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KINDERERNÄHRUNG
Gesundheitliche Auswirkungen der Ernährung in der Schwangerschaft und im Säuglingsalter
Berthold Koletzko
Seit den Achtzigerjahren haben Übergewicht und Adipositas in der Bevölkerung und besonders auch im Kindes- und Jugendalter sehr stark zugenommen. Die ersten 1000 Tage des menschlichen Lebens bieten besondere Chancen für die Prävention. Dies betrifft das Ernährungsmanagement während der Schwangerschaft wie auch die positiven Aspekte des Stillens, die im Beitrag dargestellt werden.
Berthold Koletzko
In Europa sind knapp 20 Prozent der Frauen und jeder 7. Mann adipös. Wachsende Evidenz belegt, dass metabolische Einflussfaktoren während begrenzter, sensitiver Zeitfenster der entwicklungsbiologischen Plastizität die Physiologie und die Funktionen des Organismus langfristig modifizieren. Dieses Zeitfenster umfasst besonders die Schwangerschaft und die ersten beiden Lebensjahre und wurde deshalb mit dem Begriff der ersten 1000 Tage nach der Konzeption bezeichnet, auch wenn Einflüsse vor der Konzeption (z.B. die präkonzeptionelle Versorgung mit Folaten) und nach dem Alter von 2 Jahren (z.B. ein regelmässig niedriger Konsum von zuckerhaltigen Getränken im Kleinkindesalter) ebenfalls langfristig präventiven Nutzen haben können. Das Konzept der langfristigen Auswirkungen von Ernährungs- und Stoffwechselbedingungen bei Mutter und Kind auf die spätere Gesundheit und Leistungsfähigkeit sowie auf Krankheitsrisiken bis ins hohe Alter wurde von Prof. Günther Dörner (Berlin) erstmals im Jahr 1975 mit dem Begriff Programmierung bezeichnet.
Fetale Überernährung, z.B. mütterliche Adipositas, hohe Gewichtszunahme der Schwangeren,
Gestationsdiabetes, Ernährung
Umwelt Lebensstil Genetik
Adipositas
viszerale Adipositas, metabolisches Syndrom, Diabetes, Insulinresistenz, Hypertension, koronare Herzkrankheit,
Apoplexie, Asthma
Postnatales Wachstum z.B. Überernährung, kurzes Stillen,
exzessive Proteinzufuhr
Fetale Unter- und postnatale Überernährung, z.B. maternale Malnutrition,
plazentare Dysfunktion
Abbildung 1: Die frühe Ernährung kann durch fetale Überernährung, durch postnatale hohe Gewichtszunahme sowie durch eine Diskrepanz zwischen fetaler Unter- und postnataler Überernährung das Risiko für spätere Adipositas und damit verbundene Volkskrankheiten erhöhen.
Modifiziert nach Koletzko B et al. Ann Nutr Metab 2014; 64: 141–150. 6 SZE 4|2015
Für die perinatale metabolische Programmierung des späteren Risikos für Adipositas und damit assoziierter nicht übertragbarer Erkrankungen (non-communicable diseases) erachten wir aufgrund der vorliegenden Informationen vor allem drei Mechanismen als wichtig (Abbildung 1), wofür die Ergebnisse experimenteller, epidemiologischer und in jüngerer Zeit auch erster Interventionsstudien sprechen.
