Die Ergebnisse zeigten, dass Formeln, die eine Mischung aus Palmöl, Palmkernöl und Rapsöl (PALM) enthalten, zwar ähnliche Anteile an Palmitinsäure wie das menschliche Milchfett liefern, aber im Vergleich zu einer Mischung aus Sonnenblumen-, Kokosnuss- und Sojaöl (NoPALM) zu einer deutlich geringeren Fettaufnahme und Kalziumretention bei Säuglingen führen (Tabellen 1 und 4). Darüber hinaus wurden in den in dieser Studie untersuchten Formeln unterschiedliche Prozentsätze für die Aufnahme von Fettsäuren festgestellt (Tabelle 4). Die Ergebnisse stimmen mit denen anderer Studien überein, in denen die Kalzium- und Fettabsorption aus milchbasierten Rezepturen mit Palmoleinanteil mit der von Rezepturen ohne Palmolein verglichen wurde.
Im Vergleich zur Kalziumabsorption ist die Kalziumretention ein genauerer Marker für funktionelle Ergebnisse hinsichtlich der Auswirkungen von Kalzium in der Nahrung auf die Kalziumhomöostase. Borschel et al. wiesen einen signifikant (p = 0,041) niedrigeren Knochenmineralgehalt bei Terminkindern nach, die mit einer Palmolein-haltigen, teilhydrolysierten Molkeprotein-Nahrung gefüttert wurden, verglichen mit einer ähnlichen Nahrung ohne Palmolein. In einer anderen klinischen Studie wurden quantitative Gleichgewichtsstudien durchgeführt, um die Kalziumabsorption bei gesunden, volljährigen Säuglingen zu vergleichen, die mit Säuglingsnahrung auf der Basis von Caseinhydrolysat und Sojaprotein mit oder ohne Palmolein gefüttert wurden.
In einer anderen klinischen Studie wurden quantitative Gleichgewichtsstudien durchgeführt, um die Kalziumabsorption bei gesunden, volljährigen Säuglingen zu vergleichen, die mit Säuglingsnahrung auf der Basis von Caseinhydrolysat und Sojaprotein mit oder ohne Palmolein gefüttert wurden. Die Kalziumaufnahme unterschied sich nicht zwischen den beiden Gruppen. Allerdings war die Kalziumabsorption bei Säuglingen, die mit Caseinhydrolysat und Sojaprotein mit Palmöl gefüttert wurden, geringer als bei Säuglingen, die ohne Palmöl gefüttert wurden.
Es ist wichtig hervorzuheben, dass die Fettabsorption bei beiden in dieser Studie untersuchten Säuglingsnahrungen (PALM, 95,50 %; NoPALM, 96,55 %) mit derjenigen von Humanmilch (90,5-97,10 %) vergleichbar war. Allerdings bot nur die NoPALM-Formel eine Kalziumabsorption und -retention (58,00 bzw. 55,10 %), die mit den berichteten Werten der Muttermilch (58,70 bzw. 52,40 %) vergleichbar waren. Eine wichtige physiologische Folge der verringerten Bioverfügbarkeit von Kalzium ist die negative Auswirkung auf den Aufbau von Knochenmasse. Darüber hinaus ist eine gute Fettaufnahme für Säuglinge aufgrund des hohen Kaloriengehalts von Fett und seiner Rolle bei der Entwicklung des Gehirns wichtig.
Eine systematische Übersichtsarbeit über menschliche Interventionsstudien zu den Auswirkungen von Säuglingsnahrung mit dem Zusatz von Palmöl auf den Knochenmineralgehalt und die Knochenmineraldichte kam zu dem Schluss, dass gesunde Säuglinge, die mit einer Nahrung gefüttert wurden, die Palmöl als vorherrschendes Öl enthielt, signifikant niedrigere Werte für beide Parameter aufwiesen als Säuglinge, die eine Nahrung ohne Palmöl erhielten. Die Zugabe dieses Öls in Säuglingsnahrung zur Bereitstellung eines Fettsäureprofils in den erforderlichen Mengen führt zu einer geringeren Knochenmineralisierung.
