Menu

Substancje Syntetyczne i Biologiczne

Oligosacharyd mleka matki HMO

Oligosacharydy mleka matki (HMO) to trzecia co do ilości frakcja stałych składników mleka kobiecego – po laktozie i tłuszczach. W siarze ich stężenie sięga 20–25 g/l, w mleku dojrzałym spada do 10–15 g/l. Zidentyfikowano ponad 200 różnych struktur HMO zbudowanych z pięciu cukrów prostych: glukozy, galaktozy, fukkozy, N-acetyloglukosaminy i kwasu sjalowego. HMO są niestrawne – docierają do jelita grubego w niezmienionej formie, gdzie selektywnie odżywiają bakterie z rodzaju Bifidobacterium, wzmacniają barierę jelitową i działają jak „wabiki” dla patogenów. Najlepiej przebadane formy to 2′-fukozylolaktoza (2′-FL) i lakto-N-neotetraoza (LNnT) – oba składniki mają status Novel Food w UE i są dodawane do mieszanek mlecznych dla niemowląt. Wstępne badania u dorosłych sugerują korzyści w zespole jelita drażliwego i wsparcie mikrobioty po antybiotykoterapii.

Spis treści

Z tego materiału dowiesz się:

Czym są HMO i dlaczego mleko kobiece zawiera ich ponad 200 rodzajów?
Jak HMO wpływają na mikrobiotę jelitową i odporność niemowląt?
Czy dorosły może skorzystać z suplementacji HMO i jakie dawki stosowano w badaniach?
Które formy HMO są dostępne w suplementach i jakie mają potwierdzenie bezpieczeństwa?
Kiedy skonsultować suplementację HMO z lekarzem lub farmaceutą?

Czym są oligosacharydy mleka matki i z czego są zbudowane?

Oligosacharydy mleka matki (HMO, ang. human milk oligosaccharides) to złożone, niestrawne węglowodany, które stanowią trzeci pod względem ilości składnik stały mleka kobiecego – zaraz po laktozie i tłuszczach¹⁰. W siarze ich stężenie wynosi 20–25 g/l, a w mleku dojrzałym spada do 10–15 g/l, wciąż przewyższając zawartość białka (~10 g/l)¹¹¹. Dotychczas opisano ponad 200 różnych struktur HMO, a nowe wciąż są odkrywane¹².

Wszystkie HMO mają wspólny rdzeń – laktozę – który ulega wydłużeniu, fukozylacji lub sjalylacji. Bloki budulcowe to pięć cukrów prostych: glukoza, galaktoza, fukoza, N-acetyloglukosamina (GlcNAc) i kwas N-acetyloneuraminowy (Neu5Ac, kwas sjalowy)¹¹³. Różne kombinacje tych elementów tworzą trzy główne klasy strukturalne:

Fukozylowane (neutralne): np. 2′-fukozylolaktoza (2′-FL) i 3-fukozylolaktoza (3-FL)
Niefukozylowane, neutralne zawierające azot: np. lakto-N-tetraoza (LNT) i lakto-N-neotetraoza (LNnT)
Sjalylowane (kwaśne): np. 3′-sjalylolaktoza (3′-SL) i 6′-sjalylolaktoza (6′-SL)¹⁴¹⁵

Skład HMO w mleku każdej kobiety jest inny. Decyduje o nim przede wszystkim genetyka – warianty enzymów FUT2 i FUT3 określają tzw. status sekretorowy i status Lewisa matki, które bezpośrednio wpływają na obecność i stężenie 2′-FL oraz 3-FL¹⁶. Na profil HMO wpływają też wiek matki, BMI, dieta, sposób porodu i region geograficzny¹⁷.

Jak HMO działają w organizmie niemowlęcia?

