Revisión bibliográfica
Prebióticos en fórmulas infantiles
Prebiotics in infant formulas
Dr. Jorge Martínez Vásquez
Médico y cirujano. Licenciatura en Medicinay Cirugía, Universidad de Costa Rica.
Especialista en Pediatría. Maestría
en Nutrición Pediátrica. Universidad de Costa Rica. Miembro del Colegio
de Médicos y Cirujanos de Costa Rica. Miembro de la Asociación de
Médicos Hospital Clínica Bíblica. San José, Costa Rica. Coordinador del
Servicio de Pediatría del Hospital Clínica Bíblica. San José, Costa Rica.
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Martínez-Vásquez, J. Prebióticos en fórmulas infantiles. Crónicas Científicas. Vol. 17, N.º 17. Pág. 24-32. ISSN: 2215-5171
Fecha de recepción: 11-11-2020
Fecha de aceptación: 30-11-2020
Resumen
La leche humana promueve el desarrollo de una mi- crobiota intestinal saludable y esto es, en gran parte, por los oligosacáridos de la leche humana y su efecto prebiótico. Las fórmulas infantiles han sido adicionadas con sustancias que promueven ese efecto, sin embargo, no todos los prebióticos lo cumplen de ma- nera tan completa como lo hacen los oligosacáridos propios de la leche humana.
Palabras claves
Oligosacáridos, leche humana¸ prebióticos, microbiota.
Abstract
Human milk promotes the development of a healthy gut microbiota and this is largely due to the oligosaccharides in human milk and their prebiotic effect. Infant formulas have been added with substances that promote this effect, however, not all prebiotics fulfill this effect as completely as the oligosaccharides of human milk do.
Keywords
Oligosaccharides, human milk, prebiotics, microbiota.
Introducción
Es ampliamente aceptado que la lactancia materna es el estándar de oro para la nutrición infantil. Ofrece una nutrición completa para el recién nacido, así como muchos componentes bioactivos que contribuyen al desarrollo saludable del niño. Gran parte de estos beneficios se dan a través del establecimiento de una microbiota intestinal saludable y de su efecto en el sistema inmunológico. Orquestando el desarrollo de una microbiota saludable, se encuentran los oligosacáridos de la leche humana (HMO) (Doare et al., 2018).
La leche humana conduce a una microflora más diversa con el predominio de bifidobacterias o lactobacilos. Los HMO se han identificado como el factor prebiótico de la leche humana. Con el fin de replicar este efecto, se han agregado oligosacáridos, no presentes en la leche humana, a las fórmulas infantiles (Boehm et al., 2003) y que son estructuralmente diferentes a los oligosacáridos presentes en la leche materna (Knol et al., 2005).
A continuación, se revisa la literatura médica, con el fin de evaluar el beneficio de la adición de prebióticos, en forma de oligosacáridos, a las fórmulas infantiles.
Desarrollo
La mezcla que más se ha utilizado como prebiótico en fórmulas infantiles es la de galactoligosacáridos (GOS), derivada de lactosa y de peso molecular bajo, con fructoligosacáridos (FOS), una fracción de alto peso molecular de la inulina, derivada de la raíz de achicoria (Moro et al., 2002). La suplementación de fórmula infantil con una mezcla de galactooligosacáridos y fructooligosacáridos demostró un efecto estimulante, dependiente de la dosis, sobre el crecimiento intestinal de bifidobacterias y lactobacilos, y dio como resultado heces más blandas (Moro et al., 2002; Knol et al., 2005). Tanto GOS como FOS favorecen el crecimiento de algunas especies de bifidobacterias (Sims y Tannock, 2020).
Se ha demostrado que, al suplementar fórmulas con GOS/FOS, hay crecimiento de especies de bifidobacterias, en especial Bifidobacterium breve, en detrimento del crecimiento de la subespecie infantis (Sims y Tannock, 2020).
Un estudio mostró que la ingesta de una fórmula que contenía Bifidobacterium lactis y GOS/FOS durante el primer año de vida no disminuyó la tasa de infecciones respiratorias o gastrointestinales en comparación con la ingesta de una fórmula que contenía solo el probiótico (Bocquet et al., 2013).
Un ensayo a doble ciego, aleatorizado y controlado demostró que la suplementación de la fórmula infantil con simbióticos (FOS/ GOS y lactobacillus F19), comparado con una fórmula con solo la mezcla probiótica, determinó una reducción significativa en el número de episodios de infecciones del tracto respiratorio inferior en el grupo suplementado con simbióticos en relación con el grupo de únicamente prebióticos (Szajewska et al., 2017).
