Humane mælkeoligosakkarider og spædbørnsernæring – de seneste fremskridt

Cilius Esmann Fonvig
Læge, ph.d

Amning og modermælk er den bedste ernæringskilde til børn i de første seks levemåneder. Sundhedsstyrelsen anbefaler, at børn ammes fuldt, til de er seks måneder, hvorefter delvis amning anbefales til 12 måneder eller længere [1]. Fordelene ved amning og modermælk inkluderer nedsat spædbørnsdødelighed og delvis beskyttelse mod akut sygdom (diarré, øvre luftvejsinfektioner, mellemørebetændelse mm.) samt overvægt i barnealderen [1].

Modermælk indeholder en række unikke kulhydrater, kaldet humane mælkeoligosakkarider (HMO’er), som er afgørende for den nyfødtes helbred og udvikling. HMO’er er den 4. hyppigste komponent i modermælk (efter vand, laktose og fedtstoffer), og i modsætning til de andre komponenter i modermælk, der absorberes i barnets tarmsystem, er HMO’er ufordøjelige. De bliver altså i tarmen, og langt de fleste når hele vejen til tyktarmen. Men det betyder ikke, at de går til spilde…

Hvad er HMO’er?

I starten af 1900-tallet var dødeligheden i barnets første leveår så høj som 20-30% i Centraleuropa [2]. Her så man, at spædbørn, der blev ammet, havde en bemærkelsesværdig højere overlevelse end flaskeernærede spædbørn. Man fandt også, at tarmbakteriesammensætningen hos de spædbørn der fik modermælk, var forskellig fra de spædbørn, der fik komælk. Kulhydrater blev formodet at spille en væsentlig rolle for sammensætningen af bakterier i tarmen. Man fandt ud af, at ud over laktose så indeholdt modermælk en ukendt kulhydratkomponent. Denne komponent blev indtil 1930 kaldt ”Gynolaktose.”

I 1954 (takket være kombineret forskning i mikrobiologi, pædiatri og kemi) blev den bifidogene rolle (evnen til at øge koncentrationen af bifidobakterier) bekræftet, og man fandt ud af, at disse kulhydrater bestod af individuelle oligosakkarider, som senere fik navnet HMO’er [3].

HMO’er er ufordøjelige kulhydrater, der er til stede i modermælk i koncentrationer på 20-25 g/L i råmælken og 5-15 g/L i den modne modermælk [3]. Til sammenligning er HMOkoncentrationen i komælk typisk under 0,05 g/L. Der findes ca. 200 forskellige typer HMO’er med forskellige molekylestrukturer, og de er modstandsdygtige overfor både meget høje og meget lave temperaturer (dvs. både kogning og frysning). Forekomsten og sammensætningen af de enkelte HMOstrukturer i modermælken varierer gennem ammeperioden samt er afhængige af graviditetens længde og moderens arvemateriale.

Sundhedsmæssige fordele ved HMO’er

En række gavnlige virkninger af HMO’er er blevet bekræftet i videnskabelige undersøgelser, hvoraf de vigtigste er (se figur på side 38):

• præbiotiske effekter
• bekæmpelse af sygdomsfremkaldende mikroorganismer
• styrkelse af immunforsvaret og tarmvæggen
• bidrag til den neurologiske og kognitive udvikling

Præbiotiske effekter

HMO’er fungerer som bioaktive præbiotika, der ikke fordøjes i tarmen og derfor kan give næring til og fremme væksten af gavnlige bakterier [5]. Specielt bifidobakterier vokser godt med HMO’er som kulhydratkilde [6].

Væksten af bifidobakterier medfører produktion af kortkædede fedtsyrer, som hjælper med at skabe et miljø, der favoriserer væksten af gavnlige bakterier frem for sygdomsfremkaldende mikroorganismer [7].

Bekæmper sygdomsfremkaldende mikroorganismer

Desuden er HMO’er mere end bare ’mad til tarmbakterier.’ Det antages, at HMO’er i den historiske udvikling af modermælk har fået en rolle som forsvar mod sygdomsfremkaldende mikrober. Nogle specifikke HMO’er kan direkte hæmme væksten af gruppe B streptokokker (GBS), som er en af de førende årsager til invasiv bakteriel infektion hos nyfødte, som typisk erhverves under fødslen sekundært til moderens vaginale kolonisering [8]. HMO’er hæmmer væksten af GBS bl.a. ved at hæmme produktionen af og nedbryde bakteriernes biofilm, som ellers er en stærk forsvarsmekanisme.

HMO’er har også en såkaldt ’antiklæbende’ evne. Sygdomsfremkaldende mikrober, såsom vira, bakterier og parasitter, skal kunne klæbe til en slimhinde for at kunne kolonisere og forårsage sygdom. Men HMO’er kan altså snyde mikroberne til at sætte sig fast på HMO’erne i stedet for på værtens slimhinder. Dyreforsøg har således vist, at HMO’er kan begrænse campylobacter-kolonisering [9], og neonatale kohorteundersøgelser har vist beskyttelse mod infektiøs diarré hos brysternærede spædbørn [10]. Et andet dyreforsøg har vist, at en specifik HMO, givet i små mængder i luftrøret, kunne dæmpe forløbet af pneumokok-lungebetændelse og forhindre kolonisering i næsesvælget [11].

