Trước đây, sữa mẹ được coi là chất lỏng vô trùng và các vi sinh vật phân lập được coi là chất gây ô nhiễm, thì ngày nay người ta đã chấp nhận rộng rãi rằng sữa mẹ là nơi có hệ vi sinh vật độc đáo của riêng nó.
Trong sữa mẹ chứa tới 600 loài vi khuẩn khác nhau và lên đến 103–104 cfu/mL tế bào vi khuẩn. Các chi vi khuẩn được phân lập từ sữa mẹ bao gồm chủ yếu là vi khuẩn axit lactic như Lactobacillus, Leuconostoc, Streptococcus, Enterococcus, Lactococcus và Weissella, và một số loài Bifidobacterium. Do đó sữa mẹ có thể ảnh hưởng trực tiếp đến việc hình thành hệ vi sinh vật ở trẻ sơ sinh.
Hệ vi sinh vật trong sữa mẹ cũng phát triển theo thời kỳ cho con bú. Hệ vi sinh vật trong sữa non có sự đa dạng cao hơn so với sữa trưởng thành. Trong sữa non, vi khuẩn axit lactic và Streptococcus là nhiều nhất. Sau 1 tháng, số lượng của Staphylococcus giảm đáng kể, trong khi vi khuẩn axit lactic vẫn còn rất nhiều.
Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng hệ vi khuẩn đường ruột của trẻ sơ sinh được bú sữa mẹ có hệ vi khuẩn nhiều hơn so với trẻ không được bú sữa mẹ. Các chủng vi khuẩn có nguồn gốc từ sữa mẹ có thể được coi là men vi sinh tiềm năng cho trẻ.
Sữa mẹ giàu protein, chất béo và carbohydrate, vitamins cũng như các globulin miễn dịch và nội tiết tố, cung cấp đầy đủ dinh dưỡng cho trẻ ở những tháng đầu đời. Sữa mẹ chứa nhiều các oligosaccharide (HMO) như galactooligosaccharide (GOS), được tiêu hóa một phần ở ruột non và ở ruột kết được lên men chủ yếu bởi Bifidobacterium, để tạo ra các axit béo chuỗi ngắn.
Các axit béo chuỗi ngắn (SCFAs) liên quan đến sức khỏe và sự phát triển của hệ thống miễn dịch đầu đời. Butyrate và propionat là hai axit béo chuỗi ngắn (SCFAs) quan trọng được tạo ra trong đường ruột. Các chất này đã được chứng minh là có tác dụng hệ thống miễn dịch đáng kể ở niêm mạc ruột, thông qua kích thích biệt hóa của các tế bào T điều hòa.
Sữa mẹ được coi là nguồn dồi dào prebiotics tự nhiên và có thể tích cực thúc đẩy sự phát triển của các loài vi sinh vật cụ thể, chẳng hạn như bifidobacteria, trong hệ vi sinh vật đường ruột của trẻ sơ sinh
Ngoài ra các oligosaccharide trong sữa mẹ sẽ tương tác trực tiếp với với bề mặt các vi khuẩn gây bệnh, đồng thời còn có khả năng ức chế sự gắn kết các tác nhân gây bệnh và độc tố lên các thụ thể tế bào cơ thể chủ. Các thành phần khác trong sữa mẹ như interleukin-10, yếu tố tăng trưởng chuyển dạng, erythropoietin, là những chất trung gian quan trọng trong đáp ứng viêm chống lại các tác nhân vi khuẩn gây bệnh ở ruột.
Do vậy, những trẻ sơ sinh được bú sữa mẹ thường được bảo vệ khỏi các vấn đề về sức khỏe bao gồm giảm nguy cơ nhiễm trùng và bệnh lý miễn dịch như hen suyễn, các bệnh dị ứng khác, bệnh chuyển hóa (tiểu đường typ 2, béo phì).