HMO są niestrawne dla ludzkiego enzymu – przechodzą przez żołądek i jelito cienkie w niezmienionej formie i docierają do jelita grubego, gdzie stają się selektywnym pożywką dla korzystnych bakterii¹⁸. Najsprawniej metabolizują je bakterie z rodzaju Bifidobacterium, zwłaszcza B. longum subsp. infantis, oraz Bacteroides⁴⁶. Fermentacja HMO prowadzi do wytwarzania krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (SCFA), które:

obniżają pH w jelicie, hamując wzrost patogenów,
odżywiają komórki nabłonka jelitowego i wzmacniają białka ścisłych połączeń (tight junctions),
działają jako cząsteczki sygnałowe modulujące odpowiedź immunologiczną³¹⁹.

Drugi ważny mechanizm to działanie HMO jako „wabików” molekularnych (ang. decoy receptors). HMO strukturalnie przypominają glikany na powierzchni komórek nabłonka jelit. Patogeny – wirusy i bakterie – wiążą się do HMO zamiast do komórek gospodarza i są wydalane z organizmu. Udokumentowano ten efekt dla rotawirusa, norowirusa, Campylobacter jejuni, Escherichia coli i Staphylococcus aureus⁶²⁰.

Około 1% HMO wchłania się do krwiobiegu i może bezpośrednio oddziaływać na komórki układu odpornościowego w całym organizmie. Wykazano, że 2′-FL i 3′-SL stymulują odpowiedź Th1 i poprawiają reakcję na szczepionkę przeciw grypie²¹. HMO wpływają też na dojrzewanie bariery jelitowej – w badaniach laboratoryjnych 2′-FL obniżała przepuszczalność monowarstwy komórek Caco-2 i zwiększała ekspresję białek ścisłych połączeń: klaudyny-5 i klaudyny-8²².

Mleko kobiece a mieszanki z HMO – co warto wiedzieć: Naturalne mleko kobiece zawiera mieszankę ponad 200 struktur HMO, których pełnego spektrum nie odtworzy żadna mieszanka. Niemniej badania kliniczne pokazują, że dodanie 2′-FL i LNnT do mieszanki mlecznej zbliża profil mikrobioty jelitowej niemowlęcia do profilu obserwowanego u dzieci karmionych piersią, obniża poziom markerów zapalnych i zmniejsza ryzyko infekcji dróg oddechowych²³. Formuły z HMO są zatwierdzone i bezpieczne, ale karmienie piersią – gdy jest możliwe – pozostaje złotym standardem zalecanym przez WHO²⁴.

Jakie korzyści zdrowotne przynosi suplementacja HMO niemowlętom?

Systematyczny przegląd 26 badań klinicznych (Schönknecht i wsp., opubl. w Nutrients) potwierdził, że HMO są bezpieczne i dobrze tolerowane we wszystkich przebadanych grupach wiekowych⁷. Główne obserwowane efekty u niemowląt:

Obszar	Obserwowany efekt	Forma HMO
Mikrobiota jelitowa	Wzrost liczebności Bifidobacterium, zmiana profilu bliżej wzorca niemowląt karmionych piersią	2′-FL + LNnT (1 g/l + 0,5 g/l)²⁵
Infekcje dróg oddechowych	Mniej epizodów zapalenia oskrzeli, mniejsze zużycie antybiotyków do 12. miesiąca życia	2′-FL + GOS (2 g/l)²³
Zapalenie ucha środkowego	Rzadsze epizody otitis media	HMO w mieszance²⁶
Markery zapalne	Niższe stężenie cytokin zapalnych, podobne do obserwowanych u niemowląt karmionych piersią	2′-FL w mieszance²⁷
Wzrost i tolerancja	Brak wpływu na parametry wzrostu, prawidłowa konsystencja stolca	0,2 g/l 2′-FL²⁸

Warto zaznaczyć, że nie wszystkie badania potwierdziły redukcję częstości infekcji – jedno z większych badań nie wykazało różnicy w częstości infekcji dróg oddechowych ani czasu trwania infekcji żołądkowo-jelitowych między grupą z HMO a grupą kontrolną²⁹. Autorzy przeglądu z 2023 r. podkreślają, że potrzebne są kolejne dobrze zaprojektowane próby kliniczne³⁰.