Pränatale Adipositasprogrammierung
Zahlreiche Beobachtungsstudien haben einen engen Zusammenhang zwischen einer diabetischen Stoffwechsellage in der Schwangerschaft sowie einer Adipositas bei Schwangeren und einem beim Kind später erhöhten Adipositasrisiko aufgezeigt. In einer britischen Geburtskohorte führte die Adipositas der Schwangeren nicht nur zu einem 2,3-fach höheren Adipositasrisiko bei ihren Kindern, sondern auch zu einer 3,2-fachen Risikosteigerung bei ihren Enkeln. In einigen, aber nicht in allen Studien ist die kindliche Adipositas stärker vom mütterlichen als vom väterlichen Body-Mass-Index (BMI) beeinflusst. Mit zunehmendem mütterlichem BMI steigt das Risiko für ein hohes Geburtsgewicht des Neugeborenen (Large for Gestational Age, LGA) (Abbildung 2). Dabei besteht zwischen Geburtsgewicht und späterem Übergewichtsrisiko ein direkter positiver Zusammenhang, wie die Analyse der Daten von mehr als 640 000 Personen belegt. Das mütterliche Körpergewicht bei der Konzeption beziehungsweise im ersten Schwangerschaftstrimenon hat in vielen Studien eine deutlich grössere Effektstärke als die mütterliche Gewichtszunahme im Lauf der Schwangerschaft. Eine deutliche Gewichtssteigerung erfolgt ab dem zweiten Schwangerschaftsdrittel aufgrund einer Massenzunahme des Fetus, der Plazenta und des Fruchtwassers, von mütterlichen Geweben wie Brust, Uterus und Fettgewebe und mütterlichem Blutvolumen und extrazellulärer Flüssigkeit. Die normale Gewichtszunahme Schwangerer
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wird mit 10 bis 14 kg beziehungsweise 10 bis 16 kg angegeben. Empfehlungen für eine angemessene Gewichtszunahme Schwangerer hat das Institute of Medicine der USA (IOM) formuliert, mit unterschiedlichen Zielbereichen je nach BMI bei Beginn der Schwangerschaft. Allerdings wurde infrage gestellt, ob die Anwendung dieser Zielwerte, die von Daten aus Beobachtungsstudien bei amerikanischen Frauen abgeleitet wurden, für die klinische Praxis in Europa angemessen ist, zumal kaum Evidenz für wirksame und praktikable Interventionen vorliegt. Derzeit werden verschiedene kontrollierte Interventionsstudien durchgeführt, die in der Zukunft Grundlagen für begründete Empfehlungen geben könnten. Sehr ermutigend sind beispielsweise die Ergebnisse der australischen LIMIT-Studie, die auch in das Early Nutrition-Forschungskonsortium (www.early-nutrition.eu) einbezogen ist: Mit dreimaliger persönlicher Beratung übergewichtiger Schwangerer und zusätzlich dreimaliger telefonischer Erinnerung konnte eine signifikante Senkung der Rate von Neugeborenen mit hohem Geburtsgewicht (über 4 kg) und sehr hohem Geburtsgewicht (über 4,5 kg) erzielt werden. Hierdurch kann ein erheblicher langfristiger Gesundheitsnutzen erwartet werden, denn in Metaanalysen zeigt sich bei einem Geburtsgewicht über 4 kg eine Verdopplung des Adipositasrisikos im Erwachsenenalter.
Hohe postnatale Gewichtszunahme und Adipositasrisiko
Neben einem hohen Geburtsgewicht ist auch eine hohe Gewichtszunahme im Säuglingsalter und in den ersten beiden Lebensjahren ein wichtiger Prädiktor für späteres Übergewicht. Eine hohe Gewichtszunahme in den ersten beiden Lebensjahren führt nicht nur zu gehäufter späterer Adipositas, sondern auch zu einer Vielzahl anderer gesundheitsschädigender Spätfolgen, wie arterielle Hypertonie, erhöhte Körperfettdeposition, Dyslipidämie, Diabetes mellitus sowie Asthma bronchiale. Während die Mehrzahl der heute vorliegenden Studien Messungen von Gewicht und Länge berücksichtigen, liegen bis anhin nur wenige Daten zur Entwicklung von Körperfett- und Körpermagermasse vor, welche als überlegene Prädiktoren für Insulinresistenz und Krankheitsrisiko angesehen werden. Zukünftige Studien sollten deshalb auch zuverlässige und reproduzierbare Methoden zur Messung der Körperzusammensetzung verwenden.