In der aktuellen Studie wiesen Säuglinge, die mit NoPALM gefüttert wurden, signifikant höhere fäkale Konzentrationen von Öl-, Palmitin- und Stearinsäure auf als Säuglinge, die mit PALM gefüttert wurden, und höhere fäkale Konzentrationen von Palmitin-, Öl- und Linolsäure. Die Palmitinsäure machte einen großen Teil der nicht absorbierten Fettsäuren in der PALM-Nahrung aus (38,96 %). In Studien wurde berichtet, dass Säuglinge, die mit einer Milchnahrung gefüttert wurden, die Palmöl als vorherrschendes Fett enthielt, eine höhere fäkale Ausscheidung und eine geringere Aufnahme von Palmitinsäure aufweisen. In Palmolein ist die Palmitinsäure bevorzugt an den Positionen sn-1 und sn-3 des Triglyceridmoleküls verestert. Sie wird daher als freie Fettsäure aufgenommen, die sich im Darm mit Kalzium verbinden kann und Fettsäureseifen bildet, die mit dem Stuhl ausgeschieden werden, was zu einer geringen Aufnahme beider Nährstoffe führt. Darüber hinaus verfestigen sich die Fettsäureseifen im Darm aufgrund ihrer hohen Schmelztemperatur, was zu hartem Stuhl und Verstopfung beim Säugling führt.
Wie zuvor gezeigt, war der Prozentsatz der Palmitinsäureabsorption bei den Formeln PALM (97,56 %) und NoPALM (95,77 %) ähnlich (p = 0,094) (Tabelle 4). Nelson et al. verglichen die Absorption von Fettsäuren in einer Gruppe von Terminkindern, die eine Milchnahrung mit Palmöl (45 %), Sojaöl (20 %), Kokosöl (20 %) und Sonnenblumenöl (15 %) erhielten, mit einer Gruppe, die eine Nahrung mit einer Mischung aus Distel-, Kokos- und Sojaöl erhielt, und kamen zu dem Schluss, dass die Absorption von Palmitinsäure (91,70 %) in der Nahrung ohne Palmöl besser war. Im Gegensatz zu der Studie von Nelson et al. enthielt die PALM-Formel in der aktuellen Untersuchung jedoch neben Palmöl auch Palmkernöl. Während Palmolein aus dem Mesokarp der Frucht Elaeis guineans gewonnen wird, stammt das Palmkernöl aus dem Samen dieser Frucht, und beide haben unterschiedliche Fettsäurezusammensetzungen. Palmolein enthält 40-42,5 % Palmitinsäure, von denen 9 % in der sn-2-Position verestert sind, 9,4-13,52 % sind bereits im Kernöl enthalten, und 6 % befinden sich in der sn-2-Position. Diese Änderung der Fettzusammensetzung kann die Fettsäureaufnahme durch Säuglinge beeinflussen.
Die gesättigten Fettsäuren Laurin (C12:0) und Myristin (C14:0) wurden von Säuglingen, die mit NoPALM (99,70 bzw. 98,54 %) gefüttert wurden, signifikant (p < 0,05) besser aufgenommen als von Säuglingen, die mit PALM (98,89 bzw. 97,65 %) gefüttert wurden. Raiten empfahl in seinem Bericht über die Bewertung des Nährstoffbedarfs von Säuglingsanfangsnahrung nicht, Myristin- oder Laurinsäure in Säuglingsanfangsnahrung zuzusetzen, da es keine Daten gibt, die auf ihre spezifische Rolle als Nährstoffe in der Nahrung hinweisen. Diese Fettsäuren sind jedoch Bestandteil einiger Öle, die in Säuglingsnahrung verwendet werden, und die Autorin rät nicht von der Verwendung solcher Öle ab. Da keine Daten vorliegen, auf die sich eine Empfehlung stützen könnte, empfiehlt der Codex Alimentarius, dass der Höchstgehalt an Laurin- und Myristinsäure in Säuglingsanfangsnahrung 20 % der gesamten Fettsäuren nicht überschreiten sollte. Die untersuchten Säuglingsnahrungen wiesen Konzentrationen innerhalb dieser Werte auf (PALM, 12,26 %; NoPALM, 18,99 %) (Tabelle 1). Darüber hinaus wiesen die mit beiden Formeln gefütterten Säuglinge ähnliche Absorptionsraten von Laurin- und Myristinsäure auf wie die mit Muttermilch gefütterten Säuglinge.
