L’allattamento al seno ha effetti benefici sia per la madre che per il bambino. Protegge i neonati dalle malattie infettive. Riduce i tempi di recupero durante la malattia ed è associato a un miglioramento dello sviluppo cognitivo. Di conseguenza, l’Organizzazione mondiale della sanità raccomanda l’allattamento al seno esclusivo per i primi sei mesi di età e l’allattamento al seno continuato fino ad almeno due anni di età. Il latte umano contiene tutti i nutrienti (essenziali) necessari per la crescita e lo sviluppo ed è responsabile del trasferimento di una pletora di fattori bioattivi come ormoni, fattori immunitari e possibilmente microbiota dalla madre al bambino.

A differenza dell’alimentazione artificiale, la composizione del latte materno varia al fine di soddisfare le esigenze fisiologicamente mutevoli del bambino. La composizione del latte è diversa tra madri e tra appartenenti a diverse popolazioni, tra neonati a termine e pretermine, e può anche essere diversa se il neonato è un maschio o una femmina. Inoltre, alcuni componenti del latte umano sembrano cambiare nel corso della giornata. Nel nostro articolo andremo proprio ad indagare la composizione del latte materno e come questa cambi seguendo un suo ritmo diurno o circadiano.

Come funziona l’orologio biologico

Come quasi tutti gli organismi viventi, gli esseri umani possiedono un orologio circadiano endogeno che promuove la sopravvivenza aiutandoci ad anticipare i cambiamenti ambientali prevedibili come luce, temperatura, rumore, cibo ed esercizio.

Un oscillatore molecolare autosufficiente, composto dai geni dell’orologio, si trova praticamente in tutte le cellule del nostro corpo. Questo oscillatore guida l’espressione ritmica dei geni controllati dall’orologio, che costituiscono il 10-20% del trascrittoma di un tessuto. Il ritmo è di quasi 24 ore e si traduce in variazioni circadiane dei livelli ormonali, dell’attività enzimatica e dell’attività cellulare nella maggior parte delle cellule del corpo. Per mantenersi in fase con il ciclo giorno-notte, il sistema circadiano utilizza la luce. Le informazioni provenienti dai fotoni sincronizzano il “master clock” nel nucleo soprachiasmatico nell’ipotalamo.

Questo processo è chiamato “trascinamento”. Il nucleo soprachiasmatico, a sua volta, funge da sincronizzatore per tutti gli oscillatori periferici. È importante sottolineare che l’assunzione di cibo può influenzare la fase di questi oscillatori periferici. La deregolamentazione dell’orologio circadiano può portare a problemi di salute, come disturbi del sonno e malattie metaboliche. Nel primo periodo postnatale, l’orologio circadiano non è ancora completamente funzionante. Tuttavia, i primi segni del un ritmo circadiano nel feto possono essere osservati a partire dalla 30esima settimana di gestazione. La sincronizzazione del ritmo circadiano del neonato con il suo nuovo ambiente al di fuori dell’utero dipende da segnali esterni come l’esposizione alla luce e i tempi di alimentazione.

È molto probabile che le fluttuazioni circadiane nella composizione del latte materno aiutino il trasferimento di informazioni come l’ora del giorno dalla madre al neonato. Si può parlare pertanto di “crono-nutrizione“. Quindi se si alimenta il bambino con il latte estratto in precedenza con il tiralatte quest’ultimo avrà una composizione diversa che non combacia con il momento della giornata in cui si somministra. Tutto ciò può avere conseguenze per lo sviluppo dell’orologio circadiano e dell’omeostasi del sonno.

Una migliore comprensione della cronobiologia del latte umano potrebbe portare a raccomandazioni essenziali come i tempi di alimentazione del neonato e i tempi di estrazione del latte.

Macronutrienti del latte materno e possibili fluttuazioni

Carboidrati

I carboidrati sono un’importante fonte di energia per il metabolismo neonatale, soprattutto per il cervello. Come mostrato in tre studi la concentrazione totale di carboidrati nel latte umano non mostra alcuna variazione circadiana. Anche il contenuto di lattosio del latte umano non ha un ritmo circadiano.

Proteine

Le proteine ​​contengono amminoacidi (essenziali), che servono come mattoni per molte vie anaboliche neonatali. Inoltre, sono un’importante fonte di energia. Il contenuto proteico totale del latte umano non mostra variazioni circadiane.

