Human Milk Oligosaccharides là gì?

Hôm nay mình sẽ giới thiệu cho các bạn về Human Milk Oligosaccharides hay còn gọi là sữa mẹ Oligosaccharides. Các bạn có biết đến loại chất này hay không? Liệu rằng có tác dụng như thế nào tới các mô? Có những đặc tính ra sao?

Hôm nay mình sẽ giải thích hết tất cả các thắc mắc cho các bạn nhé, xin mời các bạn cũng mình theo dõi những thông tin dưới đây để hiểu rõ hơn về Human Milk Oligosaccharides nhé.

Human Milk Oligosaccharides là gì?

Sữa mẹ được coi là tiêu chuẩn vàng của Dinh dưỡng trẻ sơ sinh trong vài tháng đầu đời của con người. Thành phần của sữa mẹ là duy nhất và nó phù hợp với hệ tiêu hóa và miễn dịch chưa trưởng thành của trẻ sơ sinh. Sữa mẹ bảo vệ trẻ sơ sinh khỏi nhiễm trùng và viêm, thúc đẩy sự phát triển miễn dịch và tạo điều kiện cho sự trưởng thành của cơ quan. 

Human Milk Oligosaccharides hay Oligosacarit sữa mẹ (HMO) là một phần của các thành phần chức năng của sữa mẹ. HMO là glycans phức tạp được tìm thấy ở nồng độ cao và nó có cấu trúc rất đa dạng. HMO là thành phần dồi dào thứ ba của sữa sau đường sữa và lipid. Các HMO có thể hoạt động cục bộ trên ruột trẻ sơ sinh bằng cách hoạt động như các phân tử tín hiệu và tương tác trực tiếp với các tế bào chủ.

Cấu trúc của HMO

Mặc dù các HMO có nhiều loại khác nhau và thực hiện các chức năng đa dạng, chúng có chung bản thiết kế cấu trúc cơ bản. Năm monosacarit đại diện cho các khối xây dựng của HMO, cụ thể là glucose, galactose, fucose, N-acetylglucosamine, và axit N -acetylneuraminic. Một tỷ lệ 35-50% fucosylated, 12-14% sialylated và 42-55% các HMO trung tính không có fucosylated đã được báo cáo trong sữa mẹ. Trong sữa non, nồng độ HMO sữa chuyển tiếp và trưởng thành có thể vượt quá 20 g/ L và giảm xuống còn 5-12 g/ L.

Mặc dù các oligosacarit tổng hợp như galactooligosacarit (GOS) và fructooligosacarit (FOS) và oligosacarit axit có nguồn gốc pectin (pAOS) đã được đưa vào công thức cho trẻ sơ sinh, nhưng chúng có cấu trúc khác với HMO.

Fructose hoặc các polyme của nó cũng như axit galacturonic và các chất đồng nhất hoặc dị hợp tử của nó không được tìm thấy trong sữa mẹ. Các oligosacarit Fucosylated và sialylated là những HMO quan trọng chưa được tổng hợp.

Tuy nhiên, Cơ quan An toàn Thực phẩm Châu Âu (EFSA) và Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) đã độc lập xác nhận sự an toàn của 2′-fucosyllactose (2′-FL) và lacto-N-neotetraose (LNnT) cho trẻ sơ sinh thông qua công thức cho trẻ sơ sinh.

Các loại HMO

Các HMO được phân thành ba loại:

• Các HMO trung tính hoặc fucosylated: Các HMO này chứa fucose ở vị trí cuối. Ví dụ: 2′-fucosyllactose (2′-FL) và lactodifucopentose.
• Các HMO trung tính có chứa N hoặc không fucosyl hóa: Các HMO này chứa N-acetylglucosamine ở đầu cuối. Ví dụ: Lacto-N-tetraose.
• Các HMO có tính axit hoặc sialylated: Các HMO này chứa axit sialic ở đầu cuối. Ví dụ: 2′-sialyllactose.

Thời gian cho con bú

Các HMO khác nhau về cấu trúc và thành phần trong quá trình cho con bú. Một nghiên cứu về HMO của các bà mẹ Trung Quốc đã cho ra kết quả rằng họ đã tiết ra các loại HMO độc đáo trong các giai đoạn cho con bú khác nhau, không phụ thuộc vào phương thức sinh nở và vị trí địa lý. Nồng độ tổng thể của HMO giảm trong thời kỳ cho con bú, nhưng hướng thay đổi khác nhau giữa các HMO cụ thể.

Một nghiên cứu về HMO trong các mẫu sữa của phụ nữ Đức từ ngày 3 đến ngày 90 sau sinh cho thấy mức độ 2’FL và LNFP I đã giảm khi thời gian cho con bú tăng lên, trong khi mức độ 3-fucosyllactose (3FL) tăng ở phụ nữ Se+ và Le+. Do đó, hoạt động của fucosyltransferase độc ​​lập với Se và Le (FUT3, 4, 5, 6, 7 hoặc 9) có thể tăng lên trong thời kỳ cho con bú. Tuy nhiên, các HMO trung tính nhỏ chính và các đồng phân của chúng thay đổi ít nhất qua thời kỳ cho con bú.

