Sua Maestà: il Latte Materno. Sergio Amarri Pediatria Arcispedale Santa Maria Nuova AUSL - IRCCS Reggio Emilia

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1 Sua Maestà: il Latte Materno Sergio Amarri Pediatria Arcispedale Santa Maria Nuova AUSL - IRCCS Reggio Emilia

2 Mortatlità infantile 10 x nei lattanti non allattati al seno Paris 1898

3 L uomo è l unico mammifero che si nutre del latte di un altra specie

4 Composition of milk from various species Percentage by Weight Species Water Fat Protein Lactose Energy (kcal/100 g) Cow Human Horse Sheep Whale

5 La composizione del latte di donna è dinamica, varia all interno del singolo pasto, del giorno, nel corso della lattazione, tra le singole madri e popolazioni La composizione delle formule è standardizzata all interno di un più ristretto range di composizione Koletzko et al. J Pediatr Gastroenterol Nutr 2005; 41: Global Standard for the Composition of Infant Formula: Recommendations of an ESPGHAN Coordinated International Expert Group

6 Raccomandazioni ESPGHAN 2005 Latte vaccino Latte materno Proteine (adattate) Rapporto Sieroproteine / Caseina per 100 kcal (min-max) per 100 kcal per 100 kcal media (±2DS) g 1,8-3 4,63 1,2 (0,9-1,5) 1,5 0,28 1,9 Nucleotidi mg 0-5 Taurina mg 0-12 Carboidrati totali g ,7 9,81 Lattosio g 6,7 7,8 (6-9,6) Grassi totali g 4,4-6 5,42 3,6 (1,8-8,9) DHA max 0,5% tot grassi Energia per 100 ml kcal

7 Proteine latte materno 3 classi 1.Caseine # (13%): α e β insolubili e κ solubile, formano micelle # la più bassa % tra i mammiferi = bassa velocità di crescita dei lattanti umani

8 Proteine latte materno 3 classi 1.Caseine (13% # ): α e β insolubili e κ solubile, formano micelle 2.Sieroproteine: α-lattoalbumina, lattoferrina, IgS, albumina e lisozima. Sono presenti in soluzione 3.Proteine della mucina* (mucin proteins) presenti nelle membrane globuli grassi # la più bassa % tra i mammiferi = bassa velocità di crescita dei lattanti umani *glicoproteina presente nei secreti mucosi del tratto respiratorio e gastro-intestinale

9 > Grassi insaturi nel latte materno Fatty acid composition (weight %) of milk fats Species 6:0 8:0 10:0 12:0 14:0 16:0 16:1 18:0 18:1 18:2 18:3 Other Cow Human 1.6 T b 1.3 T a a 3.3% 4:0 b T = trace

10 Acidi Grassi Polinsaturi a Lunga Catena LCPUFA Docosahexaenoic acid Arachidonic acid 22:6, n-3 20:4, n-6

11 EFSA Journal 2011;9(4):2078 [30 pp.] EFSA DHA and EPA claims Claims on DHA and: Maintenance of normal brain function Maintenance of normal vision Claim on DHA/EPA and: Maintenance of normal cardiac function have been assessed with a favourable outcome

12 Lipidi Min Max J Pediatr Gastroenterol Nutr 2005; 41:

13 LATTE AL SENO α PALMITATO β PALMITATO acido palmitico α glicerolo ß α glicerolo acido palmitico α Perché è importante la posizione dell acido palmitico? 13

14 α PALMITATO Acido palmitico nella posizione α Lipasi Ca 2+ ß glicerolo α acido palmitico αacido palmitico Lipasi Ca 2+ acido palmitico SALE ESPULSO CON LE FECI Ca 2+ 14

15 β PALMITATO Acido palmitico nella posizione ß Lipasi Ca 2+ α Ca 2+ glicerolo ß α acido palmitico glicerolo ß acido palmitico Ca 2+ Ca 2+ ASSORBITO 15

