Oligosacharidy lidského mléka ( OHM) jsou komplexní sacharidy, které se nacházejí vmateřském mléce .
V roce 1886 lékař a mikrobiolog Theodor Escherich poprvé objevil vztah mezi fyziologií trávení u dětí a činností střevních bakterií. V roce 1900 popsal jeho bývalý student Ernst Moreau rozdíly v bakteriálním složení stolice u kojených a uměle živených (IV) kojenců. Nebyli schopni izolovat složku, která určuje složení střevní mikrobioty (GMB).
Na konci 19. století Georges Denigès zjistil, že kromě laktózy obsahuje lidské mléko na rozdíl od kravského ještě neznámou frakci sacharidů. V letech 1929–1933 Michel Polonowski a Albert Lespagnol vymysleli techniku izolace složek této frakce, kterou nazvali „gynolaktóza“ [1] . V roce 1954 vědci spolu s Jeanem Montreuilem izolovali první oligosacharidy (2-fukosyllaktózu a 3-fukosyllaktózu) z této frakce pomocí chromatografie . Struktura zbývajících oligosacharidů mateřského mléka a jejich potenciální funkce nebyly studovány. V roce 1926 předložil Herbert Schonfeld teorii, že GM obsahuje růstový faktor pro Lactobacillus bifidus (později byl tento kmen přiřazen k Bifidobacterium bifidus ). Povaha "faktoru bifidus" byla v té době neznámá, sám Schoenfeld naznačil, že by to mohl být nějaký druh vitamínu. Richard Kuhn a Paul Ghiergi, inspirovaní prací E. Moreaua o mikrobiotě a M. Polonovského o „gynolaktózové“ frakci, dokázali prokázat, že „bifidus faktor“ GM se skládá z oligosacharidů obsahujících N-acetylglukosamin . V následujících letech jak skupina Richarda Kuhna, tak skupina Jeana Montreuila identifikovala a popsala desítky jednotlivých HMO. Ale další dekódování frakce OGM bylo možné se zavedením nových výzkumných metod. Heinz Egge, jeden ze studentů Richarda Kuhna, představil metodu hmotnostní spektrometrie , která se od předchozích metod lišila větší citlivostí a spolehlivostí. To umožnilo popsat a charakterizovat větší počet HMO a stanovit tuto metodu jako hlavní pro mapování a sekvenování HMO [2] .
Sacharidy v mateřském mléce se skládají z laktózy a oligosacharidů mateřského mléka. HMO (kromě laktózy) se netráví a nemají žádnou nutriční funkci. Oligosacharidy jsou po laktóze a tuku třetí složkou mateřského mléka. Jeho obsah se pohybuje od 20–25 g/l v kolostru do 10–15 g/l ve zralém mléce. Aplikace nových metod, kombinující využití kapalinové chromatografie a hmotnostní spektrometrie s vysokým rozlišením, umožnila identifikovat přibližně 200 unikátních oligosacharidových struktur, které zahrnují 3 až 22 cukrů [2] .
OGM je založeno na 5 monosacharidech: glukóza (Glc), galaktóza (Gal), N-acetyl-glukosamin (GlcNAc), fukóza (Fuc), kyselina sialová (Sia) (kyselina N-acetyl-neuraminová (Neu5Ac)) [2] . Pomocí enzymu glykosyltransferázy se do molekuly laktózy přidávají jednotlivé monosacharidy, které tvoří sacharidové řetězce různé délky a různého stupně větvení.
V současné době je rozluštěna struktura asi 200 oligosacharidů, ale jejich skutečný počet se může pohybovat v tisících. V průměru obsahuje mléko každé ženy 10 až 15 HMO.
Všechny HMO jsou rozděleny do tří skupin podle jejich chemické struktury: neutrální fukolizované (např. 2-FL), neutrální nefukolizované (např. lakto-N-neotetraóza (LNnT)), kyselé sialyzované (např. 3-SL). Neutrální oligosacharidy v mateřském mléce tedy tvoří asi 75 % všech oligosacharidů. I přes velkou rozmanitost je 80 % všech HMO zastoupeno 12 nejběžnějšími oligosacharidy. Mezi nimi je nejběžnější 2-FL, který představuje asi 30 %. LNnT patří mezi deset nejběžnějších a tvoří 2–3 % všech HMO [2] [3] .
Vliv HMO na dětský organismus spočívá v tom, že přispívají k nastolení normální střevní mikrobioty, snižují pravděpodobnost infekce a jsou zodpovědné za tvorbu imunity. Vědci byli schopni identifikovat, že 70 % až 80 % imunomodulačních buněk kojence se nachází v jeho střevech. Oligosacharidy mateřského mléka se jako součást mateřského mléka dostávají do střev dítěte, kde plní své hlavní funkce [3] [4] .
Složitost struktury, variabilita složení a strukturní rozmanitost dnes neumožňují plně reprodukovat složení HMO v kojenecké výživě. Dosud je možné industrializovat pouze některé oligosacharidy strukturálně zcela identické s těmi, které se nacházejí v mateřském mléce.
Prvním oligosacharidem, který se vědcům podařilo vytvořit a prostudovat, byla 2'-fukosylaktóza (2'FL), nejhojnější oligosacharid v mateřském mléce. Tvoří více než 30 % celkového obsahu oligosacharidů. Druhým průlomem je rekonstrukce dalšího oligosacharidu, lakto-N-neotetraózy (LNnT), která je jedním z deseti nejhojnějších oligosacharidů v mateřském mléce. Oba oligosacharidy 2FL a LNnT tvoří asi 33 % celkových oligosacharidů v mateřském mléce.
Klinické studie prokázaly, že použití 2FL a LNnT ve výživě dětí zlepšuje složení střevní mikrobioty, výrazně snižuje výskyt bronchitid a také užívání antibiotik a antipyretik. Na základě provedeného výzkumu dochází ke zdokonalování složení mléčných výrobků pro děti krmené umělou výživou. Tím je zajištěno formování zdraví dítěte v nepřítomnosti mateřského mléka [3] .