Was sind Humane Milch-Oligosaccharide?

Humane Milch-Oligosaccharide, kurz HMO (englisch: Human Milk Oligosaccharides), sind eine Gruppe komplexer Kohlenhydratverbindungen, die natürlicherweise in der menschlichen Muttermilch vorkommen. Mit einer Konzentration von etwa 5 bis 15 Gramm pro Liter sind sie nach Laktose und Fett der drittgrößte feste Bestandteil der Muttermilch. Bislang wurden mehr als 200 verschiedene Strukturen dieser Oligosaccharide identifiziert, was die Muttermilch zu einer der komplexesten Nährflüssigkeiten macht, die in der Natur bekannt sind.

Obwohl HMO zur Gruppe der Kohlenhydrate gehören, werden sie vom Säuglingskörper selbst kaum verdaut. Stattdessen gelangen sie nahezu unverdaut in den Dickdarm und entfalten dort ihre wichtigsten biologischen Wirkungen.

Biologische Funktionen

Präbiotische Wirkung

HMO wirken als Präbiotika, das heißt, sie dienen als Nährsubstrat für nützliche Darmbakterien, insbesondere für Bifidobacterium longum subsp. infantis. Diese Bakterien können HMO effizient verstoffwechseln und gewinnen dadurch einen Wachstumsvorteil gegenüber potenziell schädlichen Keimen. Durch die Förderung einer gesunden Darmflora (Mikrobiom) tragen HMO wesentlich zur Entwicklung des Immunsystems bei Säuglingen bei.

Schutz vor Infektionen

HMO wirken als sogenannte Lockstoff-Rezeptoren (engl. decoy receptors): Sie ähneln in ihrer Struktur den Oberflächenproteinen der Darmschleimhaut und binden dadurch Krankheitserreger wie Campylobacter jejuni, Streptococcus agalactiae oder bestimmte Viren, bevor diese die Darmwand erreichen. Auf diese Weise helfen sie, Infektionen des Magen-Darm-Trakts zu verhindern.

Immunmodulation

HMO beeinflussen direkt Immunzellen und regulieren Entzündungsreaktionen. Sie fördern die Reifung des Immunsystems und könnten dazu beitragen, das Risiko für allergische Erkrankungen, wie atopisches Ekzem oder Nahrungsmittelallergien, zu reduzieren.

Gehirnentwicklung

Bestimmte HMO, insbesondere Sialyl-Oligosaccharide, liefern Sialsäure, eine Substanz, die für die Entwicklung des Nervensystems und die kognitive Reifung von Säuglingen bedeutsam ist. Erste Studien deuten auf eine positive Wirkung auf die neuronale Vernetzung hin.

Wichtige Vertreter der HMO

• 2-Fucosyllaktose (2-FL): Das am häufigsten vorkommende HMO in der Muttermilch. Es wird intensiv auf seine entzündungshemmenden und infektionsvorbeugenden Eigenschaften untersucht.
• Lacto-N-Tetraose (LNT): Ein neutrales, nicht-fucosyliertes HMO, das das Wachstum von Bifidobakterien fördert.
• 3-Sialyllaktose (3-SL) und 6-Sialyllaktose (6-SL): Sialylierte HMO, die eine Rolle bei der Gehirnentwicklung und dem Schutz vor Rotaviren spielen.
• Lacto-N-Neotetraose (LNnT): Ein weiteres neutrales HMO mit präbiotischen Eigenschaften.

HMO in Nahrungsergänzungsmitteln und Säuglingsnahrung

Da gestillte Säuglinge klar von HMO profitieren, besteht großes wissenschaftliches und industrielles Interesse daran, HMO auch in Flaschenmilch und Nahrungsergänzungsmittel zu integrieren. Mittlerweile ist es durch biotechnologische Verfahren, insbesondere durch mikrobielle Fermentation mit gentechnisch veränderten Hefen oder Bakterien, möglich, bestimmte HMO-Strukturen wie 2-FL und LNnT in größeren Mengen herzustellen.

In der Europäischen Union hat die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) mehrere synthetisch hergestellte HMO als sicher eingestuft und deren Verwendung in Säuglingsnahrung genehmigt. Auch für Erwachsene werden HMO zunehmend als Nahrungsergänzungsmittel untersucht, etwa zur Unterstützung der Darmgesundheit und Immunfunktion.

HMO für Erwachsene

Neuere Forschungen zeigen, dass HMO nicht nur für Säuglinge relevant sind. Bei Erwachsenen wurden mögliche positive Effekte auf das Darmmikrobiom, die Darmbarriere und das Immunsystem beobachtet. Klinische Studien untersuchen den Einsatz von HMO bei Erkrankungen wie dem Reizdarmsyndrom, entzündlichen Darmerkrankungen und bei Personen mit geschwachtem Immunsystem.

Sicherheit und Verträglichkeit

Biotechnologisch hergestellte HMO wie 2-FL und LNnT gelten als gut verträglich. In klinischen Studien wurden keine ernsthaften unerwünschten Wirkungen berichtet. Leichte gastrointestinale Beschwerden wie Blähungen sind möglich, insbesondere bei höheren Dosierungen, da HMO im Dickdarm fermentiert werden. Personen mit bestimmten Lebensmittelunverträglichkeiten sollten vor der Einnahme von HMO-Präparaten ärztlichen Rat einholen.

Quellen

1. Zivkovic AM et al. - Human milk glycobiome and its impact on the infant gastrointestinal microbiota. Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), 2011.
2. Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) - Safety of 2'-fucosyllactose as a novel food ingredient. EFSA Journal, 2015.
3. Bode L - Human milk oligosaccharides: Every baby needs a sugar mama. Glycobiology, 2012.