Oktober 2008 Ausgabe
Die Rolle von DHA und ARA in der Säuglingsernährung und Neurodevelopmental Outcomes
Von Ana Abad-Jorge, MS, RD, CNSC
Today’s Dietitian
Vol. 10 Nr. 10 S. 66
Obwohl es noch in den Kinderschuhen steckt, ist die Forschung, die bestimmte Fettsäuren mit einer verbesserten Sehschärfe und kognitiven Leistung bei Babys in Verbindung bringt, stark.
Die Bedeutung der Ernährung in Bezug auf die Neuroentwicklung von Säuglingen in den ersten zwei Lebensjahren kann nicht hoch genug eingeschätzt werden. Während Muttermilch im ersten Jahr die optimale Wahl für Säuglinge ist, war die Rolle langkettiger mehrfach ungesättigter Fettsäuren, insbesondere Docosahexaensäure (DHA), bei der Entwicklung des Nervensystems von Kindern in den letzten 25 Jahren ein innovatives und aufregendes Forschungsgebiet. DHA, die langkettige 22-Kohlenstoff-Fettsäure, die in der Muttermilch vorkommt, spielt eine Schlüsselrolle bei der Struktur und Funktion von Nervengeweben, insbesondere der Netzhaut und des Gehirns. Die wichtige Rolle der DHA-Supplementierung für den Ernährungszustand schwangerer und stillender Frauen sowie für die Neuroentwicklung von Säuglingen und Kleinkindern ist ein wichtiger Bereich der Ernährung, der direkte Anwendung auf unsere Praxis als Diätassistenten hat.
Das Wachstum des Säuglingsgehirns und die Ansammlung von DHA-Nervengewebe während des letzten Trimesters und der ersten zwei Lebensjahre sind signifikant. Während des letzten Trimesters wächst das Gehirn ungefähr 260%, mit einem durchschnittlichen Gewicht von ungefähr 400 Gramm bei der Geburt; das Gehirn wächst im ersten Lebensjahr um 175% und im zweiten Jahr um weitere 18%.1 Während in der Kindheit, Jugend und im frühen Erwachsenenalter signifikante Veränderungen in der Anpassung und Verkabelung der Nervenbahnen auftreten, wächst das Gehirn vom 2. Lebensjahr bis zum Erwachsenenalter nur um weitere 21%.
Während des letzten Trimesters und während dieser ersten beiden kritischen Jahre der Gehirnentwicklung sammelt sich DHA schnell im Gehirngewebe an und erreicht dann im Alter von 2 Jahren und darüber hinaus ein Plateau. Andere langkettige Fettsäuren, wie Eicosapentaensäure, reichern sich jedoch im Säuglingsalter nicht im Vorderhirn an, wie dies bei DHA der Fall ist.2
Darüber hinaus beeinflusst die Höhe der DHA-Aufnahme über die Nahrung den Grad der DHA-Akkumulation im Gehirn. In einer Studie, die sich mit variablen DHA-Spiegeln im Gehirn als Reaktion auf Säuglingsnahrung befasste, wurde die Art der Fütterung für Säuglinge bestimmt, die an einem plötzlichen Kindstod gestorben waren. Diejenigen Säuglinge, die mit Muttermilch gefüttert wurden, akkumulierten im ersten Lebensjahr DHA in der Hirnrinde, während diejenigen, die mit einer Formel gefüttert wurden, die kein DHA enthielt, keine nennenswerte Veränderung des DHA-Gehalts der Hirnrinde zeigten.3
DHA, ein wichtiger struktureller und funktioneller Bestandteil des sich entwickelnden Gehirns, kann aus der essentiellen Fettsäure Alpha-Linolensäure durch Dehn- und Entsättigungsenzyme synthetisiert werden. Arachidonsäure (ARA), eine 20-Kohlenstoff-Fettsäure, die auch eine Schlüsselkomponente von Zellmembranen ist und als Vorläufer der Prostaglandinbildung dient, wird aus der essentiellen Fettsäure Linolsäure synthetisiert. DHA dient als wichtiger struktureller Bestandteil von Zellmembranen und kommt in hohen Konzentrationen in den Zellen der Netzhaut und des Gehirns vor, die etwa 30% bis 65% der Zellmembranfettsäuren der Stäbchen und Zapfen in der Netzhaut ausmachen. Während DHA aus Alpha-Linolensäure synthetisiert werden kann, ist dieser synthetische Weg nur ein Backup für die direkte Nahrungsaufnahme und der Umwandlungsprozess ist gering (geschätzt auf nur 0,2% bis 4%). Die Aufnahme von vorgeformtem DHA entweder über die Plazenta oder über die Nahrung ist die bevorzugte Art der DHA-Akkumulation im Säuglingsalter. Sowohl DHA als auch ARA werden im Vergleich zu anderen langkettigen Fettsäuren bevorzugt über die Plazenta auf den Fötus übertragen.4 Nach der Geburt nehmen gestillte Säuglinge sowohl DHA als auch ARA direkt aus der Muttermilch auf, während Säuglinge, die mit Säuglingsnahrung gefüttert werden, DHA und ARA aus Ergänzungsnahrung aufnehmen können. Sobald ältere Säuglinge anfangen, feste Nahrung aufzunehmen, können sie DHA aus Lebensmitteln wie fettem Fisch, Fleisch und Eiern erhalten.