Frühkindliche Gewichtszunahme und Adipositasrisiko
Stillen wird aufgrund der mannigfaltigen positiven Effekte auf die kindliche und die mütterliche Gesundheit als beste Option für die Ernährung gesunder Säuglinge empfohlen. In der ersten grossen Querschnittsstudie zu einem möglichen Zusammenhang zwischen Stillen und späterer Adipositas untersuchten wir vor mehr als einem Jahrzehnt in Bayern eine hohe Zahl von 9357 Kindern
im Alter von 5 bis 6 Jahren. Bei der obligatorischen Einschulungsuntersu-
Mütterliche Adipositas
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chung wurden Körpergrösse und Gewicht gemessen und mit durch Elternfragebögen erhobenen Daten zu
Glukose, Fettsäuren, Insulin, Leptin, Inflammation
frühkindlichen Einflussfaktoren in Be-
Entwicklungsbiologische Plastizität
ziehung gesetzt. Nach der Geburt ge-
stillte Kinder zeigten eine signifikant
Fetales Wachstum, Adipositas
niedrigere Prävalenz an Übergewicht
(9,2 vs. 12,6%) und Adipositas (2,8 vs.
Kindliche Adipositas
4,5%) als mit Flaschennahrung aufgezo-
gene Kinder. Die Effekte der Säuglings- Abbildung 2: ernährung blieben auch nach Adjustie- Mütterliche Adipositas führt zu erhöhtem plazentarem
rung für mögliche Effektmodifikatoren wie zum Beispiel sozioökonomischer Status, Lebensstilfaktoren, mütterliches Rauchen, niedriges Geburtsgewicht und
Transfer von Glukose und Fettsäuren sowie einer vermehrten fetalen Exposition gegenüber Leptin und proinflammatorischen Mediatoren. Daraus resultieren ein im Mittel erhöhtes neonatales Geburtsgewicht und ein erhöhter Körperfettgehalt, welche für eine spätere Adipositasent-
andere mehr bestehen. Kinder, die je- wicklung prädisponieren, die bei Mädchen wiederum zu
mals gestillt worden waren, hatten ein signifikant geringeres, adjustiertes relatives Risiko für Übergewicht (RR: 0,79
einer mütterlichen Adipositas und damit einer transgenerationellen Transmission führen kann. Modifiziert nach Koletzko B et al. Ann Nutr Metab 2014; 64: 141–150.
[95%-KI: 0,68, 0,93) und Adipositas
(RR: 0,75 [95%-KI: 0,57, 0,98]) als Kin-
der, die nie Muttermilch erhielten. Dabei zeigte sich
eine Dosis-Wirkungs-Beziehung zwischen zuneh-
mender Stilldauer und abnehmendem Risiko für
Übergewicht und Adipositas (Abbildung 3), was mit
einer möglichen Kausalbeziehung vereinbar ist.
Nach der Publikation unserer Studie wurde dieser
Frage in vielen weiteren Kohortenstudien in verschie-
denen Ländern nachgegangen.
Zahlreiche systematische Übersichten und Metaana-
lysen bestätigen einen mässig starken, aber konsistent
zu findenden protektiven Effekt des Stillens hinsicht-
lich einer Adipositas im späteren Alter. Da Stillen aus
ethischen Gründen nicht randomisiert zugeordnet
werden kann und sich die vorhandenen Metaanalysen
entsprechend ausschliesslich auf Daten aus Beobach-
tungsstudien beziehen, ist die Berücksichtigung der
Einflüsse von Effektmodifikatoren (Confoundern)
hier von besonderer Bedeutung, da sie die beobach-
teten Ergebnisse erheblich beeinflussen und zu inkon-
sistenten Studienergebnissen führen können. In einer
eigenen Metaanalyse von veröffentlichten epidemio-
logischen Studien (Kohorten-, Fallkontroll- und
Querschnittstudien) schlossen wir deshalb nur dieje-
nigen Studien ein, in denen für mindestens drei rele-
vante Effektmodifikatoren adjustiert wurde (Geburts-
gewicht, elterliches Übergewicht, elterliches Rauchen,
Ernährungsfaktoren, körperliche Aktivität und sozio-
ökonomischer Status oder elterlicher Bildungsgrad).