16 Stadi e differenze nella lattazione Pediatr Clin North Am 2013; 60: Colostro: contiene meno lattosio, funzione primaria immunologica e trofica (fattori di crescita) Latte di transizione: tra i 5 giorni e le 2 settimane Latte maturo: completa maturazione entro la 4-6 settimana Latte di fine poppata può contenere x 2-3 grassi rispetto a quello di inizio poppata: importanza di consigliare il completo svuotamento del seno prima di passare all altro seno

17 Raccomandazioni ESPGHAN 2005 (Formule da proteine LV) per 100 kcal (min-max) Latte vaccino per 100 kcal Latte materno per 100 kcal Calcio mg ,4 49,1 Fosforo mg ,8 20,1 Rapporto calcio / 1:1-2:1 1,5 2,4 fosforo Magnesio mg ,5 5,0 Sodio mg ,6 24,5 Potassio mg ,0 73,0 Cloro mg ,1 53,5 Zinco mg 0,5-1,5 0,015 Ferro mg 0,3-1,3 0,015 0,069 Iodio µg ,55 8,70 Rame µg ,85 tracce Manganese µg ,3 168,3 Selenio µg 1 9 5,71 3,00

18 Raccomandazioni ESPGHAN 2005 per 100 kcal (min-max) Latte vaccino per 100 kcal Latte materno per 100 kcal Vit. A µg ,5 81,7 Vit. D 3 µg 1-2,5 Vit. E (alfa-tocoferolo) mg 0,5-5 0,08 0,32 Vit. K µg 4 25 Vit. C mg ,56 6,96 Vit. B1 (tiamina) µg ,3 19 Vit. B2 (riboflavina) µg ,5 49 Vit. B6 µg ,8 24,1 Vit. B12 µg 0,1-0,5 0,94 tracce Acido pantotenico µg Acido folico µg Biotina µg 1,5-7,5 3,14 0,27 Inositolo mg Colina mg ,5 Carnitina mg >1,2

19 Componente Cellule Macrofagi Cellule staminali Immunoglobuline IgA/sIgA IgG Citochine* Adattato da Pediatr Clin North Am 2013; 60: Funzione bioattiva Protezione dalle infezioni, attivazione linfociti T Rigenerazione e riparazione Inibizione binding patogeni Antimicrobica, attivazione fagocitosi (IgG1, IgG2, IgG3); anti-infiammatoria, risposta ad allergeni (IgG4) * Peptidi multifunzionali che agiscono con modalità auto/paracrine IL-6 IL-7 IL-8 IL-10 IFN-γ TGF-β TNF-α Stimolazione risposta fase acuta, attivazione linfociti B, proinfiammatoria Aumento dimensioni e output timo Reclutamento neutrofili, pro-infiammatoria Soppressione infiammazione Th1, induzione della produzione anticorpale Pro-infiammatoria, stimola riposta Th1 Anti-infiammatoria, stimolazione switch fenotipo T cell Stimola attivazione infiammazione immunitaria

20 Adattato da Pediatr Clin North Am 2013; 60: (continua) Componente Funzione bioattiva Chemochine* G-CSF (granulocyte-colony stimulating factor) MIF (Macrophage migration inhibitory factor) Antimicrobici lattoferrina Mucine (MUC1/4) Glicosaminoglicani/gangliosidi Oligosaccaridi * Citochine che inducono movimenti cellulari Fattore trofico intestinale movimento l attività anti-patogeni macrofagi Proteine fase acuta, chela ferro, antibatterica, antiossidante Blocco infezioni virali e batteriche Anti-infettivi Prebiotici, riduzione infiammazione

21 Human breast milk: A review on its composition and bioactivity Early Hum Dev Nov;91(11): Human milk oligosaccharides

22 Human Milk Oligosaccharides (HMOs) Sintesi: ghiandola mammaria Basati su 5 monosaccaridi con il lattosio che forma la terminazione riducente Strutturati in trisaccaridi (short chain HMOs) o in composti più complessi Circa 200 combinazioni di HMOs complessi Gli HMOs possono variare quali/quantitativamente nel corso dell allattamento Variazioni individuali in termini di composizione Bode L, Nutr Rev 2009

