The Role of Metabolomics in Assessing the Nutritional Intervention in Preterm Infant Feeding: A Scoping Review
Metabolomics in Preterm Nutrition
Abstract
Parenteral nutrition (PN) is the standard of care for preterm infants to bridge the nutritional gap before enteral nutrition (EN) is established. Current recommendations for PN are largely based on intrauterine nutrient accretion and breast milk constituents. Whether this estimation sufficiently meets the extrauterine metabolic needs of preterm infants remains unclear. This review examines the available evidence on metabolomic outcomes comparing both PN and EN in preterm infants. Only original articles reporting metabolomic outcomes in preterm infants receiving PN and EN were included. After the screening process, six original articles [China (n=1), Norway (n=1), Sweden (n=2), Mexico (n=1), and the USA (n=1)] were selected for this review. The studies examined the metabolomic profiles of 525 infants receiving PN and EN from their serum (n=2), urine (n=3), and dried blood spots (n=1) samples using 1H-NMR (n=4), GC-MS (n=1), UHPLC-MS/MS (n=1) as analytical platforms. Metabolites including glucose, amino acids and short-chain acylcarnitine were upregulated in the biofluids of PN-fed infants, suggesting an oversupply. In contrast, a diverse range of choline, amino acids and lipid metabolites essential for growth and development were enriched in the exclusively EN-fed infants. This scoping review summarised the significant metabolomic differences observed in preterm infants transitioning from parenteral to full enteral feeding. It enhances our understanding of how current nutritional formulations contribute to sufficiency, excess or lack of nutrient assimilation. Future collaborative research should aim to establish a database of age-related reference ranges for essential metabolites. This will aid in developing personalised nutrition tailored to the specific needs of preterm infants, potentially improving their long-term growth and development outcomes.
Keywords :
Enteral nutrition; metabolites; parenteral nutrition; prematurity; serum metabolomics; nutritional intervention,
Abstrak
Pemakanan parenteral (PN) telah menjadi standard penjagaan bayi pramatang untuk merapatkan jurang pemakanan sebelum pemakanan enteral (EN) dimulakan. Cadangan semasa untuk PN adalah berdasarkan pertambahan nutrien intrauterin dan kandungan susu ibu. Sama ada anggaran ini mencukupi untuk keperluan metabolik luar rahim pada bayi pramatang masih tidak jelas. Ulasan ini mengkaji bukti yang ada mengenai hasil metabolomik yang membandingkan kedua-dua PN dan EN dalam bayi pramatang. Hanya artikel asal yang melaporkan hasil metabolomik dalam bayi pramatang yang menerima kedua-dua PN dan EN dimasukkan. Selepas proses saringan, 6 artikel asal [China (n=1), Norway (n=1), Sweden (n=2), Mexico (n=1) dan Amerika Syarikat (n=1)] dipilih untuk ulasan ini. Kajian terlibat memperihalkan profil metabolomik dalam kalangan 525 bayi yang menerima PN dan EN dalam sampel serum (n=2), air kencing (n=3) dan sampel darah kering (n=1) menggunakan 1H-NMR (n=4), GC-MS (n=1), UHPLC-MS/MS (n=1) sebagai kaedah analisis. Metabolit termasuk glukosa, asid amino dan 'acylcarnitine' rantai-pendek diperkaya dalam biobendalir bayi menerima PN, mencadangkan lebihan bekalan. Secara perbandingan pelbagai jenis kolina, asid amino dan metabolit lipid yang penting untuk pertumbuhan dan perkembangan lebih banyak terdapat dalam bayi yang diberi EN secara eksklusif. Semua kajian terlibat meringkaskan perbezaan metabolomik yang ketara yang diperhatikan pada bayi pramatang semasa mereka beralih daripada PN kepada EN penuh. Ia meningkatkan pemahaman kita tentang bagaimana formulasi pemakanan semasa menyumbang kepada kecukupan, lebihan atau kekurangan penghadaman nutrien. Penyelidikan masa depan harus mengutamakan usaha kolaboratif untuk mewujudkan pangkalan data julat rujukan metabolit penting berdasarkan umur. Ini akan membantu dalam membangunkan pelan pemakanan yang diperibadikan mengikut keperluan khusus bayi pramatang, berpotensi meningkatkan pertumbuhan dan perkembangan mereka dalam jangka panjang.
Kata Kunci :
Metabolomik serum; intervensi pemakanan; metabolit; pemakanan enteral; pemakanan parenteral; pramatang,
Correspondance Address
Professor Dr. Fook Choe Cheah. Department of Paediatrics, Faculty of Medicine, Universiti Kebangsaan Malaysia, Jalan Yaacob Latif, Cheras, 56000 Kuala Lumpur, Malaysia. Tel: +603-91748510 Email: cheahfc@hctm.ukm.edu.my
