Oligosacáridos de la leche humana – el arma secreta de la naturaleza: Antecedentes y metabolismo

C l eme n s K u n z

Justus-Liebig-Universität Giessen Institut für Ernährungswissenschaft Giessen, Alemania Clemens.Kunz@ernaehrung.uni-giessen.de

Mensajes clave

Los lactantes reciben grandes cantidades de oligosacáridos de la leche humana (HMO) con gran potencial de efectos locales en el tracto gastrointestinal para funciones sistémicas. Los HMO nativos y productos de degradación se encuentran en las heces y la orina, lo cual refleja en parte el patrón oligosacárido lácteo específico de la madre.

Introducción

En años recientes, se ha presentado un impresionante aumento del conocimiento respecto a los efectos específicos de los oligosacáridos de la leche humana (HMO), los cuales se encuentran en cantidades traza o nulas en la leche bovina (Cuadro 1). De manera concomitante a estos estudios, el progreso en la biotecnología hoy en día ha permitido producir, por lo menos, algunos HMO con potencial para ser añadidos a las fórmulas infantiles. Para decidir cuáles componentes serían los más adecuados para la suplementación, en qué concentraciones o combinaciones y cuánto tiempo deben administrarse, se requieren estudios respecto a su destino metabólico, así como sobre sus efectos locales y sistémicos.

Cuadro 1. Principales componentes de la leche humana y bovina (en g/L)

 

Leche humana

Leche bovina

Proteínas

10

33

Lípidos

40

40

Lactosa

65

47

Oligosacáridos

5-15

Ausentes o solo trazas

 Antecedentes

Desde el año de 1900 se han llevado a cabo importantes observaciones en consideración a la salud infantil. El descubrimiento de los lactobacilos y bifidobacterias y su relevancia para la salud y la enfermedad fue un hito primordial. Al mismo tiempo, los pediatras notaron que la composición fecal de los lactantes alimentados con leche materna era diferente de la de aquellos alimentados con fórmula. Las observaciones indicaron que esta diferencia tiene un vínculo particular con la fracción

de los carbohidratos en la leche. Este fue el punto inicial de la investigación sobre los carbohidratos de la leche humana. En los años siguientes se identificaron los primeros HMO [1]. Los estudios realizados después de 1950 se enfocaron en la identificación de varios HMO como el “factor bifidus” en la leche humana [2]. Desde entonces se han clasificado cerca de 150 HMO individuales. Es importante señalar que el grupo sanguíneo de Lewis y el estado secretor/no-secretor dieron paso a patrones muy específicos de HMO en la leche, los cuales se ha discutido que presentan influencia sobre ciertas enfermedades [3].

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Estructuras

Casi todos los HMO se basan en lactosa, la cual se modifica en la glándula mamaria por la unión de monosacáridos, como la fucosa, la N-acetilglucosamina y/o el ácido siálico (Fig. 1).

De este modo se construyen estructuras complejas con enlaces muy específicos, lo cual es la base para la multifuncionalidad de los HMO [3, 4].

Observaciones fisiológicas como antecedentes para la investigación sobre HMO

Grandes cantidades de HMO, a saber, varios gramos por día, enjuagan el tracto gastrointestinal del lactante alimentado con leche humana, lo que podría prevenir la adhesión de patógenos a la mucosa intestinal o influir sobre los procesos de maduración intestinal [5, 6]. Se considera que los HMO no se degradan por las enzimas digestivas humanas y se transportan a las porciones inferiores del intestino, donde pueden metabolizarse por la microbiota o excretarse en las heces [7–10]. A pesar de que cerca de 1–2% de HMO se excreta a través de la orina del lactante (Fig. 2), varios cientos de miligramos por día pueden circular en la sangre del lactante, lo cual es suficiente para suponer que los HMO ejerce funciones sistémicas como efectos antiinflamatorios o antiinfecciosos.

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Referencias

  1. Kuhn R: Oligosaccharides of milk (in French). Bull Soc Chim Biol (Paris) 1958; 40:297–314.
  2. György P: A hitherto unrecognized biochemical difference between human milk and cow’s milk. J Pediatr 1953; 11:98–108.
  3. Kunz C, Kuntz S, Rudloff S: Bioactivity of human milk oligosaccharides; in Moreno FJ, Sanz ML (eds): Food Oligosaccharides: Production, Analysis and Bioactivity. Oxford, Wiley-Blackwell, 2014, pp 5–17.
  4. Bode L, Jantscher-Krenn E: Structure-function relationships of human milk oligosaccharides. Adv Nutr 2012; 3:383S–391S.
  5. Rudloff S, Kunz C: Milk oligosaccharides and metabolism in infants. Adv Nutr 2012; 3:398S–405S.
  6. Rudloff S, Pohlentz G, Borsch C, Lentze MJ, Kunz C: Urinary excretion of in vivo 13C-labelled milk oligosaccharides in breastfed infants. Br J Nutr 2012;107: 957–963.
  7. Dotz V, Rudloff S, Meyer C, Lochnit G, Kunz C: Metabolic fate of neutral human milk oligosaccharides in exclusively breast-fed infants. Mol Nutr Food Res 2015;59: 355–364.
  8. Asakuma S, Hatakeyama E, Urashima T, Yoshida E, Katayama T, Yamamoto K, Kumagai H, Ashida H, Hirose J, Kitaoka M: Physiology of consumption of human milk oligosaccharides by infant gut-associated bifidobacteria. J Biol Chem 2011; 286:34583–34592.
  9. Sela DA, Mills DA: Nursing our microbiota: molecular linkages between bifidobacteria and milk oligosaccharides. Trends Microbiol 2010; 18:298–307.
  10. Wang M, Li M, Wu S, Lebrilla CB, Chapkin RS, Ivanov I, Donovan SM: Fecal microbiota composition of breast-fed infants is correlated with human milk oligosaccharides consumed. J Pediatr Gastroenterol Nutr 2015; 60:825–833.

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