Fórmulas para lactantes

Dr. Oscar Brunser

Profesor de Pediatría,

U. de Chile

2015

2015

Hace unos120 años se inició el proceso industrial de aproximar la composición

de las preparaciones disponibles para la alimentación láctea de los lactantes a la composición de la leche materna usando

la leche de vaca como materia prima .

En la década de 1880 Backhaus, en Göttingen, Alemania, digirió parcialmente la caseína de

la leche y la precipitó elaborando una fórmula con predominio de las proteínas del suero.

Abrió además en Berlín un laboratorio al que llamó Nutricia-Zentrale para analizar los productos preparados con su método.

. En 1896 vendió el nombre y la formulación a un fabricante holandés que llamó Nutricia a la nueva compañía, que ahora es Danone Baby Nutrition.

Koletzko B. NNW 66. 2010; 1-17

En 1891 una planta elaboradora de productos lácteos en Nueva York,

Walker-Gordon Laboratory, produjo una fórmula láctea cuya calidad higiénica

podría ser considerada razonable en términos actuales.

El éxito comercial de Walker-Gordon estimuló instalaciones similares en

otras ciudades norteamericanas.

En 1899 Ruebner y Heubner establecieron por calorimetría indirecta que los

requerimientos de energía de los lactantes serían aproximadamente 100 kcal/kg/día

A partir del descubrimiento de las vitaminas la alimentación láctea de los lactantes fue suplementada con jugo de naranja para proporcionar vitamina C y con aceite de hígado de bacalao para la vitamina D.

Estos desarrollos estimularon la costumbre de hervir la leche para evitar la proliferación

de bacterias indeseables.

En 1927 Marriott acidificó la leche con ácido láctico para conseguir coágulos más finos de caseína. En Europa se postuló que la leche

acidificada mediante bacterias lácticas (babeurre) protegía de la diarrea aguda.

La acidificación de la leche de vaca con bacterias lácticas protegía de la

contaminación bacteriana al producto listo para el uso.

Uno de los métodos usados en Estados Unidos para calcular la alimentación de los lactantes se

denominó “de los porcentajes”. Tomaba en cuenta la capacidad digestiva de los niños y buscaba las

proporciones consideradas adecuadas de proteínas, lípidos e hidratos de carbono.

No prestaba atención al aporte de energía, que podía variar de <50 kcal/dl a >80 kcal/dl. Podía

resultar en desnutrición o en obesidad, era engorroso de calcular. Cayó en desuso en 1910.

Las fórmulas usadas en los hospitales pediátricos norteamericanos hasta 1940 eran preparadas con

325 ml de leche evaporada o líquida, 560 ml de agua y 30 ml de jarabe de maíz (Kero).

Proporcionaba 67 kcal/dl, con PE% 15%, 42% de calorías de hidratos de carbono y 43% de grasa.

La mezcla se podía fortificar con vitamina D.

En los hogares se usaba leche entera de vaca homogenizada y pasteurizada.

Estas preparaciones tenían cargas osmóticas elevadas, bajo contenido de hierro (hierro plasmático bajo, anemia ferropriva), bajo

aporte de ácidos grasos esenciales y a veces producían escorbuto.

El contenido de proteína de estas fórmulas era 3,3 – 4,0 g/100 kcal,que se suponía similar

a la leche materna.

Los niños con diarrea alimentados exclusivamente con este tipo de fórmulas podían recibir

5,7 – 6,3 g/de proteína por kg de peso con una carga considerable de solutos, incluyendo el cloruro de sodio

presente naturalmente en la leche de vaca.

Si no se administraba un volumen adecuado de agua, el riesgo de deshidratación hipernatrémica era alto.

Fomon SJ. Infant nutrition. 1ª ed. Filadelfia: Saunders 1967.

En 1929 se comercializó la primera fórmula en base a harina de soya: era insatisfactoria desde el punto de vista organoléptico, bocígena, las heces teñían los pañales y favorecían las erosiones perianales.

En 1964 DuPont Chemicals Co. produjo Supro, el primer aislado de proteína de soya, que

solucionó estos inconvenientes.

Fomon SJ. Infant nutrition. 2ª ed. Filadelfia: Saunders 1974.

En Gran Bretaña hubo siempre gran énfasis en la alimentación con leche materna y los métodos de

producción de fórmulas preconizados en Estados Unidos no tuvieron mucho éxito.

Esta situación fue potenciada por un pediatra neozelandés, el Dr. Frederick Truby King quien

estableció en Londres en 1917 lo que llamó Mothercraft Training Centre

y la Mothercraft Training Society para estimular la lactancia materna.

Frederick Truby King también fabricó fórmulas.

Bryder P. Endeavour 2009; 33: 54-59.

