ANNE SÜTÜ OLİGOSAKKARİTLERİ (HMO’lar)
Elif Şenkuş - Moleküler Biyoloji ve Genetik, Fen Edebiyat Fakültesi, Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi
Yeni doğan bebeğin ilk besin kaynağı olan anne sütü bebeğin sağlığını ve gelişimini olumlu yönde etkileyen önemli bir faktördür. Anne sütü, immünoglobülinler, hormonlar, oligasakkaritler gibi birçok biyoaktif içeriklere sahiptir[1]. Anne sütü oligosakkaritleri (Human Milk Oligosaccarides), anne sütünde oldukça fazla bulunan, bir grup yapısal olarak karmaşık ve konjuge olmayan glikanlardan oluşan sindirilemeyen şekerler olarak adlandırılır[1,2] Kısaca ‘’HMO’’ olarak ifade edilen anne sütü oligosakkaritleri bağışıklık yanıtını düzenler, mikrobiyotanın şekillenmesine yardımcı olur. Bununla birlikte virüsler, bakteriler ve protozoalarla etkileşebilmeleriyle enfeksiyon riskini azaltarak bebeğin sağlığına ve gelişimine birçok katkıda bulunurlar[2].
Laktoz ve lipidlerden sonra anne sütünde en çok bulunan üçüncü bileşen olan HMO’lar 5 farklı monosakkaritten oluşur.
● Glikoz
● Galaktoz
● N-asetilglukozamin
● Fukoz
● Siyalik asit[1,2]
1 litre anne sütünde ortalama 5-15 gram civarında bulunan oligosakkaritlerin çoğu indirgen uçlarında laktoz içerirler[1,2]. Bu indirgen uca galaktoz, N-asetilglukozamin, fukoz ya da siyalik asidin eklenmesiyle genişleyerek düz ilerleyen ya da dallanmış bir yapı oluşturabilirler(triantis)[2]. Genetik farklılıklardan dolayı, sentezlenen oligosakkaritler anneden anneye farklılık gösterebilmektedir[1].
Bebeğe, anne tarafından verilen ilk süt olarak adlandırılan ‘‘kolostrum’’ annenin süt bezlerinden salgılanır ve sarı renktedir. Hamilelik süresince oluşmaya başlayan Kolostrum HMO bakımından 20-23 g/L ile en yüksek orana sahiptir. Daha sonraki anne sütünde bu oran 12-14 g/L’ ye düşer. Bu yüzden prematüre bebek dünyaya getiren annelerin sütünde normal zamanında doğan bebeklerin annesinin sahip olduğu süte göre daha çok HMO vardır[1]. Genetik farklılıklarına göre çeşitli HMO’lar sentezleyebilen annelerin sütlerinde oluşan farklılıklar, oligosakkaritlerde fukozun bulunması ya da bulunmaması durumuna göre oluşabilir[1].
Şu ana kadar 150’den fazla farklı yapıda tanımlanan HMO’lar neredeyse hiç sindirilmediklerinden (çok az bir kısmı sindirilir) midenin ve pankreatik enzimlerin düşük pH’larına karşı dirençlidir[1,2]. Bu sebeple HMO’lar az bir miktarda emilerek büyük kan dolaşımına ulaşabilirler, ince bağırsağa ve kolona parçalanmamış bir şekilde ulaşabilirler, bağırsak mikropları tarafından metabolize edilebilirler veya dışkı ya da idrardan atılırlar[1-3].
Şekil 1: Anne sütünde bulunan bazı oligosakkaritler ve yapıları[4].
Anne sütü, büyükbaş hayvanların sütünden oldukça benzersiz bir yapıya sahip olmasıyla özeldir. 1888 yılında Eschbach tarafından anne sütünde inek sütünden farklı yapıda bir laktoz içerdiği anlaşılmıştır. Fakat o zamanlar hala bu farklılık tanımlanamamıştı. 1930’ lu yıllarda bu farklı kısım Polonowski ve Lespagnol tarafından ‘‘gyanolactose’’ olarak adlandırılmıştır. 1954 yılında ise Polonowski ve Montreuil bu yapıyı oligosakkaritlere ayırmayı başarmıştır. HMO’ların ilk başlarda prebiyotik olarak işlev gördüğü belirlenip, ‘‘Bifidobacterium bifidus’’ için büyüme sağladığından ‘’bifidus faktörü’’ olarak anılmıştır. Daha sonraki araştırmalarla bağırsak mikrobiyotasını şekillendirmenin dışında HMO’ların ayrıca bebeğe siyasilik asit sağlayarak bilişsel ve beyin gelişimine katkı sağladığı, patojenlerin mukozal yüzeye bağlanmasını engelleyerek bağışıklık sistemine yardımcı olduğu ve enfeksiyonel rahatsızlıkların riskini düşürdüğü belirlenmiştir[3].
