Oligosackarider från bröstmjölk ( OHM) är komplexa kolhydrater som finnsi bröstmjölk .
1886 upptäckte läkaren och mikrobiologen Theodor Escherich först sambandet mellan matsmältningsfysiologin hos barn och tarmbakteriernas aktivitet. År 1900 beskrev hans tidigare elev Ernst Moreau skillnader i bakteriesammansättningen av avföring hos ammade och konstgjorda (IV) spädbarn. De kunde inte isolera den komponent som bestämmer sammansättningen av tarmmikrobiotan (GMB).
I slutet av 1800-talet upptäckte Georges Denigès att bröstmjölk, till skillnad från komjölk, förutom laktos, innehåller en okänd del av kolhydrater. 1929–1933 utarbetade Michel Polonowski och Albert Lespagnol en teknik för att isolera komponenterna i denna fraktion, som de kallade "gynolaktos" [1] . År 1954 isolerade forskare, tillsammans med Jean Montreuil, de första oligosackariderna (2-fukosyllaktos och 3-fukosyllaktos) från denna fraktion med hjälp av kromatografi . Strukturen av de återstående bröstmjölksoligosackariderna och deras potentiella funktioner har inte studerats. 1926 lade Herbert Schonfeld fram teorin att GM innehöll en tillväxtfaktor för Lactobacillus bifidus (senare tillskrevs denna stam till Bifidobacterium bifidus ). Naturen för "bifidusfaktorn" var okänd på den tiden, Schoenfeld föreslog själv att det kunde vara någon form av vitamin. Richard Kuhn och Paul Ghiergi, inspirerade av arbetet av E. Moreau om mikrobiotan och M. Polonovsky om "gynolaktos"-fraktionen, kunde bevisa att "bifidusfaktorn" av GM består av oligosackarider som innehåller N-acetylglukosamin . Under de följande åren identifierade och beskrev både gruppen Richard Kuhn och gruppen Jean Montreuil dussintals individuella HMOs. Men ytterligare avkodning av OGM-fraktionen blev möjlig med införandet av nya forskningsmetoder. Heinz Egge, en av Richard Kuhns elever, introducerade metoden för masspektrometri , som skilde sig från tidigare metoder i större känslighet och tillförlitlighet. Detta gjorde det möjligt att beskriva och karakterisera ett större antal HMO och etablera denna metod som den främsta för kartläggning och sekvensering av HMO [2] .
Kolhydraterna i bröstmjölken består av laktos och bröstmjölksoligosackarider. HMO (förutom laktos) smälts inte och har ingen näringsfunktion. Oligosackarider är den tredje komponenten i bröstmjölk efter laktos och fett. Innehållet varierar från 20–25 g/l i råmjölk till 10–15 g/l i mogen mjölk. Tillämpningen av nya metoder, som kombinerar användningen av vätskekromatografi och högupplöst masspektrometri, gjorde det möjligt att identifiera cirka 200 unika oligosackaridstrukturer, som inkluderar från 3 till 22 sockerarter [2] .
OGM är baserad på 5 monosackarider: glukos (Glc), galaktos (Gal), N-acetyl-glukosamin (GlcNAc), fukos (Fuc), sialinsyra (Sia) (N-acetyl-neuraminsyra (Neu5Ac)) [2] . Med hjälp av enzymet glykosyltransferas tillsätts enskilda monosackarider till laktosmolekylen, vilket bildar kolhydratkedjor av olika längd och varierande grad av förgrening.
För närvarande har strukturen av cirka 200 oligosackarider dechiffrerats, men deras verkliga antal kan vara i tusentals. I genomsnitt innehåller varje kvinnas mjölk 10 till 15 HMOs.
Alla HMO är indelade i tre grupper efter deras kemiska struktur: neutral fukoliserad (t.ex. 2-FL), neutral icke fukoliserad (t.ex. lakto-N-neotetraos (LNnT)), sur sialyserad (t.ex. 3-SL). Således står neutrala oligosackarider i bröstmjölk för cirka 75 % av alla oligosackarider. Trots den stora mångfalden representeras 80 % av alla HMO av de 12 vanligaste oligosackariderna. Bland dem är 2-FL den vanligaste och står för cirka 30 %. LNnT är bland de tio vanligaste och står för 2–3 % av alla HMO [2] [3] .
Effekten av HMO på barnets kropp är att de bidrar till upprättandet av en normal tarmmikrobiota, minskar sannolikheten för infektion och är ansvariga för bildandet av immunitet. Forskare har kunnat identifiera att från 70 % till 80 % av spädbarnets immunmodulerande celler finns i hans tarmar. Som en del av modersmjölken kommer bröstmjölksoligosackarider in i barnets tarmar, där de utför sina huvudsakliga funktioner [3] [4] .
Komplexiteten i strukturen, sammansättningsvariabiliteten och den strukturella mångfalden tillåter inte idag att helt reproducera sammansättningen av HMO i modersmjölksersättning. Hittills är det möjligt att industrialisera endast vissa oligosackarider strukturellt helt identiska med de som finns i bröstmjölk.
Den första oligosackariden som forskare lyckades skapa och studera var 2'-fukosylaktos (2'FL), den vanligaste oligosackariden i bröstmjölk. Det står för mer än 30 % av det totala innehållet av oligosackarider. Det andra genombrottet är rekonstruktionen av en annan oligosackarid, lakto-N-neotetraos (LNnT), som är en av de tio vanligaste oligosackariderna i bröstmjölk. Både oligosackariderna 2FL och LNnT står för cirka 33 % av de totala oligosackariderna i bröstmjölk.
Kliniska studier har visat att användningen av 2FL och LNnT i barns näring förbättrar sammansättningen av tarmmikrobiotan, minskar avsevärt förekomsten av bronkit, liksom användningen av antibiotika och febernedsättande medel. På grundval av den genomförda forskningen förbättras sammansättningen av formler för barn som får mjölkersättning. Detta säkerställer bildandet av barnets hälsa i frånvaro av bröstmjölk [3] .