A fines del siglo XIX Joseph Nathan estableció en Nueva Zelanda una planta procesadora de leche y a

principios del siglo XX su hijo, Maurice, empezó a utilizar un método industrial novedoso que le

permitió producir leche en polvo.

En 1906 Louis Nathan, hermano de Joseph, probó este producto en Londres, lo

patentó y llamó Glaxo a la compañía que formó.

Ideó el lema “Glaxo builds bonnie babies” para su producto Ostermilk, fortificado con vitamina D.

Bryder P. Endeavour 2009; 33: 54-59.

Ejemplos de innovaciones en la composición de fórmulas introducidas en el siglo XX. Parte I

Innovación Objetivo. Resultados Efectos documentados

Efectos clínicos documentados

Composición de fórmulas en base al análisis de la leche materna

Mejor tolerancia, mejor crecimiento, menor morbilidad y mortalidad

 +

 +

Disminución de caseína, aumento de la proporción suero/caseína (40/60)

Mejor tolerancia. Aporte adecuado de aminoácidos

 +

 ?

Adición de vitaminas y minerales

Satisfacción de requerimientos, prevención de deficiencias

 +

 ?

Adición de lactosa y oligosacáridos

Heces blandas, aumento de bifidobacterias, mejores respuestas inmunes, menos riesgo de infecciones

 +

 +/(+)

Adición de bacterias lácticas y probióticos

Beneficios para la digestión. Modulación de las respuestas inmunes y del riesgo de infecciones

 +

 (+)

Koletzko B. NNW 66. 2010; 1-17

Ejemplos de innovaciones en la composición de fórmulas introducidas en el siglo XX. Parte II

Innovación Objetivo. Resultados Efectos documentados

Efectos clínicos documentados

Reemplazo de la grasa láctica por aceites vegetales

Mejor absorción de grasa y de calcio

 +

 +

Distinción de fórmulas para lactantes y de seguimiento

Aportes de nutrientes adaptados a las necesidades según edad

 +

 +/(+)

Nutrientes en la leche materna (taurina, nucleótidos, luteína, gangliósidos, TGF-, otros)

Fórmulas más parecidas a la leche materna

 +

 ?/(+)

Hidrolizados de proteínas lácteas

Prevenir alergia, eccema, mejor tolerancia

+ +

Adición de LC-PUFAs Beneficios para la función visual, mejor cognición, respuestas inmunes

 +

 +/(+)

Disminución del contenido de proteína de las fórmulas.

Curva de aumento de peso comprable a la lecha materna. Disminución de riesgos.

+ (+)

Koletzko B. NNW 66. 2010; 1-17

Motores de la innovación en fórmulas infantiles (FI) y de seguimiento. I.

• Progreso en el conocimiento de la composición de la leche materna.• Progreso en el conocimiento de los mecanismos de la lactancia y la

fisiología infantil.• Composición de las FI más parecida a la leche materna.• FI con efectos más parecidos a los observados en lactantes

amamantados.• Disponibilidad, efectos relativos y costos de los enfoques dietéticos

versus los enfoques no dietéticos para efectos considerados beneficiosos.

• Expectativas y necesidades de la sociedad y la familia de los lactantes.• Expectativas de la comunidad científica y de los profesionales de la

salud.• Conocimientos más actuales en la evaluación preclínica de las FIs.

Koletzko B. NNW 66. 2010; 1-17

Algunos motores de la innovación en fórmulas infantiles (FI) y de seguimiento. Parte II.

• Disponibilidad y validación de biomarcadores adecuados.• Condiciones establecidas por las regulaciones gubernamentales.• Costos del desarrollo, incluyendo evaluaciones de utilidad, beneficios e

inocuidad.• Costo de materias primas, producción, envases y distribución.• Progresos en tecnología de alimentos y producción de ingredientes.• Ventajas competitivas, en particular si están protegidas por patentes.• Ambiente competitivo, estrategias y éxito de los competidores.• Oportunidades de enunciar claims sobre nutrición y salud.• Decisiones de marketing.• Decisiones de negocio (capacidad de inversión a largo plazo, retorno

de las inversiones).

Koletzko B. NNW 66. 2010; 1-17

Effect of an acidified formula on diarrhoea and the carrier state in infants of low socio-economic stratum. - I

Fórmula acidificada con Lactobacillus helveticus y Streptococcus thermophilus

Estudio en la Población La Faena de Peñalolén, en niños que recibieron una fórmula acidificada o

un producto control con igual composición de macro y micronutrientes.

Seguimiento de dos cohortes sucesivas, de verano y de invierno, 1986.

Brunser O et al. Acta Paediatr Scand 1989; 259-64

Effect of an acidified formula on diarrhoea and the carrier state in infants of low socio-economic

stratum. - II

Incidencia de episodios de diarrea aguda en relación con la edad en niños que recibieron la fórmula acidificada o el control. 1986.

