Vorteile der Muttermilch

Muttermilch liefert alle essenziellen Komponenten, damit das Baby wachsen und gedeihen kann. Dazu zählen die essenziellen Makronährstoffe (Fette, Kohlenhydrate und Proteine), Mikronährstoffe (Vitamine und Mineralien) sowie Entwicklungsfaktoren (langkettige mehrfach ungesättigte Fettsäuren, Wachstumsfaktoren und Zytokine). Muttermilch bietet ebenfalls einen wichtigen Schutz und reduziert Infektionen durch Immunglobuline und antiinfektiös wirkende Proteine. Sie wird deshalb als einzige Nahrungsquelle für alle Babys in den ersten sechs Lebensmonaten empfohlen. Außerdem sollte zusätzlich zu fester Nahrung zumindest in den ersten Jahren weiter gestillt werden.

Makronährstoffe

Fett

Das Fett in der Muttermilch liefert 50–60 % der Kalorienzufuhr eines termingerecht geborenen Babys. Eine wichtige Funktion übernimmt das Fett auch bei der Versorgung des Babys mit freien Fettsäuren und fettlöslichen Vitaminen. Die aus gesättigten und ungesättigten Fettsäuren bestehenden Triglyzeride sind die am reichhaltigsten in der Muttermilch vorhandenen Fette und machen mehr als 98 Prozent des Gesamtfetts aus. Langkettige mehrfach ungesättigte Fettsäuren, einschließlich Docosahexaensäure (DHA) und Arachidonsäure (AA), sind von besonderer Bedeutung, weil sie sich in den Membranlipiden von Gehirn und Netzhaut ansammeln, wo sie wichtige visuelle und neurale Funktionen übernehmen. Tatsächlich weisen Babys, die mit einer größeren Menge Muttermilch ernährt werden, höhere Plasmakonzentrationen von DHA und AA in der Hirnrinde, der grauen und weißen Substanz sowie einen höheren IQ bis zum 15. Lebensjahr auf im Vergleich zu Babys, die mit künstlicher Säuglingsnahrung ohne langkettige ungesättigte Fettsäuren gefüttert werden.

Kohlenhydrate

Laktose ist das wichtigste Kohlenhydrat in der Muttermilch und liefert dem Baby 30–40 % seiner Energie. Laktose ist die Hauptenergiequelle für das Baby, sobald sie in Glukose und Galaktose zerlegt worden ist. Glukose geht zum Großteil in den peripheren Blutkreislauf über und wird als Substrat zur Energiegewinnung verwendet. Galaktose wird über die Leber resorbiert und in Glukose-1-Phosphat umgewandelt, das letztlich entweder in Glukose umgewandelt oder zum Auffüllen der Glykogenspeicher in der Leber verwendet wird. Galaktose als auch Glukose können als Energielieferant für das Gehirn verwendet werden, wobei die Galaktose wichtig für die Synthetisierung von Galaktolipiden (Zerebrosiden) ist, die wesentlich an der Entwicklung des zentralen Nervensystems des Babys beteiligt sind.

Oligosaccharide in der Muttermilch sind komplexe Kohlenhydrate mit einer Länge von drei bis zehn Monosacchariden. Nach Laktose und Triglyzeriden sind die Oligosaccharide der drittgrößte Bestandteil der Muttermilch. Oligosaccharide sind keine bedeutsame Energiequelle für das Baby, weil sie nicht im Dünndarm verdaut werden. Stattdessen haben Oligosaccharide eine wichtige immunologische Funktion, wirken als Präbiotika und fördern das Wachstum symbiotischer Bakterien, insbesondere des Bifidobacterium longum subsp infantis und des B.bifidum. Sie agieren zudem als „Köder“ oder Rezeptorenanaloga, um die Bindung von Pathogenen, einschließlich Rotaviren, an die Darmoberfläche zu hemmen. Bestimmte Oligosaccharide werden ebenfalls mit dem gastrointestinalen Schutz vor der nekrotisierenden Enterokolitis in Zusammenhang gebracht, was insbesondere für frühgeborene Säuglinge (Gestationsalter < 36 Wochen) von Bedeutung ist, weil sie besonders anfällig für diese Krankheit sind.