Muttermilchspiegel von DHA und ARA und aktuelle Aufnahmeempfehlungen
Die Menge an DHA und ARA in der Muttermilch ist in verschiedenen Ländern sehr unterschiedlich und hängt von der Ernährung der Mutter ab.5-7 Schwangere und stillende Frauen, die in der Nähe von Küstengebieten leben, z. B. in China und Japan, und sich auf eine Ernährung mit viel Fisch und anderen Meeresfrüchten verlassen, haben den höchsten DHA-Gehalt in ihrer Muttermilch (2,76% und 1.00% Fettsäuren), während Länder mit einer Ernährung, die reich an pflanzlichem Eiweiß ist und an Eiern oder frischen Meeresfrüchten fehlt, wie im Sudan, die niedrigsten DHA-Werte in der Muttermilch aufweisen (0, 07%).
Eine beträchtliche Variabilität findet sich auch bei der DHA-Muttermilchkonzentration bei nordamerikanischen Frauen. Im Allgemeinen haben kanadische Frauen im Vergleich zu amerikanischen Frauen einen höheren DHA-Spiegel in der Muttermilch. Darüber hinaus haben stillende Frauen in den USA, die sich abwechslungsreicher ernähren, einschließlich Eier und frische Meeresfrüchte, einen höheren DHA-Gehalt in der Muttermilch als Frauen, die eine stark verarbeitete Ernährung ohne frische Meeresfrüchte zu sich nehmen.
Eine Reihe internationaler Expertengruppen hat Empfehlungen für eine optimale DHA- und ARA-Supplementierung in der Säuglingsnahrung veröffentlicht.8-10 (Siehe Tabelle 1 für einen Überblick über einige dieser Empfehlungen.) Die allgemeinen Empfehlungen von 0,2% bis 0,4% Fettsäuren für DHA und zwischen 0,35% und 0.7% Fettsäuren für ARA basieren auf dem medianen weltweiten Bereich der DHA- und ARA-Konzentration in der Muttermilch. Seit 2002 werden DHA und ARA in den Vereinigten Staaten in Säuglingsanfangsnahrung ergänzt, obwohl die Nahrungsergänzung in europäischen Ländern viel früher begann. Basierend auf den verfügbaren Forschungsergebnissen der letzten 15 Jahre berichten Hoffman et al.: „Gesunde, mit Säuglingsnahrung gefütterte Säuglinge scheinen vorgeformtes DHA in Mengen zu benötigen, die näher am durchschnittlichen weltweiten Humanmilchspiegel liegen, um den Phospholipid-DHA-Spiegel im Blut zu unterstützen so hoch wie die von gestillten Säuglingen.“11
Auswirkungen der Aufnahme von DHA und ARA über die Nahrung auf den DHA-Spiegel im Säuglingsblut und die neurologischen Entwicklungsergebnisse
Zahlreiche Studien belegen eine Dosis-Wirkungs-Beziehung zwischen der Aufnahme von DHA aus der Muttermilch oder der Säuglingsnahrung und dem DHA-Spiegel in den roten Blutkörperchen. Säuglinge, die nicht supplementierte Formulierungen einnahmen, hatten nur etwa 4% DHA in ihren roten Blutkörperchen, während Säuglinge, die Muttermilch oder Formulierungen mit höheren DHA-Spiegeln (0,29% bis 0,36%) einnahmen, den höchsten DHA-Spiegel der roten Blutkörperchen aufwiesen (10% bis 12% Fettsäuren).5,11-13 Der DHA-Spiegel der roten Blutkörperchen stand in direktem Zusammenhang mit dem DHA-Spiegel in der Muttermilch oder der Säuglingsnahrung. Darüber hinaus zeigte eine Studie, in der zwei verschiedene Formeln mit unterschiedlichen DHA- und ARA-Spiegeln direkt verglichen wurden, dass die Formel mit den höheren DHA- und ARA-Spiegeln zu einem höheren DHA-Spiegel der roten Blutkörperchen führte.12
In einer anderen Studie von Hoffman et al. wurden gestillte Säuglinge im Alter von 4 bis 6 Monaten von der Muttermilch entweder auf eine nicht supplementierte Kontrollformel oder eine DHA- und ARA-supplementierte Formel entwöhnt.14 Im Alter von 12 Monaten war der DHA-Spiegel der roten Blutkörperchen bei Säuglingen, die mit der DHA- und ARA-supplementierten Formel entwöhnt wurden, signifikant höher (24% höher als zum Zeitpunkt des Absetzens), verglichen mit Säuglingen, die mit einer nicht supplementierten Formel entwöhnt wurden (50% niedriger als zum Zeitpunkt des Absetzens).