Un metanálisis de doce estudios en que se probaron fórmulas suplementadas con alguno de los prebióticos FOS, GOS, polidextrosa (PDX) e inulina, o una mezcla de estos, llegó a la conclusión de que la evidencia actual no proporciona apoyo definitivo para el uso de prebióticos no HMO para aumentar la colonización infantil con bifidobacterias (Conrey et al., 2019).
Después de muchos años de investigaciones, fue posible determinar la estructura de los HMO y esto permitió agregar a algunas fórmulas infantiles 2’-fucosil-lactosa (2’-Fl), el oligosacárido más abundante en la leche humana, estructuralmente igual al presente en esta.
Los HMO son los primeros prebióticos que los humanos reciben con su dieta, generalmente desde el primer día de vida, y sirven como sustratos metabólicos para bacterias específicas como Bifidobacterium longum, subsp. infantis. En consecuencia, estas bacterias tienen una ventaja para crecer y prosperar (Bode, 2015). La Bifidobacterium longum, subsp. infantis, no crece bien si lo único que hay como prebióticos es GOS/FOS (Sims y Tannock, 2020), pero sí lo hace muy bien en cultivos ante la presencia de HMO aislado de leche humana como único carbohidrato (Cheng et al., 2020).
A diferencia de otros preparados agregados a las fórmulas como prebióticos, un porcentaje de los HMO son excretados intactos en orina y se detectan en la circulación (Rudloff et al., 2012).
Dado que los HMO se absorben y aparecen en la circulación sistémica, es probable que lleguen a muchos órganos además del intestino, incluidos el hígado y el cerebro, así como a las vías respiratorias y urinarias. Por lo tanto, las funciones biológicas de los HMO pueden no estar únicamente localizadas en el tracto gastrointestinal (Bode, 2015).
Los HMO tienen efectos que van más allá del efecto prebiótico.
Los HMO previenen la adhesión de patógenos.
Los patógenos necesitan unirse a las superficies epiteliales para proliferar y, en algunos casos, invadir y causar una enfermedad. A menudo, la unión inicial es a los glicanos de la superficie de las células epiteliales. Los HMO se parecen a algunas de las estructuras de glicanos y sirven como receptores señuelo que bloquean la unión del patógeno a las células epiteliales (Bode, 2015). Los HMO semejan el sitio de unión al glicocálix de virus enteropatógenos como rotavirus y norovirus, lo cual explica la baja incidencia de estas infecciones en niños alimentados con leche humana (Bode, 2015).
El 2’-FL sirve como señuelo para Campylobacter jejuni –una de las causas más comunes de diarrea bacteriana y mortalidad infantil– para reducir su unión a las células intestinales y evitar la infección (Ruiz-Palacios et al., 2003). Además se ha demostrado que en ratones la administracion de HMO disminuye significativamente la colonización por E. coli enteropatogénica (Manthey et al., 2014).
Se reporta una menor morbilidad, particularmente bronquitis, y el uso de medicamentos, antipiréticos y antibióticos en lactantes alimentados con fórmula suplementada con los HMO 2’-FL y lacto-Nneotetraosa (LNnT) (Puccio et al., 2017).
Se ha demostrado que los HMO también exhiben efectos antimicrobianos y antibiofilm contra el estreptococo del grupo B (GBS). En estos estudios, los HMO aislados de la leche humana inhibieron significativamente el crecimiento de GBS hasta el 89 % y también la formación de biopelículas hasta el 90 % (Ackerman et al., 2017).
Un estudio aplicado en bebés con alto riesgo de atopia con una fórmula enriquecida con galactooligosacáridos y polidextrosa, y cuyo fin era prevenir una enfermedad atópica, demostró una disminución en el número de infecciones respiratorias a las 48 y 96 semanas, efecto que no se prolongó más allá. No obtuvieron resultados positivos en el caso de infecciones gastrointestinales ni tampoco se previno enfermedades atópicas (Risk et al., 2018).
Los HMO tienen un efecto modulador directo sobre las células epiteliales del intestino. Algunos estudios indican que los HMO pueden tener diferentes funciones dependiendo de la naturaleza de las condiciones inflamatorias, en unos casos inhibiendo y en otras estimulando la proliferación de células intestinales (Kuntz et al., 2008; Wang et al., 2019).
El 2’-FL y el 3’-FL , así como la inulina con alto grado de polimerización, estimulan el desarrollo del glicocalix (Kong et al., 2019).
