Dazu braucht es Mut und Wissenschaft: Entschlüsseln Sie die neuesten Forschungsergebnisse über Oligosaccharide aus Humanmilch (HMOs) für die menschliche Gesundheit

Zusammenfassung

• Nahrungsergänzungsmittel mit Oligosacchariden aus menschlicher Milch (HMO) sind vielversprechend für die Ernährung von Säuglingen und Erwachsenen und bieten Vorteile für die Gesundheit der Verdauung, das Immunsystem und die Gehirnfunktion.
• Um Innovatoren auf dem Gebiet der Darmgesundheit auf dem Laufenden zu halten, haben wir die wichtigsten Erkenntnisse aus zwei neuen Arbeiten zusammengefasst, die die Auswirkungen von HMOs auf das Darmmikrobiom und die Immunantwort untersuchen.
• Lesen Sie weiter, um die neueste HMO-Wissenschaft zu entschlüsseln und den evidenzbasierten Behauptungen im Bereich Gesundheit und Ernährung einen Schritt voraus zu sein.

In den letzten Jahren hat das Interesse der Verbraucher an der Darmgesundheit exponentiell zugenommen. Dies ist vor allem auf das zunehmende öffentliche Verständnis und Bewusstsein für das Darmmikrobiom und seinen Einfluss auf die allgemeine Gesundheit zurückzuführen. Darüber hinaus nehmen Magen-Darm-Probleme und Nahrungsmittelempfindlichkeiten zu, so dass der Schutz der Darmgesundheit für viele eine Priorität darstellt.^1,2 Damit steigt auch das Interesse an innovativen darmunterstützenden Inhaltsstoffen, einschließlich eines präbiotischen Nahrungsergänzungsmittels der nächsten Generation, das den Markt für Darmgesundheit im Sturm erobert - Humanmilch-Oligosaccharide (HMO).

HMOs sind eine Gruppe von Kohlenhydraten, die in der menschlichen Muttermilch, dem Goldstandard für die Ernährung von Säuglingen, reichlich vorhanden sind. Sie spielen eine wichtige Rolle für die Gesundheit und die Entwicklung von Säuglingen, da sie wichtige nützliche Bakterien im Darm ernähren, die wiederum die Entwicklung eines robusten Immunsystems unterstützen und vor schädlichen Mikroben schützen.³ Bei Säuglingen hat sich gezeigt, dass eine HMO-Ergänzung sowohl Immunzellen als auch Krankheitserreger direkt moduliert und somit Vorteile bringt, noch bevor die Mikroben im Darm erreicht werden.³ Darüber hinaus können sie die Entwicklung des Gehirns und der kognitiven Fähigkeiten über die Darm-Hirn-Achse unterstützen.⁴

Neue präklinische und klinische Forschungsergebnisse zeigen, dass die Vorteile von HMOs während des gesamten Lebens genutzt werden können, um die Darmmikrobiota von Kindern und sogar Erwachsenen zu nähren, zu schützen und zu stärken.^5,6,7 Lesen Sie weiter, um die wichtigsten Erkenntnisse aus zwei in diesem Jahr veröffentlichten Arbeiten von dsm-firmenich-Forschern zu erfahren, die den Einfluss von HMOs auf das Darmmikrobiom und speziell auf menschliche Immunzellen untersucht haben.

1. Die Auswirkungen von niedrig dosierten HMOs auf die Darmmikrobiota 

Previous studies have examined the benefits of HMOs in children and adults at high doses (5 – 20 g/day).^5,6 These doses have been shown to be safe and tolerated in adults, however the European Food Safety Authority (EFSA) recommends much lower doses for children.⁸ A new study published in Metabolites this year used a cutting-edge ex vivo system (SIFR® technology) to examine the effects of four HMOs (2′-fucosyllactose (2′-FL), lacto-N-neotetraose (LNnT), 3′Sialyllactose (3′SL) and 6′Sialyllactose (6′SL)) at low doses on microbiota and microbial metabolism from human samples.9 The HMOs were applied at doses between 0.3 – 5g/day and the microbiota of six children and six adults were examined – with both groups seeing benefits of HMOs at these lower amounts.

Erstens wurde durch die HMO-Behandlung das Wachstum von nützlichen Bakterienarten gefördert. So haben alle vier HMOs die Häufigkeit von Bifidobakterien Arten in der Mikrobiota von Kindern deutlich erhöht, insbesondere 2'FL, das diese Wirkung ab einer Dosis von 1 g/Tag zeigte. In der Mikrobiota von Erwachsenen erhöhten sowohl 2'FL als auch LNnT den Gehalt der Spezies Bifidobacteria bei niedrigen Dosen signifikant, wobei LNnT-Dosen von nur 0,5 g/Tag eine signifikante Wirkung zeigten. Darüber hinaus förderte 6'SL (und 3'SL in geringerem Maße) Bacteroides Spezies sowohl bei Kindern als auch bei Erwachsenen (bei 5 g/Tag für beide). Diese Ergebnisse sind wichtig, weil viele Arten aus den Gattungen Bifidobakterien und Bacteroides wichtige Bestandteile eines gesunden Darmmikrobioms bei Menschen jeden Alters sind und einige auch als "Schlüsselarten" fungieren können, die für die Etablierung eines gesunden Mikrobioms wichtig sind.⁹

