Żywienie a metabolizm                

 we wczesnym okresie życia.

Ryszard Lauterbach

Klinika Neonatologii 

Collegium Medicum UJ

 

 

Co to jest metabolizm ?

  

•

Przemiany biochemiczne i energetyczne 

zachodzące w komórkach organizmów 

żywych i stanowiące podłoże wszelkich 

zjawisk biologicznych. 

–

Kataboliczne – rozkład związków chemicznych 

występujących w żywności

 oraz wcześniej 

istniejących tkankach – główne źródło energii 

potrzebnej do życia

–

Anaboliczne – synteza złożonych związków 

chemicznych prowadząca do wzrostu masy 

organizmu i rozrostu jego tkanek, 

wymagająca wydatkowania energii 

–

Związki regulujące szybkość przemian: 

enzymy, koenzymy, hormony, witaminy.   

 

 

Jakie czynniki decydują o 

poziomie metabolizmu ?

  

•

Czynniki genetyczne – warunkują 

ekspresję poszczególnych aktywnych 

metabolicznie białek: enzymów, 

hormonów itd.. 

•

 Czynniki środowiskowe: największy 

wpływ 

–

 pierwsze miesiące rozwoju płodu

–

pierwsze tygodnie życia po urodzeniu

–

rozpoczęcie konsumpcji pokarmów 

stałych 

 

 

Genetyka czy środowisko ?

Przyrodnie rodzeństwo – korelacja 

pomiędzy masami urodzeniowymi ciała 
w przypadku tych samych matek: 0.58; 
tych samych ojców: 0.1

Transfer embrionu – masa urodzeniowa 

koreluje w znaczniejszy sposób z matką 

otrzymującą 

Wielkość macicy – istotny czynnik 

determinujący wielkość płodu

 

 

Co decyduje o wielkości 

płodu ?

Genom płodu – określa potencjał wzrostu – 

odgrywa rolę drugorzędną w osiąganiu 

ostatecznej wielkości

Dominujący wpływ na ostateczny wymiar 

płodu mają czynniki żywieniowe i 

hormonalne w których rozwija się płód – 

dostawa składników odżywczych i tlenu 

Krzywa wzrostu matki w okresie płodowym i 

masa urodzeniowa ciała ( nie ojca ) – 

utrwalone zmiany metaboliczne w okresie 

życia płodowego matki

 

 

Dieta matki a stan odżywienia 

płodu

Rodzaj diety bardziej wpływa na 

zaburzenie proporcji ciała niż 

na masę urodzeniową

Mniej produktów mlecznych w 

końcowym trymestrze ciąży – 

„szczuplejsze” noworodki – 

jednak brak wyraźnej korelacji 

pomiędzy ilością podaży 

nabiału a masą urodzeniową

 

 

Wpływ łożyska na stan odżywienia 

płodu

Wielkość łożyska wyraźnie koreluje z 

wielkością noworodka po urodzeniu

Nadmierne odżywianie się (szczególnie 

zbyt duża ilość węglowodanów przy 

relatywnie niskiej podaży białka) we 

wczesnym okresie ciąży wywiera 

supresyjny wpływ na wzrost łożyska 

Zbyt małe łożysko – zbyt mały transport 
Zbyt duże łożysko – zbyt duża konsumpcja

 

 

Co to jest „programowanie 

metabolizmu”

„

Plastyczność” – zdolność organizmu do uruchamiania 

biologicznych mechanizmów  adaptacyjnych pod 

wpływem bodźców biologicznych – korzyść w aktualnej 

sytuacji – zmiany mogą być trwałe – plastyczność 

największa we wczesnym okresie płodowym i w 

pierwszych 2-4 tygodniach po urodzeniu

Żywienie – ważnym bodźcem biologicznym – jeżeli 

stymulacja w „okienku” organogenezy tkanek 

docelowych to dochodzi do trwałych zmian w 

metabolizmie narządu – konsekwencje tych zmian w 

dorosłym życiu – otyłość, cukrzyca II typu, choroby 

sercowo-naczyniowe !

 

 

 

Wpływ diety w ciąży na metabolizm – 

badania eksperymentalne

Zmiana diety : redukcja białka z 20% do 8% 

powoduje u płodu trwałe zmiany w budowie 
trzustki, zmniejszoną produkcję i wydzielanie 
insuliny - wzrost apoptozy a zmniejszenie 
proliferacji komórek – zmiany zachodzą także 
w mózgu – brak ochrony – zmiany 
enzymatyczne – ułatwienie syntezy lipidów – 
metabolizm jak u zdrowego osobnika w 
czasie głodu.   