Tre studi hanno dimostrato che esiste una variazione circadiane nella concentrazione degli amminoacidi triptofano, metionina, istidina, fenilalanina e tirosina. In particolare il triptofano presenta un picco al mattino presto.

Grassi

Il latte materno nella sua componente grassa contiene il 50% dell’approvvigionamento energetico per il neonato. Fornisce gli acidi grassi essenziali che sono necessari per il sistema nervoso centrale e per lo sviluppo della retina. Diversi studi riportano la variazione circadiana nella concentrazione totale di grassi. Nella maggior parte degli studi il picco è stato registrato la sera.

Nel complesso, nonostante il fatto che vari fattori come la dieta materna e la durata dell’allattamento influenzino il contenuto di grassi del latte umano, la maggior parte degli studi indica la presenza di una variazione circadiana nella concentrazione di grassi totali del latte umano con picco serale. Per i triacilgliceroli, che costituiscono più del 95% dei lipidi totali, i risultati sono chiaramente in linea con i lipidi totali, gli studi infatti riportano una variazione circadiana significativa con il suo nadir (valore minimo) al mattino e picco nel pomeriggio o alla sera. Lo stesso si può concludere per il colesterolo. Diversi studi hanno infatti riscontrato una variazione circadiana con picco serale.

Vi sono fluttuazioni dei micronutrienti del latte materno?

Vitamine

Complessivamente, le vitamine A, B1 (tiamina), B2 (riboflavina), B3 (niacina), B6 ​​(piridossina), B8 (biotina), B12 (cobalamina), vitamina E (tocoferolo) e colina non mostrano variazioni circadiane, mentre uno studio ha dimostrato che la vitamina B11 (folato) mostra variazioni circadiane. Tuttavia, le prove sono limitate e, pertanto, i risultati sulla presenza di variazione circadiana nelle vitamine del latte umano non sono conclusivi.

Oligoelementi ed elettroliti

Il ferro mostra costantemente variazioni circadiane di concentrazione con picco durante la sera o la notte. Uno studio ha dimostrato che la variazione circadiana della concentrazione di ferro non si verifica nelle madri con carenza di ferro.

I livelli di sodio e potassio mostrano probabilmente un ritmo circadiano sulla base di alcuni studi che sono stati effettuati.

Le concentrazioni di calcio nel latte umano non mostrano invece variazioni circadiane e lo stesso vale per il rame.

Le concentrazioni di zinco nel latte umano invece seguono un ritmo circadiano con picco al mattino. Per fosforo, magnesio, CuZn-superossido dismutasi, ioduro, iodio e molibdeno, gli studi sono invece contraddittori o limitati.

Fluttuazione dei fattori bioattivi

Ormoni

Tra tutti i fattori endocrini presenti nel latte umano, la melatonina è di gran lunga la più studiata in relazione alla ritmicità. La melatonina oltre ad essere fondamentale per regolare il ritmo sonno-veglia, è un importante antiossidante, agente antinfiammatorio, agente antinocicettivo e regolatore immunitario. Nel latte materno la melatonina segue una variazione circadiana con picco medio notturno di circa 46,9 ± 4,2 pg/mL.

I glucocorticoidi, fondamentali per la regolazione della risposta allo stress, mostrano un ritmo circadiano che può essere già rilevato nei bambini a partire da un mese di età e continua a svilupparsi durante il primo anno di vita. Nel latte umano, il cortisolo e la sua forma inattiva cortisone mostrano variazioni circadiane con la concentrazione più alta al mattino.

Per la leptina, la prolattina e la proteina correlata all’ormone paratiroideo (PTHrP), l’evidenza è troppo limitata, ma alcuni studi hanno mostrato variazioni circadiane anche in questi componenti endocrini del latte umano. In conclusione, le concentrazioni di ormoni del latte umano attualmente studiate mostrano una variazione circadiana con un pattern specifico identificato per ciascun ormone.

