Олигосахариды человеческого молока: 130 причин кормить ребенка грудным молоком

Многие диетологи пока не знают о том, что человеческое молоко, помимо лактозы, содержит большое количество других углеводов. Если вы никогда не слышали о лакто-н-тетраозе или сиалил-лактозе, вы не одиноки. Значение олигосахаридов в других отраслях привлекает к себе всеобщий интерес, однако об олигосахаридах в человеческом молоке известно мало.

Более 130 различных олигосахаридов грудного молока очень важны для развития мозга грудных детей и способности организма сопротивляться инфекциям. (В искусственную смесь для детей на сегодня добавлено только два олигосахарида). Наличие олигосахаридов в грудном молоке может быть одной из причин того, что дети, которых кормили грудью, впоследствии демонстрируют более высокий коэффициент интеллекта и менее подвержены инфекционным заболеваниям, нежели дети, которых кормили смесями.

Из веществ, растворенных в человеческом молоке олигосахариды, по количеству, занимают третье место после лактозы и жиров. Зрелое молоко содержит более 15 грамм олигосахаридов на литр, тогда как белка в нем почти в два раза меньше – 9 грамм на литр. Интересно, что конкретный набор олигосахаридов меняется в зависимости от длительности лактации, времени суток и генотипа матери. Набор олигосахаридов может существенно различаться у разных матерей. Он может быть разным даже у одной матери, кормящей одного малыша в разные периоды кормления грудью. (Но он всегда будет намного богаче, чем в любой смеси - прим.ред.) Олигосахариды одни из самых гибких компонентов грудного молока,  которые подстраиваются под нужды ребенка. У сумчатых и некоторых млекопитающих молоко так же содержит олигосахариды, однако, коровье молоко и детские смеси содержат их ничтожно мало. Человеческое молоко по наличию в нем олигосахаридов уникально. Примечательно, что в британском ежемесячнике British Journal of Nutrition, в 1999 году вышла статья о том, что состав молока слонов очень близок по составу к человеческому. Возможно, в большом количестве олигосахаридов в слоновьем молоке и кроется секрет того, что “слоны никогда ничего не забывают”.

Последние два десятилетия олигосахариды изучают посредством масс-спектрометрии и ЯМР-спектроскопии. Большое разнообразие олигосахаридов достигается за счет различных комбинаций глюкозы, галактозы, сиаловой кислоты, фукозы и аминокислот. За счет большого количества разнообразных связей между этими компонентами, в настоящее время выделяют около 130 разных олигосахаридов и поиски новых продолжаются. Практически все из них имеют лактозную часть на невосстанавливающем конце цепи и фукозу или сиаловую кислоту (если она присутствует) на восстанавливающем конце цепи. 

Примечательно наличие большого количества сиалилированных олигосахаридов в грудном молоке. Сиаловые кислоты, которые представляют из себя сахара с девятиатомной углеродоной цепью, являются важными структурными и функциональными компонентами ганглиев головного мозга. Считается, что они играют важную роль в формировании нервных связей, формировании памяти и передачи информации между клетками. Был проведен эксперимент, в котором новорожденным  детенышам крыс дополнительно вводили сиаловую кислоту. Это значительно улучшало обучаемость, приводило к быстрому набору необходимого веса, как в случае достаточного питания, так и для неполноценно питающихся детенышей, и, более того, высокий уровень умственного развития крыс сохранялся и в зрелом возрасте. Человеческое молоко содержит огромное количество сиалилированных олигосахаридов, аналогов которых нет в коровьем молоке и детских смесях. Незрелая печень ребенка не способна синтезировать достаточное количество сиаловой кислоты, так необходимой в период интенсивного роста мозга, а именно, в первый год жизни.

Благодаря популяризации грудного вскармливания в последнее время появились дополнительные возможности для исследования сиаловой кислоты. Ранее исследования сиаловой кислоты проводились посредством анализа сыворотки крови и тканей мозга. Однако выяснилось, что слюна также является источником сиаловой кислоты. Благодаря этому в настоящее время существует метод неинвазивного обследования младенцев. Высокая концентрация сиаловой кислоты в слюне и на слизистых оболочках обеспечивает низкую адгезивность, вязкость и, следовательно, обеспечивает защитные функции. Согласно недавним исследованиям, слюна детей на грудном вскармливании, содержит на 50% больше сиаловой кислоты по сравнению с детьми-искусственниками.

