News Winter 2021

 

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Muttermilch ist in ihrer Zusammensetzung einzigartig und optimal an den Bedarf des menschlichen Säuglings angepasst. Ihre Zusammensetzung ist hoch komplex, sie besteht aus einem Cocktail der verschiedensten Inhaltsstoffe, die sich in Chemie und Funktion stark unterscheiden. Alle Inhaltsstoffe dienen dazu, das Baby optimal zu versorgen und Wachstum und Entwicklung zu unterstützen. Im Gegensatz dazu ist Formula auf Basis von Kuhmilch und in der Zusammensetzung weniger Komplex und weniger ideal für das menschliche Baby.

Einer der bekanntesten und mengenmäßig häufigsten Bestandteile der menschlichen Milch ist Lactose – Lactose deckt 40% des Energiebedarfs des Babys und spielt eine wichtige Rolle bei der Resorption von Calcium.

Lactose ist ein Kohlenhydrat – 95% der in Muttermilch vorkommenden Kohlenhydrate sind Lactose. Muttermilch hat unter allen Säugetieren mit 7,1% einen relativ hohen Gehalt an Kohlenhydraten – nur pferdeartige Tiere haben einen ähnlich hohen Kohlenhydratanteil.

Chemisch gesehen ist Lactose ein Disaccharid und besteht damit aus zwei Zuckereinheiten – einer Galactose- und einer Glucoseeinheit. Während Galaktose eine wichtige Rolle in der Reifung von Gehirn und Zentralnervensystem spielt, dient Glucose als Energielieferant. Glucose ist der Grundstoff der Zellatmung, einem komplexen biochemischen Prozess, im Zuge dessen jede Zelle über den Citratzyklus und die Atmungskette Glucose in Energie umwandelt und in Form von ATP (Adenosintriphosphat) speichert. So setzt jede einzelne Zelle pro Sekunde 10 Millionen ATP-Moleküle um – hochgerechnet setzt der menschliche Körper täglich sein eigenes Körpergewicht an ATP um.

Andere Quellen für Glucose können hierzu Saccharose oder Maltose, zwei weitere bekannte Disaccharide sein, sowie Stärke oder Cellulose, welche als Polysaccharide aus 1000en Glucoseeinheiten aufgebaut sind. Diese Kohlenhydrate sind jedoch keine Bestandteile der Muttermilch.

Eine sehr komplexe Gruppe von Muttermilchinhaltsstoffen stellen die Proteine, auch Eiweißstoffe genannt, dar. Es handelt sich dabei um Makromoleküle, aufgebaut aus hunderttausenden einzelnen Bausteinen, den Aminosäuren. 20 Aminosäuren sind bekannt, 9 davon sind essenziell und müssen dem Körper mit der Nahrung zugeführt werden. Die Aminosäuren sind durch Peptidbindungen verknüpft, die durch die Reaktion der Aminogruppe einer Aminosäure mit der Säuregruppe einer weiteren zustande kommt. Die genaue Abfolge der Aminosäuren in Kombination mit der Kettenlänge und der räumlichen Struktur charakterisiert ein bestimmtes Protein. Hierbei wird die Abfolge der Aminosäuren Primärstruktur genannt, die Anordnung der Ketten in Helices oder Faltblättern Sekundärstruktur und die räumliche Anordnung der Sekundärelemente Tertiärstruktur. Proteine dienen im Körper als Baustoffe – sehr viele Strukturen im menschlichen Körper bestehen aus Proteinen, z.B. Muskelfasern, Blutzellen, Enzyme, Gewebe etc. Um die körpereigenen Proteine aufzubauen und herzustellen, benötigt der Körper als Bausteine Aminosäuren, die ihm Proteine aus der Nahrung liefern. Für den Säugling ist es nun essenziell, möglichst genau die Menge und Anzahl an Aminosäuren mit der Nahrung aufzunehmen, die benötigt werden. Muttermilch mit ihrem hohen Anteil an Molkeproteinen dient hier als optimale Nahrung. Muttermilch hat einen relativ niedrigen Gehalt an Proteinen von nur 9g/L, liefert aber maßgeschneidert die benötigten Aminosäuren über die enthaltenen Proteine. Kuhmilch hingegen enthält nicht nur den 3,5-fachen Gehalt an Proteinen insgesamt, sondern auch wesentlich mehr Casein- als Molkeproteine.

Zusätzlich sind die Proteine der Muttermilch nicht nur Baustoffe – die menschliche Milch enthält eine Vielzahl von Proteinen mit einer physiologisch relevanten Aufgabe. Diese Proteine sind alle magensaft- und verdauungsresistent, sodass sie ihre besondere Aufgabe im Säuglingskörper optimal erfüllen können. Allen voran sei hier das Lactoferrin erwähnt. Dieses Protein hat eine hohe Bindungskapazität für zwei Eisen-Ionen. Es adsorbiert das in der Muttermilch enthaltene Eisen und liefert es direkt bei den entsprechenden Rezeptoren in der Darmwand ab – so ist das Eisen für das Baby besonders gut verfügbar. Da Lactoferrin eine hohe Bindungsaffinität zu Eisen hat, ist es auch in der Lage, Mikroben ihr Eisen zu entreißen und hat somit neben der eisenregulierenden Funktion auch eine immunmodulierende Funktion. Weitere Proteine, welche das Baby bei der Aufnahme von verschiedenen Stoffen unterstützen sind beispielsweise Haptocorrin (Vit B12) und FBP (Folsäure).