Ergebnisse der Sehschärfe
Zahlreiche Studien haben eine starke Korrelation zwischen höheren DHA-Spiegeln der roten Blutkörperchen bei Säuglingen und verbesserten visuellen Ergebnissen gezeigt.6,11,13,14 Die meisten dieser Studien haben die Sehschärfe von Säuglingen bewertet, ein Maß für das kleinste Detail, das vom visuellen System des Säuglings erkannt wird. Die Sehschärfe wird anhand visuell evozierter Potentiale gemessen, bei denen es sich um elektrophysiologische Reaktionen handelt, die vom Gehirn als Reaktion auf eine spezifische visuelle Stimulation erzeugt werden. Untersuchte die Beziehung zwischen den DHA-Spiegeln in der Muttermilch, den DHA-Spiegeln in roten Blutkörperchen und der Sehschärfe.15 Säuglinge wurden in drei gleich große Gruppen eingeteilt, basierend auf ihren roten Blutkörperchen DHA-Spiegel. Die Säuglinge mit den höchsten DHA-Spiegeln in ihren roten Blutkörperchen hatten auch die Aufnahme von Muttermilch mit den höchsten DHA-Spiegeln und die höchsten Sehschärfewerte im Alter von 2 und 12 Monaten.
Der Gehalt an DHA und ARA in den verschiedenen Formeln scheint sich in den ersten zwei Lebensjahren auf die Sehschärfe auszuwirken. Birch et al untersuchten die Sehschärfe bei Säuglingen während einer viermonatigen Fütterungsstudie.6 Säuglinge (n = 79) erhielten ausschließlich entweder eine nicht supplementierte Term-Formel oder zwei andere Formeln, die mit DHA allein auf einem Niveau von 0 ergänzt wurden.35% der Fettsäuren oder mit DHA und ARA (Konzentrationen von 0,36% bzw. 0,72% der Gesamtfettsäuren) für einen Zeitraum von vier Monaten ab der Geburt. Diese Formeln wurden auch mit einer Referenzgruppe von 29 gestillten Säuglingen verglichen, bei denen der durchschnittliche Muttermilchspiegel 0, 29% DHA betrug. Säuglinge, die mit der supplementierten Formel gefüttert wurden, haben ein ähnliches Lipidprofil für rote Blutkörperchen und eine ähnliche Sehschärfe, gemessen anhand des visuell evozierten Potentials (VEP), wie die gestillte Referenzgruppe. Darüber hinaus war die Sehschärfe (VEP) im Alter von 11/2, 4, 12 und 18 Monaten in den supplementierten Formelgruppen signifikant höher als in der nicht supplementierten Formelgruppe. Die Sehschärfe war in der nicht supplementierten Gruppe im Vergleich zu den gestillten Säuglingen signifikant niedriger. In einer ähnlich konzipierten Studie führten Auestad et al. eine 12-monatige Fütterungsstudie mit Säuglingen durch, die entweder nicht supplementiert oder mit DHA- und ARA-ergänzter Formel gefüttert wurden, aber keine signifikanten Verbesserungen der Sehschärfemaßnahmen in den DHA- und ARA-ergänzten Gruppen mit niedrigeren DHA-Spiegeln in der Formel (0,23% Fettsäuren oder weniger) zeigten.12 Die in den ersten zwei Lebensjahren beobachteten Verbesserungen der Sehschärfe scheinen nicht nur mit der DHA- und ARA-Supplementierung, sondern auch mit einer Supplementierung auf einem angemessenen Niveau zur Förderung eines signifikanten Unterschieds in Zusammenhang zu stehen.