Одним из важнейших аспектов, касающихся олигосахаридов человеческого молока, является их способность перевариваться и усваиваться в тонком кишечнике, обеспечивая организм энергией и такими важными веществами, как галактоза, фукоза и сиаловая кислота. Слизистая оболочка тонкой кишки сумчатых имеет несколько ферментов, которые разделяют олигосахариды на их составные - моносахариды. Последние исследования показали, что у детей, находящихся на грудном вскармливании, олигосахариды устойчивы к пищеварению в тонком кишечнике и проходят ферментацию лишь в толстом кишечнике. Любопытно, что олигосахариды не вызывают брожений кишечника и не раздражают его стенки, абсолютно не влияя на консистенцию стула , хотя обычно эти признаки принято связывать с нерастворенными веществами, т.е. не абсорбированными олигосахаридами.

Таким образом, сопротивляясь пищеварению в тонком кишечнике, олигосахариды становятся основным источником энергии для флоры толстого кишечника. Обнаружено, что олигосахариды содержат N-ацетилглюкозамин (или «бифидо-фактор»), необходимый для роста бифидобактерий Бифидум в толстом кишечнике. Олигосахариды участвуют в биосинтезе мурамовой кислоты, которая является компонентом оболочки бактериальных клеток. К концу первой недели жизни в фекалиях младенцев, находящихся на исключительно на грудном вскармливании, бифидобактерии составляют 95% от общей популяции бактерий, тогда как их популяция у детей-искусственников составляет менее 70%. Производя молочную кислоту, бифидобактерии снижают pH кишечника. Кислота в подобающей среде подавляет размножение многих патогенных микроорганизмов, таких как разновидности Shigella, палочек Escherischia, фекального Стрептококка и Клостридий, которые становятся доминирующими в пищеварительной системе детей после отлучения от груди. Короткоцепочечные жирные кислоты, такие как уксусная, пропионовая и масляная, получаемые путем брожения, всасываются через стенки толстого кишечника, обеспечивая питание для колоноцитов и являясь источником энергии для организма. Благодаря этому механизму, около 70% энергии углеводов может быть “спасено”. Таким образом, большая часть энергии олигосахаридов человеческого молока, в конечном счете, может быть доступна младенцу.

Олигосахариды человеческого молока не перевариваются в тонком кишечнике. Как же тогда такие молекулы, как сиаловая кислота могут поддержать рост мозга? В молекуле олигосахаридов сиаловая кислота всегда занимает крайнее положение, и связи могут расщепляться даже если остаток цепи не поддается перевариванию. Расщепление сиаловых кислот, возможное благодаря активности сиалидазы у некоторых видов, активнее всего происходит во время всасывания и напрямую связано с содержанием сиаловой кислоты в молоке.

Предполагается, что наименьшие по размеру олигосахариды человеческого молока могут проникать через оболочку эритроцита. У детенышей сумчатых этот процесс происходит посредством пиноцитоза. Совсем небольшое количество олигосахаридов выводится в неизменном виде с мочой и калом грудных детей. Доказано, что в моче недоношенных детей, находящихся на грудном вскармливании, содержится около 1%  суточной нормы олигосахаридов, по сравнению с детьми, находящимися на искусственном вскармливании, у которых это вещество содержится в ничтожно малом количестве. Это в очередной раз доказывает, что, несмотря на особенности механизма всасывания олигосахаридов, их усвояемость происходит на очень хорошем уровне. Наличие определенных олигосахаридов в мочевыводящей системе способствует снижению распространения инфекций мочевыводящих путей.

Все больше фактов говорит о том, что олигосахариды играют важную антибактериальную роль в кишечнике, дыхательных и мочевыводящих путях. Существует список патогенных микроорганизмов, которым противостоят определенные олигосахариды человеческого молока. Этот список постоянно пополнятся в ходе новых исследований.  Олигосахариды препятствуют срастанию бактериальных клеток с эпителием (инфицированию). Они выступают в качестве “приманки” так-как являются структурным аналогом клетки-хозяина. Эти механизмы могут быть реализованы только в том случае, если олигосахариды достигают различных органов (тонкий кишечник, кишечник, дыхательный тракт, мочеполовую систему и т.д.) в неразрушенном состоянии. Таким образом, устойчивость олигосахаридов к перевариванию в тонком кишечнике является важнейшим фактором для их функционирования.