Edad (meses)

Niños/mes

Episodios diarrea

Incidencia p Niños/mes

Episodios diarrea

Incidencia

3 – 5 7 0 0 <0.005 18 3 16,7

6 – 8 81 8 9,9 <0,005 80 22 27,5

9 – 11 150 19 12,6 <0,001 159 41 25,8

12 – 15 165 12 7,3 <0,001 329 71 21,6

Total 403 39 9,7 <0,001 586 137 23,4

Brunser O et al. Acta Paediatr Scand 1989; 259-64

Effect of an acidified formula on diarrhoea and the carrier state in infants of low socio-economic stratum. - III

Distribución del número de episodios de diarrea aguda por individuo en lactantes que recibían una fórmula acidificada o una fórmula convencional, 1986.

Fórmula acidificada Fórmula control

No. episodios No. afectados Porcentaje No. afectados Porcentaje

0 63 65,0 25 23

1 30 30,9 39 37,1

2 3 3,1 31 29,5

3 1 1,0 6 5,7

4 0 0 2 1,9

5 0 0 2 4,9

Duración promedio de los episodios:Fórmula acidificada : 6,8 días, fórmula control: 10,2 días; p < 0,001

Brunser O et al. Acta Paediatr Scand 1989; 259-64

Effect of an acidified formula on diarrhoea and the carrier state in infants of low socio-economic stratum. - IV

• No hubo diferencias entre ambos grupos respecto de los enteropatógenos detectados (bacterias, parásitos, rotavirus).

• Los niños que recibieron la fórmula acidificada estuvieron afectados por diarrea aguda el 1,6% del período de observación.

• Los niños que recibieron la fórmula control estuvieron afectados 6,2% del tiempo durante el período de observación.

Brunser O et al. Acta Paediatr Scand 1989; 259-64

Effect of dietary nucleotide supplementation on diarrhoeal disease in infants, 1989-1991.

La Faena, Peñalolén, Santiago

Grupo I = 194 lactantes; nucleótidos 14,2 mg/100 g de fórmulaGrupo II = 198 lactantes; nucleótidos 1 mg/100 g de fórmula (presentes naturalmente)

Grupo I Grupo II

Número de niños 141 148

Niños/día 12690 13320

Episodios de diarrea, total 109 140

Días con diarrea (%) 807 (6,4) 996 (7,5)

Duración de los episodios, días 5,61 0,8 6,7 0,7

Número de primeros episodios de diarrea 74* 102*

Duración de los primeros episodios (días) 6,8 0,4 6,8 0,3

*2 8,19; p < 0,004

Brunser O et al. Acta Paediatr 1994; 83: 188-91

No hubo diferencias en las características clínicas de los episodios ni en los enteropatógenos detectados.

Chronic iron intake and diarhoeal disease in infants. A field study in a less developed country. Consultorio La Faena, Peñalolén, 1991. I.

Hierro 12 mg/L   Hierro 1 mg/L

n = 70   n = 83

Episodios por 100 niños/mes

30,4 2= 5,26; p <0,025 25,5

n = 18   n = 16Episodios por 100 niños, 3-8 meses de edad

37,6 2= 15,42; p <0,001 14,8

Brunser O et al Eur J Clin Nutr 1993; 47: 317-26

Chronic iron intake and diarhoeal disease in infants. A field study in a less developed country. Consultorio La Faena, Peñalolén, 1991. II.

• Grupo suplementado con hierro: menor incidencia de episodios asociados con Shigella sp

• Grupo suplementado versus grupo no suplementado con hierro:

10 episodios (6,2%) versus 22 episodios (13,8%); 2= 6,8940; p <0,008.

• Portación asintomática:• Cultivos positivos: mayor frecuencia en niños entre 12 y 18 meses de

edad, en el grupo suplementado con hierro.

Grupo suplementado con hierro: versus grupo no suplementado:

22/85 niños (25,9%) versus 16/114 (14,0%); 2= 4,42; p<0,0035.

Brunser O et al Eur J Clin Nutr 1993; 47: 317-26

Lactancia materna exclusiva según edad materna en Chile.