 

 

Wpływ diety w ciąży na metabolizm – 

badania eksperymentalne c.d.

Długotrwały stan hiperglikemii płodu (cukrzyca 

niekontrolowana u ciężarnych, zbyt duże 
spożycie węglowodanów !)  jeżeli wystąpi na 
pewnym etapie rozwoju mózgu  -  powoduje 
uszkodzenie podwzgórza: zaburzenie 
wydzielania neuropeptydów – w jelitach 
wzrost wydzielania GLP-1  - zmiany te 
prowadzą u osobników dorosłych do otyłości 
i odmiennej tolerancji glukozy w organizmie 
(także w mózgu).   

 

 

Wpływ diety w ciąży na metabolizm – 

badania eksperymentalne c.d.

Redukcja diety ciężarnych o 30% powoduje u 

potomstwa wystąpienie nadciśnienia, 
hiperfagii, otyłości, zaburzenie wydzielania 
insuliny i leptyny w dojrzałym wieku. 

Długotrwały stan hiperglikemii płodu (cukrzyca 

niekontrolowana u ciężarnych) powoduje 
uszkodzenie komórek B, obniżenie 
wydzielania insuliny, zmniejszenie 
receptorów insulinowych, obniżoną zdolność 
wykorzystania glukozy u płodu. 

 

 

Programowanie metaboliczne i 

dziedziczenie pozagenowe - 

epigenetyka

Fluktuacje żywieniowe we wczesnym okresie życia  mogą 

wywoływać zmiany w budowie chromatyny – 
modyfikacja procesów post-translacyjnych; poprzez 
udział w procesie metylacji DNA : hamowanie 
transkrypcji – znane czynniki: kwas foliowy, witaminy 
B12 i B6, metionina…. 

Mogą one dotyczyć komórek somatycznych oraz 

rozrodczych – transmisja do płodów żeńskich

 

 

 

Materiał 

genetyczny

Metaboliz
m 

 

 

Okres pierwszych dni po 

urodzeniu

Przerwanie dowozu aminokwasów i energii – okres 

głodu – uruchomienie wielu mechanizmów 
adaptacyjnych - szczególnie wrażliwy moment na 
trwałe zmiany w metabolizmie

 

zabezpieczenie glukozy – wątroba, nerki 
endogenna produkcja glukozy
przemiana białek – proteoliza / synteza
energia – lipidy – 50% udziału energetycznego w 
żywieniu enteralnym

 

 

 

Jak ważne są pierwsze dni po urodzeniu 

dla dalszego rozwoju – dane 

eksperymentalne

M

a

sa

 

ci

a

ła

M

a

sa

 

ci

a

ła

pierwsze 3 tygodnie

OKRES NIEDOŻYWIENIA

9-12 tydzień życia

0-3

20

40

60 tygodni

0      2      4      6      8      10      12      14      16      18      
20

Żywione 
prawidłowo

Niedobór pożywienia

McCance, Lancet

 

 

Wpływ żywienia we wczesnym okresie po 

urodzeniu na dalszy rozwój – dane 

eksperymentalne

 

Podaż zbyt dużych objętości pokarmu w okresie 

ssania powodowała u pięcioletnich małp: 

40% wzrost masy ciała oraz 5 krotnie większą 
ilość tkanki tłuszczowej u małp płci żeńskiej  
brak różnic w masie ciała i 3 krotnie większą 
ilość tkanki tłuszczowej u małp płci męskiej

 

 

 

Jak ważny jest wczesny okres po 

urodzeniu dla dalszego rozwoju – dane 

eksperymentalne 

  Podaż zbyt małych objętości pokarmu - energii 

 w okresie ssania - u dorosłych osobników 
dwukrotnie większe stężenie insuliny  
Dieta wysoko-węglowodanowa - wzrost 
aktywności enzymów (heksokinaza), wzrost 
ekspresji genów dla insuliny, białek 
transportujących glukozę – zmiany te 
przetrwały u osobników dorosłych a także 
zostały wykazane u potomstwa tych zwierząt  

 

 

 

mózg

trzustk
a

AD

IPO

CY

TY

żołąde
k

Jelito 
cienki
e

Dieta wysoko-
węglowodanow
a w okresie 
pierwszych 
tygodni życia 

GRELINA

GLP-1

INSULINA

INSULINA

LEPTYN
A

HIPERINSULINEMIA

ZMIANY ADAPTACYJNE 
- INSULINOOPORNOŚĆ

OTYŁOŚĆ

Patti J 2006

 

 

Efekty odległe ?.

