Sukker mamma? Forskere driller ut fordelene med ulike molekyler i morsmelk. Stefan Malmesjö, CC BY

Mens de lever i mors mors liv, polstret av fostervann og beskyttet fra omverdenen, har babyer kun minimal eksponering for mikroorganismer som bakterier og virus. Kort etter fødselen, a nyfødte samling av mikroorganismer - deres mikrobiome begynner å utvikle seg som en rekke bakterier koloniserer deres tarm.

En rekke faktorer, for eksempel leveringsmodus (cesarean eller vaginal fødsel) og bruk av antibiotika, påvirker denne populasjonen av bakterier. Etter at menneskemelk tjener som en primær måte, blir flere bakterier introdusert til et barns system, som det kan inneholde opptil 700 forskjellige bakteriearter.

I min forskning som kjemiker har jeg fokusert på komplekse sukkerarter som inneholder humant melk. Mine kolleger og jeg er interessert i hvordan disse sukkermolekylene hjelper mugg en babyens mikrobiom og bidra til total helse. Til slutt håper vi at å vite mer om individuelle molekyler i morsmelk vil føre til utvikling av bedre spedbarnsformler som kan brukes i tilfeller der amming ikke er mulig.

Hva er i morsmelk

Du har sikkert hørt at morsmelk gir alle energibehovene, vitaminer og næringsstoffer som et spedbarn trenger. Faktisk, Verdens helseorganisasjon anbefaler utelukkende ammende babyer for de første seks månedene av livet når det er mulig. Dessverre er det en rekke grunner til at amming kan være en utfordring å holde tritt med; og faktisk, bare omtrent en fjerdedel av amerikanske babyer møter den retningslinjen.

Breastmilk har a Antall helsemessige fordeler, utover bare å holde en baby godt matet. Eksklusivt ammende babyer har lavere spedbarnsdødelighet på grunn av vanlige barndomssykdommer som diaré, lungebetennelse, urinveisinfeksjon, øreinfeksjon, nekrotiserende enterokulitt og plutselig barnedødssyndrom (SIDS), sammenlignet med formel-matede kolleger. Og antistoffer i melk betyr at amming hjelper babyer gjenopprette raskere når de blir syke.

Forskere vet at humant melk inneholder to typer enkle proteiner, myse og kasein, som lett fordøyes. Det har også komplekse proteiner, inkludert laktoferrin, som hemmer veksten av jernavhengige bakterier og sekretorisk IgA, som beskytter spedbarnet mot virus og patogene bakterier. Det gir en rekke essensielle fettstoffer som er nødvendige for hjernens utvikling, vitaminabsorpsjon og utvikling av nervesystemet.

Og så er det de komplekse sukkene kalt humantmælkoligosakkarider eller HMOer som lenge har blitt forsømt av det vitenskapelige samfunn. Som trente organiske kjemikere tok teamet mitt interesse for HMOer nettopp fordi det ikke var mye kjent om dem. Noen få studier hadde funnet ut at disse sukkene var mat for gode bakterier, men ikke de patogene. Det virket som om det må være mer til historien. Vi visste også at vi kunne syntetisere i laboratoriet hvilke molekyler vi identifiserte som viktige.

En nærmere titt på morsmelkesukker

Disse komplekse sukkene i morsmelk ser ut til å gi en vekstfordel for gode bakterier. For eksempel har ammende spedbarn en mikrobiom rik på to arter av bakterier: Bacteroides og bifidobakterier. Begge artene er symbioter, noe som betyr at de lever daglig med oss, men forårsaker vanligvis ingen skade. De bor i den menneskelige tarm hvor de bruk humant melk oligosaccharides som energikilder til å vokse, mens patogener ikke gjør det. Breastfed babyer har en tendens til å bli kolonisert i mindre grad av smittsomme arter, noe som betyr at de blir sykere mindre.

Mange av de beskyttende egenskapene til human melk har vært tilskrives sin HMO-komponent. For eksempel har forskning vist at HMO-tilskudd forkorter varigheten av rotavirusinfeksjonen - En av de viktigste årsakene til diaré hos spedbarn.

Bovemelk, som de fleste formler er basert på, inneholder imidlertid en ubetydelig oligosakkaridkomponent. I tillegg mangler oksemelkoligosakkarider strukturell kompleksitet og mangfold av HMOer. Så formørkede spedbarn får ikke sammenlignbare oligosakkarid-fostret beskyttelse til de som ammer.

En case-studie: Gruppe B strep

Basert på disse kjente effekter av humant melkoligosakkarider, tok min forskningsgruppe interesse Gruppe B streptokokker. Alle mødre blir screenet i løpet av tredje trimester av graviditet for gruppe B strep; Selv om det ikke er mye trussel mot en sunn voksen, kan denne bakterien overføres til barnet under fødsel og fødsel, med økt infeksjonsrisiko.

Vi bemerket at selv om gruppe B strep-bakterier er tilstede i morsmelk, er barn som ammer ikke i økt risiko for gruppe B strep-infeksjon. Hvorfor? Kan HMOs gi beskyttelse mot denne bakterien?

For å undersøke arbeidet vårt team for å isolere de komplekse sukkene som finnes i donert melk. Med disse molekylene i hånden, begynte vi å teste om HMOs virket som antibiotika mot gruppe B strep. I en første studie forsøkte vi å vokse gruppe B strep både i nærvær og fravær av HMOer. Det viste seg at HMO hindrer ikke veksten av gruppe B strep bakterier.

Vi observerte også at ulike kvinner produserte HMO med varierende nivåer av antibiotisk aktivitet. Dette var ikke overraskende som det er over 200 forskjellige HMO i morsmelk. Hver kvinne produserer en annet sett med sukker og de endres under amming. I oppfølgingsstudier viste vi at HMO har antibiotiske egenskaper mot en rekke ekstra patogener, inkludert staph.

Fremover er våre mål å finne ut nøyaktig hvordan disse sukkene fungerer, og hvorfor bestemte kvinner produserer sukker som er mer antimikrobielle enn andre. Når forskere forstår mer om hvilke HMO som er de viktigste ingrediensene i morsmelk for babyhelse, kan disse forbindelsene syntetiseres og legges til spedbarnsprodukter. En bedre kvalitet spedbarnsformel som mer nøyaktig etterligner human brystmelk, kan bidra til å lukke helseproblemet mellom ammende og formelle matte babyer.

Steven Townsend forklarer sin forskning som fant brystmelksukker bekjempe bakterier

{youtube}https://youtu.be/eMEvacLuxq0{/youtube}

Om forfatteren

Steven Townsend, assisterende professor i kjemi, Vanderwbilt University

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på Den Conversation. Les opprinnelige artikkelen.

Relaterte bøker

at InnerSelf Market og Amazon