23 Ruolo degli oligosaccaridi del latte materno (HMOS) HMOS (Oligosaccaridi prebiotici del latte materno) Bifidobatteri Lattobacilli Fermentazione batterica SCFA (acidi grassi a catena corta), ph fecale Gut-Associated Lymphoid Tissue (GALT) Rafforzamento della barriera / Mucoprotezione Riduzione dei siti di adesione e della crescita dei patogeni Boehm, Nutrifood 2005

24 Mean log viable bacterial counts/g feces of positive infants classified by feeding type (at fourth day of life) Fecal flora Mean counts ±SD Breast milk (n=22) Bottle (n=20) p Enterococcus sp. 6,7 ± 0,9 7,4 ± 0,5 <0,001 Staphylococcus non Aureus 6,6 ± 0,8 6,5 ± 0,8 NS Escherichia Coli 7,3 ± 0,4 7,2 ± 0,6 NS Enterobacter sp. 6,6 ± 0,0 6,7 ± 0,6 NS Bifidobacterium sp. 7,1 ± 0,8 5,3 ± 0,6 <0,001 Bacteroides sp. 6,9 ± 0,8 5,3 ± 0,5 <0,001 Clostridium sp. 5,6 ± 0,7 5,3 ± 0,7 NS Rubaltelli et al.intestinal flora in breast- and bottle-fed infants. J Perinat Med. 1998; 26: (modified)

25 Composition of fecal microbiota in 24 healthy infants (mean age 4 mo), at the phylum (A) and family (B) level, by mode of delivery and diet. Azad M B et al. CMAJ 2013;185: S rrna

26 Association of infant gut microbiota with mode of delivery and diet. Azad M B et al. CMAJ 2013;185:

27 Oral Microbial Profile Discriminates Breast-fed From Formula-fed Infants. Holgerson et al. JPGN 2013; 56; month old infants Oral swabs analysed by Human Oral Identification Microarray and quantative PCR for Lactobacillus gasseri Taxa and some infant characteristics that differed between formula and breast-fed infants (model 2) by partial least-squares (PLS) modelling. The figure illustrates mean loadings with measurement error (95% confidence interval) in a PLS-derived columnloading plot for exclusively breastversus formula-fed infants. The underlying PLS model used all of the bacterial taxa detected by microarray and potential confounders (see Statistical Analysis) simultaneously. Variables with highest loading in each group are displayed, and variables where the confidence interval does not pass 0 (zero) are statistically significant. 27

28 Adattato da Pediatr Clin North Am 2013; 60: (continua) Componente Fattori di crescita EGF (epidermal growth factor) HB-EGF (Heparing binding EGF) NGF IGF (insulin-like growth factor) Eritropoietina Ormoni Calcitonina Somatostatina Adiponectina Leptina Ghrelina Funzione bioattva Proliferazione e maturazione cellulare Protezione danni ipossia e ischemia Induzione crescita e maturazione neuronale Stimolazione crescita e sviluppo, eritrociti e Hb Eritropoiesi, sviluppo intestinale Sviluppo sistema nervoso intestinale Regolazione della crescita epitelio gastrico Regolazione BMI lattante, anti-infiammatoria Regolazione BMI, appetito e metabolismo lattante Regolazione BMI e metabolismo lattante

29 Cells of human breast milk Cell Mol Biol Lett. 2017; 22: 11

30 Gut Microbiota and Mucosal Immunity in the Neonate Med. Sci. 2018, 6, 56 I primi giorni GESTATI ON BI RTH I NFANCY Immune stem cell-migration and expansion Increased Tregs levels --> limited T cell and antibody production Treg cells upregulation and maternal antibodies transmission Colonization of immune cells to effect site Increase in effector and memory T/B cells Maturation of the innate and adaptive immunity Balanced presence of effector cells/ Tregs Th2 Maternal immune system skewed tolerance Maternal passive immunity Th1 Th1/Th2 balance First trimester Second trimester TOLERANCE Third trimester Bacterial colonization of the gut IMMUNOLOGICAL RESPONSIVENESS