Fats Part 2: Quiet please. Brain development at work.

July 12, 2021

Human brains grow most rapidly just after birth and reach half their adult size within three months. (Reference 1) The growth continues throughout the second year when the brain reaches about 80% of the adult size.

The brain is 60% fat. Breast milk contains important fats and fatty acids. See where we are going here?

As an overview, the fats in human milk serve important functions. They:

  1. Provide energy

  2. Provide essential fatty acids and long chain poly-unsaturated fatty acids

  3. Provide cholesterol

  4. Aid in the transport of fat-soluble vitamins A, D, E, K

  5. Provide bioactive components

First, let’s address item number three in the list above, that fats provide cholesterol, and then we can move onto item number 2 in the list, essential fatty acids and long chain poly-unsaturated fatty acids.

Human milk contains cholesterol, not a ton, but some. Cholesterol makes up 0.5% of the fat found in human milk.

Cholesterol:

  • Is necessary for the formation of a stable cell membrane.

  • Is an important component of brain tissue as it is involved in the formation of the myelin sheath (the lining that surrounds a nerve). This supports nerve conduction in the brain.

Breastfeeding babies have higher cholesterol levels than infant formula feeding babies which is not a bad thing as research has shown that feeding an infant breast milk instead of formula during the first month of life improves the child’s cholesterol levels later on in life.

Now onto #2 on the list above, essential fatty acids and LCPUFAs.

Recall that 98% of the fat in human milk is in the form of triglycerides. Remember the fork analogy that we discussed in the previous class (Fats Part 1: Remember the Fork)? Triglycerides are broken down by the enzyme, lipase, into glycerol and fatty acids. A special kind of fatty acids are essential fatty acids.

Essential fatty acids produce long chain poly-unsaturated fatty acids (LCPUFAs). The key long-chain poly-unsaturated fatty acids are arachidonic acid (ARA) and docosahexaenoic acid (DHA). Breast milk is a natural source of ARA and DHA.

  • ARA is found in brain and muscle cells.

  • DHA is the most abundant long chain poly-unsaturated fatty acid in the brain, playing a key role in: cognitive (brain) development, nerve myelination, and visual development. 40% of the retina is made up of DHA.

The fats in human milk are drawing significant attention due to long-range studies of breastfed infants showing more advanced development at 1 year (Reference 3), 8-10 years (Reference 4) and now 18 years of life (Reference 5) compared with formula-fed infants.

In his book, Brain Rules for Babies: How to Raise a Smart and Happy Child from Zero to Five, John Medina writes,

“If America knew what breast milk can do for the brains of its youngest citizens, lactating mothers across the nation would be enshrined, not embarrassed … If we as a country wanted a smarter population, we would insist on lactation rooms in every public establishment. A sign would hang from the door of these rooms, Quiet please. Brain development at work.”

References

1.  Holland D, Chang L, Ernst TM. Structural growth trajectories and rates of change in the first 3 months of infant brain development. JAMA Neurol. 2014;71(10):1266-1274. doi:10.1001/jamaneurol.2014.1638

2. Ballard O, Morrow AL. Human milk composition: Nutrients and bioactive factors. Pediatr Clin North Am. 2013 Feb;60(1):49-74.

3.  Lucas A, Morley R, Cole TJ, et al. Breast milk and subsequent intelligence quotient in children born preterm. Lancet. 1992;339:261.

4.  Lucas A, Morley R, Cole TJ, et al. A randomised multicentre study of human milk versus formula and later development in preterm infants. Arch Dis Child. 1994;70:F141.

5.  Horwood LJ, Fergusson DM. Breastfeeding and later cognitive outcomes. Pediatrics. 1998;101:e9.

6.  Lawrence RA, Lawrence RM. Breastfeeding: A Guide for the Medical Profession. Seventh edition. 2011. Mosby, Elsevier.

Grasas Parte 2: Silencio, por favor. Cerebros en pleno desarrollo.

El cerebro humano crece con mayor rapidez justo después del nacimiento y alcanza la mitad de su tamaño adulto en tres meses. (Referencia 1) El crecimiento continúa durante el segundo año, cuando el cerebro alcanza aproximadamente el 80% de su tamaño adulto.

El cerebro está compuesto en un 60% por grasa. La leche materna contiene grasas y ácidos grasos importantes. ¿Ves a dónde queremos llegar?

