Oligosaccharide in Frauenmilch

Zusammenfassung

Die großen Fortschritte der letzten 10 Jahre führten zur Charakterisierung von individuellen Humanmilcholigosacchariden (HMO) und verschiedenen HMO-Mustern, die im Zusammenhang mit der Entwicklung des Kindes zurzeit intensiv untersucht werden. Frauenmilch enthält eine Vielzahl an komplexen Oligosacchariden in Konzentrationen zwischen 10 und 20 g/l. Somit zählen sie neben Lactose und Fett zu den mengenmäßig wichtigsten Komponenten. Die Biosynthese wird u. a. von spezifischen Enzymen in der Brustdrüse beeinflusst, die dem Lewis-Blutgruppensystem und dem Sekretorstatus zuzuordnen sind. Bisherige Studien deuten darauf hin, dass HMO Wachstum und Aktivität bestimmter Mikroorganismen, v. a. einiger Bifidobakterienstämme im Darm beeinflussen. Trotz dieser interessanten Daten, die primär auf In-vitro-Studien beruhen, ist der bifidogene Effekt von HMO beim Säugling bis heute noch nicht klar bewiesen. Das gilt auch für andere spezifische Funktionen von HMO. Hierzu zählen die Beeinflussung inflammatorischer und infektiöser Vorgänge sowie die Hemmung der Anhaftung pathogener Keime und deren Toxine an Epithelzelloberflächen. Fortschritte auf den Gebieten der Biotechnologie und der chemischen Synthese ermöglichen heute die Produktion einiger HMO im großen Maßstab, sodass diese Komponenten derzeit auch in vivo untersucht oder in Kürze bereits Säuglingsmilchnahrungen zugesetzt werden. Vor der Durchführung klinischer Studien sollte allerdings beachtet werden, dass einzelne HMO im Vergleich zur komplexen HMO-Mischung in Frauenmilch andere, auch nachteilige Effekte haben und dass die Wirkungen grundsätzlich vom Reifegrad des Kindes (Früh- vs. Reifgeborene) und seinem individuellen Erkrankungsrisiko abhängen könnten.

Abstract

During the last decade great progress has been achieved regarding the characterization of individual human milk oligosaccharides (HMO) and different HMO patterns, which are currently under intensive investigation in the context of infant health. Human milk contains a variety of complex oligosaccharides in concentrations of 10–20 g/l and can thus be considered as the third most abundant class of components besides lactose and fat. Biosynthesis in the mammary glands is influenced by specific enzymes, which are also responsible for the Lewis blood group type and the secretor status. Previous studies indicated that HMOs modulate growth and activity of certain microorganisms, especially of some strains of bifidobacteria. Despite these interesting data which are primarily based on in vitro studies, the bifidogenic effect of HMOs in infants has not yet been clearly proven. This is also true for other specific functions of HMOs, such as their influence on inflammatory and infectious processes or the inhibitory effect on the adhesion of pathogens and their toxins to epithelial surfaces. Biotechnical advancements now enable the production of some HMOs on a large scale so that these components are currently being studied in vivo and might soon be used to supplement infant formula; however, prior to clinical studies it needs to be considered that single HMOs may exert different or even adverse biological effects than the complex mixture of HMOs found in human milk. In addition, HMOs may affect infants differently depending on the degree of maturation (i.e. preterm versus term born) and the individual risk of developing certain diseases.