Ergebnisse der kognitiven Entwicklung
Die wichtige Rolle der optimalen DHA- und ARA-Ernährung bei der kognitiven Entwicklung wurde auch durch zahlreiche Studien im Säuglingsalter und im Vorschulalter nachgewiesen. Die Bayley-Skalen der Säuglingsentwicklung werden als Goldstandard für die Beurteilung der mentalen und psychomotorischen Entwicklungsergebnisse von Säuglingen verwendet. Es werden zwei Werte generiert: der Mental Development Index (MDI), der Wahrnehmung, Kognition, Sprache sowie soziale und sensomotorische Fähigkeiten misst, und der Psychomotorische Development Index (PDI), der Grob- und Feinmotorik misst. In der gleichen Studie von Birch et al., Begriff Säuglinge, die gefüttert wurden, die DHA- und ARA-ergänzt Formeln auf den höheren Ebenen von 0,36% DHA und 0,72% ARA hatte signifikant höhere MDI-scores im Alter von 18 Monaten als die nicht ergänzende Gruppe, sowie höhere PDI-scores, obwohl der Unterschied nicht erreichen statistische Signifikanz.6 Höhere MDI-Werte wurden jedoch im Alter von 12 Monaten mit der ähnlich konzipierten Studie von Auestad et al., die niedrigere DHA-Spiegel in der supplementierten Formelgruppe verwendete, nicht beobachtet.12
In einer Fortsetzung der Studie von Birch et al. bei Vorschulkindern führte eine DHA-Supplementierung in geeigneten Mengen in der Formel zu verbesserten Entwicklungswerten im Alter von 4 Jahren.16 Bei Kindern, die älter als 2 Jahre sind, ist das übliche Maß für den IQ die Wechsler Preschool and Primary Scale of Intelligence-Revised, die zwei separate Subskalen, den Leistungs- und den verbalen IQ, verwendet, um eine vollständige IQ-Skala zu entwickeln. Vorschulkinder, die als Frühgeborene an der viermonatigen Fütterungsstudie teilnahmen, wurden im Alter von 4 Jahren auf kognitive Ergebnisse untersucht.16 Die Leistungs-IQ-Werte der Kinder, die im Säuglingsalter mit den mit DHA und ARA ergänzten Formeln (0,36% DHA und 0,72% ARA) gefüttert wurden, waren nahezu identisch mit der gestillten Referenzgruppe und um ganze vier Punkte höher als die nicht ergänzende Formelgruppe; Dieser Unterschied war jedoch statistisch nicht signifikant. Bei der Auswertung der verbalen IQ-Werte hatten die Kinder, die mit der DHA- und ARA-supplementierten Formel gefüttert worden waren, fast sechs Punkte höhere Werte als die nicht supplementierte Formelgruppe; Auch hier war der Unterschied statistisch nicht signifikant.16
Diätetische und Säuglingsnahrung Quellen für DHA
Die besten Nahrungsquellen für DHA für schwangere und stillende Frauen sowie für Säuglinge und Kinder sollten überprüft werden, um eine optimale Nahrungsaufnahme und verbesserte neurologische Entwicklungsergebnisse bei Säuglingen und Kindern zu fördern. Die besten Quellen für DHA sind fetter Fisch, Eier und etwas Fleisch. Tabelle 2 gibt einen Überblick über die besten Nahrungsquellen für DHA.17 Eine 3-Unzen-Portion Lachs enthält 683 Milligramm DHA, während zwei große Eier nur 38 Milligramm enthalten; Darüber hinaus enthalten pflanzliche Lebensmittel kein DHA. DHA-angereicherte Eier mit einem Gehalt von bis zu 150 Milligramm DHA pro Ei sind verfügbar. Trotzdem ist es für die meisten schwangeren Frauen schwierig, 300 Milligramm DHA pro Tag zu sich zu nehmen, wie von der Internationalen Gesellschaft für das Studium von Fettsäuren und Lipiden empfohlen.10 Darüber hinaus empfahl die FDA-Empfehlung von 2001 schwangeren Frauen, den Verzehr großer Fische wie Schwertfisch, Fliesenfisch, Hai und Königsmakrele zu vermeiden, da diese Fische die höchste Konzentration an Methylquecksilber aufweisen.18
Die FDA und U.S. Die Environmental Protection Agency empfiehlt schwangeren und stillenden Frauen, ihre wöchentliche Fischaufnahme auf 12 Unzen quecksilberarmen Fisch und Schalentiere wie Lachs, Seelachs, Forelle, Wels, Thunfisch in Dosen, Garnelen, Krabben und Jakobsmuscheln zu beschränken.18 Albacore Thunfisch sollte auf nicht mehr als 6 Unzen pro Woche begrenzt werden. Die Sicherheit und der Quecksilbergehalt von lokal gefangenem Fisch sollten vor dem Verzehr überprüft werden. Seit der FDA-Empfehlung von 2001 ist die Nahrungsaufnahme aller Fische und Thunfischkonserven bei schwangeren Frauen signifikant zurückgegangen.19
Term Säuglinge können eine angemessene DHA- und ARA-Aufnahme aus der Muttermilch (die optimale Wahl) oder aus DHA- und ARA-ergänzten Term-Formeln erhalten. Die meisten Formelfirmen in den Vereinigten Staaten ergänzen jetzt Säuglingsnahrung mit DHA und ARA. Follow-up-Formeln für Kinder im Alter zwischen 9 Monaten und 24 Monaten sind auch mit DHA-Supplementierung erhältlich, da Kleinkinder auf feste Nahrung umsteigen. Während sie etwas DHA aus festen Lebensmitteln wie Eiern, Hühnchen und Thunfisch erhalten, enthalten die meisten Kleinkinddiäten nicht routinemäßig den fetthaltigen Fisch mit dem höchsten DHA-Gehalt. Obwohl es von Kinderärzten und anderen Angehörigen der Gesundheitsberufe noch nicht allgemein empfohlen wird, kann die Versorgung von Kleinkindern mit einer DHA-supplementierten Formel bis zum zweiten Lebensjahr die empfohlenen DHA-Werte liefern, die sie nicht aus der Nahrung aufnehmen.