Die HMOs wurden auch mit einer signifikanten Erhöhung der Produktion von vorteilhaften kurzkettigen Fettsäuren (SCFAs) in Verbindung gebracht - Metaboliten, die für die Aufrechterhaltung der Darmgesundheit und die Unterstützung der Immunregulierung wichtig sind.^10,11 Alle vier HMOs erhöhten die Konzentrationen aller SCFAs in einer dosisabhängigen Weise, jedoch gab es Unterschiede im Grad der Wirkung je nach HMO-Inhaltsstoff. So wurde beispielsweise Acetat vor allem durch 2'FL und 3'SL erhöht, während Propionat am stärksten durch 6'SL erhöht wurde. Im Falle von Butyrat waren die Auswirkungen von HMOs bei Erwachsenen viel ausgeprägter (hauptsächlich durch LNnT), was mit der Tatsache zusammenhängt, dass Butyrat produzierende Arten in der reiferen Darmmikrobiota angereichert sind. Andere Metaboliten, die durch die HMO-Behandlung erhöht wurden, waren aromatische Milchsäuren und Neurotransmitter wie Acetylcholin, die mit der Immunität bzw. der Darm-Hirn-Achse zusammenhängen, sowie B-Vitamine.⁹

Zusammenfassend ergab die Studie, dass HMOs die Darmmikrobiota unterstützen und sowohl für Erwachsene als auch für Kinder gesundheitliche Vorteile bieten können, selbst bei niedrigeren Dosen. Darüber hinaus zeigen die Forschungsergebnisse, welche HMO-Inhaltsstoffe für die verschiedenen Lebensphasen besser geeignet sind und dass bestimmte HMOs besondere gesundheitliche Vorteile bieten können. Dies könnte als wichtiger Leitfaden für die Formulierung von Nahrungsergänzungsmitteln für die Märkte Gesundheit aus dem Darm und Ernährung im frühen Lebensalter dienen.

2. HMOs helfen, die weißen Blutkörperchen auf die Bekämpfung von Infektionen vorzubereiten

Es wurde bereits gezeigt, dass HMOs Immunzellen beeinflussen, doch die spezifischen Auswirkungen der verschiedenen Strukturen auf menschliche Makrophagen (eine wichtige Art von weißen Blutkörperchen des angeborenen Immunsystems) müssen noch vollständig definiert werden. Eine neue Studie, die in Frontiers of Immunology veröffentlicht wurde, untersuchte die Auswirkungen von drei einzelnen HMOs, 2'FL, LNnT und 6'SL, auf Makrophagen, die auf eine Infektion mit dem Erreger Staphylococcus aureus (auch bekannt als S. aureus) reagieren.¹²

Die Studie ergab, dass Makrophagen, die mit HMOs, insbesondere 6'SL, behandelt wurden, eine erhöhte Expression von Genen, Oberflächenmarkern und Zytokinen zeigten, die mit der Aktivierung von M1-Makrophagen zusammenhängen, wenn sie S. aureus ausgesetzt waren. Diese M1-Reaktion ist wichtig für die Abwehr von S. aureus Infektionen und steht in Zusammenhang mit der Beseitigung des Erregers und der Genesung von Krankheiten. Die Ergebnisse der Studie bestätigten außerdem, dass 6'SL die Phagozytose der Makrophagen (ein Prozess, bei dem Makrophagen Krankheitserreger verschlingen und entfernen) von S. aureus verstärkt. Wichtig ist, dass die HMOs in Abwesenheit des Erregers keine unnötige Aktivierung von Immunzellen auslösten.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Ergebnisse dieser Forschung zeigen, dass HMOs, insbesondere 6'SL, die Fähigkeit von Makrophagen verbessern, wirksam auf S. aureus Infektion zu reagieren, aber keine Entzündungsreaktion in Makrophagen in Abwesenheit des Erregers auslösen - und somit die Makrophagen im Wesentlichen zur Bekämpfung der Infektion "vorbereiten". Dies zeigt die Bedeutung von HMOs in der Säuglingsernährung und das Potenzial für den Einsatz von HMOs bei Kindern und Erwachsenen, die mit S. aureus infiziert sind - und möglicherweise in Zukunft auch mit anderen Erregern.

3. Schlussfolgerungen und Möglichkeiten zur Innovation 

In diesen Studien zeigen HMOs bereits bei niedrigen Dosen Wirkung und beeinflussen die Fähigkeit der Immunzellen, auf Krankheitserreger zu reagieren. Die Daten zeigen insbesondere, dass verschiedene HMOs unterschiedliche biologische Wirkungen haben. Diese Erkenntnisse können für die weitere präklinische und klinische Forschung sowie für die Formulierung von Nahrungsergänzungsmitteln für Gesundheit aus dem Darm und Ernährung im frühen Lebensalter genutzt werden. So könnten beispielsweise Ernährungslösungen mit HMOs auf verschiedene Altersgruppen oder auf bestimmte Gesundheitsleistungen ausgerichtet sein.

Als Pionier in diesem Bereich bleiben wir an der Spitze der neuesten HMO-Forschung. Unsere kontinuierlichen Investitionen haben zur Entwicklung unseres fortschrittlichen HMO-Portfolios beigetragen, dem weltweit umfangreichsten kommerziell erhältlichen Angebot, und zu vielen spannenden Entdeckungen auf diesem Gebiet der Wissenschaft geführt.