Die Absorption von essentiellen Fettsäuren (18:2n6 und 18:3n3) war bei beiden Formeln ähnlich. Die Aufnahme von LCPUFA (ARA und DHA) war jedoch bei der NoPALM-Nahrung signifikant (p < 0,05) höher, selbst wenn die Aufnahme als Kovariate verwendet wurde (Tabellen 3 und 4). Die in dieser Studie gefundenen Werte waren besser als die von Moya et al. und Canielli et al. gefundenen. In diesen beiden Studien wurde jedoch die Aufnahme von Fettsäuren bei Frühgeborenen gemessen, was die niedrigeren Werte erklären könnte. Bislang ist unsere Studie die erste und einzige Studie, in der die Auswirkungen von Palmolein auf die Aufnahme von DHA und ARA bei Säuglingen untersucht wurden. Frühere Studien über Palmolein untersuchten Säuglingsnahrungen, die nicht mit DHA und ARA ergänzt wurden.
Die Bedeutung essentieller Fettsäuren als ernährungsbedingte Vorstufen für die Bildung von Eicosanoiden und Docosanoiden ist weithin bekannt. Die LCPUFA DHA und ARA werden aus ihren Vorläufern ALA bzw. LA gewonnen. ALA und LA können jedoch nicht synthetisiert werden, da die erforderlichen enzymatischen Desaturasen in der Nahrung nicht vorhanden sind. DHA und ARA kommen in hohen Anteilen in den Strukturlipiden der Zellmembranen vor, insbesondere in denen der Netzhaut und des Zentralnervensystems, und ihre Anreicherung erfolgt hauptsächlich im letzten Trimester der Schwangerschaft und im ersten Lebensjahr.
Früher war man davon ausgegangen, dass Säuglinge LCPUFA aus essenziellen Fettsäuren (ALA und LA) über das Elongase- und Desaturasesystem synthetisieren können. Es gibt jedoch Hinweise darauf, dass Säuglinge, die mit Säuglingsnahrung mit einem Mangel an LCPUFA gefüttert wurden, im Vergleich zu Säuglingen, die gestillt wurden oder mit Säuglingsnahrung mit LCPUFA-Ergänzung gefüttert wurden, deutlich niedrigere Plasma- oder Erythrozytenspiegel von DHA und ARA aufweisen, was darauf schließen lässt, dass die Enzymsysteme bei Säuglingen in den ersten Lebensmonaten ineffizient sein könnten.
In der Neugeborenenperiode ist ein ausgewogenes Verhältnis von n-6- und n-3-Fettsäuren in der Nahrung notwendig, um essenzielle mehrfach ungesättigte Fettsäuren für ein normales Wachstum und eine normale Entwicklung, insbesondere des Gehirns, bereitzustellen. Dieses Verhältnis ist wichtig, weil beide essentiellen Fettsäuren (ALA und LA) bei der Synthese von LCPUFA (DHA und ARA) um dasselbe Enzym konkurrieren. In dieser Studie lagen beide Säuglingsnahrungen innerhalb der vom Codex Alimentarius empfohlenen Spanne von 5:1 und 15:1 (PALM, 8:1; NoPALM, 12:1) und dem in der Muttermilch berichteten Verhältnis (10:1).
