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Nov 27, 2023

Nützliche Bakterien im Säuglingsdarm nutzen Stickstoff aus der Muttermilch, um die Gesundheit des Babys zu unterstützen

28. März 2023

28. März 2023

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von der University of Massachusetts Amherst

Ein Ernährungswissenschaftler der University of Massachusetts Amherst, der seine Karriere mit der Erforschung der Muttermilch verbracht hat, hat gezeigt, wie nützliche Mikroben im Darm von Säuglingen Stickstoff aus der Muttermilch nutzen, um die Ernährung und Entwicklung von Kindern zu unterstützen.

„Die Moleküle in der Muttermilch ernähren nicht nur das Baby, sondern auch das Mikrobiom des Babys“, sagt David Sela, außerordentlicher Professor für Lebensmittelwissenschaft und Direktor des Fergus M. Clydesdale Center for Foods for Health and Wellness. „Dies veränderte die Art und Weise, wie Menschen über die Rolle der Muttermilch in der Säuglingsernährung denken.“

Mikroben, die sich von Muttermilch ernähren, spielen eine Schlüsselrolle beim Wachstum eines Säuglings, von der Ankurbelung des Immun- und Verdauungssystems bis hin zur Unterstützung der Gehirnentwicklung. Die molekularen Grundlagen dieser Prozesse sind jedoch nicht vollständig verstanden.

Vor mehr als einem Jahrzehnt stellten Sela und sein Team fest, dass Bifidobacterium infantis, ein nützliches Bakterium, das den Darm von Säuglingen besiedelt, die Fähigkeit besitzt, Harnstoff abzubauen, ein Molekül, das Säugetiere als Abfall im Urin ausscheiden.

„In der Muttermilch ist viel Harnstoff enthalten, und da er normalerweise aus dem Körper ausgeschieden wird und dieser Hauptbesiedler die Fähigkeit besitzt, ihn abzubauen, hielten wir es für möglich, dass die Mikroben dieses Abfallprodukt als Stickstoffquelle im Darm des Säuglings nutzen.“ „, sagt Sela.

In einem Artikel, der am Montag, dem 27. März, in der Fachzeitschrift Gut Microbes veröffentlicht wurde, beschreibt die leitende Autorin Sela, wie B. infantis Harnstoff aus der Muttermilch nutzt, um Stickstoff im Darmmikrobiom des Säuglings zu recyceln. Das Papier legt den Grundstein für die Anwendung dieser Entdeckung zur Verbesserung der Säuglingsgesundheit auf der ganzen Welt durch die Identifizierung molekularer Ziele zur Verbesserung der Effizienz des Stickstoffstoffwechsels.

„Dies könnte zu Ernährungsinterventionen und Diagnoseinstrumenten führen, die sich mit der Säuglingsernährung befassen, nicht nur in der westlichen Welt, sondern auch in Entwicklungsländern“, sagt Sela. „Wenn wir besser verstehen, wie das Mikrobiom zur Ernährung beiträgt, können wir besser verstehen, wie wir nicht nur gesunde Säuglinge mit Nährstoffen versorgen können, sondern auch Frühgeborene oder Säuglinge, die anfälliger für schädliche Krankheiten und Beschwerden sind ihre Gesundheit."

Nach Jahren der Forschung haben Sela und sein Team im Sela Lab ein Verständnis des Prozesses von mikrobieller Seite erlangt, was „das übergeordnete Ziel des Projekts“ war.

Um ihre Hypothese zu testen, zeigten Forscher im Sela-Labor, darunter der Hauptautor Xiaomeng You, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter, dass die B. infantis-Bakterien, wenn sie mit Harnstoff gefüttert wurden, diesen als Stickstoffquelle nutzen konnten.

Anschließend verfolgten sie den Harnstoffstickstoff mit einem stabilen Isotop. „Es wird in alle Arten von Bakterienprodukten eingebaut, die die Bakterien herstellen, und das war wirklich aufschlussreich“, sagt Sela. „Es liefert uns den stärksten Beweis dafür, dass das Bakterium Harnstoffstickstoff für seinen Grundstoffwechsel nutzt.“

Der nächste Schritt besteht darin, den Prozess im menschlichen System zu untersuchen und dabei „die Muttermilch, das Wachstum und die Entwicklung des Säuglings sowie die Mikrobiomfunktion im Zusammenhang mit der Harnstoffverwertung zu betrachten“, sagt Sela. „Wenn wir klinische oder ernährungsphysiologische Relevanz beim Menschen haben wollen, müssen wir verstehen, wie es bei Babys funktioniert.“

Sela und sein Team sind bestrebt, die aktuellen Herausforderungen anzugehen. „Aus dieser Studie haben sich viele offene Fragen ergeben, die wir gerne weiterverfolgen.“

Mehr Informationen: Xiaomeng You et al, Bifidobacterium longum subsp. infantis nutzt Harnstoff aus Muttermilch, um Stickstoff im Darmmikrobiom des Säuglings zu recyceln, Gut Microbes (2023). DOI: 10.1080/19490976.2023.2192546