Mama gula? Para peneliti sedang menggoda manfaat berbagai molekul dalam ASI. Stefan Malmesjö, CC BY

Ketika tinggal di dalam rahim seorang ibu, dibasahi cairan ketuban dan dilindungi dari dunia luar, bayi hanya memiliki sedikit paparan mikroorganisme seperti bakteri dan virus. Tak lama setelah lahir, a koleksi mikroorganisme yang baru lahir - microbiome mereka - mulai berkembang sebagai suksesi bakteri menjajah usus mereka.

Berbagai faktor, seperti mode pengiriman (kelahiran caesar atau vagina) dan penggunaan antibiotik, mempengaruhi populasi bakteri ini. Setelah itu, susu manusia berfungsi sebagai cara utama lebih banyak bakteri diperkenalkan ke sistem bayi, karena itu dapat berisi hingga 700 spesies bakteri yang berbeda.

Dalam penelitian saya sebagai ahli kimia, saya berfokus pada gula kompleks yang mengandung susu manusia. Rekan-rekan saya dan saya tertarik dengan bagaimana molekul-molekul gula ini membantu cetakan microbiome bayi dan berkontribusi untuk kesehatan secara keseluruhan. Pada akhirnya kami berharap bahwa mengetahui lebih banyak tentang molekul individu dalam ASI akan mengarah pada pengembangan formula bayi yang lebih baik yang dapat digunakan dalam kasus di mana menyusui tidak mungkin dilakukan.

Apa yang ada di susu ibu

Anda mungkin pernah mendengar bahwa ASI menyediakan semua kebutuhan energi, vitamin dan nutrisi yang diperlukan bayi. Bahkan, Organisasi Kesehatan Dunia merekomendasikan bayi yang menyusui secara eksklusif untuk enam bulan pertama kehidupan jika memungkinkan. Sayangnya ada sejumlah alasan bahwa menyusui dapat menjadi tantangan untuk tetap terjaga; dan memang, hanya sekitar seperempat bayi Amerika yang memenuhi pedoman itu.

ASI memiliki jumlah manfaat kesehatan, di luar hanya menjaga bayi cukup makan. Bayi yang disusui secara eksklusif memiliki tingkat kematian bayi yang lebih rendah karena penyakit pada anak-anak seperti diare, pneumonia, infeksi saluran kemih, infeksi telinga, necrotizing enterocolitis dan sindrom kematian bayi mendadak (SIDS), dibandingkan dengan rekan yang diberi susu formula. Dan antibodi dalam ASI berarti menyusui membantu bayi pulih lebih cepat ketika mereka jatuh sakit.

Peneliti tahu ASI mengandung dua jenis protein sederhana, whey dan kasein, yang mudah dicerna. Ia juga memiliki protein kompleks termasuk laktoferin, yang menghambat pertumbuhan bakteri yang bergantung pada besi, dan sekresi IgA, yang melindungi bayi dari virus dan bakteri patogen. Ini menyediakan sejumlah lemak esensial yang diperlukan untuk perkembangan otak, penyerapan vitamin dan pengembangan sistem saraf.

Dan kemudian ada gula kompleks yang disebut oligosakarida susu manusia atau HMO yang telah lama diabaikan oleh komunitas ilmiah. Sebagai ahli kimia organik yang terlatih, tim saya tertarik pada HMO karena tidak banyak yang diketahui tentang mereka. Beberapa penelitian telah menemukan bahwa gula ini adalah makanan untuk bakteri baik, tetapi bukan yang bersifat patogenik. Sepertinya harus ada lebih banyak cerita. Kami juga tahu kami akan dapat mensintesis di laboratorium setiap molekul yang kami identifikasi penting.

