当我们谈论碳水化合物时，我们往往会想到意大利面、土豆和米饭，但碳水化合物不仅仅是美味的配菜。婴儿从母乳或婴儿配方奶粉中获得每日所需的碳水化合物，以及其他宏量和微量营养素。母乳主要以乳糖和人乳寡糖（也称为HMOs）的形式提供碳水化合物（1）。碳水化合物对宝宝的生长和发育至关重要。
乳糖
乳糖是母乳中除水外最丰富的成分。尽管乳糖不耐受在成年人中很常见（全球约70％！），大多数婴儿对乳糖的消化很好。婴儿（以及耐乳糖的成年人）的小肠产生乳糖酶，这种酶可以分解乳糖（2, 3）。
乳糖由两种类型的糖组成：葡萄糖和半乳糖（1）。只有乳腺细胞可以产生乳糖，这意味着乳糖是奶中独有的，在自然界其他地方找不到（4）。与成年人一样，婴儿需要糖来获得生长和思考所需的能量（1）。乳糖提供了非常必要的能量，有助于吸收钙和其他矿物质，并在宝宝的肠道微生物群发育中起作用，尽管分娩方式、孕龄、喂养方式和环境可能更重要，影响宝宝的肠道健康（3, 5）。
母乳通常含有7％的乳糖（所有哺乳动物中最高的浓度）和87％的水（1, 6）——母乳喂养的母亲经常携带大水瓶并不足为奇。在乳腺中，乳糖有助于从母体吸引水，稀释乳汁并为宝宝提供急需的水合作用。由于牛奶约含有4–5％的乳糖（4），因此一些以牛奶为基础的婴儿配方奶粉被改良为具有类似母乳的乳糖水平（7）。
相比之下，灰海豹的乳汁中只含有<1％的乳糖，这意味着它们的乳汁非常浓稠和脂肪（8）。由于海豹母亲在哺乳期间禁食，因此它们主要使用体内的碳水化合物来提供自己的能量，同时利用存储的脂肪来产生乳汁。考虑到海豹母亲只哺乳16–18天，它们的乳汁需要额外的能量密集，以帮助它们的幼崽迅速加倍或加三倍的体重，以更快地独立（9）。但是，由于人类母亲通常哺乳几个月而不是几天，并且不像海豹母亲那样禁食，而且人类婴儿不被期望尽快独立生存，因此人类乳汁不需要那么浓稠。尽管与海豹幼崽相比，人类婴儿生长缓慢，但我们仍然对大多数婴儿在4个月内体重翻倍感到惊讶！
人乳寡糖（HMOs）
母乳中的并非所有碳水化合物都用于能量。在母乳中，第三丰富的固体成分是人乳寡糖（18）。与乳糖不同，人乳寡糖（HMOs）是婴儿无法消化的碳水化合物（10, 11）。相反，它们完整地进入结肠（或以小量被吸收），在那里发挥着婴儿肠道中的其他重要作用（12）。鉴于HMOs提供的所有益处，一些婴儿配方奶粉已经开始添加经微生物精密发酵生产的HMOs，以向那些可能无法从母乳中获得这些益处的婴儿提供这些益处（13, 14）。
HMOs在支持婴儿肠道健康方面有两个主要功能：帮助建立肠道菌群和阻断病原体。HMOs通过为肠道微生物提供营养而在肠道菌群的形成中发挥作用（10）。肠道菌群对于所有人类的健康至关重要——它影响婴儿免疫系统的发育，并有助于营养吸收和代谢，并帮助保护婴儿免受病原体的侵害（15, 12）。HMOs促进双歧杆菌的生长，双歧杆菌以产生具有抗炎特性的短链脂肪酸（SCFAs）而闻名，降低婴儿肠道的pH值，改善肠道的防御机制（11, 12, 13, 16）。HMOs还通过模拟病原体识别的肠道内壁特征，并在肠道内壁上充当诱饵，防止病原体（有害细菌或病毒）附着在肠道表面（11）。通过对抗轮状病毒和诺如病毒等病毒（12），HMOs可能预防腹泻（1）。谁知道碳水化合物可以如此强大呢？
已知有200多种不同类型的HMOs（1），尽管科学界仍处于探索HMOs真正益处的早期阶段。哺乳阶段、母亲的遗传基因以及潜在的环境因素，如季节性和地理变化，会影响HMOs的数量和组成（12, 17）。事实上，发现HMO的组成在不同国家和大陆的妇女之间有所不同（13）。通过我们目前在BIOMILQ进行的母乳研究，我们希望为推进该领域对HMOs和人乳中其他成分的理解做出贡献。