Die Supplementierung von Säuglingsnahrungen mit DHA und ARA für Terminkinder ist nach wie vor umstritten. Eine Meta-Analyse von Qawasmi et al. kam zu dem Schluss, dass die Ergänzung von Säuglingsnahrung mit LCPUFA keine signifikante Wirkung auf die Verbesserung der frühkindlichen Kognition hat; gegenteilige Ergebnisse wurden jedoch von Jiao et al. berichtet. Eine weitere Meta-Analyse ergab, dass die Ergänzung von Säuglingsnahrung mit LCPUFA die Sehschärfe von Säuglingen bis zum Alter von 12 Monaten verbessert. Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit kam nach einer Überprüfung der Literatur zu dem Schluss, dass DHA für Säuglingsnahrung erforderlich ist, ARA jedoch nicht. Crawford et al. stimmten dieser Meinung jedoch nicht zu und kommentierten die Empfehlungen zur Notwendigkeit von ARA in Säuglingsnahrung.
Die in dieser Studie vorgelegten Daten zeigen, dass die Absorption der Fettsäuren DHA und ARA bei den beiden untersuchten Säuglingsnahrungen ebenso effizient war wie bei der Muttermilch. Allerdings war die prozentuale Absorption bei der NoPALM-Nahrung signifikant höher.
Fisch- und Algenöle sind die Hauptquellen für DHA, die Säuglingsnahrung zugesetzt werden. Anders als in den Triacylglycerinen der Muttermilch, in denen DHA vorzugsweise in der sn-2-Position verestert ist, weisen Algen- und Fischöle jedoch keine starke Positionsspezifität auf; vielmehr sind die Anteile in den Positionen sn-1, sn-2 und sn-3 ähnlich. Unterschiede in der molekularen Struktur der Triacylglycerine in diesen Ölen können zu den Unterschieden in der Verdaulichkeit und Absorption dieser beiden Produkte beitragen.
Unsere Ergebnisse zeigten, dass DHA von Säuglingen, die mit der NoPALM-Nahrung gefüttert wurden, besser aufgenommen wurde als von Säuglingen, die die PALM-Nahrung erhielten. Die DHA-Quelle könnte diesen Unterschied teilweise erklären (NoPALM, Algenöl; PALM, Fischöl), da die Aufnahme dieser Fettsäure bei der PALM-Nahrung deutlich höher war. Clandinin et al. untersuchten die Vorteile der Ernährung von Frühgeborenen mit Fisch- und Algenöl als DHA-Quelle. Die Autoren beobachteten eine Gewichts- und Längenzunahme bei Säuglingen, die mit DHA aus Algenöl, nicht aber aus Fischöl gefüttert wurden; der Mechanismus für diese Zunahme war jedoch unklar. Tou et al. beobachteten auch den Einfluss der DHA-Quelle auf die Verdaulichkeit und die Aufnahme in das Gewebe von Ratten, die mit Futtermitteln aus verschiedenen Ölen gefüttert wurden. Im Gegensatz zu den oben genannten Studien an Frühgeborenen und Ratten ist es weniger wahrscheinlich, dass die DHA-Quelle einen Einfluss auf die DHA-Absorption hat, als der Einfluss von Palmöl in unserer aktuellen Studie, da wir menschliche Säuglinge im Endstadium untersuchten und keine Unterschiede in Bezug auf Gewicht oder Wachstum festgestellt wurden. Nichtsdestotrotz bleibt der Einfluss von DHA-Quellen auf die DHA-Absorption bei menschlichen Terminkindern ungetestet.
Ein Zusammenhang zwischen den fäkalen Ausscheidungen von Calcium und Fettsäuren, insbesondere Palmitin- und Stearinsäure, wurde für die PALM-Nahrung nachgewiesen. Der Anstieg der Kalziumausscheidung war signifikant (p < 0,01) und direkt proportional zu den Ausscheidungen von Palmitin- und Stearinsäure in der PALM-Nahrung (r s = 0,71 bzw. r s = 0,69). Bei der NoPALM-Formel waren diese Korrelationen jedoch umgekehrt proportional, aber nicht signifikant (p > 0,05) (r s = -0,10 bzw. r s = -0,40) (Abb. 2). Diese Daten bekräftigen die Hypothese, dass die Ausscheidung und damit die Aufnahme von Kalzium eng mit der Palmitinsäurequelle in der Säuglingsnahrung zusammenhängt. Die Palmitinsäure aus Palmöl wird nicht effizient absorbiert, sondern bildet im Darmtrakt unlösliche Kalziumseifen, wodurch ein Teil des Kalziums aus der Nahrung für die Absorption nicht verfügbar ist. Die Beobachtung einer hohen Korrelation zwischen Kalzium- und Palmitinsäureausscheidung bei Säuglingen, die mit palmölhaltiger Nahrung gefüttert werden, was zu einer geringen Kalziumabsorption und -speicherung führt, wird auch von anderen Autoren bestätigt.
