Die WHO empfiehlt, Kinder bis zum 6. Monat ausschließlich mit Muttermilch zu ernähren. Doch gibt es Ausnahmefälle, in denen Mütter ihre Kinder nicht mit Muttermilch versorgen können. Dann müssen sie auf Säuglingsnahrung zurückgreifen. Letztere ist heutzutage zwar schon sehr gut auf die Bedürfnisse von Säuglingen zugeschnitten, doch fehlen darin wesentliche Bestandteile der Muttermilch wie beispielsweise humane Milch-Oligosaccharide (HMO). Neben Lactose und Fetten repräsentieren sie den drittgrößten Anteil der löslichen Bestandteile in der Muttermilch.
Es sind mehr als 200 strukturell verschiedene, komplexe HMOs bekannt. Sie setzen sich alle aus den Monosacchariden Glucose, Galactose, Fucose, N-Acetylsialinsäure und N-Acetylglucosamin zusammen. Der Anteil und die genaue Zusammensetzung der HMOs in der Muttermilch ist unterschiedlich und verändert sich über die Dauer der Stillzeit. Beträgt der HMO-Anteil am Anfang der Stillzeit noch etwa 20 g/l, sinkt er mit der Zeit auf ca. 5 bis 12 g/l ab.
HMOs werden von Menschen nicht verstoffwechselt, können jedoch vom Körper absorbiert werden. Sie sind die ersten Präbiotika, die ein Mensch zu sich nimmt. Durch den Einfluss, den sie auf die Aktivität und Zusammensetzung des Darmmikrobioms nehmen, werden das Wohlbefinden und die Gesundheit des Menschen gefördert. In wissenschaftlichen Studien ist nachgewiesen worden, dass verschiedene Spezies der Gattung Bifidobacterium und Bacteroides HMOs degradieren und metabolisieren können. Auf diese Weise haben die positiven Bakterien einen Wachstumsvorteil gegenüber anderen und schützen so präventiv vor Pathogenen.
HMOs verfügen über einen ähnlichen strukturellen Aufbau wie zellständige Zuckerstrukturen, was ebenfalls zum Schutz gegen pathogene Bakterien und Viren beiträgt. Bevor Pathogene ihre krankheitserregende Wirkung entfalten, binden sie sich an diese Zuckerstrukturen. Letztere sind auf Epithelzellen zu finden und dienen vielen Pathogenen als Rezeptoren oder Co-Rezeptoren. Sind jedoch freie Oligosaccharide vorhanden, binden sich die Pathogene an diese und werden zusammen mit den Zuckern aus dem Körper geschleust.
Spezifische HMOs nehmen darüber hinaus direkten Einfluss auf bestimmte Immunzellen, indem sie Entzündungsreaktionen minimieren. In einer randomisierten klinischen Studie wurde ein solcher Effekt für 2′-Fucosyllactose (2′-FL) gezeigt. Sie ist mit 2 bis 4 g/l bei ca. 80 % aller Frauen das am häufigsten vorkommende HMO in der Muttermilch.
Nekrotisierende Enterokolitis ist bei Frühgeborenen eine häufig vorkommende schwere Erkrankung des Darms. Eine Nahrungsergänzung mit 2′-FL zeigte in Tiermodellen eine deutliche Abschwächung der Symptome im Gegensatz zu nicht supplementierter Nahrung.