Czy stosowanie u niemowląt zbyt wcześnie zbyt 

dużej ilości węglowodanów w postaci soczków, 
owoców, kaszek i innych tego typu wyrobów 
tak popularnych w krajach zachodnich (USA) 
kilka dekad wcześniej nie doprowadziło do 
stwierdzanych tam coraz częściej zaburzeń, 
których końcowym efektem jest łakomstwo i 
otyłość, obserwowane już w relatywnie 
młodym wieku ?

 

 

Wpływ żywienia we wczesnym okresie po 

urodzeniu na dalszy rozwój – dane 

eksperymentalne

 

Zmiany w ilości komórek – redukcja komórek 

OUN  w czasie niedoborów - w późniejszym 

okresie nie występuje

Selekcja klonalna – rozrost komórek 

wykazujących nieznacznie tylko odmienny 

metabolizm – przy deficycie tłuszczu rozrost 

komórek o wyższej aktywności lipogenicznej – 

powoduje to zmianę budowy narządu i 

odrębności w metabolizmie 

 

 

 

Żywienie we wczesnym okresie życia a 

występowanie cukrzycy I typu 

  Obecność antygenów mleka krowiego – 

zaburzenie regulacji immunologicznej – limfocyty 
T przeciw komórkom wysepek beta – odczyn 
zapalny – Cytokiny - destrukcja  
U niemowląt z grupy ryzyka - hydrolizaty białka 
w pierwszych 6-8 miesiącach żywienia, kwasy 
tłuszczowe omega-3 – zmniejszenie odczynu 
zapalnego, witamina D – regulator procesu 
transkrypcji – może wpływać na ekspresję genów 

 

 

 

Różnice w metabolizmie białek w 

zależności od dojrzałości dziecka 

26 t.c. – 80g – utrata -1-2%; 
40 t.c. – 400g – utrata – 0.3%; dorosły – 0.01%.
ELBW – większa utrata białka w porównaniu do 

noworodków donoszonych
synteza białek o 20% większa w porównaniu do 
donoszonych noworodków 
proteoliza o 30% większa w porównaniu do 
donoszonych noworodków  

Szybki wzrost – przebudowa tkanek

 

 

 

Różnice w metabolizmie białek w 

zależności od dojrzałości dziecka c.d.

Hamowanie proteolizy  poprzez podaż dożylną 

aminokwasów:
donoszone: 1.2g/kg – zahamowanie o 10%; 
   2.4g/kg – zahamowanie 0 20%
wcześniaki (32 t.c.) – dopiero 2.4g/kg - efekt
wcześniaki 25-27 t.c. – podaż – 3.0-3.5g/kg ! 
Podaż glukozy nie zmniejsza proteolizy

 

 

 

Różnice w metabolizmie glukozy w 

zależności od dojrzałości dziecka 

Glukoza: podstawowe źródło energii dla mózgu
W okresie płodowym brak endogennej produkcji 

glukozy – proces glukoneogenezy nieaktywny

Endogenna produkcja glukozy – glikogenoliza + 

glukoneogeneza – zależna od dojrzałości

 Donoszone noworodki: 3-4 mg/kg/min
 Wcześniaki 33 t.c.: 6 mg/kg/min
 Wcześniaki 26 t.c.: 8-9 mg/kg/min

 

 

Różnice w metabolizmie glukozy w 

zależności od dojrzałości dziecka c.d. 

Podaż glukozy z szybkością 6 mg/kg/min hamuje

  (ponad 90%) endogenną produkcję u 

donoszonych i wcześniaków 32-36 t.c.
wcześniaki 26-27 t.c. – podaż 8-9 mg/kg/min 
wywiera podobny efekt

Aby zabezpieczyć potrzeby organizmu na glukozę i 

zachować zapasy endogennej należy zróżnicować 
podaż glukozy w zależności od dojrzałości

 

 

Różnice w metabolizmie glukozy w 

zależności od dojrzałości dziecka c.d. 