HMO’lar ve HIV
Bir RNA virüsü olan HIV, uzun adıyla ‘‘Kazanılmış Bağışıklık Yetersizliği Sendromu’’ (Acquired Immune Deficiency Syndrome) olarak adlandırılan AIDS’ e neden olmaktadır. CD4+ T yardımcı lenfositler, makrofajlar, monositler ve dentritik hücreleri hedef alan HIV cinsel yolla, kanla ve vücut sıvılarıyla bulaşabilir. Bu sebeple anne sütüyle de bulaşma ihtimali olmasına rağmen bu oran oldukça düşüktür. HIV virüsüyle enfekte olmuş annelerin sütle bebeğe HIV bulaştırmaları ihtimali %10-15 arasındadır. Virüs, dentritik hücrelerde bulunan ‘‘Dentritik hücrelere özgü hücreler arası adezyon molekülü’’ne (DC-SIGN molükülü) bağlanarak virüsü mukozal bariyer boyunca taşır. Anne sütü oligosakkaritleri sayesinde virüs dentrik hücrelerin bu kısmına bağlanması engellenerek bulaşma önlenir[1]. Örneğin Bode ve ekibi yaptığı çalışmalarla HIV’nin anne sütü yoluyla bulaşma ihtimalinin oligosakkarit konsantrasyonuyla ters orantılı olduğunu tespit etmiştir. Böylece oligosakkaritlerin bulaşıcı hastalıkları önlemede etkili olduğu belirlenmiştir[2].
Diğer Enfeksiyonal Hastalıklar Üzerinde Etkileri
HMO’lar mikrobiyal enfeksiyonları azaltmada büyük oranda etkilidir. Hastalığa neden olan ve vücudumuza zarar veren bakteriler, virüsler ve protozoalar kişiyi enfekte etmek için bağırsağın mukozal yüzeyine bağlanma ihtiyacı duyarlar. Yani patojenin yüzeyle etkileşmesi gerekir. Ancak adezyonla bu şekilde çoğalarak kolonize olabilirler. Hastalık yapıcı mikroorganizmalar olan patojenlerin bu şekilde adhesyonla bağlanması lektin-glikan etkileşimiyle başlamaktadır. Glikan aracılığıyla sağlanan bu bağlanmalar Escherichia coli, Helicobacter pylori gibi bakterilerin dışında bebeklerde ishale neden olan Norovirüs ve Rotavirüs gibi virüslerde de gerçekleşmektedir. HMO’ların bazıları bu mukozal yüzeydeki hücrelerde bulunan glikanlara benzediğinden tuzak bir reseptör gibi görev alarak patojenin mukozal yüzeye bağlanmasını önler. Bu işlevleriyle HMO’lar, mikrobiyal hastalıkların riskini azaltırlar[3].
Şekil 2: a) HMO’lar yararlı bakterilere besin kaynağı olarak zararlı bakterileri baskılar. b) Patojenlere bağlanarak mukozal yüzeye yapışmayı engeller[5].
HMO’ların Bebek Mikrobiyotasına Etkisi
HMO’lar bağırsak mikrobiyotası için prebiyotik özellik göstermektedirler. ‘‘Konak refahı ve sağlığı üzerinde faydalar sağlayan gastrointestinal mikrofloradaki hem bileşimde hem de/veya aktivitede spesifik değişikliklere izin veren seçici olarak fermente edilmiş bir bileşen’’ olarak tanımlanan prebiyotikler kişide bulunan enzimlere, midesel asiditeye karşı dirençlidir. Emilim oranı %1 olan anne sütü oligosakkaritleri ince bağırsağa ve kolona parçalanmadan ulaşabilirler. Bağırsak mikrobiyotamızda, B. İnfantis bakterisi sadece tek karbonhidrat kaynağı olarak HMO sağlandığında çoğalabilmektedir. Böylelikle HMO’lar sayesinde B. İnfantis bakterisinin mikrobiyotadaki baskınlığı, besin kaynağı için rekabet ettiklerinden dolayı zararlı bakterileri kontrol altında tutmaya yardımcı olarak mikrobiyotanın dengesini sağlar[3].
Referanslar
Wici’nski, M., Sawicka, E., Gebalski, S., Kubiak, K., Malinowski, B. (2020). Human Milk Oligosaccharides: Health Benefits, Potential Applications in Infant Formulas, and Pharmacology. Nutrients, 12, 266. doi: 10.3390/nu12010266.
Triantis, V., Bode, L., van Neerven RJJ (2018). Immunological Effects of Human Milk Oligosaccharides. Front. Pediatr., 6, 190. doi: 10.3389/fped.2018.00190
Bode, L. (2012). Human milk oligosaccharides: Every baby needs a sugar mama. Glycobiology,22(9):1147-62. doi: 10.1093/glycob/cws074.
Triantis, V., Bode, L., van Neerven RJJ (2018). Immunological Effects of Human Milk Oligosaccharides. Front. Pediatr., 6, 190. doi: 10.3389/fped.2018.00190 esinlenilmiştir.
Bode, L. (2012). Human milk oligosaccharides: Every baby needs a sugar mama. Glycobiology,22(9):1147-62. doi: 10.1093/glycob/cws074.