A modo de resumen, las grasas de la leche humana cumplen funciones importantes. Ellas:

  1. Proporcionan energía

  2. Proporcionan ácidos grasos esenciales y ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga

  3. Proporcionan colesterol

  4. Ayudan a transportar las vitaminas liposolubles A, D, E y K

  5. Proporcionan componentes bioactivos

En primer lugar, abordemos el punto número tres de la lista anterior, que las grasas aportan colesterol, y luego podemos pasar al punto número 2 de la lista, los ácidos grasos esenciales y los ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga.

La leche humana contiene colesterol, no una tonelada, pero sí algo. El colesterol constituye el 0,5% de la grasa de la leche humana.

El colesterol:

  • Es necesario para la formación de una membrana celular estable.

  • Es un componente importante del tejido cerebral, ya que participa en la formación de la vaina de mielina (el revestimiento que rodea un nervio). Esto favorece la conducción nerviosa en el cerebro.

Los bebés amamantados tienen niveles de colesterol más altos que los bebés alimentados con fórmula, lo cual no es malo, ya que las investigaciones han demostrado que alimentar a un bebé con leche materna en lugar de fórmula durante el primer mes de vida mejora los niveles de colesterol del niño más adelante.

Ahora, el número 2 de la lista, los ácidos grasos esenciales y los AGPICL.

Recordemos que el 98% de la grasa de la leche humana está en forma de triglicéridos. ¿Recuerdas la analogía del tenedor que discutimos en la clase anterior (Grasas Parte 1)? La enzima lipasa descompone los triglicéridos en glicerol y ácidos grasos. Un tipo especial de ácidos grasos son los ácidos grasos esenciales.

Los ácidos grasos esenciales producen ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga (AGPICL). Los principales ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga son el ácido araquidónico (ARA) y el ácido docosahexaenoico (DHA). La leche materna es una fuente natural de ARA y DHA.

  • El ARA se encuentra en las células cerebrales y musculares.

  • El DHA es el ácido graso poliinsaturado de cadena larga más abundante en el cerebro, y desempeña un papel clave en: el desarrollo cognitivo (del cerebro), la mielinización de los nervios, y el desarrollo visual. El 40% de la retina está formado por DHA.

Las grasas de la leche humana están llamando mucho la atención debido a los estudios a largo plazo de los bebés alimentados con leche materna, que muestran un desarrollo más avanzado al año (Reference 3), a los 8-10 años (Reference 4), y ahora a los 18 años de vida (Reference 5) en comparación con los bebés alimentados con fórmula.

En su libro Brain Rules for Babies: How to Raise a Smart and Happy Child from Zero to Five (edición en español: El cerebro de tu bebé: Cómo criar a un niño inteligente y feliz), John Medina escribe:

"Si Estados Unidos supiera lo que la leche materna puede hacer por el cerebro de sus ciudadanos más jóvenes, las madres lactantes de todo el país serían reverenciadas, no avergonzadas... Si como país quisiéramos una población más inteligente, insistiríamos en que hubiera salas de lactancia en todos los establecimientos públicos. De la puerta de estas salas colgaría un cartel: Silencio, por favor. Cerebros en pleno desarrollo".

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Referencias

1.  Holland D, Chang L, Ernst TM. Structural growth trajectories and rates of change in the first 3 months of infant brain development [Rutas de crecimiento estructural y tasas de cambio en los primeros 3 meses de desarrollo del cerebro infantil]. JAMA Neurol. 2014;71(10):1266-1274. doi:10.1001/jamaneurol.2014.1638

2.  Ballard O, Morrow AL. Human milk composition: Nutrients and bioactive factors [Composición de la leche humana: Nutrientes y factores bioactivos]. Pediatr Clin North Am. 2013 Feb;60(1):49-74.

3.  Lucas A, Morley R, Cole TJ, et al. Breast milk and subsequent intelligence quotient in children born preterm [La leche materna y el cociente intelectual posterior en niños nacidos prematuros]. Lancet. 1992;339:261.

4.  Lucas A, Morley R, Cole TJ, et al. A randomised multicentre study of human milk versus formula and later development in preterm infants [Estudio multicéntrico aleatorizado de la leche humana frente a la fórmula y el desarrollo posterior de los niños prematuros]. Arch Dis Child. 1994;70:F141.

5.  Horwood LJ, Fergusson DM. Breastfeeding and later cognitive outcomes [Lactancia materna y resultados cognitivos posteriores]. Pediatrics. 1998;101:e9.

6.  Lawrence RA, Lawrence RM. Breastfeeding: A Guide for the Medical Profession [Amamantar: Una guía para la profesión médica]. Séptima edición. 2011. Mosby, Elsevier.