Thời kỳ mang thai

Tổng nồng độ HMO trong sữa của những phụ nữ sinh non cao hơn so với những người sinh đủ tháng. Một phân tích khối phổ của fucosylation và sialylation trong HMO trong các mẫu sữa nối tiếp của phụ nữ sinh non đã chỉ ra rằng lacto-N-tetraose (LNT) có nhiều trong sữa non. Hơn nữa, nồng độ 2′-FL không nhất quán trong thời kỳ cho con bú đối với những bà mẹ sinh non. Do đó, fucosyl hóa của HMO trong sữa non có thể không dự đoán được.

Sức khỏe bà mẹ

Nồng độ HMO thấp hơn đáng kể ở phụ nữ có chỉ số khối cơ thể (BMI) từ 14 đến 18 so với phụ nữ có BMI từ 24 đến 28. Nghiên cứu đoàn hệ ATLAS của các bà mẹ châu Âu chỉ ra rằng chỉ số BMI trước và trong thai kỳ có thể ảnh hưởng đến mức độ HMO cá nhân. Tuy nhiên, ảnh hưởng của những điều này đến nồng độ HMO là nhỏ. Bệnh đái tháo đường thai kỳ không ảnh hưởng đến mức độ và thành phần của tổng số HMO.

Chức năng của HMO

Các chức năng đa dạng của HMO bao gồm:

• Chúng hoạt động như prebiotic và kích thích sự xâm nhập của các vi khuẩn có lợi
• Chúng tạo ra các cơ chế bảo vệ trực tiếp chống lại mầm bệnh và bảo vệ trẻ khỏi nhiễm trùng
• Chúng hoạt động như các phân tử báo hiệu và tương tác trực tiếp với các tế bào chủ
• Chúng hoạt động như chất chống viêm và điều biến miễn dịch
• Chúng hoạt động như chất dinh dưỡng cho sự phát triển thần kinh của trẻ sơ sinh

Vai trò của HMO là Prebamel

Một số nghiên cứu trong ống nghiệm đã báo cáo rằng các loài bifidobacterial có thể phát triển trên HMO. Loại thức ăn này là một trong những yếu tố chính ảnh hưởng đến thành phần hệ vi sinh vật đường ruột và sự phát triển miễn dịch ở trẻ sơ sinh.

Hầu hết các HMO không được hấp thụ vào ruột, nơi một số vi khuẩn lên men chúng thành các axit béo chuỗi ngắn tạo ra một môi trường axit. Môi trường pH thấp trong ruột ủng hộ sự phát triển của các chủng bifidobacteria có lợi khác.

HMO không cho phép sự phát triển của vi khuẩn có hại bằng cách ủng hộ sự phát triển của Loài Bifidobacterium. Bằng chứng cho thấy trẻ sơ sinh bú sữa mẹ có lượng bifidobacteria có lợi cao hơn so với trẻ bú sữa công thức.

Loại microbiota ruột trong (a) không có HMO và (b) sự hiện diện của HMO. Sự phát triển của bifidobacteria có lợi được các HMO ưa chuộng hơn các mầm bệnh trong ruột.

Đặc tính kháng khuẩn của HMO

HMO là thành phần chính của hệ thống miễn dịch bẩm sinh, theo đó sữa mẹ bảo vệ trẻ sơ sinh khỏi các mầm bệnh. HMO ngăn chặn sự gắn kết của mầm bệnh bằng cách đóng vai trò là mồi nhử thụ thể glycan hòa tan.

HMO trực tiếp làm giảm nhiễm trùng bằng cách hoạt động như thuốc chống nhiễm trùng và gián tiếp kiểm soát mầm bệnh bằng cách cung cấp lợi thế cạnh tranh cho các yếu tố không gây bệnh. Các HMO có thể bắt chước cấu trúc của các thụ thể virus và ngăn chặn sự kết dính với các tế bào đích, do đó ngăn ngừa nhiễm trùng.

Sự kết dính của mầm bệnh vào thành ruột trong (a) không có sự hiện diện của HMO và (b) sự hiện diện của HMO. Sự bám dính của mầm bệnh vào thành ruột bị ngăn chặn bởi các HMO đóng vai trò là mồi nhử.

Tác dụng của HMO đối với tế bào biểu mô ruột

Sự tương tác của HMO với các vi khuẩn gây bệnh ngăn cản sự gắn kết của chúng với các tế bào biểu mô ruột. Các HMO hoạt động trực tiếp trên các tế bào biểu mô ruột và điều chỉnh biểu hiện gen của chúng dẫn đến thay đổi glycans bề mặt tế bào và các phản ứng khác. Một nghiên cứu đã chứng minh rằng các HMO làm giảm sự phát triển của tế bào và bắt đầu quá trình biệt hóa và apoptosis trong các tế bào biểu mô ruột được nuôi cấy.

