Ihmisen maidon oligosakkaridit ( OHM) ovat monimutkaisia hiilihydraatteja, joita löytyy äidinmaidosta .
Vuonna 1886 lääkäri ja mikrobiologi Theodor Escherich löysi ensimmäisen kerran yhteyden lasten ruuansulatuksen fysiologian ja suolistobakteerien toiminnan välillä. Vuonna 1900 hänen entinen oppilaansa Ernst Moreau ) kuvasi eroja rintaruokittujen ja keinotekoisesti ruokittujen (IV) imeväisten ulosteiden bakteerikoostumuksessa. He eivät pystyneet eristämään komponenttia, joka määrittää suoliston mikrobiotan (GMB) koostumuksen.
1800-luvun lopulla Georges Denigès havaitsi, että laktoosin lisäksi äidinmaito sisältää, toisin kuin lehmänmaidossa, tuntemattoman määrän hiilihydraatteja. Vuosina 1929–1933 Michel Polonowski ja Albert Lespagnol kehittivät tekniikan tämän fraktion komponenttien eristämiseksi, jota he kutsuivat "gynolaktoosiksi" [1] . Vuonna 1954 tutkijat yhdessä Jean Montreuilin kanssa eristivät ensimmäiset oligosakkaridit (2-fukosyllaktoosi ja 3-fukosyllaktoosi) tästä fraktiosta kromatografian avulla . Jäljellä olevien rintamaidon oligosakkaridien rakennetta ja niiden mahdollisia toimintoja ei ole tutkittu. Vuonna 1926 Herbert Schonfeld esitti teorian, jonka mukaan GM sisälsi kasvutekijän Lactobacillus bifidukselle (myöhemmin tämä kanta määritettiin Bifidobacterium bifidukselle ). "Bifidus-tekijän" luonne oli tuntematon tuolloin, Schoenfeld itse ehdotti, että se voisi olla jonkinlainen vitamiini. Richard Kuhn ja Paul Ghiergi, E. Moreaun mikrobiotaa ja M. Polonovskyn "gynolaktoosi"-fraktiota käsittelevän työn innoittamana, pystyivät todistamaan, että GM:n "bifidustekijä" koostuu oligosakkarideista, jotka sisältävät N-asetyyliglukosamiinia . Seuraavina vuosina sekä Richard Kuhnin ryhmä että Jean Montreuilin ryhmä tunnistivat ja kuvasivat kymmeniä yksittäisiä HMO:ita. Mutta OGM-fraktion lisäkoodaus tuli mahdolliseksi uusien tutkimusmenetelmien käyttöönoton myötä. Heinz Egge, yksi Richard Kuhnin opiskelijoista, esitteli massaspektrometrian menetelmän , joka erosi aikaisemmista menetelmistä suuremmalla herkkyydellä ja luotettavuudella. Tämä mahdollisti suuremman määrän HMO:iden kuvaamisen ja karakterisoimisen ja tämän menetelmän vahvistamisen päämenetelmäksi HMO:iden kartoituksessa ja sekvensoinnissa [2] .
Rintamaidon hiilihydraatit koostuvat laktoosista ja rintamaidon oligosakkarideista. HMO:t (paitsi laktoosi) eivät sula, eikä niillä ole ravitsemustoimintoa. Oligosakkaridit ovat rintamaidon kolmas ainesosa laktoosin ja rasvan jälkeen. Sen pitoisuus vaihtelee ternimaidon 20–25 g/l:sta kypsän maidon 10–15 g/l:aan. Uusien menetelmien soveltaminen, joissa yhdistettiin nestekromatografia ja korkearesoluutioinen massaspektrometria, mahdollisti noin 200 ainutlaatuisen oligosakkaridirakenteen tunnistamisen, jotka sisältävät 3-22 sokeria [2] .
OGM perustuu viiteen monosakkaridiin: glukoosi (Glc), galaktoosi (Gal), N-asetyyliglukosamiini (GlcNAc), fukoosi (Fuc), siaalihappo (Sia) (N-asetyylineuramiinihappo (Neu5Ac)) [2] . Glykosyylitransferaasientsyymin avulla laktoosimolekyyliin lisätään yksittäisiä monosakkarideja, jotka muodostavat eripituisia ja eriasteisia haarautuneita hiilihydraattiketjuja.
Tällä hetkellä noin 200 oligosakkaridin rakenne on selvitetty, mutta niiden todellinen lukumäärä voi olla tuhansia. Jokaisen naisen maito sisältää keskimäärin 10-15 HMO:ta.
Kaikki HMO:t jaetaan kolmeen ryhmään kemiallisen rakenteensa mukaan: neutraalit fukolisoidut (esim. 2-FL), neutraalit ei-fukolisoidut (esim. lakto-N-neotetraoosi (LNnT)), happamat sialysoidut (esim. 3-SL). Siten rintamaidon neutraalit oligosakkaridit muodostavat noin 75 % kaikista oligosakkarideista. Suuresta monimuotoisuudesta huolimatta 80 % kaikista HMO:ista edustaa 12 yleisintä oligosakkaridia. Niistä 2-FL on yleisin, sen osuus on noin 30%. LNnT on kymmenen yleisimmän joukossa ja sitä on 2–3 % kaikista HMO:ista [2] [3] .
HMO:iden vaikutus lapsen elimistöön on, että ne edistävät normaalin suoliston mikrobiotan muodostumista, vähentävät infektioiden todennäköisyyttä ja ovat vastuussa vastustuskyvyn muodostumisesta. Tutkijat ovat pystyneet tunnistamaan, että 70–80 prosenttia vauvan immunomodulatorisista soluista sijaitsee hänen suolistoissaan. Äidinmaidon oligosakkaridit pääsevät osana äidinmaitoa vauvan suolistoon, jossa ne suorittavat päätehtävänsä [3] [4] .
Rakenteen monimutkaisuus, koostumuksen vaihtelevuus ja rakenteellinen monimuotoisuus eivät nykyään salli HMO:n koostumusta täysin toistaa äidinmaidonkorvikkeissa. Toistaiseksi on mahdollista teollistaa vain joitakin oligosakkarideja, jotka ovat rakenteeltaan täysin identtisiä rintamaidosta löytyvien oligosakkaridejen kanssa.
Ensimmäinen oligosakkaridi, jonka tiedemiehet onnistuivat luomaan ja tutkimaan, oli 2'-fukosylaktoosi (2'FL), rintamaidon runsain oligosakkaridi. Sen osuus oligosakkaridien kokonaispitoisuudesta on yli 30 %. Toinen läpimurto on toisen oligosakkaridin, lakto-N-neotetraoosin (LNnT), rekonstruointi, joka on yksi kymmenestä rintamaidon runsaimmasta oligosakkaridista. Sekä oligosakkaridit 2FL että LNnT muodostavat noin 33 % rintamaidon kokonaisoligosakkarideista.
Kliiniset tutkimukset ovat osoittaneet, että 2FL:n ja LNnT:n käyttö lasten ruokinnassa parantaa suoliston mikrobiston koostumusta, vähentää merkittävästi keuhkoputkentulehduksen ilmaantuvuutta sekä antibioottien ja antipyreettien käyttöä. Tehdyn tutkimuksen pohjalta kehitetään korvikkeilla ruokittujen lasten reseptien koostumusta. Tämä varmistaa lapsen terveyden muodostumisen rintamaidon puuttuessa [3] .