Oligosacáridos: Definición, Usos y Composición de Estas Moléculas en la Leche Humana

oligosacáridos de la leche materna

Son moléculas constituidas por la unión de 2 a 10 monosacáridos cíclicos.

Los oligosacáridos son un carbohidrato. Los polímeros comprenden de tres a diez monosacáridos o azúcares simples. Se unieron entre sí principalmente por enlace O-glicosídico a través de la reacción de condensación entre un carbono anomérico de un monosacárido y el otro.

También pueden formar enlaces N-glicosídicos bajo cierta atmósfera.

El número mínimo de componentes reductores de azúcar es una molécula menor que la cantidad total de azúcares simples.

La reducción de azúcar puede caracterizarse a partir del grupo hidroxilo (grupo -OH) en el carbono anomérico.

Uso de los oligosacáridos

El número de moléculas de oligosacáridos puede formar polisacáridos a través de múltiples enlaces entre el carbono anomérico en el extremo de una molécula y los grupos hidroxilo en otra molécula de oligosacárido.

A través del enlace O-glicosídico y el enlace N-glicosídico, el oligosacárido puede reaccionar con los lípidos y formar lipopolisacáridos o sacarolípidos.

Los oligosacáridos ligados a N también pueden reaccionar con la (s) cadena (s) lateral (es) de residuos de aminoácidos, particularmente Asparagina de una proteína, para formar una Glicoproteína. La glicoproteína no se forma en la parte aleatoria de las proteínas.

La glicoproteína generalmente se forma en un residuo que tiene una secuencia de Asn-X-Ser o Asn-X-Thr. Sin embargo, no todos estos residuos se unirán a la molécula de azúcar.

Por lo general, están vinculados debido a enlaces de nitrógeno o oxígeno a aminoácidos compatibles. Se sabe que los oligosacáridos se encuentran en los glucolípidos y las glicoproteínas.

Algunos de ellos se encuentran a partir de la descomposición del almidón y la celulosa, se los llama celodextrina y maltodextrina.

El marcado químico es una de las funciones de los oligosacáridos, esto se debe a que tienen muchas variaciones y permiten similitudes.

Por ejemplo, los tipos de sangre están marcados por oligosacáridos. El tipo de sangre ‘A’ tiene un oligosacárido, el tipo de sangre ‘B’ también tiene uno. Ambos marcadores de oligosacáridos están presentes en el tipo de sangre ‘AB’, mientras que el ‘O’ no tiene ninguno.

La razón por la que la sangre debe ser tipada antes de la transfusión es porque estos oligosacáridos en la sangre son lo suficientemente diferentes para ser atacados por el cuerpo sistema inmune.

Los oligosacáridos pueden identificarse como antígenos detectados por el sistema inmune con sangre incompatible como patógenos extraños.

Si la transfusión se produce con tipos de sangre incompatibles, la coagulación y las principales enfermedades se producirán en última instancia causando la muerte.

Sin embargo, la sangre de tipo AB contiene todas las posibles combinaciones de oligosacáridos posibles (A o B) y dado que la sangre de tipo O no tiene marcadores adheridos, los transportadores de sangre tipo AB generalmente se denominan aceptores universales.

Mientras que los portadores de sangre tipo O solo pueden aceptar transfusiones de sangre de otros donantes de sangre tipo O que no contienen ningún oligosacárido presente en los glóbulos rojos.

Galactooligosacáridos

Los galactooligosacáridos se sintetizan a través de una conversión enzimática de lactosa. Está compuesto por unidades de cadena del grupo galactosa a través de reacciones de transgalactosilación consecutivas, cuyo grado de polimerización varía de 2 a 8 unidades monoméricas.

Se sabe que estas nuevas clases de prebióticos tienen un papel importante en la mejora de la salud intestinal al mantener una microbiota intestinal beneficiosa y equilibrada. Hoy en día, muchas compañías de fórmula infantil tienen galactooligosacáridos en su leche de fórmula.

Oligosacáridos de leche humana

Los oligosacáridos de la leche humana son glucanos complejos que se pueden encontrar en la leche materna.

Uno de los factores más importantes en la dieta del bebé es la leche materna, que pertenece a uno de los grupos más complejos de oligosacáridos conocidos como oligosacáridos de leche humana (HMO).

Se encuentran en tres, cuatro, cinco o incluso seis azúcares de cadena. Por ejemplo, algunos de los HMO incluyen rafinosa, 2′-fucosil-lactosa, 3′-fucosil-lactosa, 3′-sialil-lactosa, 6′-sialil-lactosa y Lacto-N-tetraosa.

