Az emberi tej oligoszacharidjai ( OHM) az anyatejben található összetett szénhidrátok .
1886-ban Theodor Escherich orvos és mikrobiológus fedezte fel először a kapcsolatot a gyermekek emésztésének fiziológiája és a bélbaktériumok aktivitása között. 1900-ban korábbi tanítványa, Ernst Moreau leírta a szoptatott és mesterségesen táplált (IV) csecsemők székletének bakteriális összetételének különbségeit. Nem tudták elkülöníteni azt a komponenst, amely meghatározza a bélmikrobióta (GMB) összetételét.
A 19. század végén Georges Denigès felfedezte, hogy a tejcukor mellett az emberi tej – a tehéntejjel ellentétben – ismeretlen mennyiségű szénhidrátot is tartalmaz. 1929–1933-ban Michel Polonowski és Albert Lespagnol kidolgozott egy technikát ennek a frakciónak a komponenseinek izolálására, amelyet "gynolaktóznak" neveztek [1] . 1954-ben a tudósok Jean Montreuillel együtt kromatográfiával izolálták az első oligoszacharidokat (2-fukozil-laktóz és 3-fukozil-laktóz) ebből a frakcióból . A fennmaradó anyatej-oligoszacharidok szerkezetét és lehetséges funkcióit nem vizsgálták. 1926-ban Herbert Schonfeld előterjesztette azt az elméletet, hogy a GM tartalmaz egy növekedési faktort a Lactobacillus bifidus számára (később ezt a törzset a Bifidobacterium bifidus -hoz rendelték ). A "bifidus faktor" természete akkor még ismeretlen volt, maga Schoenfeld is felvetette, hogy valamiféle vitaminról lehet szó. Richard Kuhn és Paul Ghiergi, akiket E. Moreau a mikrobiotával és M. Polonovsky a „gynolaktóz” frakcióval kapcsolatos munkája inspirált, be tudták bizonyítani, hogy a GM „bifidus faktora” N-acetil-glükózamint tartalmazó oligoszacharidokból áll . A következő években mind Richard Kuhn, mind Jean Montreuil csoportja több tucat egyéni HMO-t azonosított és írt le. De az OGM-frakció további dekódolása új kutatási módszerek bevezetésével lehetővé vált. Heinz Egge, Richard Kuhn egyik tanítványa bemutatta a tömegspektrometriás módszert , amely nagyobb érzékenységben és megbízhatóságban különbözött a korábbi módszerektől. Ez lehetővé tette nagyobb számú HMO leírását és jellemzését, és ezt a módszert a HMO-k feltérképezésének és szekvenálásának fő módszereként [2] .
Az anyatejben lévő szénhidrátok laktózból és anyatej-oligoszacharidokból állnak. A HMO-k (a laktóz kivételével) nem emésztődnek, és nincs táplálkozási funkciójuk. Az oligoszacharidok az anyatej harmadik összetevője a laktóz és a zsír után. Tartalma a kolosztrumban 20-25 g/l, az érett tejben 10-15 g/l között változik. Az új módszerek alkalmazása, a folyadékkromatográfia és a nagyfelbontású tömegspektrometria alkalmazását ötvözve, megközelítőleg 200 egyedi oligoszacharid szerkezet azonosítását tette lehetővé, amelyek 3-22 cukrot tartalmaznak [2] .
Az OGM 5 monoszacharidon alapul: glükóz (Glc), galaktóz (Gal), N-acetil-glükózamin (GlcNAc), fukóz (Fuc), sziálsav (Sia) (N-acetil-neuraminsav (Neu5Ac)) [2] . A glikoziltranszferáz enzim segítségével egyedi monoszacharidok adódnak a laktózmolekulához, amelyek különböző hosszúságú és eltérő elágazási fokú szénhidrátláncokat képeznek.
Jelenleg mintegy 200 oligoszacharid szerkezetét sikerült megfejteni, de valós számuk több ezerre tehető. Átlagosan minden nő teje 10-15 HMO-t tartalmaz.
Minden HMO-t három csoportra osztanak kémiai szerkezetük szerint: semleges fukolizált (pl. 2-FL), semleges nem fukolizált (pl. lakto-N-neotetraóz (LNnT)), savas szializált (pl. 3-SL). Így az anyatejben lévő semleges oligoszacharidok az összes oligoszacharid körülbelül 75%-át teszik ki. A nagy változatosság ellenére az összes HMO 80%-át a 12 leggyakoribb oligoszacharid képviseli. Közülük a 2-FL a leggyakoribb, körülbelül 30%-ot tesz ki. Az LNnT a tíz leggyakoribb közé tartozik, és az összes HMO 2-3%-át teszi ki [2] [3] .
A HMO-k hatása a gyermek szervezetére az, hogy hozzájárulnak a normál bélmikrobióta kialakításához, csökkentik a fertőzés valószínűségét és felelősek az immunitás kialakulásáért. A tudósoknak sikerült azonosítaniuk, hogy a csecsemő immunmoduláló sejtjeinek 70-80%-a a belekben található. Az anyatej részeként az anyatej-oligoszacharidok a baba belébe jutnak, ahol ellátják fő funkcióikat [3] [4] .
A szerkezet összetettsége, az összetétel változatossága és a szerkezeti változatosság ma nem teszi lehetővé a HMO összetételének teljes reprodukálását az anyatej-helyettesítő tápszerekben. A mai napig csak néhány oligoszacharid iparosítása lehetséges, amelyek szerkezetileg teljesen azonosak az anyatejben található oligoszacharidokkal.
Az első oligoszacharid, amelyet a tudósoknak sikerült létrehozniuk és tanulmányozniuk, a 2'-fukozilaktóz (2'FL), az anyatejben leggyakrabban előforduló oligoszacharid volt. Az oligoszacharidok teljes tartalmának több mint 30%-át teszi ki. A második áttörés egy másik oligoszacharid, a lakto-N-neotetraóz (LNnT) rekonstrukciója, amely az anyatejben leggyakrabban előforduló tíz oligoszacharid közé tartozik. Mind a 2FL, mind az LNnT oligoszacharidok az anyatejben lévő összes oligoszacharid körülbelül 33%-át teszik ki.
Klinikai vizsgálatok kimutatták, hogy a 2FL és az LNnT alkalmazása a gyermekétkeztetésben javítja a bélmikrobióta összetételét, jelentősen csökkenti a bronchitis előfordulását, valamint az antibiotikumok és lázcsillapítók alkalmazását. Az elvégzett kutatások alapján a tápszeres gyermekek tápszereinek összetételét javítják. Ez biztosítja a gyermek egészségének kialakulását anyatej hiányában [3] .