Наличие огромного количества олигосахаридов в человеческом молоке оказывает влияние на разработку заместителей грудного молока, особенно для недоношенных детей. Благодаря успехам в борьбе с бесплодием и современным техникам жизнеобеспечения, количество недоношенных детей стремительно увеличивается. Недоношенные дети более подвержены инфекциям и различным когнитивным нарушениям, нежели дети, рожденные в срок. Рост мозга достигает своего пика на 26 неделе беременности и продолжает стремительное развитие в первые недели жизни. Недоношенные дети,  находившиеся на исключительно грудном вскармливании в первый месяц жизни, демонстрируют значительно более высокий уровень владения речью (исследовались дети, достигшие 7-8 лет), чем дети, находившиеся на искусственном вскармливании с младенчества. Мы предполагаем, что именно сиалилированные олигосахариды человеческого молока являются одним из факторов сопсобствующих этому.

Исследования показывают, что молоко женщины, родившей недоношенного ребенка, содержит как минимум такое же количество олигосахаридов, как и молоко женщины, родившей в срок. Более того, по предварительным данным, концентрация сиалилированных олигосахаридов может быть даже выше в молоке матерей недоношенных младенцев – вот почему дети, особенно недоношенные, должны получать материнское молоко. Олигосахариды должны стать предметом пристального внимания для тех, кто занимается разработкой питания для младенцев и производством искусственных смесей. Количество олигосахаридов, их сложность и многообразие их соединений теперь являются дополнительными 130 причинами кормить ребенка грудью.

 

Список литературы:

  1. Brand Miller JC, McVeagh P, McNeil Y & Messer M (1998) Digestion of human milk oligosaccharides by healthy infants evaluated by the lactulose hydrogen breath test. Journal of Pediatrics 133, 95–98.
  2. Coppa G, Gabrielli O, Giorgi P, Catassi C, Montanari M, Varaldo P & Buford N (1990) Preliminary study of breast-feeding and bacterial adhesion to uroepithelial cells. Lancet 335, 569–571.
  3. Coppa GV, Gabrielli O, Pierani P, Catassi C, Carlucci A & Giorgi PL (1993) Changes in carbohydrate composition of human milk over 4 months of lactation. Pediatrics 91, 637–641.
  4. Crisp EA, Czolij R & Messer M (1987) Absence of beta-galactosidase (lactase) activity from intestinal brush borders of suckling macropods, implications for mechanism of lactose absorption. Comparative Biochemistry and Physiology 88B, 923–927.
  5. Cummings JH (1983) Fermentation in the large intestine: evidence and implications for health. Lancet i, 1206–1209. Dickson JJ & MesserM(1978) Intestinal neuraminidase activity of suckling rats and other mammals. Biochemical Journal 170, 407–413.
  6. Kobata A, Yamshita K & Tachibana Y (1978) Oligosaccharides from human milk. Methods in Enzymology 50, 216–220.
  7. Kunz C, Rudloff S, Schad W & Braun D (1999) Lactose derived oligosaccharides in milk of elephants: comparison with human milk. British Journal of Nutrition 82, 391–399.
  8. Lucas A, Morley R, Cole TJ, Lister G & Leeson-Payne C (1992) Breast milk and subsequent intelligence quotient in children born preterm. Lancet 339, 261–264.
  9. Lundblad A (1993) The persistence of milk oligosaccharides in the gastrointestinal tract of infants. In New Perspectives in Infant Nutrition, pp. 66–73 [B Renner and G Sawatzki, editors].  Stuttgart: Georg Thieme Verlag. Messer M & Kerry KR (1973) Milk carbohydrates of the echidna and the platypus. Science 180, 201–203.
  10. Messer M & Mossop GS (1977) Milk carbohydrates of marsupials 1. Partial separation and haracterization of neutral milk oligosaccharides of the eastern grey kangaroo. Australian Journal ofBiological Sciences 30, 379–388.
  11. Montreuil J (1994) The saga of human milk oligosaccharides. In New Perspectives in Infant Nutrition, pp. 3–11 [B Renne and G Sawatzki, editors]. Stuttgart: Georg Thieme Verlag. Morgan BL & Winick M (1980a) Effects of administration of Nacetylneuraminic acid on brain NANA content and behavior. Journal of Nutrition 110, 416–424.
  12. Morgan BL & Winick M (1980b) Relationship between brain Nacetylneuraminic acid content and behavior. Proceedings of the Society for Experimental Biology and Medicine 161, 534–537.
  13. Nakhla T, Fu D, Zopf D, Brodsky NL & Hurt H (1999) Neutral oligosaccharide content of preterm human milk. British Journal of Nutrition 82, 361–367.
  14. Neeser J-R, Golliard M & Del Vedove S (1991) Quantitative determination of complex carbohydrates in bovine milk and in milk-based infant formulas. Journal of Dairy Science 74, 2860–2871.
  15. Newburg DS (1999) Human milk glycoconjugates that inhibit pathogens. Current Medicinal Chemistry 6, 117–127.
  16. Rings EHHM, van Beers EH, Krasinski SD, Verhave M, Montgomery RK, Grand RJ, Dekker J & Buller HA (1994) Lactase: origin, gene expression, localization, and function. NutritionResearch 14, 775–797.
  17. Rosenberg A (editor) (1995) Biology of the Sialic Acids. New York, NY: Plenum Press. Rudloff S, Pohlentz O, Dielmann L, Egge H & Kunz C (1996)
  18. Urinary excretion of lactose and oligosaccharides in preterm infants fed human milk or infant formula. Acta Paediatrica 85, 598–603.
  19. Sabharwal H, Nilsson B, Chester MA, Lindh F, Gronberg G, Sjoblad S & Lundblad A (1988) Oligosaccharides from faeces of a blood-group B, breast-fed infant. Carbohydrate Research 178, 145–154.
  20. Stahl B, Thurl S, Zeng X, Karas M, Hillenkamp F, Steup M & Sawatzki G (1994) Oligosaccharides from human milk as revealed by matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry. Analytical Biochemistry 223, 218–226.
  21. Tram T, Brand Miller J, McNeil V & McVeagh P (1997) Sialic acid content of infant saliva: comparison of breast fed with formula infants. Archives of Disease in Childhood 77, 315–318.
  22. Viverge D, Grimmonprez L, Cassanas O, Bardet L & Solere M (1990) Discriminant carbohydrate components of human milk according to donor secretor types. Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition 11, 365–370.
  23. Wang B, Brand Miller J & McVeagh P (1998) Protein-bound sialic acid concentration in human milk and commercial infant formulas. Proceedings of the Nutrition Society of Australia 22, 245.
  24. Witt W, von Nicolai H & Zilliken F (1999) Uptake and distribution of orally applied N-acetyl-( 14C)neuraminosyl-lactose and Nacetyl-(14C)neuraminic acid in the organs of newborn rats. Nutrition and Metabolism 23, 51–61.
  25. Yoshioka H, Iseki K & Fujita K (1983) Development and differences of intestinal flora in the neonatal period in breast-fed and bottle-fed infants. Pediatrics 72, 317–321.

 

Перевод Анастасия Гришанина специально для “Молочной мамы”. 

Источник: Janette Brand Miller, Patricia McVeagh, The Human Nutrition Unit and Department of Biochemistry, University of Sydney, NSW, Australia,: “Human milk oligosaccharides: 130 reasons to breast-feed”, - British Journal of Nutrition (1999), 82, 333–335







livejournal


livejournal


livejournal


Мы в инстаграмме
Instagram


Комментарии

Добровольческое движение "Молочная мама" 2013-2017гг.

Все наши материалы можно и нужно использовать для пропаганды донорства грудного молока и грудного вскармливания в некоммерческих целях. Мы будем благодарны за указание источника.

Сайт соответствует кодексу ВОЗ маркетинга заменителей грудного молока.

Информация на сайте предоставлена для ознакомления, а не в качестве руководства к действию.

Сайт не является медицинской площадкой. Он создан для того, чтобы помочь родителям сделать осозннанный выбор в пользу донорского молока.

с 2015 года "Молочная мама" является IBFAN группой в России.

с 2015 года