Proteine

Proteine liefern etwa 8 Prozent der Energie für das Baby. Über 415 Proteine wurden in der Muttermilch identifiziert, wobei viele davon aktiv sind und eine funktionelle Rolle beim Schutz des Babys spielen. Obwohl die Proteinmenge von Mutter zu Mutter unterschiedlich ist, liegt der Proteinanteil im Kolostrum (30–70 g/l) höher und sinkt dann in reifer Muttermilch auf einen stabilen Wert (7–14 g/l). Die Muttermilchproteine können in drei Gruppen unterteilt werden: Kaseine, Molkenproteine und Proteine, die mit der Fettkügelchenmembran in Zusammenhang gebracht werden. Die Molkenproteine bilden den größten Proteinanteil im Kolostrum und sinken in reifer Muttermilch auf etwa 60 Prozent.

Proteine wie Beta-Kasein haben über die Protease-Inhibition von Bakterien und Viren eine wichtige antiseptische und antiinfektiöse Funktion. Zusätzlich besitzen Peptide aus dem Abbau von Alpha-Lactalbumin eine starke antibakterielle Wirkung gegen grampositive und gramnegative Bakterien. Andere Proteine in der Muttermilch, einschließlich sekretorischer IgA, Laktoferrin und Lysozym, sowie Makrophagen und freie Fettsäuren sind zwar multifunktional, agieren aber als infektionshemmende Wirkstoffe, die für Frühgeborene unverzichtbar sind. Diese Wirkstoffe agieren gemeinsam, um bestimmte Mikroben zu inaktivieren, zu zerstören oder zu binden und somit die Anheftung dieser Mikroben an Schleimhautoberflächen zu verhindern.

Zudem enthält Muttermilch schützende symbiotische Bakterien, die Teil der Darmflora werden und sich auf entzündliche Prozesse und die Immunomodulation auswirken. Symbiotische Bakterien verhindern nicht nur das übermäßig starke Wachstum pathogener Bakterien; sie säuern auch den Darm an, vergären Laktose, zersetzen Lipide und Proteine und produzieren Vitamin K und Biotin.

Mikronährstoffe

Muttermilch versorgt das Baby mit Mikronährstoffen, einschließlich fettlöslicher und wasserlöslicher Vitamine, Mineralien und Spurenelemente, die alle abhängig von der Ernährung der Mutter sind. Kalzium und Phosphat sind zwar nicht abhängig von dem, was die Mutter zu sich nimmt, aber wichtige Baustoffe der Kasein-Mizellen und für den Knochenaufbau unerlässlich. Zu den Spurenelementen in der Muttermilch gehören Kupfer, Zink, Barium, Cäsium, Kobalt, Cer, Lanthan, Mangan, Molybdän, Nickel, Blei, Rubidium, Zinn und Strontium. Sie haben nur in der Muttermilch eine hohe Bioverfügbarkeit.

Zellen

Muttermilch enthält lebende Zellen der Mutter, darunter Leukozyten aus dem Blut, Zellen des Brustepithels und Zellfragmente. Leukozyten schützen die Mutter und haben ebenfalls eine immunschützende Funktion für das Baby. Auch Stammzellen wurden in der Muttermilch nachgewiesen. Sie besitzen das Potenzial, sich in vitro unter Mammadifferenzierungsbedingungen zu Mammaepithelzelllinien zu differenzieren. Daneben finden sich auch noch weitere Zelltypen in entsprechenden Mikroumgebungen wie Knochenzellen, Hirnzellen, Leberzellen, Betazellen der Bauchspeicheldrüse und Herzzellen. Die Funktion der Stammzellen im Baby ist noch unklar und es bedarf noch weiterer Forschung, um ihr Potenzial zu erkennen.

Die Inhaltsstoffe der Muttermilch, insbesondere die lebenden Zellen der Mutter, können nicht aus künstlichen Quellen ersetzt werden. Eine ausschließliche Ernährung mit Muttermilch kann den Nährstoffbedarf eines termingerecht geborenen Babys in den ersten sechs Lebensmonaten decken, wobei das Stillen zusätzlich zu fester Nahrung in den ersten beiden Lebensjahren weitergeführt werden sollte. 

Studienabstracts
Human milk oligosaccharides and their potential benefits for the breast-fed neonate (auf Englisch)

Human milk oligosaccharides (HMO), unconjugated complex carbohydrates that are highly abundant in human milk but not in infant formula, have recently received much attention due ...

Jantscher-Krenn E, Bode L (2012)

Minerva Pediatr. 64(1):83-99
Proteome mapping of human skim milk proteins in term and preterm milk (auf Englisch)

The abundant proteins in human milk have been well characterized and are known to provide nutritional, protective, and developmental advantages to both term and preterm ...