Los HMO tiene efecto inmunomodulador
Aparte de su influencia sobre la microbiota intestinal, los HMO pueden modular la respuesta del sistema inmune por otras vías.
El 2’-FL atenúa la inducción, dependiente de lipopolisacáridos, de interleucina-8 causada por E. coli enterotoxigénica, E. coli uropatógena e infección por E. coli invasiva adherente, a través de la atenuación de CD14 (He et al., 2016).
Se demostró que los HMO tienen una supresión de la inflamación similar a la que se observa en la enterocolitis necrotizante en ratas recién nacidas, lo que sugiere una acción inmunomoduladora y de atenuación inmunitaria (Jantscher-Krenn et al., 2012).
Algunos HMO incrementan las células dendríticas y los niveles TNF-a, TGF-b1, IL-12 y IFN-c, lo que regula los niveles de Th1 y Th17 (Kurakevich et al., 2013).
El patrón de citoquinas inflamatorias fue similar al de niños alimentados con leche materna cuando recibieron una fórmula infantil adicionada con el 2’-FL (Goehring et al., 2016).
Los HMO mejoran la función de barrera intestinal.
Los HMO apoyan la función de la barrera intestinal a través de una influencia tanto indirecta, al regular la composición de la microbiota, como directamente, mediante la modulación de las células intestinales (Cheng et al., 2020).
Un estudio en animales muestra que la fermentación de HMO por las bifidobacterias conduce a la formación de acetato, que puede mejorar la función de la barrera intestinal y proteger al huésped contra la infección letal inducida por E. coli O157: H7 enterohemorrágica (Fukuda et al., 2011).
Los productos de fermentación de HMO secretados por la cepa Bifidobacterium infantis mejoran la función de barrera de las células epiteliales. El medio condicionado por B. infantis (BCM) protege las células Caco2 (Guo et al., 2017), y regula hacia arriba la expresiónproteica de claudina-1 y ocludina, que son responsables de la preservación de la integridad de la barrera intestinal (Lewis et al., 2017).
Wu et al. (2019) demostró que los HMO aislados de la leche humana podrían aumentar la expresión de mucina en las células intestinales tanto in vitro, ex vivo como in vivo.
Conclusión
La evidencia sobre la importancia de la leche humana en la salud del bebé aumenta cada día y todos los estudios demuestran que los HMO tienen un papel primordial.
La leche materna contiene alrededor de 200 HMO, siendo el 2’-FL el más abundante. Los oligosacáridos agregados a fórmulas infantiles, estructuralmente diferentes al HMO 2’-FL, no han demostrado un efecto más allá del prebiótico, y este no es tan robusto como el del 2’-FL.
El 2’-FL tiene un efecto más allá del prebiótico: funciona como un inmunomodulador, un señuelo contra patógenos, tiene un efecto sobre la función de la barrera intestinal y ha demostrado ser un patrón de citoquinas inflamatorias similar al de la leche materna, no así el FOS, el GOS u otros.
Con el 2’-FL se ha reportado menos infecciones respiratorias y gastrointestinales, que no ha ocurrido con la adición de GOS, FOS u otros.
Definitivamente, la leche humana es el factor más importante en la salud del niño y del adulto. El uso de fórmulas infantiles, en aquellos casos en los que no sea posible la lactancia materna, debe ser orientado por la composición que sesemeje más a la leche humana.
Referencias bibliográficas
Ackerman, D. L., Doster, R. S., Weitkamp, J. H., Aronoff, D. M., Gaddy, J. A. y Townsend, S. D. (2017). Human Milk Oligosaccharides Exhibit Antimicrobial and Antibiofilm Properties against Group B Streptococcus. ACS Infectious Diseases, 3(8), 595-605. https://doi.org/10.1021/ acsinfecdis.7b00064.
Bocquet, A., Lachambre, E., Kempf, C. y Beck, L. (2013). Effect of infant and follow-on formulas containing b lactis and galacto-and fructooligosaccharides on infection in healthy term infants. Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition, 57(2), 180-187.https://doi.org/10.1097/MPG.0b013e318297f35e.
Bode, L. (2015). The functional biology of human milk oligosaccharides. Early Human Development, 91(11), 619-622. https://doi. org/10.1016/j.earlhumdev.2015.09.001.
Boehm, G., Fanaro, S., Jelinek, J., Stahl, B. y Marini, A. (2003). Prebiotic concept for infant nutrition. Acta Paediatrica, International Journal of Paediatrics, Supplement, 91(441), 64- 67. https://doi.org/10.1111/j.1651-2227.2003. tb00648.x.
