Humane Milch-Oligosaccharide
Synonyme: HMO, humane Milchglykane
Englisch: human milk oligosaccharides, HMO
Definition
Humane Milch-Oligosaccharide, kurz HMOs, sind größtenteils unverdauliche Kohlenhydrate aus der Gruppe der Oligosaccharide, die in der Muttermilch vorkommen. Ihnen werden unter anderem präbiotische, antiadhäsive, antimikrobielle und immunmodulierende Eigenschaften zugeschrieben.
Vorkommen
Humane Milch-Oligosaccharide bilden mit einem Gehalt von durchschnittlich 10-15 g/l nach Lactose und Fett den drittgrößten Mengenbestandteil der Muttermilch.[1] Es sind derzeit (2019) über 200 verschiedene HMOs bekannt, die in ihrer Gesamtheit auch als Glykom bezeichnet werden.[2] Sie bestehen aus fünf Grundbausteinen, den Monosacchariden Glukose, Galaktose, N-Acetylglucosamin, Sialinsäure und Fucose. Das häufigste HMO in der Muttermilch ist mit durchschnittlich 30% 2′-Fucosyllactose.
Die Konzentration und Zusammensetzung der HMOs in der Muttermilch variiert interindividuell von Mutter zu Mutter und intraindividuell über die Laktationsperiode. Zudem spielt der genetische Hintergrund der Mutter eine Rolle.
Von manchen Autoren wird zwischen "Sekretor-Müttern" und "Nicht-Sekretor-Müttern" unterschieden. Damit ist die Aktivität zweier Genloci gemeint (FUT1 und FUT3), die Fucosyltransferasen kodieren. In Europa und Amerika sind diese Gene bei der Mehrheit der Frauen (ca. 72%) aktiv.[3] Die Muttermilch von Nicht-Sekretor-Müttern enthält aufgrund der fehlenden Enzyme keine α1-2-fucosylierten HMOs, wie bspw. Fucosyllactose (2’-FL) oder Lacto-N-fucopentaose I (LNFP I). Es sind jedoch andere HMOs in der Muttermilch enthalten, so dass die Muttermilch von Nicht-Sekretor-Müttern qualitativ nicht schlechter ist, als die von Sekretor-Müttern. Der Begriff "Nicht-Sekretor-Mütter" ist insofern irreführend.
Eigenschaften
HMO werden verschiedene positive Eigenschaften zugeschrieben:[4]
- Präbiotisch: HMOs wirken als Präbiotikum, da sie das Wachstum symbiotischer Darmbakterien wie Bifidobacterium infantis fördern.
- Antiadhäsiv: HMOs haben ähnliche Strukturen wie bestimmte Glykane, die als Epithelzellrezeptoren fungieren. Dadurch können potenzielle Pathogene an die strukturähnlichen HMOs binden und mit dem Stuhl ausgeschieden werden, anstatt über die Epithelwand in den Wirtsorganismus zu migrieren.
- Modulierung der intestinalen Epithelzellantwort: HMOs sollen auf die Genexpression von Epithelzellen wirken, was zu einer Veränderung der Glykane auf der Zelloberfläche, sowie anderer Zellprozesse, wie bspw. Proliferation, Differenzierung und Apoptose, führen kann.
- Immunmodulierend: HMOs sollen die Zytokinproduktion in den Lymphozyten fòrdern, und damit das Gleichgewicht der TH1/TH2-Antwort beeinflussen.
- Protektiv: HMOs sollen einen protektiven Effekt gegen eine nekrotisierende Enterokolitis (NEC) besitzen.
Um abzuschätzen, welche dieser überwiegend in vitro untersuchten Effekte tatsächlich klinisch relevant sind, sind jedoch weitere Untersuchungen notwendig.
Verwendung
Einigen Säuglingsmilchnahrungen sind gentechnologisch hergestellte HMOs wie 2′-Fucosyllactose und Lacto-N-Neotetraose als Supplemente zugesetzt, um den Effekt der natürlichen HMOs zu kopieren. Sie werden in Biofermentern von rekombinant veränderten Bakterienstämmen produziert. Diese Stoffe sind von der EFSA (Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit)[5] und der US-amerikanischen FDA[6] als Zusatzstoffe zugelassen.
Der Gehalt an HMOs wird von vielen Herstellern (u.a. Nestlé) als Marketingbotschaft verwendet, um die Äquivalenz von künstlicher Säuglingsnahrung und Muttermilch zu suggerieren. Ob diese singulären Inhaltsstoffe tatsächlich die gleiche biologische Wirkung haben wie das natürliche HMO-Gemisch der Muttermilch, ist jedoch fraglich und nicht durch klinische Studien belegt.
Quellen
- ↑ Zivkovic A et al. Human milk glycobiome and its impact on the gastrointestinal microbiota. Glycobiology; 2011
- ↑ Ninonuevo M et al. A strategy for annotating the human milk glycome. J Agric Food Chem; 2006
- ↑ Azad M et al. Human Milk Oligosaccharide Concentrations Are Associated with Multiple Fixed and Modifiable Maternal Characteristics, Environmental Factors, and Feeding Practices. J Nutr; 2018
- ↑ Bode L et al. Human milk oligosaccharides: Every baby needs a sugar mama. Glycobiology; 2012
- ↑ EFSA Statement on the safety of lacto-N-neotetraose and 2'-O-fucosyllactose as novel food ingredients in food supplements for children. EFSA Journal; 2015
- ↑ US FDA GRAS Notices 546 und 547
Weitere Literatur
- Petschacher B Humane Milch-Oligosaccharide in aller (Babys) Munde. Die Hebamme; 2018