Latte materno e i fattori immunitari

Il latte materno contiene vari fattori immunitari che giocano un ruolo fondamentale nella salute del neonato. Diversi studi hanno riportato risultati contraddittori ed inconcludenti a proposito di un possibile ritmo circadiano delle immunoglobuline IgA, IgG e IgM. Allo stesso modo, non è possibile trarre conclusioni sull’esistenza di variazioni circadiane nei livelli di citochine. Anche per il fattore di necrosi tumorale (TNF) –α e il fattore di crescita trasformante (TGF) -β i risultati sono inconcludenti. Lo stesso vale per l’interferone (IFN)-γ e per la lattoferrina. Si è visto invece che i livelli di interleuchina (IL)-2 nel colostro delle madri che hanno effettuato un parto vaginale erano più alti a mezzanotte rispetto alle ore 12:00. Tutto ciò non accade invece nel colostro delle madri che hanno effettuato il parto con taglio cesareo.

Nel complesso possiamo affermare che in letteratura non vi sono forti evidenze che segnalano la presenza di una variazione circadiana dei fattori immunitari nel latte umano.

Ruolo fisiologico della ritmicità circadiana nel latte umano

Possiamo affermare quindi che esistono numerosi studi che confermano la variazione circadiana nel latte umano del triptofano, dei grassi, del triacilglicerolo, del colesterolo, del ferro, della melatonina, del cortisolo e del cortisone. Diversi studi invece hanno dimostrato che non si ha nessuna variazione circadiana nel contenuto di carboidrati e proteine ​​totali nel latte materno. Per altri componenti del latte umano, gli studi attuali sono troppo limitati per trarre conclusioni. Dobbiamo tenere in conto inoltre che l’età della madre e le sue condizioni di salute possono influire sulla ritmicità circadiana nella composizione del latte.

Tra questi fattori abbiamo per esempio la presenza di un’infezione in corso, l’ipertensione arteriosa, le carenze nutrizionali come per esempio la carenza di ferro, la durata della lattazione. Inoltre il fatto che vi sia la variazione circadiana dei livelli di IL-2 nel colostro dopo il parto vaginale, ma non dopo il taglio cesareo, suggerisce che la modalità di parto può essere un fattore rilevante.

Domande irrisolte

Una domanda che resta da affrontare è se la variazione circadiana nella composizione del latte umano sia definita dall’orologio circadiano intrinseco delle madri nei tessuti delle ghiandole mammarie, o da fattori esterni o comportamentali, come il sonno e i tempi di assunzione di cibo, o una combinazione di questi. Inoltre, non è chiaro fino a che punto fattori come etnia, status socioeconomico e stile di vita siano rilevanti.

È probabile che lo sviluppo evolutivo della ritmicità circadiana nel latte umano abbia un effetto nutritivo e metabolico benefico sul bambino in via di sviluppo. È probabile che gli alti livelli di grasso, con il suo principale costituente ovvero il triacilglicerolo, durante la mattina rispetto alla sera si sincronizzino con il metabolismo dei grassi del bambino e, quindi, agiscano come un importante spunto per una crescita sana. La variazione circadiana del grasso può anche svolgere un ruolo protettivo sul rischio di sviluppare obesità e può essere importante nel ridurre i fattori di rischio cardiovascolare.

D’altra parte l’assenza di variazione circadiana nei carboidrati e nelle proteine ​​totali potrebbe essere benefica per il neonato, poiché potrebbe riflettere le continue elevate richieste di questi componenti durante la vita postnatale precoce necessaria per un sano sviluppo cerebrale.

Un’osservazione interessante che si può fare è che il picco del triptofano, che è un precursore metabolico della melatonina, precede di diverse ore il picco della melatonina stessa. Tutto ciò suggerisce la presenza di un sistema di temporizzazione equilibrato. Non a caso i neonati allattati al seno presentano un ritmo circadiano e una qualità del riposo migliore rispetto ai neonati in allattamento misto.

Questi risultati suggeriscono anche che se il latte materno viene tirato prima e somministrato al bambino in un secondo momento, questi processi che abbiamo descritto vengano interrotti. Probabilmente tutto ciò può influire sulla crescita del bambino e sullo sviluppo del ciclo sonno-veglia. Sono necessarie ulteriori ricerche per scoprire se i disturbi del ritmo circadiano nella madre, dovuti per esempio all’illuminazione artificiale, al jet lag o ai turni notturni possano influire sulla ritmicità circadiana della composizione del latte e di conseguenza sul ritmo circadiano del bambino.