Cheng, L., Akkerman, R., Kong, C., Walvoort, M. T. C. y de Vos, P. (2020). More than sugar in the milk: human milk oligosaccharides as essential bioactive molecules in breast milk and current insight in beneficial effects. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 0(0), 1-17. https:// doi.org/10.1080/10408398.2020.1754756.
Conrey, S., Cline, A., Welge, J. y Morrow, A. (2019). Meta-analysis Comparing Bifidobacteria Abundance in Infants Fed Standard or PrebioticJ. Martínez Edición XVII • Crónicas Científicas, Vol. 17, No. 17, Enero - Abril 2021, 24-33, ISSN: 2215-5171 29supplemented Formulas and Exclusively Breastfed (OR01-07-19). Current Developments in Nutrition, 3(Supplement 1), 1745-1747. https://doi.org/10.1093/cdn/nzz040.or01-07- 19.
Doare, K. Le, Holder, B., Bassett, A. y Pannaraj, P. S. (2018). Mother’s Milk: A purposeful contribution to the development of the infant microbiota and immunity. Frontiers in Immunology, 9(FEB). https://doi.org/10.3389/ fimmu.2018.00361.
Fukuda, S., Toh, H., Hase, K., Oshima, K., Nakanishi, Y., Yoshimura, K., Tobe, T., Clarke, J. M., Topping, D. L., Suzuki, T., Taylor, T. D., Itoh, K., Kikuchi, J., Morita, H., Hattori, M. y Ohno, H. (2011). Bifidobacteria can protect from enteropathogenic infection through production of acetate. Nature, 469(7331), 543-549. https:// doi.org/10.1038/nature09646.
Goehring, K. C., Marriage, B. J., Oliver, J. S., Wilder, J. A., Barrett, E. G. y Buck, R. H. (2016). Similar to Those Who Are Breastfed, Infants Fed a Formula Containing 2′-Fucosyllactose Have Lower Inflammatory Cytokines in a Randomized Controlled Trial. The Journal of Nutrition, 146(12), 2559-2566. https://doi.org/10.3945/ jn.116.236919.
Guo, S., Gillingham, T., Guo, Y., Meng, D., Zhu, W., Allen Walker, W. y Ganguli, K. (2017). Secretions of bifidobacterium infantis and lactobacillus acidophilus protect intestinal epithelial barrier function. Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition, 64(3), 404-412. https://doi. org/10.1097/MPG.0000000000001310.
He, Y. Y., Liu, S. B., Kling, D. E., Leone, S., Lawlor, N. T., Huang, Y., Feinberg, S. B., Hill, D. R. y Newburg, D. S. (2016). The human milk oligosaccharide 2′-fucosyllactose modulates CD14 expression in human enterocytes, thereby attenuating LPS-induced inflammation.
Gut, 65(1), 33-46. https://doi.org/10.1136/ gutjnl-2014-307544.
Jantscher-Krenn, E., Zherebtsov, M., Nissan, C., Goth, K., Guner, Y. S., Naidu, N., Choudhury, B., Grishin, A. V., Ford, H. R. y Bode, L. (2012). The human milk oligosaccharide disialyllactoN-tetraose prevents necrotising enterocolitis in neonatal rats. Gut, 61(10), 1417-1425. https:// doi.org/10.1136/gutjnl-2011-301404.
Knol, J., Scholtens, P., Kafka, C., Steenbakkers, J., Groß, S., Helm, K., Klarczyk, M., Schöpfer, H., Böckler, H. M. y Wells, J. (2005). Colon microflora in infants fed formula with galacto- and fructo-oligosaccharides: More like breast-fed infants. Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition, 40(1), 36-42. https://doi. org/10.1097/00005176-200501000-00007.
Kong, C., Elderman, M., Cheng, L., de Haan, B. J., Nauta, A. y de Vos, P. (2019). Modulation of Intestinal Epithelial Glycocalyx Development by Human Milk Oligosaccharides and NonDigestible Carbohydrates. Molecular Nutrition and Food Research, 63(17). https://doi. org/10.1002/mnfr.201900303.
Kuntz, S., Rudloff, S. y Kunz, C. (2008). Oligosaccharides from human milk influence growth-related characteristics of intestinally transformed and non-transformed intestinal cells. British Journal of Nutrition, 99(3), 462-471. https://doi.org/10.1017/S0007114507824068.
