Estudio nutrigenómico del potencial impacto de la dieta sobre la composición de la leche materna y desarrollo del neonato

Abstract

[spa] Frenar la expansión de la pandemia actual que supone la obesidad es uno de los retos científicos de nuestro tiempo. El desequilibrio energético asociado a ingestas por encima de las necesidades y/o a un gasto energético insuficiente, es una de sus causas mejor asentada. Si bien, la transmisión inter-generacional de la obesidad materna y la programación metabólica en etapas tempranas son factores relevantes que requieren de más estudio y caracterización para avalar nuevas estrategias preventivas. La lactancia constituye una etapa crítica en el desarrollo del neonato ya que, mediante su composición en nutrientes y otras moléculas bioactivas, la leche permite transferir información de la madre al hijo y programarlo para una buena adaptación al entorno. Además, la composición de la leche materna está modulada por la dieta que lleva a cabo la mujer durante la lactancia y seguramente también por su estatus nutricional previamente conformado a lo largo de su vida. Esta tesis analiza el potencial efecto de la dieta materna en la composición de su leche y sobre el desarrollo infantil hasta los dos años. Para ello se ha reclutado una cohorte de 59 parejas madre-hijo/a que vivían en Mallorca entre 2011 y 2014 en un diseño de carácter observacional, se ha caracterizado la población de estudio recogiéndose variables antropométricas maternas y de crecimiento infantil de 0 a 2 años y se ha valorado el estatus nutricional durante los primeros tres meses de lactancia para cada uno de los cuales también se ha determinado la composición de triglicéridos, ácidos grasos no esterificados totales, el perfil de ácidos grasos individuales, proteínas totales, leptina, adiponectina, lactoferrina, lisozima, inmunoglobulina A, aminoácidos libres, los minerales calcio, magnesio, sodio, potasio, fósforo y azufre, los precursores de la nicotinamida adenina dinucleótido y una batería de microARNs seleccionados en función de sus potenciales dianas de acción así como su presencia en leche materna. Los resultados han puesto de manifiesto que el sobrepeso y la obesidad maternas durante la lactancia (IMC!25kg/m2 ) afecta a la evolución del peso infantil y ello viene modulado también por el sexo, la estación del nacimiento, la edad gestacional y ser o no primípara. En relación a las características de la dieta de la población estudiada, se ha identificado un estatus nutricional similar al de la población de mujeres españolas del mismo rango de edad, pero se observó riesgo por deficiencia en las ingestas de vitaminas B9, D y E y los minerales calcio, zinc y yodo, así como por exceso para las ingestas de vitamina B3 y sodio al adecuar las recomendaciones a la etapa fisiológica de lactancia. También hemos detectado ingestas altas (el doble o más de las recomendaciones respectivas) para la vitamina B12, vitamina K, el hierro y el fósforo, pero bajas (inadecuadas por defecto) para las vitaminas A, B5 y B8 en una proporción no despreciable de la población estudiada. Se observó la suplementación, aparentemente arbitraria, con complejos multinutriente en una parte significativa de la población y que, en todo caso, no respondía a sus necesidades reales de acuerdo a criterios exclusivamente nutricionales. La composición de la leche materna madura se asoció con el Índice de Masa Corporal, la dieta y la edad materna, la ganancia de peso durante el embarazo, el tipo de parto, ser o no primípara, la estación en la que tuvo lugar el parto, la edad gestacional, el peso al nacer, la etapa de lactancia, el tipo de lactancia, el sexo del lactante y el crecimiento infantil. Se ha efectuado un análisis integrado de las diferencias y correlaciones halladas y el uso de modelos estadísticos ha permitido elaborar la propuesta de un conjunto de componentes de la dieta (isoleucina, almidón, fitoesteroles y vitamina D) y de la leche materna (sodio, calcio, leptina, ácido oleico, ácido glutámico, miR-27a y miR-27b) como moléculas bioactivas con potenciales funciones en la programación temprana de la obesidad durante la lactancia.