Các tế bào biểu mô ruột trong (a) không có HMO và (b) sự hiện diện của HMO. Sự tương tác với HMO dẫn đến thay đổi biểu hiện gen và sự phát triển của các tế bào biểu mô ruột. (Hình trên)

Các HMO, đặc biệt là disialyllacto-N-tetraose, góp phần bảo vệ bạn khỏi viêm ruột hoại tử. HMO có hiệu quả trong việc ảnh hưởng đến các giai đoạn khác nhau của tế bào biểu mô ruột trong quá trình phát triển đường tiêu hóa trong ống nghiệm.

Các HMO ức chế sự tăng sinh tế bào ruột và thay đổi động lực chu kỳ tế bào bằng cách ảnh hưởng đến các gen điều hòa tương ứng và tín hiệu protein kinase được hoạt hóa bằng mitogen. Các HMO có tính axit đóng góp vào tỷ lệ mắc các bệnh viêm nhiễm thấp hơn như viêm ruột hoại tử ở trẻ bú mẹ.

Tác động của HMO đến các tế bào miễn dịch

Các HMO phát huy tác dụng chống viêm bằng cách giảm sự hình thành phức hợp tiểu cầu-bạch cầu trung tính góp phần làm giảm biểu hiện integrin beta- 2 bạch cầu trung tính. Các HMO cụ thể đóng vai trò là thành phần chống viêm bằng cách ức chế quá trình lăn bạch cầu và bám dính vào các tế bào nội mô trong điều kiện động. 

Các axit HMO ảnh hưởng đến việc sản xuất cytokine và kích hoạt các tế bào T có nguồn gốc từ máu cuống rốn. HMO giúp phát triển hệ thống miễn dịch, có khả năng dẫn đến phản ứng Th1 / Th2 cân bằng hơn.

Các HMO có tính axit có thể điều chỉnh các phản ứng miễn dịch đặc hiệu với dị ứng sau sinh bằng cách ức chế các phản ứng loại Th2 ở những người dễ bị dị ứng. Một thử nghiệm ngẫu nhiên có kiểm soát báo cáo rằng trẻ sơ sinh khỏe mạnh được nuôi bằng sữa công thức bổ sung 2′-FL làm giảm nồng độ cytokine tương tự như nhóm tham chiếu cho con bú.

Trẻ sơ sinh được sinh ra bằng phần C và có nguy cơ di truyền cao đối với dị ứng có thể có nguy cơ thấp hơn khi biểu hiện bệnh chàm liên quan đến IgE sau 2 tuổi khi được nuôi bằng sữa mẹ có HMO phụ thuộc FUT2.

Tăng trưởng và sống sót của HMO

Một nghiên cứu ngẫu nhiên có kiểm soát ở trẻ đủ tháng khỏe mạnh báo cáo rằng các công thức bổ sung 2′-FL được dung nạp tốt và hồ sơ hấp thụ 2′-FL tương tự như ở trẻ bú mẹ. Không có sự khác biệt đáng kể về cân nặng, chiều dài và chu vi vòng đầu giữa trẻ sơ sinh được nuôi bằng sữa mẹ hoặc công thức 64,3 kcal / dL từ sơ sinh đến 4 tháng tuổi.

Một thử nghiệm ngẫu nhiên có kiểm soát khác ở trẻ sơ sinh khỏe mạnh chỉ ra rằng công thức với 2’FL và LNnT là an toàn, dung nạp tốt và hỗ trợ tăng trưởng phù hợp với lứa tuổi. Một nghiên cứu đoàn hệ về các bà mẹ khỏe mạnh và các cặp trẻ sơ sinh đã báo cáo rằng sự khác biệt tương đối đáng kể về các HMO giữa các cụm 2’FL cao và thấp không ảnh hưởng đến sự tăng trưởng của trẻ ở cả hai giới tính đến 4 tháng tuổi.

Kết luận

HMO đại diện cho biên giới tiếp theo trong dinh dưỡng sơ sinh vì chúng là thành phần chính của sự bảo vệ miễn dịch được truyền từ sữa mẹ đối với trẻ sơ sinh dễ bị tổn thương. Tiến bộ trong nghiên cứu lâm sàng đã coi việc bổ sung HMO là một lựa chọn thay thế hấp dẫn cho trẻ sơ sinh không thể bú mẹ. Mặc dù đã có những đột phá đáng kể trong kiến ​​thức về các HMO, nhưng có nhiều câu hỏi vẫn cần được trả lời. Nghiên cứu cơ bản cho đến nay đã đặt nền tảng vững chắc cho nghiên cứu lâm sàng về HMO