Styrker immunforsvaret og tarmvæggen

Ud over at påvirke sammensætningen af tarmens mikrober kan HMO’er også direkte påvirke tarmvæggens celler, hvad angår vækst, udvikling og programmeret celledød [12]. Undersøgelser har vist, at nogle HMO’er fremmer modningen af tarmvæggens celler og forbedrer tarmens barrierefunktion, som sørger for, at giftstoffer og bakterierester fra tarmen ikke overføres til blodbanen (hvilket ellers ville have givet ’endotoxinæmi,’ som er inflammation, forårsaget af tarmbakteriernes overfladeproteiner, kaldet lipopolysakkarider). [13] HMO’er kan også direkte dæmpe inflammation forårsaget af lipopolysakkarider og ’endotoxinæmi’ [14].

En anden vigtig funktion ved HMO’er er deres påvirkning af immunforsvaret. Immuncellerne bliver både påvirket direkte – efter at HMO’er er blevet absorberet i blodbanen – og indirekte ved at HMO’er ændrer tarmmikrobiotaen [15]. Langt de fleste HMO’er bliver ikke fordøjet i tarmen, og når derfor den distale tyndtarm og tyktarmen. Men ca. 1% af HMO’er absorberes i blodet, hvor de formår at påvirke en række immunceller bl.a. til beskyttelse mod nekrotiserende enterokolitis (NEC) og formodentlig også mange andre sygdomme [16]. HMO’er kan desuden påvirke tarmvæggens celler direkte og regulerer aktiviteten i disse celler, hvilket fører til ændringer i cellens overfladeproteiner og dermed til ændringer i, hvad cellen udskiller, optager og i det hele taget kommunikerer med det omkringliggende væv. HMO’er kan også modulere lymfocytternes udskillelse af aktive stoffer, hvilket potentielt fører til et mere afbalanceret og forbedret immunforsvar [17].

Neurologisk og kognitiv udvikling

Derudover kan HMO’er bidrage til den neurologiske og kognitive udvikling (herunder hukommelse og læring) ved at fremme hjernens og nervebanernes udvikling [18]. Hos nyfødte har moder-mælkens indhold af den hyppigst forekomne HMO (2’FL) en positiv sammenhæng med den kognitive udvikling. [19]

HMO’er og for tidligt fødte børn

NEC er én af de mest almindelige dødelige sygdomme hos nyfødte, der rammer 5-10% af spædbørn med meget lav fødselsvægt (<1.500 g), hos hvem dødeligheden kan være så høj som 20-30% [20]. NEC er forbundet med langvarig sygelighed med malabsorption, dårlig trivsel og forsinket neurologisk udvikling. Tidligere undersøgelser har vist, at for tidligt fødte spædbørn, der udelukkende blev ernæret med modermælk, havde 6 til 10 gange lavere risiko for NEC sammenlignet med spædbørn, der fik modermælkserstatning.[ 21] En specifik HMO (DSLNT) mistænkes for at være den mest effektive til beskyttelse mod NEC.[22] Kombinationen af dyreundersøgelser og kliniske kohorteundersøgelser understøtter ikke kun hypotesen om en beskyttende virkning fra HMO’er, men indebærer også, at lave DSLNT-koncentrationer i modermælken kan blive en fremtidig, ikkeinvasiv biomarkør til at identificere ammede spædbørn med risiko for at udvikle NEC [23].

Er HMO’er sikre og tålelige? Siden 2015 er der foretaget randomiserede kontrollerede studier, der har vist, at indtag af specifikke HMO’er er sikkert og tolerabelt både hos spædbørn, skolebørn med overvægt og hos voksne.[24–27] Væksten (inklusiv højde, vægt og hovedomfang) hos spædbørn, der har fået HMO’er tilsat i modermælkserstatning, har vist sig at matche raske ammede spædbørns vækst.[25] Spædbørn, der fik HMO tilsat i modermælkserstatningen, havde, ligesom hos brysternærede, færre nedre luftvejsinfektioner, et lavere forbrug af febernedsættende medicin samt lavere grad af inflammation end spædbørn, der fik konventionel modermælkserstatning. [28] Disse resultater antyder, at HMO’er kan bidrage til opretholdelse af immunforsvarets udvikling og funktion på niveau med brysternærede spædbørn. På nuværende tidspunkt er flere specifikke HMO’er (herunder 2’FL, LNnT, LNT, DFL, 6’SL og 3’SL) godkendt af den amerikanske og europæiske fødevare- og lægemiddelforvaltning som ingrediens i modermælkserstatning.

Amning og modermælk er de foretrukne ernæringsformer for spædbørn. HMO’er er en af de største forskelle mellem modermælk og modermælkserstatning. Den tilgængelige evidens viser en række gavnlige sundhedseffekter af HMO’er, primært blandt spædbørn. Hvis modermælk ikke er tilgængelig eller tilstrækkeligt, synes modermælkserstatning suppleret med HMO’er som et muligt alternativ til spædbørn. HMO’er ser ydermere ud til at have et sundhedsmæssigt potentiale ud over spædbørnsalderen.