Czy dorosły może stosować suplementy z HMO?

Badania nad HMO u dorosłych to stosunkowo nowy obszar, ale pierwsze wyniki są obiecujące. Pierwsze randomizowane, kontrolowane placebo badanie u dorosłych (2016 r.) wykazało, że doustna suplementacja HMO istotnie zwiększa liczebność Bifidobacterium – efektu tego nie uzyskano przy stosowaniu klasycznych prebiotyków³¹. Badanie z 2023 r. z użyciem złożonej mieszaniny HMO (32 zdrowych dorosłych) potwierdziło zależny od dawki wzrost bifidobakterii, zmiany w zawartości genów mikrobioty (indukcja szlaków syntezy antybiotyków, redukcja genów oporności) oraz wzrost krążących cytokin TGF-β i IL-10. Co ważne, zmiany w mikrobiomie utrzymywały się do 28. dnia, mimo że suplementacja trwała tylko 7 dni³¹.

Badanie ex vivo z użyciem modelu SIFR® (Bajic i wsp., 2024, Metabolites) testowało cztery HMO – 2′-FL, LNnT, 3′-SL i 6′-SL – w niskich dawkach 0,3–5 g/dobę na próbkach od dzieci i dorosłych. Wszystkie cztery struktury zwiększały liczebność Bifidobacterium; LNnT był skuteczny już przy 0,5 g/dobę u dorosłych. 6′-SL szczególnie sprzyjał wzrostowi Bacteroides przy 5 g/dobę³². Obserwowano też wzrost stężenia SCFA: 2′-FL i 3′-SL zwiększały octan, 6′-SL – propionian, LNnT – maślan (zwłaszcza u dorosłych)³³.

HMO a zespół jelita drażliwego (IBS): Otwarte badanie kliniczne (2020 r., n=317 dorosłych z IBS) wykazało po 12 tygodniach suplementacji 5 g HMO/dobę: zmniejszenie odsetka pacjentów z nieprawidłowym stolcem z 90,7% do 57,2% oraz dramatyczny spadek wyniku IBS-SSS ze średnio 323 do 144 punktów (–55%)³⁴. Randomizowane badanie z podwójnym zaślepieniem (Iribarren i wsp., 2021, Nutrients) u 58 pacjentów z IBS (dawki 5 g lub 10 g mieszaniny 2′-FL/LNnT przez 4 tygodnie) potwierdziło wzrost liczebności korzystnych szczepów B. adolescentis i B. longum³⁵. Należy jednak pamiętać, że wyniki w IBS są mieszane – jedno z badań RCT wykazało wzrost bifidobakterii bez poprawy objawów²⁹. Potrzebne są kolejne dobrze zaprojektowane próby, aby jednoznacznie potwierdzić korzyści.

Jakie formy HMO są dostępne i jak są produkowane?

Naturalnie HMO występują wyłącznie w mleku kobiecym – mleko krowie i innych ssaków hodowlanych zawiera ich śladowe ilości lub wcale³⁶. Do produkcji na skalę przemysłową opracowano metody fermentacji precyzyjnej: genetycznie zmodyfikowane szczepy bakterii (głównie E. coli) lub drożdże wytwarzają cząsteczki chemicznie i strukturalnie identyczne z naturalnymi HMO³⁷. Sześć najlepiej zbadanych i komercyjnie dostępnych struktur to:

2′-fukozylolaktoza (2′-FL) – najobficiej występująca w mleku kobiecym, pierwsza dopuszczona do obrotu
3-fukozylolaktoza (3-FL)
Lakto-N-tetraoza (LNT)
Lakto-N-neotetraoza (LNnT)
3′-sjalylolaktoza (3′-SL)
6′-sjalylolaktoza (6′-SL)¹⁵

W Unii Europejskiej 2′-FL i LNnT uzyskały status Novel Food (nowej żywności) i są dopuszczone do stosowania m.in. w mieszankach mlecznych dla niemowląt oraz suplementach diety. W USA posiadają status GRAS (ogólnie uznawane za bezpieczne), a 3′-SL uzyskała pozytywną odpowiedź w procedurze GRAS⁸³⁸.