Estas HMO difieren en tamaño, estructura y vínculos específicos. Hay más de 150 estructuras diferentes de Oligosacáridos de Leche Humana que se han identificado hasta el momento. Además, estos HMO son distintos en su estructura, acidez y funciones.

La columna vertebral de los Oligosacáridos de la Leche Humana es el disacárido lactosa, que está formado por el enlace entre galactosa y azúcares de glucosa.

La estructura final de HMO depende de si la cadena principal, la lactosa, está fucosilada o sialada, en configuraciones beta o alfa o en un carbono diferente.

Por ejemplo, la 2′-fucosil-lactosa tiene un grupo de fucosa en la posición alfa-1-3 del monosacárido de glucosa de la lactosa. Ser sialilado significa la adición de un grupo de ácido siálico y la formación de un HMO ácido.

Formación HMO

Cuando la proteína alfa-lactalbumina, también conocida como LALBA, está presente, la enzima beta-1,4-galactosiltransferasa cambia su función, por lo que conecta galactosa con azúcares de glucosa, que forman lactosa.

Los oligosacáridos de la leche humana se forman a partir de lactosa azúcares, pero el mecanismo exacto para esta transformación aún se desconoce. Las HMO se producen solo cuando una mujer está lactando y se forman en las glándulas mamarias.

Investigaciones del HMO

El calostro, que es el líquido secretado por los senos de las mujeres más o menos varios días de parto, se sabe que contienen la mayor cantidad de HMO, que varía por individuo, pero cae en el rango de 20-30 g por litro. El calostro contiene más cantidades de HMO ácidos en comparación con otros.

La leche materna madurada contiene una cantidad significativamente menor de aproximadamente 10 g por litro.

Por lo tanto, los recién nacidos prematuros se alimentan con leche materna que contiene una mayor cantidad de HMO que un bebé nacido después de las 37 semanas de gestación, ya que la leche no ha tenido tiempo de madurar.

Aunque muchos profesionales médicos creen que la leche materna es una alternativa más saludable para alimentar a los recién nacidos de madres VIH positivas que la fórmula, los hallazgos recientes provocan un problema.

Los estudios han sugerido que la presencia de un azúcar específico, la 3′-sialilactosa, en la leche materna aumenta el riesgo de que un bebé VIH-negativo se infecte con el VIH de su madre VIH-positiva.

Sin embargo, de aproximadamente 150 diversas HMO, la 3′-sialilactosa ha sido la única que ha tenido un impacto negativo en el bebé, mientras que otras cinco han tenido un efecto positivo.

Los recién nacidos que fueron alimentados con leche materna que contenía estos cinco azúcares vivieron más tiempo que aquellos que bebieron leche materna que no contenía los azúcares.

Con más investigación sobre los efectos de las HMO en bebés, los resultados podrían aplicarse a la fórmula de investigación de la leche.

Dado que la leche de fórmula contiene solo pequeñas concentraciones de oligosacáridos complejos, a diferencia de las HMO, se pueden realizar estudios para determinar si las HMO beneficiosas se pueden agregar de manera segura a la leche de fórmula y tienen el mismo efecto positivo en los recién nacidos.

Además, las mujeres que producen leche materna que contiene altos niveles de 3′-sialilactosa pueden elegir alimentar con fórmula a sus recién nacidos, en lugar de leche materna. En general, la leche materna es la opción más beneficiosa para alimentar a un recién nacido, más de la fórmula.

Los estudios indican claramente que las HMO disminuyen la probabilidad de que los patógenos ataquen el tracto respiratorio, urogenital y gastrointestinal de los recién nacidos.

Se pueden realizar estudios para determinar si las HMO beneficiosas se pueden agregar de manera segura a la leche de fórmula y tienen el mismo efecto positivo en los recién nacidos.

En general, la leche materna es la opción más beneficiosa para alimentar a un recién nacido, más de la fórmula. Los estudios indican claramente que las HMO disminuyen la probabilidad de que los patógenos ataquen el tracto respiratorio, urogenital y gastrointestinal de los recién nacidos.

Extracción de HMO 

Las HMO pueden aislarse con éxito de la leche materna.

  1. Primero, la leche debe pasteurizarse para eliminar cualquier bacteria.
  2. Luego, la leche se somete a centrifugación para separar los lípidos de la fase acuosa.
  3. Posteriormente, las proteínas pueden formarse en gránulos y luego eliminarse.
  4. Finalmente, se dejan los azúcares y se pueden separar mediante cromatografía de permeación en gel, que separa los azúcares de acuerdo con sus masas.