Humane melk-oligosachariden

Humane melk-oligosachariden (HMO's)

Rond 1900 ontdekten wetenschappers dat moedermelk complexe koolhydraten bevat die verschillen van lactose en later werden aangeduid als melkkoolhydraten. Eerder onderzoek suggereerde dat deze componenten in belangrijke mate bijdroegen aan de verhoogde overlevingskansen van borstgevoede zuigelingen. In die periode hadden borstgevoede baby’s een ongeveer zevenmaal lagere kans om te overlijden in vergelijking met zuigelingen die werden gevoed met dierlijke melk of mengsels van melk met granen, en soms zelfs vlees of voorgekauwd voedsel. Belangrijk is dat borstvoeding in die tijd nog niet algemeen werd erkend als een cruciale factor voor de gezondheid van zuigelingen (Kunz, 2012).

Verdere observaties toonden aan dat deze melkkoolhydraten selectief de groei stimuleerden van gunstige micro-organismen in de darm van de zuigeling. Deze bacteriën werden aanvankelijk aangeduid als Lactobacillus bifidus, tegenwoordig bekend als bifidobacteriën. De koolhydraten die verantwoordelijk zijn voor dit effect zijn op heden gekend als humane melk-oligosachariden (HMO's).

HMO's vormen, na lactose en lipiden, de meest voorkomende niet-verteerbare bioactieve componenten in menselijke moedermelk. Tot op heden zijn meer dan 200 structureel verschillende HMO's geïdentificeerd, elk met specifieke biologische functies. In tegenstelling tot nutriënten die de zuigeling rechtstreeks voeden, werken HMO's voornamelijk door het darmmilieu en de immuunontwikkeling van de zuigeling vorm te geven.

Biologische functies van HMO's

Sinds hun ontdekking heeft uitgebreid onderzoek aangetoond dat HMO's meerdere gunstige effecten uitoefenen, die veel verder gaan dan hun oorspronkelijke classificatie als prebiotica (DSM, 2022).

1. Prebiotische Effecten

HMO's voeden selectief gunstige darmbacteriën, in het bijzonder Bifidobacterium-soorten. Dit bevordert de ontwikkeling van een gezond darmmicrobioom bij de zuigeling en leidt tot de productie van korteketenvetzuren (SCFA’s), die:

• energie bieden aan darmepitheelcellen
• de pH in de darm verlagen
• de groei van pathogene micro-organismen remmen

2. Anti-pathogene werking

HMO's functioneren als oplosbare lokreceptoren door celoppervlakte-glycanen van de darmwand na te bootsen. Pathogene bacteriën en virussen binden zich aan HMO's in plaats van aan het darmepitheel en worden vervolgens uitgescheiden, wat het risico op gastro-intestinale en respiratoire infecties vermindert.

3. Programmering van het immuunsysteem

HMO's spelen een cruciale rol in de rijping van het immuunsysteem door:

• het bevorderen van immuuntolerantie
• het moduleren van ontstekingsreacties
• het verlagen van het risico op allergieën, astma en auto-immuunziekten

4. Integriteit van de darmbarrière

HMO's versterken de tight junctions in de darmwand, waardoor de barrièrefunctie van de darm wordt verbeterd en de intestinale permeabiliteit afneemt. Dit beschermende effect helpt systemische ontsteking en microbiële translocatie te voorkomen.

5. Neuro-ontwikkeling en de darm–hersen-as

Groeiend bewijs suggereert dat HMO's de neurologische en cognitieve ontwikkeling kunnen ondersteunen, mogelijk via microbiota-gemedieerde signalering langs de darm–hersen-as en via de aanvoer van siaalzuur, een belangrijke bouwsteen voor de hersenontwikkeling.

Gevolgen van beperkte of afwezige blootstelling aan HMO's

Gezien het belang van HMO's in de vroege levensfase kan een beperkte of afwezige blootstelling aan borstvoeding en HMO's gepaard gaan met een verhoogd risico op:

• chronische laaggradige ontsteking
• auto-immuunziekten
• allergische aandoeningen en atopie
• darmdysbiose
• verstoorde immuunregulatie

Hoewel zuigelingenvoeding de afgelopen decennia aanzienlijk is verbeterd, ontbraken deze complexe bioactieve componenten historisch gezien grotendeels.

Bio-identieke HMO's en moderne toepassingen

Dankzij vooruitgang in precisiefermentatie is het vandaag mogelijk om bio-identieke HMO's te produceren, ook wel moedermelk-identieke oligosachariden (HiMO's) genoemd. Deze verbindingen zijn structureel identiek aan de HMO's die in menselijke moedermelk voorkomen.

Tegenwoordig worden geselecteerde HMO's toegevoegd aan babyvoeding om de functionele voordelen van moedermelk beter te benaderen. Daarnaast hebben HMO's hun intrede gedaan in de markt voor voedingssupplementen, vanwege hun gunstige effecten op de darmgezondheid.

De eerste gebruikerservaringen en onderzoeksresultaten zijn veelbelovend. Mensen rapporteren aanzienlijke verbeteringen in klachten die samenhangen met darmdysbiose, wat leidt tot een betere levenskwaliteit.