[cat] Frenar l'expansió de la pandèmia actual que suposa l'obesitat és un dels reptes científics del nostre temps. El desequilibri energètic associat a ingestes per sobre de les necessitats i/o a una despesa energètica insuficient, és una de les causes millor establertes. No obstant, la transmissió inter-generacional de l'obesitat materna durant el procés reproductiu, juntament amb la programació metabólica a etapes primerenques, són factors rellevants que s’haurien d’estudiar i caracteritzar més a fons per avalar noves estratègies preventives. La lactància constitueix una etapa crítica en el desenvolupament del nounat ja que, mitjançant la seva composició en nutrients i altres molècules bioactives, la llet permet transferir informació de la mare al fill i programar-lo per a una bona adaptació a l'entorn. A més, la composició de la llet materna està modulada per la dieta que porta a terme la dona durant la lactància i segurament també pel seu estatus nutricional prèviament conformat al llarg de la seva vida. Aquesta tesi analitza el potencial efecte de la dieta en la composició de la llet materna i el desenvolupament infantil fins als dos anys. Amb aquest objectiu es va reclutar una cohort de 59 parelles mare-fill/a que vivien a Mallorca entre 2011 i 2014 en un disseny de caràcter observacional. Es va caracteritzar la població d'estudi recollint variables antropomètriques maternes i de creixement infantil de 0 a 2 anys i es va valorar l'estatus nutricional durant els primers tres mesos de lactancia. Així mateix, per a cada un dels mesos es va determinar la composició de triglicèrids, àcids grassos no esterificats totals, el perfil d’àcids grassos individuals, proteïnes totals, leptina, adiponectina, lactoferrina, lisozima, immunoglobulina A, aminoàcids lliures, els minerals calci, magnesi, sodi, potassi, fòsfor i sofre, els precursors de la nicotinamida adenina dinucleòtid i una bateria de microARNs seleccionats en funció de les seves potencials dianes d'acció així com la seva presència en la llet materna. Els resultats van posar de manifest que el sobrepès i l'obesitat maternes durant la lactància (IMC!25kg/m2 ) afecten l'evolució del pes infantil i aquest darrer també ve modulat pel sexe, l'estació del naixement, l'edat gestacional i ser o no primípara. En relació a les característiques de la dieta de la població estudiada, s'ha identificat un estatus nutricional similar al de la població de dones espanyoles del mateix rang d'edat, però es va observar un risc per deficiència en les ingestes de vitamines B9, D i E i els minerals calci, zinc i iode, així com un excés per a les ingestes de vitamina B3 i sodi en adequar les recomanacions a l'etapa fisiològica de lactància. També vàrem detectar ingestes altes (el doble o més de les recomanacions respectives) per a la vitamina B12, vitamina K, el ferro i el fòsfor però baixes (inadequades per defecte) per a les vitamines A, B5 i B8 en una proporció no menyspreable de la població estudiada. Es va observar la suplementació, aparentment arbitrària, amb complexos multinutrient en una part significativa de la població i que, en tot cas, no responia a les seves necessitats reals d’acord amb criteris exclusivament nutricionals. La composició de la llet materna madura es va associar amb l'Índex de Massa Corporal, la dieta i l'edat materna, el guany de pes durant l'embaràs, el tipus de part, ser o no primípara, l'estació en que va tenir lloc el part, l'edat gestacional, el pes en néixer, l'etapa de lactància, el tipus de lactància, el sexe del lactant i el creixement infantil. Es va portar a terme una anàlisi integrada de les diferències i correlacions trobades i l'ús de models estadístics ha permès elaborar la proposta d'un conjunt de components de la dieta (isoleucina, midó, fitosterols i vitamina D) i de la llet materna (sodi, calci, leptina, àcid oleic, àcid glutàmic, miR-27a i miR-27b) com unes molècules bioactives amb potencials funcions en la programació primerenca de l'obesitat durant la lactància.

[eng] Prevention of the current pandemic of obesity is one of the scientific challenges of our time. Energy imbalance as a consequence of caloric intakes above needs and/or insufficient energy expenditure is one of the best established causes of obesity. However, inter-generational transmission of maternal obesity through the reproductive process and metabolic programming in early stages are relevant factos that require further study and characterization to endorse new preventive strategies. Breastfeeding is a critical stage in the development of the newborn because milk can transfer information from mother to child via its composition in nutrients and other bioactive molecules, thus programming the adaptation to the environment. In addition, the composition of breast milk is modulated by maternal diet during lactation and probably also by the nutritional status preformed throughout her life. This thesis analyses the potential effect of maternal diet on the composition of human milk and infant development up to two years of age. For this, we recruited a cohort of 59 mother-infant pairs living in Mallorca between 2011 and 2014 in an observational study design. The study population was characterized by considering maternal anthropometric variables and infant growth up to two years of age. Maternal nutritional status was evaluated during the first three months of lactation; for each of these, triglyceride composition, total non-esterified fatty acids, the profile of individual fatty acid, total protein, leptin, adiponectin, lactoferrin, lysozyme, immunoglobulin A, free amino acids, the minerals calcium, magnesium, sodium, potassium, phosphorus and sulfur, the precursor of nicotinamide adenine dinucleotide and a battery of microRNAs selected based on their potential targets and their presence in milk was determined. Results show that overweight and maternal obesity during lactation (BMI!25kg/m2 ) affects the evolution of infant weight and growth was also modulated by sex, season of birth, gestational age and being or not being primiparous. Regarding the characteristics of the diet, the studied population presented a nutritional status similar to that of Spanish women in the same age range. However, a risk of deficiency was observed for vitamins B9, D and E and minerals calcium, zinc and iodine, as well as an excessive intake of vitamin B3 and sodium when recommendations were adapted to the physiological stage of lactation. We have also detected high intakes (twice or more of the respective recommendations) for vitamin B12, vitamin K, iron and phosphorus but low (inadequate by default) for vitamins A, B5 and B8 in a large proportion of the population studied. Supplementation with multinutrient complexes was observed in a significant part of the studied population and it did not appear to respond to their needs according to nutritional criteria. The composition of mature breast milk was associated with body mass index, diet and maternal age, weight gain during pregnancy, type of delivery, being or not being primiparous, the season in which the birth took place, gestational age, birth weight, stage of lactation, type of feeding, sex of the infant and growth rate. Integrated analysis of the differences and correlations found was performed. This, together with the use of statistical models, has allowed for a set of dietary (isoleucine, starch, phytosterols and vitamin D) and breast milk components (sodium, calcium, leptin, oleic acid, glutamate, threonine, miR-27a and miR-27b) to be defined as bioactive molecules with potential roles in early programming of obesity during lactation.