n FØDEVAREKEMI oner mellem bifidobakterier og clostridia viste, at oligosakkariderne fra komælk i kombination med laktose stimulerede de gavnlige Bifidobacterium longums evne n Faktaboks 2 - Cross-feeding, en mikrobe-mikrobe vekselvirkning Cross-feeding er en mekanisme, der foregår mellem bakterier, der lever i konsortier, for eksempel i tarmmikrobiotaen, hvor bakterierne gennem produktion af metabolitter/ biprodukter medvirker til at styrke hinandens overlevelse enten ensidigt eller gensidigt. Der kan enten være cross-feeding af glykaner eller meta bolitter. Metabolitter, herunder mæl kesyre og eddikesyre, kan optages af smørsyre-producerende bakterier og derved indirekte øge smørsyre-kon centrationen i tarmmiljøet [19]. En høj koncentration af smørsyre har vist sig at have gavnlige effekter på tarmepitelet. Cross-feeding kan også ske gennem enzym-sekretion: nogle bifidobakterier, herunder B. bifidum , udskiller enzymer til omgivelserne, som frigiver mono- eller disakkari der fra HMOer, og som derved kan optages af andre bakterier med de rette transporterproteiner [18]. Andre mikrobe- mikrobe-vekselvirkninger Synbiotisk vekselvirkning Modelforsøg med den komplekse bakteriekultur pegede i retning af en vekselvirkning mellem Parabac- teroides distasonis og Bifidobacte- rium longum subsp . longum , som var afhængig af, hvilket substrat der var tilgængeligt i mediet; oligosak karider fra komælk i kombination med laktose resulterede i en øget vækst og metabolitproduktion fra B. longum [15]. Dette blev yderli gere undersøgt og verificeret ved at have de to bakterier i en kultur sammen, hvorved det blev tydeligt, at B. longum subsp . longum bedre var i stand til at omsætte laktose, når P. distasonis også var tilstede i kulturen [16]. Postbiotisk vekselvirkning I modsætning til synbiotisk veksel virkning kan nævnes postbiotiske vekselvirkninger, hvor metabolitter fra B. longum subsp . longum viste sig at hæmme C. perfringens ’ evne til at metabolisere 3’-sialyllaktose [16]. til at danne metabolitter såsom mælkesy re og eddikesyre, og at dette forhindrede sygdomsfremkaldende bakteriers evne til at nedbryde de selvsamme kulhydrater på trods af, at Clostridium perfringens har de nødvendige enzymer [16] (figur 3, side 11). En af de vigtige mekanismer, der har relevans i forhold til undersøgelser af HMOernes virkninger på tarmmikobio taen, er mikrobe-mikrobe-vekselvirk ninger (se faktaboks 2), såsom cross- feeding af glykaner. Derudover kan de kortkædede fedtsyrer og organiske syrer beskytte mod diarré og bidrage til et sundere tarmvæv (mikrobe-vært-vek selvirkninger). Syrerne kan også sænke pH i tarmen. En lav pH-værdi i tarmen beskytter mod infektion med sygdoms fremkaldende bakterier. Resultaterne fra in vitro modelforsø gene kan medvirke til at forbedre sam mensætning af modermælkserstatning, så de børn, der ikke får modermælk, også kan få gavn af oligosakkarider og dermed en sund udvikling af tarmens bakteriesammensætning og beskyttelse mod infektioner. Perspektiverne er, at vi en dag vil have kortlagt, hvordan vi nøjagtigt skal sammensætte moder mælkserstatning for at lave målret tede ændringer i sammensætningen af tarmbakterierne. Denne artikel beskriver data fra Louise M.A. Jakobsens ph.d.-projekt, som blev udført i samarbejde med Arla Foods Ingredients P/S. E-mail: Louise M. Arildsen Jakobsen: loujak@food.au.dk Referencer 1. Laursen M.F., Bahl M.I., Michaelsen K.F., Licht T.R. First Foods and Gut Microbes. Front microbio. Frontiers Media SA; 2017; 8. 2. Selma-Royo M., Tarrazó M., García- Mantrana I., Gömez-Gallego C., Salminen S., Collado M.C. Shaping Microbiota During the First 1000 Days of Life. Springer; 2019. 3. Sela D.A., Mills D.A. Nursing our microbiota: molecular linkages between bifidobacterial and milk oligosaccharides. Trends Microbio. 