蓝狮平台

国家市场监督管理总局业务主管
官网使用指南 登录 注册 中文 English高级搜索

科普分享

母乳低聚糖的重要生物学作用

发布日期:2025-03-08

播放次数:30

分享:

作者:荫士安 中国蓝狮平台婴幼儿配方食品分会主任委员

中国疾病预防控制中心营养与健康所研究员

张玉梅 中国蓝狮平台婴幼儿配方食品分会副主任委员

北京大学公共卫生学院长聘教授


母乳低聚糖(human milk oligosaccharides,HMOs)是母乳中非常重要的碳水化合物,其几乎不能被吸收,不产生能量。母乳中含有近千种HMOs,已经鉴定结构的超过250种。HMOs具有独特的碳水化合物结构,能够抵抗胃液较低pH环境、胰腺和小肠刷状缘酶的消化,几乎可完整地到达喂养儿的结肠,大部分HMOs成为某些肠道微生物如双歧杆菌可发酵的底物,并被肠道微生物群代谢产生多种有益成分。诸多研究发现,HMOs参与了婴儿胃肠道功能的成熟、维持肠道微生态环境稳定和免疫调节,且可促进婴儿的生长和认知发育。虽然哺乳期间母乳中HMOs总量存在个体差异并随哺乳期延长逐渐降低,但也有一些特殊的HMOs,如3-岩藻糖基乳糖(3-FL)随泌乳时间延长水平增加;HMOs含量居母乳固形物的第三位,约占母乳总碳水化合物含量的20%。随机对照临床实验结果显示,婴儿配方食品中补充HMOs具有潜在的健康益处,包括改善肠道菌群,保护肠粘膜、提高肠屏障作用;调节免疫,促使肠道分泌型IgA分泌;减少呼吸道感染、降低湿疹和气管炎的发病频率,减少解热药和抗生素药物的使用等。


一、作为益生元,调节肠道菌群


HMOs促进母乳喂养婴儿肠道健康微生物群落的定殖。HMOs虽然不能为母乳喂养的婴儿提供能量,但是作为婴儿肠道微生物群中益生菌的代谢底物,赋予某些益生菌和共生菌的生长优势;生后30天是婴儿肠道双歧杆菌定殖的关键窗口期:母乳喂养婴儿在3~4月龄时,肠道双歧杆菌占全部菌群的60%~80%,主要为长双歧杆菌婴儿亚种,简称为婴儿双歧杆菌,这种双歧杆菌可以直接将完整的多种HMOs摄入菌体内,其他种双歧杆菌也可通过完整摄入、交叉利用等模式将HMOs代谢产生短链脂肪酸如乙酸、丙酸、丁酸和其他有机酸、抗黏附和抗菌因子等,这些代谢物对宿主健康非常重要,是影响宿主细胞基因表达的营养来源和信号分子,这些产物还可以降低肠道pH抑制致病菌生长繁殖,培养健康的肠道微生物菌群,促进良好肠道微生态环境的建立,影响母乳喂养儿的健康状况和发展轨迹。例如,NMOs可以富集婴儿肠道双歧杆菌,降低致病菌(如金黄色葡萄球菌)的丰度,维持肠道菌群平衡,有研究结果显示双歧杆菌属是唯一能够将HMOs转变化为影响粪便pH值的酸性产物,母乳中的微生物群与HMOs之间的相互作用对婴儿肠道微生物群落的建立和平衡产生积极影响,这对确保正常的婴儿胃肠道功能和健康微生态菌群的建立至关重要,尤其是生后第一年在婴儿健康生长发育中发挥至关重要作用。


二、作为可溶性诱饵受体、黏合剂和抗菌剂阻断有害微生物与上皮细胞表面受体附着


母乳中的HMOs与微生物群一起为母乳喂养儿构成一种复杂、有效的防御感染的机制,为新生儿提供保护,使其免受各种潜在的感染。例如,由于HMOs与上皮细胞表面聚糖结构相似,HMOs作为可溶性诱饵受体可阻断病毒、细菌或原生动物寄生虫病原体与上皮细胞表面受体的附着,发挥免疫调节作用,降低流感、轮状病毒、呼吸道合胞病毒、诺如病毒的感染。


