Descubre los beneficios de los oligosacáridos de la leche humana para la nutrición infantil: guía B2B para fabricantes. Ingredientes, formulaciones, evidencia científica y tendencias del mercado.
¿Qué son los oligosacáridos de la leche humana (HMO)?
Los oligosacáridos de la leche humana (HMO) son una familia de glicanos no conjugados estructuralmente diversos y no digeribles que se encuentran en la leche materna humana. Al ser resistentes al pH bajo en el líquido gástrico del estómago y a la degradación enzimática en el tracto gastrointestinal superior, los HMO llegan intactos al colon. Allí sirven como sustrato para la fermentación colónica y como agentes activos para otros efectos metabólicos.
Este proceso también permite que los HMO ejerzan efectos prebióticos adicionales, incluida la regulación de la capa de moco, la promoción del crecimiento físico y el desarrollo cerebral, así como la prevención y mitigación de enfermedades como la enterocolitis necrotizante, las alergias y la diarrea.
Tipos de oligosacáridos de la leche humana
Los hMO no solo varían en cantidad en la leche materna, sino que también pueden variar mucho en complejidad. Los hMO generalmente consisten en una combinación de cinco monosacáridos, que incluyen glucosa (Glc3), galactosa (Gal), N -acetilglucosamina (GlcNAc), fucosa (Fuc) y ácido siálico (Neu5Ac). De estos monosacáridos, diferentes combinaciones de glucosa, galactosa y ácido siálico dan como resultado diferentes hMO centrales. Estos hMO centrales se pueden modificar a través del ácido siálico y la fucosa para generar hMO fucosilados y/o sialilados.
Actualmente, se han identificado más de 200 hMO estructuralmente diferentes, aunque la mayoría de los hMO presentes en la leche pertenecen solo a alrededor de 15 estructuras. El hMO más abundante que se encuentra en la leche materna es el 2′-FL, que pertenece al grupo fucosilado. La lacto- N -tetraosa (LNT) se considera el segundo hMO más abundante, después de otros como la lacto-N-neotetraosa (LNnT), un hMO neutro no fucosilado.
En general, una interacción compleja de la genética, la dieta, la etapa de lactancia y los factores ambientales contribuyen a los tipos y cantidades de HMO en la leche materna. Sin embargo, estas diferencias, junto con las propiedades no digeribles de los HMO, son lo que los convierte en moléculas particularmente interesantes para mejorar la salud de los bebés.
¿Cuáles son los beneficios de los HMO en la salud infantil?
Barrera inmunitaria
Se ha demostrado que la barrera intestinal es susceptible a cambios después de la exposición a los HMO in vivo e in vitro. Los hMO influyen en el desarrollo gastrointestinal. Además, las fracciones de hMO sialiladas, como 3′-SL, cambian el patrón de glicosilación extracelular de las células Caco-2.
Esto se ha relacionado posteriormente con una disminución del 50% en la adhesión de Escherichia coli enteropatógena después del tratamiento con 3′-SL, lo que sugiere un efecto protector sobre la barrera intestinal. La capacidad propuesta de los hMO para diferenciar las células intestinales sugiere que pueden influir en la maduración de la barrera intestinal.
Efecto prebiótico
Una cualidad clave de los hMO es que son indigeribles para los humanos, ya que los humanos carecen de las glicosidasas necesarias para digerirlos. En lugar de digerirse en una forma absorbible, los hMO actúan como prebióticos para los microbios que pueblan el intestino.
Contribuyen al desarrollo saludable del microbioma intestinal, que a su vez contribuye a la futura salud metabólica del bebé. El microbioma intestinal está compuesto inicialmente por solo unas pocas especies bacterianas que pertenecen a diferentes filos.
Desarrollo del sistema inmunitario
El sistema inmunológico de un neonato se desarrolla rápidamente en los primeros 3 meses después del nacimiento. Entre otros, los neutrófilos, macrófagos, monocitos, células asesinas naturales (NK), células T y células dendríticas combaten cualquier patógeno invasor.