Des Weiteren schlossen wir nur Studien ein, die einen
Endpunkt im Alter zwischen 5 und 18 Jahren und da-
mit nach dem Alter des BMI-Rebounds (Zeitpunkt
des Wiederanstieges der BMI-Kurve im Vorschulal-
ter) berichteten. Das Ergebnis unserer Metaanalyse
auf der Basis von 9 Studien mit mehr als 69 000 Kin-
dern zeigte eine signifikante Reduktion des Adiposi-
tasrisikos durch Stillen um 22 Prozent (adjustiertes
RR: 0,78 [95%-KI: 0,71, 0,85]). Dabei zeigte sich in
4 von 9 Studien ein Dosis-Wirkungs-Effekt der Still-
dauer auf das spätere Adipositasrisiko. Ähnliche Er-
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10 %
gebnisse fanden auch andere Studien, wie
beispielsweise die vor Kurzem veröffentlichte
Metaanalyse von Weng et al. mit Einschluss 8 von 10 prospektiven Studien. Hier reduzierte
Stillen das relative Risiko für späteres Über-
6 gewicht im Mittel um 15 Prozent. Auch die
spätere Körperzusammensetzung wird offen-
bar durch Stillen beeinflusst. Gale und Mit-
4
arbeiter fanden in ihrer Metaanalyse, dass
flaschenernährte Kinder im Alter von
2 12 Monaten eine höhere Körperfettmasse
aufwiesen als früher gestillte Kinder. Auch
0 Konventionnelle F. Proteinarme F.
Gestillt
noch im Vorschulalter zeigten früher gestillte Kinder aus einer englischen Kohortenstudie
Abbildung 3:
einen geringeren Körperfettanteil (bestimmt
Die Qualität der Säuglingsernährung hat eine starke mit DEXA) als früher nicht gestillte Kinder.
Auswirkung auf die Adipositashäufigkeit im frühen
Schulalter mit 6 Jahren. Kinder, die nach der Geburt «Frühe Proteinhypothese»
gestillt wurden (rot), sind weitaus seltener von Adi-
positas betroffen als im ersten Lebensjahr mit kon-
ventioneller Flaschenmilch ernährte Kinder (grün). Im Mittel nehmen gestillte Säuglinge im 1. Die im doppelblind, randomisierten Vergleich gege- Lebensjahr etwas weniger an Gewicht zu als
bene eiweissarme Säuglingsnahrung (gelb) führt zu einer starken, statistisch signifikanten Verminderung der späteren Adiposias. Daten der multizentrischen, doppelblind, randomisierten CHOP-Studie (Quelle: Weber M et al: Am J Clin Nutr. 2014 May; 99 (5): 1041–1051).
Kinder, die konventionelle Flaschennahrung erhalten. Eine systematische Auswertung der Daten aus 13 Studien zeigte bei längerem Stillen ein um 400 bis 600 g niedrigeres Gewicht im Alter von 1 Jahr, also eine erhebli-
che Effektgrösse. Die langsamere Gewichts-
zunahme gestillter Säuglinge geht einher mit einer
niedrigeren Aufnahme von Energie und Protein. Im
Alter von 3 und 6 Monaten war die mittlere tägliche
Proteinzufuhr von flaschenernährten Säuglingen in
Deutschland um etwa 1 g/kg Körpergewicht oder 50
bis 80 Prozent höher als die Proteinzufuhr beim Stil-
len. Wir sind der Hypothese nachgegangen, wonach
die erhöhte Eiweisszufuhr mit konventionellen Säug-
lingsnahrungen zu einer höheren frühen Gewichtszu-
nahme und einem erhöhten langfristigen Adipositas-
risiko führt (Frühe Protein Hypothese: Koletzko B et
al.: Adv Exp Med Biol. 2009; 646: 15–29, Koletzko B
et al.: Adv Exp Med Biol. 2005; 569: 69–79). Wir prüf-
ten die «Frühe Proteinhypothese» in einer von der Eu-
ropäischen Kommission geförderten, grossen, rando-
misiert kontrollierten Multizenterstudie (RCT), dem
Trial European Childhood Obesity Project (CHOP).
