Oligosacharyd mleka ludzkiego - Human milk oligosaccharide

Oligosacharydy mleka ludzkiego , znane także jako ludzkie glikanów mleka , to krótkie polimery o prostych cukrów , które można znaleźć w wysokim stężeniu wyłącznie w mleku matki .

Występowanie

Oligosacharydy mleka ludzkiego (HMO) stanowią trzeci najliczniej występujący stały składnik ( rozpuszczony lub zemulgowany lub zawieszony w wodzie) mleka ludzkiego, po laktozie i tłuszczu . HMO są obecne w stężeniu 0,35–0,88 uncji (9,9–24,9 g)/l. Znanych jest około 200 strukturalnie różnych oligosacharydów mleka ludzkiego. Skład oligosacharydów mleka kobiecego w mleku matki jest indywidualny dla każdej matki i zmienia się w okresie laktacji . Dominującym oligosacharydem u 80% wszystkich kobiet jest 2′-fukozylolaktoza , która występuje w mleku kobiecym w stężeniu około 2,5 g/l. Inne oligosacharydów obejmują lacto- N -tetraose , lacto- N -neotetraose i lacto- N -fucopentaose.

Charakterystyka

W przeciwieństwie do innych składników mleka matki, które niemowlę wchłania podczas karmienia piersią, HMO są niestrawne dla karmiącego dziecka. Mają jednak działanie prebiotyczne i służą jako pokarm dla bakterii jelitowych, zwłaszcza bifidobakterii . Dominacja tych bakterii jelitowych w jelitach zmniejsza kolonizację przez bakterie chorobotwórcze (probioza), a tym samym promuje zdrową mikrobiotę jelitową i zmniejsza ryzyko niebezpiecznych infekcji jelitowych. Najnowsze badania sugerują, że HMO znacząco obniżyć ryzyko wirusowych i bakteryjnych zakażeń , a tym samym zmniejsza ryzyko biegunki i choroby układu oddechowego.

Ta ochronna funkcja HMO jest aktywowana w kontakcie z określonymi patogenami , takimi jak określone bakterie lub wirusy . Mają one zdolność wiązania się z receptorami glikanów (receptory dla długich łańcuchów połączonych cząsteczek cukru na powierzchni komórek ludzkich) znajdujących się na powierzchni komórek jelitowych i mogą w ten sposób infekować komórki błony śluzowej jelita . Naukowcy odkryli, że HMO naśladują te receptory glikanów, więc patogeny wiążą się z HMO, a nie z komórkami jelitowymi. Zmniejsza to ryzyko infekcji patogenem. Ponadto wydaje się, że HMO wpływają na reakcję określonych komórek układu odpornościowego w sposób zmniejszający reakcje zapalne . Podejrzewa się również, że HMO zmniejszają ryzyko zakażenia wcześniaków potencjalnie zagrażającą życiu chorobą martwiczego zapalenia jelit (NEC).

Niektóre z metabolitów wpływają bezpośrednio na układ nerwowy lub mózg i czasami mogą wpływać na rozwój i zachowanie dzieci w dłuższej perspektywie. Istnieją badania, które wskazują, że niektóre HMO dostarczają dziecku pozostałości kwasu sialowego . Kwas sialowy jest niezbędnym składnikiem odżywczym dla rozwoju mózgu i zdolności umysłowych dziecka.

HMO są stosowane jako suplementy w żywności dla niemowląt, aby zapewnić dzieciom, które nie są karmione piersią, ten ważny składnik ludzkiego mleka.

Ewolucja

W eksperymentach zaprojektowanych w celu zbadania przydatności HMO jako prebiotycznego źródła węgla dla bakterii jelitowych odkryto, że są one wysoce selektywne wobec bakterii komensalnych znanych jako Bifidobacteria longum biovar infantis . Obecność genów unikalnych dla B. infantis , w tym współregulowanych glikozydaz, oraz ich skuteczność w wykorzystywaniu HMO jako źródła węgla może sugerować koewolucję HMO i genetyczną zdolność wybranych bakterii do ich wykorzystania.

Synteza enzymatyczna i produkcja na dużą skalę

Enzymatyczna synteza HMO poprzez transgalaktozylację jest skutecznym sposobem produkcji na dużą skalę. Do transgalaktozylacji można stosować różne donory, w tym p -nitrofenylo-β-galaktopiranozyd, difosforan urydyny, galaktozę i laktozę. W szczególności laktoza może działać jako donor lub akceptor w różnych reakcjach enzymatycznych i jest dostępna w dużych ilościach z serwatki wytwarzanej jako produkt współprzetwarzania z produkcji sera. Brakuje jednak opublikowanych danych opisujących produkcję na dużą skalę takich galaktooligosacharydów.

Bibliografia