En su forma más temprana, el sistema inmunológico de un neonato se caracteriza por un desequilibrio entre las células T auxiliares (Th) Th1/Th17 y Th2.
El sistema inmunológico en desarrollo también se caracteriza por una sobreexpresión de marcadores inflamatorios y una respuesta reguladora insuficiente a las señales inmunes. Se plantea la hipótesis de que los HMO desempeñan un papel en el desarrollo de las respuestas inmunes en los neonatos al controlar la expresión de marcadores inflamatorios, regulando el equilibrio entre las células Th1/Th17 y Th2
Efectos neurocognitivos
Se sugiere que los hMO tienen un efecto neurocognitivo beneficioso. El eje intestino-cerebro es la señalización que tiene lugar entre el tracto gastrointestinal y el sistema nervioso central y ha sido un tema de interés de investigación en los últimos años. La composición bacteriana del tracto gastrointestinal se ha relacionado con cambios en el cerebro y el comportamiento, particularmente con respecto a la función cognitiva.
Además, el deterioro cognitivo se ha relacionado anteriormente con la inflamación, así como con la alteración de la barrera tanto en el intestino como en el cerebro. Como las hMO se han relacionado anteriormente con efectos antiinflamatorios y positivos en la función de la barrera intestinal, es posible que estas moléculas también tengan un efecto beneficioso en la cognición.
¿Además de la leche materna, existen otras fuentes de HMO para la formulación?
A medida que se reconocen los efectos beneficiosos para la salud de los HMO, su incorporación en la nutrición infantil se está volviendo más popular. Actualmente, hay dos moléculas que se pueden obtener sintéticamente y utilizar en fórmulas en los mercados europeos, y hay algunas más disponibles en los mercados americano y asiático.
Como 2′-FL y LNnT han sido aprobados por agencias reguladoras, se estudiaron ampliamente, se consideran seguros para la nutrición infantil y producen un rendimiento sintético relativamente alto, son los dos HMO que actualmente están más disponibles para uso comercial.
Sin embargo, la síntesis a gran escala de hMO es difícil de lograr por varias razones. Las propiedades fisicoquímicas como la solubilidad, la viscosidad y la digestibilidad, así como los beneficios para la salud del bebé, son factores que varían entre hMO específicos. Estas propiedades están determinadas por el grado de polimerización y la composición de monosacáridos de los hMO.
Esto hace que los hMO más complejos también sean más complejos de sintetizar debido a su tamaño y enlaces entre monosacáridos. Para producir hMO, se pueden utilizar cuatro enfoques diferentes:
- síntesis química
- biotransformación de células completas (fermentación)
- rutas enzimáticas
- quimioenzimáticas.
Actualmente, se prefieren los métodos enzimáticos, ya que tienen el rendimiento más eficiente de todos los métodos. Aunque la investigación continúa mejorando el rendimiento de hMO para uso comercial, la adición de hMO a la nutrición infantil ha sido limitada.
En conclusión, se ha demostrado una interacción dinámica entre los HMO y el desarrollo de los bebés. Incluido su impacto en la función de la barrera inmunitaria intestinal, el microbioma y la función neurocognitiva.
Sin embargo, las generalizaciones deben hacerse con cautela debido a la variación entre los estudios sobre los HMO. En un bebé, los HMO pueden influir en muchos sistemas diferentes; por lo tanto, deben investigarse a fondo y elegirse con cuidado.
¿Te interesó este artículo?
¿Quieres recibir las últimas noticias sobre Lácteos en tu mail?
Entonces, te invito a ser parte de nuestra comunidad completando el siguiente formulario aquí.
¿Buscas empresas del Sector Lácteos?
Te invito a visitar nuestro directorio de empresas
¿Quieres conocer las Tendencias en Ingredientes Alimenticios?