Die Energiezufuhr in den beiden randomisierten
Gruppen war im gesamten 1. Lebensjahr vergleichbar.
Der Unterschied der täglichen Eiweisszufuhr zwi-
schen den randomisierten Gruppen betrug im ersten
Lebenshalbjahr etwa 1 g pro kg Körpergewicht und
wurde mit zunehmendem Alter und zunehmendem
Weitere Informationen und CME-zertifiziertes Lernen:
Anteil der Beikost an der Gesamtzufuhr etwas geringer. Nach dem Ende der Intervention mit 1 Jahr war die Nahrungszufuhr in den randomisierten Gruppen gleich. Biochemische und endokrinologische Untersuchungen bestätigten – entsprechend unserer Hypothese – eine signifikante Senkung der Konzentrationen von essenziellen Aminosäuren und IGF-I und eine geringere Insulinsekretion durch die geringere Eiweisszufuhr. Die Körpergrösse der Kinder wurde durch die unterschiedliche Eiweisszufuhr nicht beeinflusst. Ab dem 6. Lebensmonat führte jedoch die höhere Eiweisszufuhr zu signifikant höherem Gewicht, Gewicht für die Körperlänge und BMI. Dagegen war der BMI der Niedrigproteingruppe mit 2 Jahren und auch beim frühen Schulalter mit 6 Jahren ähnlich wie in der zuvor gestillten Vergleichsgruppe, durch eine eiweissärmere Säuglingsernährung konnte also die Adipositashäufigkeit im frühen Schulalter stark gesenkt werden (Abbildung 3).
Perspektiven für die Forschung
Unser von der Europäischen Union gefördertes, internationales EarlyNutrition-Projekt (www.projectearlynutrition.eu) mit Kooperation von 36 Forschungseinrichtungen aus Europa, den USA und Australien untersucht die frühe Programmierung des Adipositasrisikos, da für diese Effekte eine besonders überzeugende Evidenz vorliegt und Adipositas eine enorm hohe Bedeutung für die Bevölkerungsgesundheit hat. Auf der Grundlage der erarbeiteten Ergebnisse sowie systematischer Analysen der verfügbaren Evidenz sollen schliesslich Empfehlungen für die Ernährung für Frauen vor und während der Schwangerschaft und der Stillzeit, für Säuglinge und für Kleinkinder erarbeitet werden, welche die Langzeiteffekte der frühen Ernährung berücksichtigen. Diese internationale Forschungskooperation eröffnet grosse Chancen für erhebliche Erkenntnisfortschritte und für die praktische Anwendung in der Gesundheitsförderung und Prävention.
Korrespondenzadresse: Univ.-Prof. Dr. Dr. h.c. mult. Berthold Koletzko Dr. von Haunersches Kinderspital Ludwig-Maximilians-Universität München Lindwurmstrasse 4 D-80337 München E-Mail: office.koletzko@med.Imu.de
Den Originalbeitrag mit allen Referenzangaben finden Sie online auf der Homepage des Bundesamtes für Lebensmittelsicherheit und Veterinärwesen unter: www.blv.admin.ch.
Mit Unterstützung durch die Europäische Kommission und die European Society for Paediatric Gastroenterology, Hepatology and Nutrition (ESPGHAN) bietet die Early Nutrition Academy ein kostenlos nutzbares, CME-zertifiziertes E-Learning-Portal für interaktives Lernen zu Fragen der frühen Ernährung und ihrer langfristigen Auswirkungen an. Derzeit sind Module zur Ernährung in der Schwangerschaft, zum Stillen, zur Beikostfütterung und zur Frühgeborenenernährung verfügbar. Weitere Module sind in Vorbereitung: www.early-nutrition.org/enea.html
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