W aptekach i sklepach ze zdrową żywnością dostępne są suplementy diety zawierające najczęściej 2′-FL i/lub LNnT, niekiedy w połączeniu z probiotykami. W badaniach klinicznych u dorosłych stosowano dawki od 0,5 g do 20 g/dobę; typowe dawki startowe w badaniach wynosiły 2–5 g/dobę, a za dobrze tolerowaną uznaje się dawkę do 10 g/dobę⁹³⁹.

Kiedy skontaktować się z lekarzem?

HMO są dobrze tolerowane i nie wykazały poważnych działań niepożądanych w przeprowadzonych dotychczas badaniach klinicznych⁷. Mimo to pewne sytuacje wymagają konsultacji z lekarzem lub farmaceutą przed rozpoczęciem suplementacji:

Ciąża i karmienie piersią: brak wystarczających danych dotyczących bezpieczeństwa suplementacji HMO w tych stanach fizjologicznych – skonsultuj się z lekarzem przed zastosowaniem.
Choroby przewlekłe jelit (IBD, celiakia): osoby z nieswoistymi chorobami zapalnymi jelit lub innymi schorzeniami przewodu pokarmowego powinny omówić suplementację ze specjalistą.
Leczenie antybiotykami: chociaż wstępne dane sugerują, że HMO mogą wspierać odbudowę mikrobioty po antybiotykoterapii, decyzję o suplementacji warto skonsultować z lekarzem⁴⁰.
Objawy alarmowe w trakcie suplementacji: jeśli po rozpoczęciu stosowania HMO pojawią się silne bóle brzucha, biegunka trwająca dłużej niż kilka dni, krew w stolcu lub nasilone wzdęcia – przerwij suplementację i skontaktuj się z lekarzem.
Niemowlęta i dzieci: decyzja o wyborze mieszanki mlecznej z HMO lub suplementacji powinna być podejmowana z pediatrą, zwłaszcza w przypadku wcześniaków lub dzieci z chorobami towarzyszącymi.

Łagodne, przejściowe wzdęcia lub nieznaczne zmiany rytmu wypróżnień na początku suplementacji są opisywane w badaniach i zazwyczaj ustępują samoistnie⁴¹. Są one znacznie rzadsze niż przy stosowaniu klasycznych prebiotyków, takich jak inulina czy FOS.

Suplementy z HMO to obiecująca kategoria składników aktywnych – zarówno dla niemowląt karmionych mieszanką, jak i dla dorosłych dbających o zdrowie jelit. Jeśli rozważasz suplementację, warto wybrać preparat z 2′-FL lub LNnT (najlepiej zbadane formy), sprawdzić, czy producent podaje udokumentowaną dawkę, i zaczynać od niższych dawek, stopniowo je zwiększając. Zawsze czytaj skład i nie rezygnuj z diety bogatej w błonnik – HMO najlepiej działają w zdrowym mikrośrodowisku jelit.

Pytania i odpowiedzi

Czym różnią się HMO od zwykłych prebiotyków, takich jak inulina?

HMO są strukturalnie znacznie bardziej złożone niż klasyczne prebiotyki i działają selektywnie – preferencyjnie odżywiają konkretne gatunki Bifidobacterium, podczas gdy inulina czy FOS stymulują szerszy zakres bakterii. Dzięki temu HMO rzadziej powodują wzdęcia i gazy¹²⁴².

