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März 2021

Erforschung von humanen Milch-Oligosacchariden

Erforschung von humanen Milch-Oligosacchariden
Wissenschaftler erfahren mehr darüber, wie humane Milch-Oligosaccharide (HMO) bei Säuglingen wirken. Dies könnte neue Möglichkeiten in der Prävention von Krankheiten eröffnen.

Bei den Bestandteilen von Muttermilch erreichen humane Milch-Oligosaccharide (HMO) nach Laktose und Lipiden den 3. Platz. Allein aufgrund ihrer Häufigkeit scheint es offensichtlich, dass HMOs für wachsende Babys wichtig sind. Jetzt zeigen Studien zu diesen komplexen, unverdaulichen Zuckern ihre Strukturen auf – und helfen zu erklären, wie HMOs bei Babys zur Vorbeugung von Krankheiten und zur Förderung eines gesunden Mikrobioms beitragen.

Die verschiedenen Zuckerarten, aus denen die HMO bestehen, wirken als Probiotika, um die guten Bakterien im Darm des Babys zu ernähren. Untersuchungen zeigen, dass 1 % der HMO ihren Weg in das Kreislaufsystem finden, während die anderen 99 % vom Darmmikrobiom verwendet werden (oder in der Babywindel landen). Es ist auch möglich, dass bestimmte Bestandteile von HMO während des Trinkens über die Mandeln aufgenommen werden, was vermutlich Schutz vor viralen Atemwegserkrankungen bietet.

HMO-Untersuchungen


In ihrem 2020 erschienenen Artikel Human Milk Oligosaccharides: Health Benefits, Potential Applications in Infant Formulas, and Pharmacology untersuchten Forscher, wie HMO funktionieren und wie sie helfen, Krankheiten zu verhindern, einschließlich viraler und bakterieller Infektionen.

Mütter sind die Quelle dieser HMO. Sie geben sie mit den ersten Fütterungen von Kolostrum an ihr Neugeborenes weiter. Diese Vormilch hat den höchsten HMO-Gehalt (20-23 g/l), der in der Milch von Müttern, die Frühgeborene gebären, sogar noch höher ist.

Man könnte annehmen, dass die höheren HMO-Konzentrationen in Frühmilch angesichts der schützenden Vorteile der HMO diesen anfälligen und oft untergewichtigen Babys noch mehr Schutz bieten. Aber Annahmen sind keine Wissenschaft, sondern nur die Inspiration hinter der Forschung. Und die genaue Arbeitsweise der rund 200 verschiedenen HMO muss noch untersucht werden.

Krankheitserreger und Parasiten


Ein Effekt, der untersucht wurde, ist die Anti-Adhäsion – eine Möglichkeit, Krankheitserreger dazu zu bringen, sich an ein HMO statt an eine menschliche Zelloberfläche zu binden. Das heißt, ein gefährliches Norovirus oder Rotavirus bindet sich nicht an eine Zelle, um sich dort zu vermehren und Krankheiten zu verursachen, sondern stattdessen an ein HMO und verlässt das Baby sicher im Urin oder Kot. Diese Entdeckung könnte zu neuen Therapien zur Bekämpfung dieser Virusinfektionen führen, da Studien zeigen, dass die Zugabe von HMOs zu Lebensmitteln zur Bekämpfung von Noroviren beitragen kann.

Die Fähigkeit von HMO, die Adhäsion von Krankheitserregern zu blockieren, kann auch Entamoeba histolytica betreffen, d. h. den Parasiten, der Amöbendysenterie verursacht. Die Fähigkeit, zu verhindern, dass sich dieser Parasit an die Zellen anheften kann, kann entscheidend zu einer niedrigeren Rate von Amöbendysenterie bei gestillten Babys beitragen (im Vergleich zu mit Säuglingsnahrung gefütterten Säuglingen).

Tierstudien zeigen auch eine schützende Funktion von HMO bei der Prävention oder Behandlung von nekrotisierender Enterokolitis (NEC), einer schweren (und möglicherweise tödlichen) Darminfektion, die 5 bis 10 % der schwergewichtigen Frühgeborenen betrifft. Es sind weitere Studien erforderlich, aber es besteht Hoffnung, dass diese Tierstudien beim Menschen repliziert werden können.

Mikrobiombildung


HMO sind wichtig für die Bildung des Mikrobioms eines Babys und arbeiten als Probiotikum, um die Darmbakterien zu füttern, die den Darm besiedeln. Unter den verschiedenen Bakterienarten im Säuglingsdarm sollten Bifidobakterien dominieren, was bei gestillten Babys der Fall ist. Bifidobakterien fermentieren HMO, was den pH-Wert des Darms senkt, und helfen, die Vermehrung von Krankheitserregern zu verhindern.

HMO tragen auch zur Förderung der Produktion kurzkettiger Fettsäuren bei, die eine Schlüsselrolle bei der Aktivierung von Immunzellen spielen und eine Energiequelle für die intestinalen absorbierenden Zellen bilden (die für die Aufnahme von Nährstoffen und Wasser verantwortlich sind).

HMO in Säuglingsnahrung


Gestillte Babys haben weniger Erkrankungen, wie Durchfall, Atemwegsinfektionen, Harnwegsinfektionen, Otitis media und nekrotisierende Enterokolitis. Das Stillen reduziert auch das Auftreten immunbedingter Krankheiten, einschließlich Zöliakie, Asthma, Allergien und Diabetes Typ 1. Aber was ist mit Babys, die mit Säuglingsnahrung gefüttert werden?

Auch wenn nicht die gesamte Palette an HMO in Säuglingsnahrung enthalten ist, wird immer häufiger das als 2'-Fucosyllactose (2'-FL-HMO) bekannte HMO zur Unterstützung des Immunsystems zur Säuglingsnahrung hinzugefügt, ebenso wie das HMO Lacto-N-Neotetraose (LNnT). Das sind gute Nachrichten für Mütter, die nicht stillen können.

Studien zeigen, dass 2'-FL-HMO durch Campylobacter jejuni ausgelösten Durchfall reduzieren kann. LNnT reduziert nachweislich die Anzahl der Streptokokken-Pneumoniezellen (in Tierversuchen). Die Ergebnisse der Studien zeigen eine Verbesserung der Darmflora, die mit der gestillter Babys vergleichbar ist.

Wissenschaftler untersuchen weiterhin HMO und ihre Funktionsweise. Je mehr sie lernen, desto besser können HMOs eingesetzt werden, um bestimmte Erkrankungen gezielt anzusprechen, sowohl bei Säuglingen als auch bei Erwachsenen. Die Zugabe von mehr HMO zur Säuglingsnahrung kann sich zudem als sehr vorteilhaft für Neugeborene erweisen. So können sie gesund wachsen und die gleichen Vorteile wie gestillte Babys genießen.

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Literatur

Michał Wiciński, Ewelina Sawicka, Jakub Gębalski, Karol Kubiak, and Bartosz Malinowski; "Human Milk Oligosaccharides: Health Benefits, Potential Applications in Infant Formulas, and Pharmacology"; Nutrients, 2020 Jan 20;12(1):266. doi: 10.3390/nu12010266.

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