym. Te obserwacje doprowadziły do hipotezy, że niedożywienie matki w okresie ciąży może prowadzić zarówno do ograniczenia wzrostu płodu, jak i do zwiększenia ryzyka rozwoju chorób u dziecka w późniejszym okresie życia.     µ 14 Obserwacje kliniczne dowodzą, że zaburzony wzrost w okresie niemowlęcym oraz następczy gwałtowny „skok wzrostowy” w dzieciństwie są zaostrzone przez wewnątrzmaciczne zahamowanie wzrostu płodu.Ciekawych obserwacji dostarczyło Dutch cohort study przeprowadzone wśród 2 tys. osób urodzonych w Holandii w czasie II wojny światowej. Tamtejsze kobiety narażone były zimą 1944-1945 na niedożywienie, a nawet głód — Niemcy praktycznie odcięli dostawy żywności do dużego regionu na północy Holandii. Kobiety, które w tym czasie zaszły w ciążę oraz rodziły w tym czasie dzieci, były ekstremalnie wychudzone. „Analiza wykazała, że niedożywienie matki, a więc i płodu, skutkowało takimi chorobami wieku dorosłego, jak miażdżyca naczyń tętniczych, udary mózgu, cukrzyca typu 2” — mówi prof. Socha. Badania z ostatnich lat pokazały z kolei, że przekarmianie dziecka z niską masą urodzeniową w pierwszych miesiącach życia, aby „nadrobiło” niedobory, powoduje ryzyko otyłości i jej powikłań. „Optymalne parametry masy i długości ciała są oczywiście korzystne z punktu widzenia rozwoju dziecka w tym wieku, również rozwoju jego ośrodkowego układu nerwowego, ale tzw. catch up growth, dokarmianie, może w przyszłości skutkować ryzykiem rozwoju otyłości i jej powikłań. Czyli ryzyko rozwoju chorób sercowo-naczyniowych nie koreluje z samą niską masą urodzeniową, ale z powiązaniem masy urodzeniowej i przyrostu masy ciała w pierwszym okresie życia. Nadciśnienie tętnicze również może być efektem catch up growth, podobnie jak oporność na insulinę” — wyjaśnia prof. Socha.Odległe korzyści karmienia piersiąKarmienie piersią jest najlepszą metodą żywienia niemowląt. Istnieją dowody na to również w kontekście programowania żywieniowego. Badanie obserwacyjne prawie 10 tys. bawarskich dzieci w wieku 5 lat wykazało zależność pomiędzy czasem karmienia naturalnego w 1. roku życia a występowaniem nadwagi i otyłości w wieku 5 lat. Ryzyko wystąpienia otyłości u dzieci nigdy niekarmionych naturalnie było znamiennie wyższe (4,5 proc.) w porównaniu z ryzykiem u dzieci karmionych mlekiem matki (2,8 proc.).Z kolei badanie 33 tys. czeskich uczniów wykazało 20-procentowe obniżenie ryzyka nadwagi i otyłości do wieku 14 lat w efekcie karmienia piersią w okresie niemowlęcym. W projekcie VIVA zaobserwowano, że u niemowląt, które przestały być karmione piersią przed 4. miesiącem życia, a do diety zaczęły mieć wprowadzane produkty uzupełniające, wystąpił sześciokrotny wzrost ryzyka otyłości w wieku 3 lat.Jak dotąd jedynie przeprowadzone na Białorusi badanie PROBIT z randomizacją klasterową, które objęło ponad 17 tys. dzieci (w jednej grupie prowadzono aktywną promocję karmienia naturalnego, w drugiej nie podejmowano takich działań), nie wykazało efektu ochronnego karmienia piersią na częstość występowania otyłości u dzieci w 6. roku życia.Zmniejszenie ryzyka rozwoju otyłości wynika głównie z niższego spożycia białka przez dzieci karmione w sposób naturalny w porównaniu z karmionymi sztucznie.Ryzyko związane z nadmierną podażą białkaEuropejski projekt CHOP, koordynowany przez Berholda Koletzko z Monachium, był pierwszym badaniem interwencyjnym oceniającym populacyjny efekt diety bogatobiałkowej w okresie niemowlęcym. Jednym z głównych wykonawców projektu był Instytut Pomnik-Centrum Zdrowia Dziecka. Badanie pokazało, że wysokie spożycie białka przez niemowlęta, na skutek procesu programowania metabolicznego, prowadzi do wzrostu BMI w wieku 2 lat w porównaniu z dziećmi, które otrzymywały mniejszą ilość białka albo były karmione piersią. „Uzyskaliśmy dowód na odległe efekty zwiększonej podaży białka, która najczęściej kojarzy się ze sztucznym żywieniem. Przy karmieniu piersią podaż białka jest optymalna — komentuje prof. Socha. — Okazało się również, że na skutek większej podaży białka dochodzi do zwiększonego wydzielania insulinopodobnego czynnika wzrostu IGF-1, który działa podobnie jak insulina. Wydaje się, że to on jest tym czynnikiem, który programuje odległe ryzyko wielu chorób”. W projekcie CHOP sprawdzano nie tylko bezpośrednie oddziaływanie białka na ryzyko otyłości, ale również wpływ na narządy, w tym na nerki. Okazało się, że zwiększona podaż białka prowadzi do przerostu nerek, a w przyszłości do hiperfiltracji i ewentualnie rozwoju nadciśnienia tętniczego. „Może to być związane z metabolicznym obciążeniem nerek białkiem, jednak wydaje się, że włączony jest w to również insulinopodobny czynnik wzrostu” — mówi prof. Socha.Krótko- i długotrwałe efekty jakości wczesnego żywieniaZ ryzykiem późniejszych chorób wiąże się również niedobór w diecie dziecka takich składników odżywczych, jak jod, żelazo, DHA. „Zazwyczaj gdy oceniamy stan odżywienia dziecka w początkowym okresie życia, interesuje nas głównie rozwój jego mózgu, mięśni, kości, przyrost masy i długości ciała. Nie jesteśmy w stanie ocenić skomplikowanego procesu programowania metabolicznego czy interakcji węglowodanów, białek oraz innych składników odżywczych z hormonami. Ale jesteśmy w stanie ocenić związek żywienia z ryzykiem odległych chorób, jak cukrzyca typu 2, otyłość, choroby układu krążenia, a także związek z późniejszym rozwojem umysłowym, zdolnościami poznawczymi, z tym, jak dziecko radzi sobie w szkole. Dlatego powinniśmy pamiętać zarówno o krótko-, jak i długotrwałych efektach wczesnego żywienia” — podsumowuje prof. Socha.