Czy 2'-FL w mieszance mlecznej jest identyczna z tą w mleku matki?

Tak – 2′-FL produkowana metodą fermentacji bakteryjnej jest chemicznie i strukturalnie identyczna z 2′-FL naturalnie obecną w mleku kobiecym³⁷. Różnica polega na tym, że mleko kobiece zawiera ponad 200 różnych HMO, a mieszanki odwzorowują tylko kilka z nich.

Jak szybko HMO działają na mikrobiotę u dorosłych?

Mierzalne zmiany w składzie mikrobioty, takie jak wzrost liczebności Bifidobacterium, mogą pojawić się już po 2–4 tygodniach suplementacji. Poprawa objawów w IBS była obserwowana po 12 tygodniach regularnego stosowania⁴³.

Jaka dawka HMO jest stosowana u dorosłych w badaniach klinicznych?

W badaniach klinicznych u dorosłych stosowano dawki od 0,5 g/dobę (efekty prebiotyczne LNnT w modelu ex vivo) do 20 g/dobę. Za dobrze tolerowaną uznaje się dawkę do 10 g/dobę; typowe dawki w badaniach nad IBS wynosiły 5–10 g/dobę⁹³².

Czy HMO mogą pomagać po kuracji antybiotykowej?

Wstępne dane sugerują, że HMO mogą przyspieszyć odbudowę mikrobioty po antybiotykoterapii i hamować wzrost Clostridioides difficile, który często powoduje biegunki poantybiotykowe⁴⁰. Są to jednak wstępne obserwacje – przed zastosowaniem warto skonsultować się z lekarzem.

Czy stężenie HMO w mleku każdej kobiety jest takie samo?

Nie – profil HMO jest silnie uwarunkowany genetycznie. Warianty enzymów FUT2 i FUT3 (status sekretorowy i status Lewisa) decydują o obecności i stężeniu kluczowych HMO, takich jak 2′-FL. Wpływ mają też wiek matki, BMI, dieta i region geograficzny¹⁶¹⁷.

Czy HMO mogą chronić niemowlę przed zakażeniami?

Badania kliniczne wykazały, że mieszanka z 2′-FL i LNnT zmniejsza ryzyko infekcji dolnych dróg oddechowych i ogranicza stosowanie antybiotyków w pierwszym roku życia. HMO działają jako „wabiki” dla patogenów, takich jak rotawirus czy Campylobacter, zapobiegając ich przyleganiu do śluzówki jelit²³.

Czy HMO mają znaczenie dla rozwoju mózgu dziecka?

Sjalylowane HMO, takie jak 3′-SL i 6′-SL, mogą być prekursorami kwasu sjalowego wykorzystywanego do syntezy gangliosydów w tkance nerwowej, co sugeruje potencjalną rolę w neurodevelopmencie⁶. Brakuje jednak bezpośrednich badań z oceną wyników poznawczych metodami MRI lub standaryzowanymi testami rozwojowymi⁴⁴.

Czy HMO są bezpieczne dla wcześniaków?

Kliniczne badania bezpieczeństwa prowadzono zarówno w populacji niemowląt donoszonych, jak i przedwcześnie urodzonych. We wszystkich 26 analizowanych badaniach klinicznych HMO były dobrze tolerowane, a ich stosowanie nie wpływało negatywnie na parametry wzrostu⁷²⁸. Decyzję o suplementacji u wcześniaka zawsze podejmuje neonatolog.

Czy suplementy z HMO są odpowiednie dla osób z zespołem jelita drażliwego (IBS)?

Wstępne wyniki są obiecujące: w otwartym badaniu (n=317) po 12 tygodniach stosowania 5 g HMO/dobę IBS-SSS spadł o 55%³⁴. Jednak jedno z randomizowanych badań wykazało poprawę mikrobioty bez wyraźnej redukcji objawów²⁹ – wyniki są więc mieszane i wymagają potwierdzenia w kolejnych próbach klinicznych.