Lysozym

ist ebenfalls ein Protein mit einer besonderen Funktion – es ist in der Lage, Kohlenhydratketten zu spalten, und kann damit Bakterienwände, welche Kohlenhydrate enthalten zerstören. Lysozym wirkt so als antimikrobieller Faktor gegen einige Bakterien.

Eine weitere sehr wichtige Gruppe von Proteinen mit bestimmter Funktion in der menschlichen Milch sind die Immunglobuline, auch Antikörper genannt. Gerade zu Beginn der Stillzeit ist der Anteil der Milch an Immunglobulinen sehr hoch und beträgt etwa ein Fünftel der Gesamtproteinmenge, wobei mengenmäßig das IgA mit fast 90% überwiegt. Die Muttermilch hat hier fast die Funktion einer Schluckimpfung für das Baby – sie enthält Antikörper gegen nahezu alle Pathogene, mit denen die mütterliche Immunabwehr im Laufe ihres Lebens zu tun hatte.

Proteine in Formula stammen alle aus Kuhmilch, wobei hier vor allem Molkeproteine eingesetzt werden, um dem hohen Anteil an Molkeproteinen in der Muttermilch gerecht zu werden. Um die artfremden Proteine für das Baby leichter verwertbar zu machen und auch Allergien vorzubeugen, werden die eingesetzten Proteine hydrolysiert. Über einen thermischen Prozess werden Peptidbindungen gespalten, die so entstehenden kleineren Teile sind leichter verdaulich für das Baby bzw. kann der Körper schwerer erkennen, dass deren Ursprung Kuhmilch war.

Eine Synthese der menschlichen Muttermilchproteine im Reagenzglas wäre aufgrund der Komplexität nicht möglich. Auch eine biotechnologische Herstellung mit genetisch veränderten Zellen wäre zwar theoretisch denkbar, aber mit einem so hohen zeitlichen Aufwand und immensen Kosten verbunden, dass es nicht wirtschaftlich wäre.

Lipide (Fette)

stellen eine weitere wichtige Gruppe von Nährstoffen dar – decken sie doch 50% des Energiebedarfs des Babys. 98% der in Muttermilch vorkommenden Lipide sind Triglyceride – das heißt, hier sind drei Fettsäuren über eine Esterbindung an den dreiwertigen Alkohol Glycerin gebunden. Muttermilch enthält hauptsächlich langkettige Fettsäuren und einen sehr hohen Anteil an ungesättigten Fettsäuren. Vor allem die ungesättigten Fettsäuren sind essenziell für die Gehirnentwicklung des Babys. Studien zeigten, dass sich gestillte Kinder und solche, die mit Nahrung gefüttert werden, welche mit ungesättigten Fettsäuren angereichert ist, kognitiv und motorisch besser entwickeln. In Formulanahrung wird daher Fischöl oder Sojalecithin zugesetzt, welche ebenfalls ungesättigte Fettsäuren enthalten. Besonders wertvoll sind Omega 6 und Omega 3-Fettsäuren. Dies sind solche, wo die erste Doppelbindung nach dem 6. bzw. dem 3. Kohlenstoffatom vom hinteren (Omega- Ende) der Fettsäure auftritt. Eine besonders wichtige ungesättigte Fettsäure, welche nur in den Lipiden der menschlichen Milch vorkommt, ist Docosahexaensäure (DHA). Diese Fettsäure ist wichtig für die Gehirnentwicklung des Babys und kann Formula nicht zugesetzt werden. Als Ausweg enthalten einige Ersatznahrungen a-Linolensäure, welche in einem mehrstufigen enzymatischen Prozess vom Baby teilweise in DHA umgewandelt werden kann.

Heute enthält Formulanahrung eine Vielzahl an Zusätzen, die Mangelerscheinungen der Babys ausgleichen, da Kuhmilch als Basis nicht alle erforderlichen Substanzen mitliefert. Es ist jedoch so, dass einige bekannte wichtige Stoffe nicht oder nur eingeschränkt zugesetzt werden können bzw. auch noch längst nicht alle Inhaltstoffe charakterisiert sind oder ihre Funktion für das Baby aufgeklärt ist. Formula kann daher nur Ersatz bleiben und kommt nicht an das Original heran.

Auch Schaf oder Ziegenmilch sind gleichermaßen ungeeignet für den menschlichen Säugling, ebenso wie Sojamilch. Die der menschlichen Milch ähnlichste unter den erforschten Säugetiermilchen ist Stutenmilch – diese wäre tatsächlich ein besserer Ersatz für den menschlichen Säugling, jedoch müsste Keimöl zur Erhöhung des Energiegehalts zugesetzt werden. Limitierend ist bei Stutenmilch die Verfügbarkeit – da Stutenmilch nicht pasteurisierbar ist, kann sie schlecht haltbar gemacht werden.

Aufgrund der genialen und einzigartigen chemischen Zusammensetzung ist und bleibt Muttermilch für das menschliche Baby überlegen und unübertroffen!