Molinari CE1, Casadio YS, Hartmann BT, Livk A, Bringans S, Arthur PG, Hartmann PE (2012)

J Proteome Res. 11(3):1696-714
Literaturhinweise

1 Bode, L. Human milk oligosaccharides: every baby needs a sugar mama. Glycobiology 22, 1147-1162 (2012).

2 Caicedo, R.A. et al. The developing intestinal ecosystem: implications for the neonate. Pediatr.Res. 58, 625-628 (2005).

3 Claud, E. C. Probiotics and neonatal necrotizing enterocolitis. Anaerobe 17, 180-185 (2011).

4 Cregan, M.D. et al. Identification of nestin-positive putative mammary stem cells in human breastmilk. Cell Tissue Res 329, 129-136 (2007).

5 Fleith, M. and Clandinin, M.T. Dietary PUFA for preterm and term infants: review of clinical studies. Crit Rev Food Sci Nutr 45, 205-229 (2005).

6 Fransson, G.B. and Lonnerdal, B. Zinc, copper, calcium, and magnesium in human milk. J.Pediatr. 101, 504-508 (1982).

7 Froehlich, J.W. et al. Glycoprotein expression in human milk during lactation. J.Agric.Food Chem. 58, 6440-6448 (26-5-2010).

8 Garrido, D. et al. Oligosaccharide binding proteins from Bifidobacterium longum subsp. infantis reveal a preference for host glycans. PLoS.One. 6, e17315 (2011).

9 Gartner, L.M. et al. Breastfeeding and the use of human milk. Pediatrics 115, 496-506 (2005).

10 Hale, T. W. and Hartmann, P. E. Textbook of Human Lactation (Hale Publishing LLP, Amarillo TX, 2007a).

11 Hale, T. W. and Hartmann, P. E. Textbook of human lactation (Hale Publishing LLP, Amarillo TX, 2007b).

12 Hassiotou, F. et al. Breastmilk is a novel source of stem cells with multilineage differentiation potential. Stem Cells 30, 2164-2174 (2012a).

13 Hassiotou, F. and Geddes, D. Anatomy of the human mammary gland: Current status of knowledge. Clin Anat(19-9-2012b).

14 Innis, S.M. Dietary triacylglycerol structure and its role in infant nutrition. Adv.Nutr. 2, 275-283 (2011).

15 Jantscher-Krenn, E. et al. The human milk oligosaccharide disialyllacto-N-tetraose prevents necrotising enterocolitis in neonatal rats. Gut 61, 1417-1425 (2012).

16 Jensen, Robert G Handbook of milk composition (Academic Press, San Diego, 1995).

17 Khan, S. et al. Variation in Fat, Lactose, and Protein Composition in Breast Milk over 24 Hours: Associations with Infant Feeding Patterns. J Hum Lact Online ahead of Print, (2012).

18 Kunz, C. and Lonnerdal, B. Re-evaluation of the whey protein/casein ratio of human milk. Acta Paediatr. 81, 107-112 (1992).

19 Molinari, C.E. et al. Proteome mapping of human skim milk proteins in term and preterm milk. J Proteome Res 11, 1696-1714 (2-3-2012).

20 Neu, J. Neonatal necrotizing enterocolitis: an update. Acta Paediatr.Suppl 94, 100-105 (2005).

21 Neville, M. Physiology of lactation. Clin Perinatol 26, 251-79, v (1999).

22 Newburg, D.S. and Walker, W.A. Protection of the neonate by the innate immune system of developing gut and of human milk. Pediatr Res 61, 2-8 (2007).

23 Saarela, T., Kokkonen, J. & Koivisto, M. Macronutrient and energy contents of human milk fractions during the first six months of lactation. Acta Paediatr. 94, 1176-1181 (2005).

24 Sela, D.A. et al. An infant-associated bacterial commensal utilizes breast milk sialyloligosaccharides. J Biol Chem 286, 11909-11918 (8-4-2011).

25 Shulman, R.J., Wong, W.W. & Smith, E.O. Influence of changes in lactase activity and small-intestinal mucosal growth on lactose digestion and absorption in preterm infants. Am.J.Clin.Nutr. 81, 472-479 (2005).

26 Thomas, E. et al. Transient Silencing of 14-3-3sigma promotes proliferation of p63-positive progenitor cells isolated from human breastmilk in mammary epithelial cell culture. niet gepubliceerd (2010).

27 Wade, N. Breast milk sugars give infants a protective coat. New York Times (3-8-2010).

28 WHO en UNICEF. Global strategy for infant and young child feeding (Wereldgezondheidsorganisatie, Genève, 2003).

29 Wu, S. et al. Annotation and structural analysis of sialylated human milk oligosaccharides. J Proteome Res 10, 856-868 (4-2-2011).