HMOs通过充当可溶性聚糖受体诱饵发挥黏合剂和抗菌剂的作用,阻止致病微生物附着到肠黏膜表面,阻断致病微生物的糖组与肠道上皮表面的聚糖受体相互作用,阻碍微生物定植和预防潜在的感染。


HMOs作为抑菌剂,不同的HMOs组分能抑制B族链球菌生长,增强新生儿的宿主上皮细胞和免疫细胞反应的能力。


三、降低新生儿坏死性小肠结肠炎发生率


HMOs能增强肠道黏膜屏障能力,通过增强和完善免疫功能影响宿主的肠道功能,对特定的婴儿肠道疾病,如坏死性小肠结肠炎有治疗作用。新生儿坏死性小肠结肠炎(Necrotizing enterocolitis,NEC)是早产儿与极低出生体重儿中一种最易发的严重致命性肠道疾病。其特征是肠粘膜发炎和坏死,临床试验中观察到,婴儿配方奶粉喂养比母乳喂养的早产儿NEC的发病率高6~10倍。婴儿配方奶粉缺乏HMOs和/或多样性可能与NEC发病率较高有关,已经证明HMOs干预通过促进肠道有益菌的生长,增强肠道粘膜的屏障功能和调节炎症反应降低发生NEC的风险,同时也有助于总体降低脆弱新生儿的感染相关疾病发病率和死亡率。动物实验和母乳喂养试验的结果均显示,HMOs在降低NEC发病率中发挥积极作用。因此,已有研究提出HMOs可用作婴儿肠道疾病的补充剂和替代疗法。


四、参与机体免疫功能


HMOs不仅对营养物质的消化吸收至关重要,而且在维持免疫稳态方面也发挥重要作用。HMOs与免疫系统复杂的相互作用凸显了其在调节免疫功能和促进健康中发挥重要作用。多项研究证实HMOs对于细菌及病毒性感染、过敏、自身免疫疾病等均有显著的效果。HMOs通过作为抗黏附、抗菌剂直接减少病毒、细菌或病原体感染,通过调节宿主肠道上皮细胞的反应间接影响婴儿的免疫系统或直接参与调节免疫反应。例如,临床喂养试验的结果显示,HMOs可以降低过敏反应的发生率和严重程度;多项母乳喂养婴儿的调查及添加HMOs的婴幼儿配方食品(奶粉)干预临床随机对照试验等研究结果均显示,HMOs可刺激肠道中的有益菌(如双歧杆菌)生长、抑制有害菌繁殖,维持肠道微生态平衡,促进免疫体系的发育。


五、参与大脑认知功能发育


胃肠道的菌群组成与大脑的行为变化有关。HMOs通过微生物及其被代谢的产物经肠-脑轴促进大脑发育,表现出具有调控认知和促进智力发育的功能。酸性低聚糖被肠道微生物分解释放唾液酸,唾液酸可与大脑中神经节苷脂结合,促进大脑发育,而酸性低聚糖也是母乳中唾液酸的重要来源。HMOs可能促进神经系统和认知发育的机制与其被特定细菌代谢产生的短链脂肪酸有关,因为短链脂肪酸能穿过血脑屏障,直接与小胶质细胞相互作用;HMOs可促进某些微量营养成分的吸收,如铁和锌等,如与婴儿配方奶粉喂养儿相比,母乳喂养和母乳中有较高浓度2’-岩藻糖基乳糖(2’-FL)与24月龄幼儿较好的认知能力发育有关。


人乳中HNMOs的含量主要受乳母基因表型(路易斯基因型、分泌型)、泌乳阶段、膳食和胎次等因素影响;母乳中HMOs含量和种类还与婴儿成熟度(是否足月)有关,早产儿母乳中HMOs的种类与含量更高。母乳HMOs的组成也受地域和生存环境因素的影响。新生儿每天经母乳摄入约5g/L~25g/L的HMOs。长期临床喂养试验结果证明,按照我国批准的HMOs允许添加量,食用是安全的。


(中国蓝狮平台网站发布信息为协会版权所有,所有转载请联系cnhfa@lajiyasuozhan.com,转载请标明作者及来源。)