Zusammenfassung
DHA akkumuliert schnell in der Netzhaut und Großhirnrinde während der Periode des signifikanten Gehirnwachstums zwischen dem letzten Trimester und dem zweiten Lebensjahr. Während dieser Zeit sollten Säuglinge und Kleinkinder optimale Mengen an DHA und ARA in ihrer Ernährung durch Muttermilch, DHA- und ARA-Ergänzungsnahrung und schließlich feste Nahrung erhalten. Der DHA-Gehalt in der Muttermilch variiert je nach Ernährung der Mutter erheblich. Die DHA-Spiegel in roten Blutkörperchen und Nervengeweben und die daraus resultierenden neurologischen Entwicklungsergebnisse — insbesondere eine verbesserte Sehschärfe und kognitive Leistungsfähigkeit — bei Säuglingen und Kleinkindern wurden mit den DHA- und ARA-Spiegeln in Muttermilch und Säuglingsnahrung in Verbindung gebracht. Verschiedene Säuglinge und Kleinkinder Formeln haben unterschiedliche Ebenen von DHA und ARA. Daher sollte die Rolle von Diätassistenten, die im Bereich der pädiatrischen Ernährung tätig sind, darin bestehen, Eltern und Gesundheitsdienstleister von Säuglingen und Kleinkindern darüber aufzuklären, wie der DHA-Status von Kindern durch die Aufnahme von Muttermilch, DHA-supplementierten Formeln und DHA-haltigen Lebensmitteln optimiert werden kann.Ana Abad-Jorge, MS, RD, CNSC, ist Leiterin des diätetischen Praktikumsprogramms und Spezialistin für pädiatrische Ernährungsunterstützung am Gesundheitssystem der Universität von Virginia und Referentin / Beraterin für Mead Johnson. Sie hat mehr als 25 Publikationen in den Bereichen pädiatrische und neonatale Ernährungsunterstützung verfasst.
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14. Hoffman DR, Birke EE, Castañeda YS, et al. Visuelle Funktion bei gestillten Säuglingen, die nach 4 bis 6 Monaten mit oder ohne langkettige mehrfach ungesättigte Fettsäuren entwöhnt wurden: Eine randomisierte klinische Studie. J Pädiatrie. 2003;142(6):669-677.
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18. In: U.S. Food and Drug Administration. FDA / EPA-Empfehlung zum Verzehr von Meeresfrüchten immer noch aktuell. 6. Juni 2006. Verfügbar unter: http://www.fda.gov/bbs/topics/NEWS/2006/NEW01382.html
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Tabelle 1. Recommendations for DHA and ARA Supplementation in Term Infant Formulas8-10
| Organization or Foundation |
Percent Fatty Acids |
|
British Nutrition Foundation |
0.4 0.4 |
|
Food and Agricultural Organization of the United Nations/World Health Organization expert panel |
0.35 0.7 |
|
Expertengremium einberufen von der Internationalen Gesellschaft zur Untersuchung von Fettsäuren und Lipiden |
0,35 0,5 |
Tabelle 2. Nahrungsquellen für DHA: Fetter Fisch, Fleisch und Eier17
|
Lebensmittel |
DHA (mg) |
|
Rosa Lachsfilet, 3 oz, gebacken oder gebraten |
638 |