Proces glukoneogenezy uruchamiany natychmiast 
po urodzeniu 
donoszone – 30% produkcji glukozy
wcześniaki – 30 – 80% produkcji glukozy
głównym substratem u ELBW – glicerol    

podaż 

lipidów; 
istotny udział mleczanu – z komórek mięśniowych 
do wątroby; ciała ketonowe – pokarm naturalny

 

 

Różnice w zapotrzebowaniu na 

energię w zależności od dojrzałości 

dziecka 

Minimalne zapotrzebowanie (resting energy 

expenditure) energetyczne u donoszonych i 

wcześniaków > 31 t.c – wynosi około 40 

kcal/kg/d 

(Bauer K i wsp. J Pediatr 2003; 142:390-396)

 

Aby utrzymać równowagę energetyczną (bilans 

zerowy) należy podać u wcześniaków > 31 t.c. 

około 65 kcal/kg/d  natomiast u noworodków  

ELBW w pierwszym tygodniu życia – około 80-

90 kcal/kg/dobę 

(Carr B i wsp. Pediatr Res, 2000, 47;284)

 

 

Różnice w zapotrzebowaniu na 

energię w zależności od dojrzałości 

dziecka c.d. 

Przemiana białek najbardziej intensywna u 

ELBW – synteza 1 g białka – 5.5 kcal
- synteza 1 g tłuszczu – 1.5 kcal   
relacja kalorie/białko
podaż dożylna – 20-25 kcal/g
podaż enteralna – 30 kcal/g
CPAP – wyraźne zmniejszenie wydatków 

energetycznych  

(Bauer K i wsp. J Pediatr 2003; 142:390-396)

 

 

 

Jak można oceniać adekwatność  

stosowanego żywienia ?  

Monitorowanie stężenia w surowicy krwi:  potasu, sodu, 

chloru, dwuwęglanów – pierwszy tydzień życia – 

codziennie w czasie stosowania TPN; następnie przed 

zmianą składu TPN;   
w żywieniu enteralnym w czasie terapii diuretykami – 

dwukrotnie w ciągu tygodnia;

Monitorowanie stężenia w surowicy krwi: wapnia, magnezu, 

fosforu – codziennie w pierwszych 3 dniach życia a 

następnie co drugi dzień aż do stanu stabilizacji;              

u wcześniaków < 32 t.c. fosfor + fosfataza alkaliczna       

w s-cy krwi raz w tygodniu;  - wpływ furosemidu, 

cytrynianu kofeiny, glikokortykosteroidów

 

 

Jak można oceniać adekwatność  

stosowanego żywienia ? c.d.

Monitorowanie stężenia w surowicy krwi:  

glukozy  - w zależności od predyspozycji do hipoglikemii – 

codziennie  
trójglicerydów w żywieniu parenteralnym – raz na tydzień

Ograniczona wartość: stężenie mocznika w s-cy krwi !  (jedynie 

20% wyprodukowanego mocznika jest wydalane – reszta 

wraca do puli azotowej – u donoszonych) 

albuminy – half-life: 14-21 dni – można oznaczać 1-2 w ciągu 

miesiąca – np.. przy TPN – informacja o poziomie białek w 

organizmie

 

 

Jak można oceniać adekwatność  

stosowanego żywienia ? c.d.

Monitorowanie stężenia w surowicy krwi:  

transferyna – half-life: 9 dni –   spadek stężenia 

żelaza powoduje wzrost transferyny  natomiast stan 

zapalny, infekcja – spadek jej stężenia

transtyretyna – prealbumina – half-life: 2-3 dni, 

długotrwały (2 tygodniowy) wzrost po podaży 

sterydów (prenatalnie i po urodzeniu)
oznaczanie stężenia 1 raz w tygodniu – obniżenie 

wartości o ponad 10% - ujemny bilans azotowy – 

możliwe zahamowanie wzrastania wcześniaków 

 

 

Jak można oceniać adekwatność  

stosowanego żywienia ? c.d.

Monitorowanie stężenia w surowicy krwi   

IGF-1 oraz IGFBP-2 oraz IGFBP-3 – w fazie prób 

klinicznych
IGF-1 – korelacja z podażą białek
IGFBP-3 – korelacja z podażą kalorii

Pomiary masy ciała, obwodu głowy, długości ciała – 

podstawa oceny

Pomiar fałdu skórnego – u pacjentów z masą ciała > 

2000 g 

 

 

Czy szybki catch-up to sukces ?

Zarówno niska masa urodzeniowa jak i szybki jej 

przyrost po urodzeniu a zwłaszcza kombinacja tych 

dwóch czynników – istotne ryzyko chorób sercowo-

naczyniowych, osteoporozy i cukrzycy II typu w wieku 

dorosłym 

(Ty U i wsp. Am J Epidemiol, 2005, 161;27-32)

Wcześniaki, które nie wykorzystują swojego potencjału 

wzrostowego w pierwszych tygodniach życia – gorsze 

rokowanie w odniesieniu do wzrostu i rozwoju 

neurologicznego 

(Brandt I i wsp. J Pediatr 2003, 142;463-468)

  

 

 

Czy szybki catch-up to sukces ? 

c.d.