Kurakevich, E., Hennet, T., Hausmann, M., Rogler, G. y Borsig, L. (2013). Milk oligosaccharide sialyl(α2,3) lactose activates intestinal CD11c+ cells through TLR4. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 110(43), 17444-17449. https://doi. org/10.1073/pnas.1306322110
Lewis, E. D., Richard, C., Larsen, B. M. y Field, C. J. (2017). The Importance of Human Milk Revisión Bibliográfica PREBIÓTICOS EN FÓRMULAS INFANTILES 30 Edición XVII • Crónicas Científicas, Vol. 17, No. 17, Enero - Abril 2021 for Immunity in Preterm Infants. Clinics in Perinatology, 44(1), 23-47. https://doi. org/10.1016/j.clp.2016.11.008.
Manthey, C. F., Autran, C. A., Eckmann, L. y Bode, L. (2014). Human milk oligosaccharides protect against enteropathogenic escherichia coli attachment in vitro and EPEC colonization in suckling mice. Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition, 58(2), 165-168. https://doi.org/10.1097/ MPG.0000000000000172.
Moro, G., Minoli, I., Mosca, M., Fanaro, S., Jelinek, J., Stahl, B. y Boehm, G. (2002). Dosagerelated bifidogenic effects of galacto- and fructooligosaccharides in formula-fed term infants. Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition, 34(3), 291-295. https://doi. org/10.1097/00005176-200203000-00014.
Puccio, G., Alliet, P., Cajozzo, C., Janssens, E., Corsello, G., Sprenger, N., Wernimont, S., Egli, D., Gosoniu, L. y Steenhout, P. (2017). Effects of infant formula with human milk oligosaccharides on growth and morbidity: A randomized multicenter trial. Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition, 64(4), 624-631. https://doi.org/10.1097/ MPG.0000000000001520.
Risk, H., Ranucci, G., Id, V. B., Borgia, E., Piacentini, D., Visentin, F., Cantarutti, L., Baiardi, P., Id, M. F., Spagnuolo, M. I., Zanconato, S., Baraldi, E., Giaquinto, C. y Guarino, A. (2018). Formula Protects against Respiratory Infections in Clinical Trial. Nutrients, 3(10), 286. https:// doi.org/10.3390/nu10030286.
Rudloff, S., Pohlentz, G., Borsch, C., Lentze, M. J. y Kunz, C. (2012). Urinary excretion of in vivo 13C-labelled milk oligosaccharides in breastfed infants. The British Journal of Nutrition, 107(7), 957-963. https://doi.org/10.1017/ S0007114511004016
Ruiz-Palacios, G. M., Cervantes, L. E., Ramos, P., Chavez-Munguia, B. y Newburg, D. S. (2003). Campylobacter jejuni binds intestinal H(O) antigen (Fucα1, 2Galβ1, 4GlcNAc), and fucosyloligosaccharides of human milk inhibit its binding and infection. Journal of Biological Chemistry, 278(16), 14112-14120. https://doi. org/10.1074/jbc.M207744200.
Sims, I. M. y Tannock, G. W. (2020). Galactoand fructo-oligosaccharides utilized for growth by cocultures of bifidobacterial species characteristic of the infant gut. Applied and Environmental Microbiology, 86(11). https:// doi.org/10.1128/AEM.00214-20.
Szajewska, H., Ruszczyński, M., Szymański, H., Sadowska-Krawczenko, I., Piwowarczyk, A., Rasmussen, P. B., Kristensen, M. B., West, C. E. y Hernell, O. (2017). Effects of infant formula supplemented with prebiotics compared with synbiotics on growth up to the age of 12 mo: A randomized controlled trial. Pediatric Research, 81(5), 752-758. https://doi.org/10.1038/ pr.2017.5.
Wang, C., Zhang, M., Guo, H., Yan, J., Liu, F., Chen, J., Li, Y. y Ren, F. (2019). Human Milk Oligosaccharides Protect against Necrotizing Enterocolitis by Inhibiting Intestinal Damage via Increasing the Proliferation of Crypt Cells. Molecular Nutrition and Food Research, 63(18), 1-12. https://doi.org/10.1002/ mnfr.201900262.
Wu, R. Y., Li, B., Koike, Y., Määttänen, P., Miyake, H., Cadete, M., Johnson-Henry, K. C., Botts, S. R., Lee, C., Abrahamsson, T. R., Landberg, E., Pierro, A. y Sherman, P. M. (2019). Human Milk Oligosaccharides Increase Mucin Expression in Experimental Necrotizing Enterocolitis. Molecular Nutrition and Food Research, 63(3), 1-29. https://doi.org/10.1002/ mnfr.201800658.
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