Melihat lebih dekat gula susu ibu

Gula kompleks dalam susu manusia ini tampaknya memberikan keuntungan pertumbuhan bagi bakteri baik. Sebagai contoh, bayi yang disusui memiliki mikrobioma yang kaya akan dua spesies bakteri: Bakteriida dan Bifidobacteria. Kedua spesies bersimbiosis, yang berarti mereka hidup bersama kita setiap hari, tetapi biasanya tidak menyebabkan bahaya. Mereka tinggal di usus manusia di mana mereka gunakan oligosakarida susu manusia sebagai sumber energi untuk tumbuh, sedangkan patogen tidak. Bayi yang diberi ASI cenderung dijajah pada tingkat yang lebih rendah oleh spesies yang menular, artinya mereka menjadi kurang sakit.

Banyak sifat pelindung dari susu manusia dikaitkan dengan komponen HMO-nya. Misalnya, penelitian telah menunjukkan bahwa suplementasi HMO lebih pendek durasi infeksi rotavirus - salah satu penyebab utama diare pada bayi.

Susu sapi, yang sebagian besar formula didasarkan pada, bagaimanapun, mengandung komponen oligosakarida diabaikan. Selain itu, oligosakarida susu sapi tidak memiliki kompleksitas struktural dan keragaman HMO. Jadi bayi yang diberi susu formula tidak mendapatkan perlindungan yang sebanding dengan oligosakarida bagi mereka yang mendapat ASI.

Sebuah studi kasus: Grup B strep

Berdasarkan efek yang diketahui dari oligosakarida susu manusia, kelompok penelitian saya menaruh minat Streptokokus Grup B. Semua calon ibu diskrining selama trimester ketiga kehamilan untuk kelompok B strep; meskipun tidak banyak ancaman bagi orang dewasa yang sehat, bakteri ini dapat diteruskan ke bayi selama persalinan dan kelahiran, dengan peningkatan risiko infeksi.

Kami mencatat bahwa, meskipun bakteri Streptokok Kelompok B terdapat dalam ASI, anak-anak yang menyusui tidak berisiko tinggi untuk infeksi streptokok Kelompok B. Mengapa? Mungkinkah HMO memberikan perlindungan terhadap bakteri ini?

Untuk menyelidiki, tim kami bekerja untuk mengisolasi gula kompleks yang terkandung dalam susu manusia yang disumbangkan. Dengan molekul-molekul ini di tangan, kami mulai menguji apakah HMO bertindak sebagai antibiotik terhadap stre Group B. Dalam sebuah penelitian awal, kami mencoba untuk menumbuhkan strep Group B baik di hadapan dan tidak adanya HMO. Ternyata itu HMO memang mencegah pertumbuhan bakteri streptokok Golongan B.

Kami juga mengamati bahwa wanita yang berbeda menghasilkan HMO dengan berbagai tingkat aktivitas antibiotik. Ini tidak mengherankan karena ada lebih dari 200 HMO berbeda dalam ASI. Setiap wanita menghasilkan set gula yang berbeda dan mereka berubah selama laktasi. Dalam penelitian lanjutan, kami menunjukkan bahwa HMO memiliki sifat antibiotik terhadap sejumlah patogen tambahan, termasuk staph.

Ke depan, tujuan kami adalah untuk mencari tahu persis bagaimana gula ini bekerja dan mengapa wanita tertentu menghasilkan gula yang lebih antimikroba daripada yang lain. Setelah peneliti memahami lebih lanjut tentang HMO mana yang merupakan bahan terpenting dalam ASI untuk kesehatan bayi, senyawa ini dapat disintesis dan ditambahkan ke produk makanan bayi. Formula bayi berkualitas lebih baik yang lebih dekat meniru ASI dapat membantu menutup kesenjangan kesehatan antara bayi yang diberi ASI dan bayi yang diberi susu formula.

Steven Townsend menjelaskan penelitiannya yang menemukan susu ibu melawan bakteri

{youtube}https://youtu.be/eMEvacLuxq0{/youtube}

Tentang Penulis

Steven Townsend, Asisten Profesor Kimia, Universitas Vanderwbilt

Artikel ini awalnya diterbitkan pada Percakapan. Membaca Artikel asli.

Buku terkait

at Pasar InnerSelf dan Amazon