Ob der reduzierte Prozentsatz der Absorption von Fett, Fettsäuren und Kalziumspeicherung, der durch die Aufnahme von Palmöl in Säuglingsnahrung verursacht wird, klinisch relevant ist, ist eine Frage der Perspektive. Ein fäkaler Verlust von 0,22 g Fett/kg (PALM) und 0,14 g/Fett/kg (NoPALM) entspricht einem Verlust von 9,95 kJ/kg (2,4 kcal) bzw. 6,30 kJ/kg (1,50 kcal) pro Tag. Normale Säuglinge sind sicherlich in der Lage, die Energiezufuhr proportional zu erhöhen, um einen Energieverlust dieser Größenordnung auszugleichen, aber Frühgeborene haben aufgrund der Unreife des Darms möglicherweise Schwierigkeiten. Der fäkale Verlust pro Tag kann als gering angesehen werden, sollte aber während des ersten Lebensjahres, wenn Säuglinge fast ausschließlich mit Säuglingsnahrung gefüttert werden, berücksichtigt werden. Da Fett bis zu 50 % des Gesamtkaloriengehalts der meisten Säuglingsanfangsnahrungen ausmacht, ist es wichtig, die Unterschiede in der Absorption bei verschiedenen Fettquellen zu berücksichtigen. Die Schätzung der Kalorienzufuhr allein auf der Grundlage der Milchzusammensetzung ist wahrscheinlich ein verwirrender Faktor, wenn Fette unterschiedlicher Herkunft berücksichtigt werden. In ähnlicher Weise deutet eine verringerte Kalziumaufnahme auf eine verminderte Ablagerung von Knochenmineralien hin. Koo et al. wiesen nach, dass Unterschiede in der Kalziumaufnahme bei Säuglingen, die mit und ohne Palmöl gefüttert wurden, zu signifikanten Unterschieden im Knochenmineralgehalt im Alter von drei und sechs Monaten führten. Es sind jedoch weitere Langzeitstudien erforderlich, um diesen Einfluss zu bewerten.
Eine Einschränkung unserer aktuellen Studie betrifft den für einige Variablen beobachteten Carryover-Effekt zwischen den untersuchten Zeiträumen, der die nach dem zweiten Zeitraum erzielten Ergebnisse verzerren kann. Das Crossover-Design wird in klinischen Studien verwendet, um eine unverzerrte Schätzung der Differenz zwischen den Behandlungseffekten zu erhalten. Bei Vorliegen eines differentiellen Übertragungseffekts kann eine solche Schätzung nur durch die Verwendung von Daten aus dem ersten Behandlungszeitraum oder durch die Annahme, dass es keinen differentiellen Übertragungseffekt gibt, erzielt werden. Nach William und Pater ist es in vielen Situationen unwahrscheinlich, dass ein Übertragseffekt vorliegt. Diese und andere Autoren raten jedoch, dass bei Verwendung eines Crossover-Designs die Analyse nur auf den Daten der ersten Periode basiert, es sei denn, Übertragungseffekte sind vernachlässigbar. Die Auswertung nur der Daten der ersten Periode ist jedoch ein einschränkender Faktor, da sie die Varianz erhöht, da die Variabilität zwischen den Probanden nicht eliminiert wird. In anderen Studien kann die Verwendung von Washout-Perioden zwischen den Verabreichungen von Interventionen verwendet werden, um Verschleppungseffekte zu bekämpfen.