Czy HMO mogą wchodzić w interakcje z lekami?

Nie zidentyfikowano dotychczas klinicznych interakcji HMO z lekami. Ponieważ HMO zmieniają skład mikrobioty, teoretycznie mogą wpływać na metabolizm leków modyfikowanych przez bakterie jelitowe – jeśli przyjmujesz leki przewlekle, skonsultuj suplementację z lekarzem lub farmaceutą²⁹.

Czym jest status sekretorowy matki i dlaczego ma znaczenie?

Status sekretorowy zależy od wariantu genu FUT2. Matki z aktywnym FUT2 (tzw. sekretorki) wytwarzają 2′-FL i inne fukozylowane HMO w wysokich stężeniach; matki bez aktywnego FUT2 (niesekretorki) mają inny profil HMO. Niemowlęta matek sekretorowych korzystają z bogatszego spektrum tych składników¹⁶⁴⁵.

HMO jako „tarcza" antywirusowa – mechanizm wabika molekularnego

Jedną z najbardziej fascynujących właściwości HMO jest ich zdolność do „udawania” receptorów na powierzchni komórek jelitowych. Patogeny – wirusy i bakterie – rozpoznają glikany na powierzchni komórek i do nich się przyczepiają. HMO mają podobną strukturę do tych glikanu, więc patogen wiąże się do HMO zamiast do komórki i zostaje wydalony z organizmu⁵. Udokumentowano ten efekt m.in. dla rotawirusa, norowirusa (obu grup HBGA), Campylobacter jejuni i HIV – wyższe stężenia 3′-sjalylolaktozy w mleku matek zakażonych HIV korelowały z niższym ryzykiem transmisji wirusa przez karmienie piersią²⁰⁴⁶. To badania wstępne – nie oznaczają, że HMO „leczą” zakażenie HIV, ale pokazują, jak precyzyjnie zaprojektowane przez ewolucję są te cząsteczki.

HMO a odporność dorosłych – makrofagi na straży

Badanie opublikowane w Frontiers in Immunology (Jepsen i wsp., 2024) sprawdzało wpływ 2′-FL, LNnT i 6′-SL na ludzkie makrofagi stymulowane Staphylococcus aureus. Makrofagi potraktowane HMO – szczególnie 6′-SL – wykazywały silniejszą aktywację M1 (fenotyp zwalczający patogeny), zwiększoną ekspresję markerów powierzchniowych i cytokin prozapalnych, a także lepszą fagocytozę bakterii. Co istotne, bez obecności patogenu 6′-SL nie wywoływała niepotrzebnego stanu zapalnego⁴⁷. Oznacza to, że HMO mogą „uwrażliwiać” komórki odpornościowe na zagrożenie, nie powodując jednocześnie przewlekłego zapalenia – cecha pożądana zarówno u niemowląt, jak i u dorosłych.

Skąd biorą się HMO w suplementach – fermentacja precyzyjna

Jeszcze kilkanaście lat temu pozyskanie HMO w ilościach wystarczających do badań klinicznych było niemal niemożliwe. Przełom nastąpił dzięki fermentacji precyzyjnej: naukowcy zaprojektowali szczepy bakterii (E. coli) i drożdży, które w bioreaktorach produkują HMO chemicznie identyczne z tymi z mleka kobiecego³⁸. 2′-FL była pierwszą strukturą wyprodukowaną na skalę przemysłową – uzyskała autoryzację Novel Food w UE i status GRAS w USA³⁸. Kolejne struktury – LNnT, 3′-SL, 6′-SL, LNT – przeszły lub przechodzą procesy regulacyjne. Dziś HMO trafiają nie tylko do mieszanek dla niemowląt w ponad 30 krajach, ale też do suplementów diety i żywności funkcjonalnej dla dorosłych³⁷.