2010;18(7):298-307. 4. Ten Bruggencate S.J.M., Bovee-Oudenhoven I.M.J., Feitsma A.L., van Hoffen E., Schoterman M.H.C. Functional role and mechanisms of sialyllactose and other sialylated milk oligosaccharides. Nutr Rev. 2014;72(6):377-89. 5. Ninonuevo M.R., Park Y., Yin H., Zhang J., Ward R.E., Clowers B.H., et al. A strategy for annotating the human milk glycome. Journal of agricultural and food chemistry. ACS Publications; 2006;54(20):7471-80. 6. Wang M., Li M., Wu S., Lebrilla C.B., Chapkin R.S., Ivanov I., et al. Fecal microbiota composition of breast-fed infants is correlated with human milk oligosaccharides consumed. J Pediatr Gastroenterol Nutr. NIH Public Access; 2015;60(6):825-33. 7. Charbonneau M.R., O’Donnell D., Blanton L.V., Totten S.M., Davis J.C., Barratt M.J., et al. Sialylated milk oligosaccharides promote microbiota-dependent growth in models of infant undernutrition. Cell. Elsevier; 2016;164(5):859-71. 8. Harmsen H.J., Wildeboer-Veloo A.C., Raangs G.C., Wagendorp A.A., Klijn N., Bindels J.G., et al. Analysis of intestinal flora development in breast-fed and formula-fed infants by using molecular identification and detection methods. J Pediatr Gastroenterol Nutr. LWW; 2000;30(1):61-7. 9. Lim E.S., Wang D., Holtz L.R. The Bacterial Microbiome and Virome Milestones of Infant Development. Trends Microbiol. Elsevier; 2016;24(10):801-10. 10. Zeuner B., Meyer A.S. På vej mod bedre modermælkserstatning. Dansk Kemi. TechMedia A/S; 2018;99(2):14-7. 11. Tao N., DePeters E., Freeman S., German J., Grimm R., Lebrilla C.B. Bovine milk glycome. J Dairy Sci. Elsevier; 2008;91(10):3768-78. 12. Aldredge D.L., Geronimo M.R., Hua S., Nwosu C.C., Lebrilla C.B., Barile D. Annotation and structural elucidation of bovine milk oligosaccharides and determination of novel fucosylated structures. Glycobiology. Soc Glycobiology; 2013;23(6):664-76. 13. Robinson R.C. Structures and metabolic properties of bovine milk oligosaccharides and their potential in the development of novel therapeutics. Frontiers in nutrition. Frontiers; 2019;6:50. 14. Barile D., Tao N., Lebrilla C.B., Coisson J-D., Arlorio M., German J.B. Permeate from cheese whey ultrafiltration is a source of milk oligosaccharides. Int Dairy J. Elsevier; 2009;19(9):524-30. 15. Jakobsen L.M., Sundekilde U.K., Andersen H.J., Nielsen D.S., Bertram H.C. Lactose and Bovine Milk Oligosaccharides Synergistically Stimulate B. longum subsp. longum Growth in a Simplified Model of the Infant Gut Microbiome. J Proteome Res. ACS Publications; 2019;18(8):3086-98. 16. Jakobsen L., Maldonado-Gómez M.X., Sundekilde U.K., Andersen H.J., Nielsen D.S., Bertram H.C. Metabolic Effects of Bovine Milk Oligosaccharides on Selected Commensals of the Infant Microbiome- Commensalism and Postbiotic Effects. Metabolites. Multidisciplinary Digital Publishing Institute; 2020;10(4):167. 17. Gibson G.R., Hutkins R.W., Sanders M.E., Prescott S.L., Reimer R.A., Salminen S.J., et al. The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics (ISAPP) consensus statement on the definition and scope of prebiotics. 2017. 18. Turroni F., Duranti S., Milani C., Lugli G.A., van Sinderen D., Ventura M. Bifidobacterium bifidum: a key member of the early human gut microbiota. Microorganisms. Multidisciplinary Digital Publishing Institute; 2019;7(11):544. 19. Belenguer A., Duncan S.H., Calder A.G., Holtrop G., Louis P., Lobley G.E., et al. Two routes of metabolic cross-feeding between Bifidobacterium adolescentis and butyrate-producing anaerobes from the human gut. Appl Environ Microbiol. 2006;72(5):3593-9. 12 Dansk Kemi, 103, nr. 3, 2022 -
Download PDF fil
Se arkivet med udgivelser af Dansk Kemi her
TechMedias mange andre fagblade kan læses her