 
Znaczna ilość badań sugeruje brak różnic w wystąpieniu 

catch-up w zależności od podaży mieszanek 

zawierających zwiększoną zawartość białka i kalorii – 

podkreśla się możliwość działania niekorzystnego na 

rozwój neurologiczny -  opisywano przejściowe znaczne 

obniżenie wskaźników rozwoju w skali Bayleya (BMDI)

(Lucas A, i wsp. Pediatrics, 2001); (Cooke RJ, i wsp. Pediatr Res, 2001); 

(Henderson GF i wsp. Cochrane Database Syst Rev 2005; 18) 

Żywienie mlekiem matki  (+ wzmacniacz) LBW – podobny 

przyrost masy ciała i obwodu głowy jak przy stosowaniu 

wzbogaconych mieszanek natomiast lepsze wskaźniki 

rozwoju  BMDI 

(O’Connor D i wsp. J Pediatr Gastroenterol Nutr 2003; 

37;437-446)

 

 

Wisdom is not what you know

But what you do with what 
you know 

Anonymus

 

 

Dane do wykorzystania dla 

neonatologa. 

Okres pierwszych 2-4 tygodni po urodzeniu niezwykle 

istotny dla dalszego rozwoju i  stanu zdrowia w 
okresie dojrzałości – szczególnie dotyczy to 
noworodków z ekstremalnie małą urodzeniowa masą 
ciała

Minimalna ilość kalorii w pierwszym tygodniu życia dla 

noworodków donoszonych oraz wcześniaków 
powyżej 32 t.c. wynosi 40kcal/kg/dobę – dla ELBW  
powinno być więcej – 60kcal/kg/dobę

 

 

Dane do wykorzystania 

………………….. 

Aby uzyskać zerowy bilans energetyczny u noworodków 

donoszonych i wcześniaków > 32 t.c. potrzebna jest 

podaż 65 kcal/kg/dobę – w przypadku ELBW sugeruje 

się podaż 90 kcal/kg/dobę

Podaż białka w pierwszej dobie życia szczególnie ważna u 

ELBW - odwrotnie proporcjonalna do dojrzałości – 

dawki nie mogą być niższe od 2.5-3.0 g/kg/dobę – 

niektórzy sugerują 3.5-4.0 g/kg/dobę

Podaż glukozy u noworodków donoszonych i 

wcześniaków >32 t.c. w dawce 6mg/kg/min; natomiast 

u ELBW – 8-9 !!!!  

 

 

Dane do wykorzystania 

………………….. 

Zalecenia dotyczące karmienia – zależne od relacji masa 

ciała/wiek pokoncepcyjny; ustalane przy wypisie dziecka

Noworodki z masą ciała właściwą dla wieku 

pokoncepcyjnego: karmienie piersią jeżeli to tylko 
możliwe; jeżeli mieszanką to ze standardowymi 
wartościami kalorii, białka i wapnia                kalorie: 
67kcal/100ml; białko: 1.5g/100ml; Ca: 45mg/100ml oraz 
dodatkiem LCPUFA

Noworodki z masą ciała za małą dla wieku 

pokoncepcyjnego: karmienie piersią z dodatkiem 
„wzmacniaczy”      karmienie mieszanką „postdischarge” : 
białko: 1.9g/100ml; kalorie: 74kcal/100ml; Ca: 
75mg/100ml + LCPUFA – kontynuować taki sposób 
karmienia aż do 40-52 tygodnia wieku pokoncepcyjnego  

(ESPGHAN Committee on Nutrition, JPGN, 2006)

 

 

Moje wątpliwości

Czy u dzieci urodzonych z cechami hipotrofii – 

wynikającej ze zbyt małej podaży białka w okresie 

płodowym nie należałoby zastosować diety 

zawierającej białko i kalorie w ilości podobnej do 

pokarmu naturalnego zamiast wymuszać szybki catch-

up stosując diety o znacznie większej zawartości białka 

i kalorii ? 

Czy takiego „stonowanego” sposobu odżywiania nie 

należałoby zalecać przez dłuższy okres czasu aby w 

wieku dorosłym uniknąć chorób sercowo-

naczyniowych, cukrzycy itp..? 

Czy lepiej być wysokim, przystojnym grubasem z 

nadciśnieniem i cukrzycą czy też drobnym, zdrowym, 

sympatycznym facetem z nieco lepszym ilorazem IQ ? 

 

 

Jestem za 

czekoladą

firmy Nestle        

na śniadanie, 

obiad, 

podwieczorek        

  i na kolację