65%

60%

55%

50%

45%

40%

35%

30%Entre 10 y 18 años Entre 19 y 25 años Entre 26 y 30 años Entre 31 y 35 años Mayor de 36 años

LME no exclusiva LM exclusiva

49,5%50,5%

53,2%

46,8%

59,6%

40,4%

60,3%

39,7%

58,5%

41,55%

Encuesta nacional de lactancia materna en la atención primaria (ENALMA). Min.Salud 2013

Lactancia materna exclusiva por 6 meses ó más según nivel de educación en Chile

60%

59%

58%

57%

56%

55%

54%

53%

52%

51%

50%Educación básica Educación media Educación nivel Educación técnico universitaria

Encuesta nacional de lactancia materna en la atención primaria (ENALMA). Min. Salud. 2013

58,8%

56,5%

53,3%

54,6%

Principales razones del cese de lactancia materna exclusiva antes de los 6 meses en mujeres chilenas

30%

25%

20%

15%

10%

5%

0%

6,2%5,4%

14,7%

10,4%

5,2%

8,6%

27,2%

7,1%6,8%

Enfermedad Madre problemas Inicio de Consejo de Mal Niño no Niño Enfermedad Otrosde la madre consideró de mama madre de familiares o incremento quiso quedaba del niño motivos que no o pezón actividades amigos o bajo peso seguir con hambre producía laborales o del niño mamando suficiente estudiantiles leche

8,4%

Encuesta Nacional de lactancia materna en la atención primaria (ENALMA). Min. Salud. 2013

Comparative proteomics of human and macaque milk reveals species-specific nutrition during postnatal development

Beck CL, Weber D, Phunndey BS,Smilowitz JT, Hindle L,

Lönnerdal B, Korf I, Lemay DG.

J Proteome Res 2015, 14: 2143-57 DOI: 10.1021pr501243m./ 11 MAR 2015.

Usaron métodos moleculares para estudiar las proteínas de la leche de 3 mujeres y 5 hembras de

monos rhesus (Macaca mulata).

Durante la lactancia en la glándula mamaria están expresados 10.000 genes.

La proporción caseína/proteínas del suero es similar en ambas especies (60/40). Las crías de

mono rhesus se desarrollan con al ser alimentadas con fórmulas infantiles.

Beck CL et al. J Proteome Res 2015, 14: 2143-57

La leche fue centrifugada y las proteínas fueron separadas en gradientes de electroforesis en gel

de acrilamida. Cada columna del gel fue dividida en 8 segmentos. Cada segmento fue tratado con

compuestos reductores (DTT) y un enzima que hidrolizó los N-glicanos.

Las proteínas fueron digeridas con pepsina y tripsina hasta obtener péptidos.

Beck CL et al. J Proteome Res 2015; 14: 2143-57

Los péptidos fueron identificados y su composición aminoacídica fue determinada por

cromatografía líquida de alta presión y espectrometría de masa en tándem

(HPLC-MS-MS).

Beck CL et al. J Proteome Res 2015; 14: 2143-57

La secuencia de los péptidos presentes en las proteínas fue alineada computacionalmente usando catálogos de proteínas humanas y

catálogos de proteínas de rhesus para

identificar las respectivas proteínas.

Beck CL et al. J Proteome Res 2015; 14: 2143-57

En la leche humana se detectaron 1606 proteínas. En la leche de rhesus se

identificaron 518.

En la leche humana se descubrieron 524 proteínas nunca descritas anteriormente.

Beck CL et al. J Proteome Res 2015; 14: 2143-57.

En la leche de ambas especies se descubrieron 88 proteínas diferencialmente abundantes; 93%

provenían de la leche humana.

Estas proteínas incluían la lactoferrina, el receptor para inmunoglobulinas poliméricas (IgA e IgM), 1-antitripsina, la lipasa activada por las

sales biliares (BSSL), la proteína ligante de vitamina D y la haptocorrina

( transcobalamina-1, proteína ligante de vitamina B12).

Beck CL et al. J Proteome Res 2015; 14: 2143-57.

Las proteínas que más abundan en la leche humana están asociadas con el desarrollo

del tracto gastrointestinal, el sistema inmune y el sistema nervioso central.

Beck CL et al. J Proteome Res 2015; 14: 2143-57.

Estos hallazgos sugieren que la leche humana además apoya específicamente la maduración del organismo del lactante y lo protege de carencias

específicas de vitaminas y minerales.

Beck CL et al. J Proteome Res 2015; 14: 2143-57

Muchas gracias

Tabla comparativa de la composición de la leche humana y la leche de vaca

Caseínas Leche humana (g/L) Leche de vaca (g/L)

Caseína total 3 – 5 26

Caseína-S1 - 10

Caseína-S2 - 2,6

Caseína- 3 – 5 9,3

Caseína- ? 0,8

Caseína- 1 – 3 3,3

Proteínas del suero de la leche 4 – 6 5 – 7

-lactoglobulina - 2 – 3

-lactoalbúmina 2 – 3 0,8 – 1,2

Seroalbúmina 0,3 0,4

IgA secretora 0,5 – 1 -

IgA 0,1 0,03

IgG 0,01 0,6

IgM 0,02 0,05

Lactoferrina 1 - 3 Trazas

A. Ballabriga, A Carrascosa. Nutrición de la infancia y adolescencia. 3ª ed. Madrid: Ergon, 2001, 549-137.