Грудное молоко, защитное действие

Защитный эффект грудного молока официально признан в начале 20-го столетия, после того, как были получены доказательства превышения детской смертности в семь раз при кормлении младенцев формулой (по сравнению с грудными младенцами). Проблема не решена до настоящего времени, особенно в отношении питания недоношенных детей.

Сходство и отличия грудного и коровьего молока

Состав грудного молока широко исследован, и тем не менее, механизмы, которые лежат в основе защитного эффекта грудного молока, до сих пор не ясны. Если учитывать основные классы молекул, грудное молоко похоже на коровье (рис. 1А). Однако при более внимательном изучении выявляются глубокие различия, которые касаются пищеварительных свойств и защитных функции обоих жидкостей. Например, белок казеин в коровьем молоке составляет 80%, он не растворяется в кислой среде и трудно переваривается детской пищеварительной системой. Грудное молоко богато защитными белками, такими как иммуноглобулин IgA и противомикробные белки лизоцим и лактоферрин (рис. 1В).

Олигосахариды — уникальные соединения женского молока

Резко отличаются в грудном и коровьем молоке углеводные фракции. В то время как коровье молоко содержит около 40 г/л лактозы и только следы крупных олигосахаридов (полимеры сахаров), грудное молоко человека содержит 50 -70 г/л лактозы, плюс 10 -15 г/л сложных олигосахаридов (ОМЧ).Рис 2 — структура некоторых олигосахаридов грудного молока: красные фруктоза, желтый кружок — галактоза, синий кружок — глюкоза, синий квадратик — N-ацетилглюкозамин), в молозиве концентрация ОМЧ доходит до 20 г/л. Выделено около 200 видов линейных и разветвленных структур молекул ОМЧ. В их состав входят лактоза, галактоза, глюкоза, сиаловая кислота, фукоза, N-ацетилглюкозамин. Грудное молоко содержит ферменты, ответственные за синтез ОМЧ — фукозилтрансферазы. Эти ферменты появляются в груди кормящей женщины. Примечательно, что ОМЧ имеют структуры (эпитопы), которые встречаются на клетках крови (на эритроцитах группа крови Льюс, лейкоцитах) и слизистой кишечника. Структурное разнообразие ОМЧ изменяется от матери к матери, и даже у каждой матери в периоды кормления. Индивидуальная изменчивость содержания ферментов синтеза ОМЧ в грудной железе женщины влияет как на качество, так и количество ОМЧ.

Молозиво и молоко рано обогащаются олигосахаридами, и их синтез сохраняется в течение лактации. В первую неделю после родов преобладают короткие структуры – три — пять остатков сахаров, в последующем увеличивается количество длинных структур.

При грудном вскармливании ребенка ОМЧ не имеют никакой питательной ценности, но выполняют другие жизненно важные функции. Эти молекулы устойчивы в кислой среде верхних отделов пищеварительного тракта, не расщепляется в тонком кишечнике — нет фермента гликозидазы. Большинство из них достигает толстого кишечника (колон).

ОМЧ определяют микробиоту толстого кишечника

Колонизация кишечника сбалансированной микрофлорой имеет большое значение для соответствующего развития иммунной системы и поддержания здоровья ребенка и в последующем взрослого. Кишечник стерилен при рождении, то есть он чувствителен к воздействию окружающей среды. Механизмы, с помощью которых слизистая оболочка кишечника воспринимает и реагирует на микробы как на патогенные, так и на синантропные (хорошие), еще не полностью известны. Но доказано, что ОМЧ выполняют важные пребиотические функции — это пища для дружественной микрофлоры кишечника. Ферменты синантропных бактерий способны расщеплять олигосахариды и использовать моносахара в качестве источника углерода. Разнообразие ОМЧ определяет состав микробиоты кишечника младенца.

ОМЧ препятствует колонизации слизистой кишечника патогенными бактериям и вирусами

Различные ОМЧ являются потенциальными рецепторами-ловушками для бактериальных патогенов или вирусных инфекций желудочно-кишечного тракта, мочеполовых и дыхательных путей. Слой слизи как система обороны поверхности слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта является сложной экосистемой, которая состоит из микроорганизмов, иммунных клеток и эпителиального слоя. Защитные физико-химические характеристики слизи можно проследить по высокому содержанию ОМЧ.

ОМЧ играют роль растворимых рецепторов для патогенных бактерий и вирусов, предупреждая развитие гастроэнтеритов. Кроме того, они связывают токсины возбудителей кишечных инфекций и увлекают их в толстый кишечник.

ОМЧ изменяют морфо-функциональное состояние эпителиальных клеток и иммунитета слизистой

ОМЧ оказывают влияние на гликозилирование эпителиальных клеток слизистой, их пролиферацию, дифференцировку и апоптоз (программируемую смерть клеток, отмирание). Гликозилирование уменьшает восприимчивость кишечника к патогенным бактериям. ОМЧ контролирует продукцию нейтрофилами, макрофагами и Т-клетками провоспалительных цитокинов, таких как IL-8, IL-6, TGF-SS и IL-1ß. Контроль активности клеток иммунной системы кишечника ОМЧ осуществляется так. На мембране лейкоцитов есть лектины. Лектины — белки, которые распознают и обратимо связывают определенные комбинации углеводных остатков. Связывание лектинов лейкоцитов с ОМЧ сопровождается изменением активности клеток иммунной системы и энтероцитов — клеток слизистой кишечника.

Рис. 3 — Обзор метаболизма и потенциальных функций OMЧ при грудном вскармливании.

Цифры от 1 до 4 указывают специфические функции ОМЧ:

(1) влияние на состав микрофлоры и / или ее активность, (2) предотвращение адгезии возбудителя, (3) прямое действие на эпителиальные клетки и (4) системные эффекты.

Несомненно, что грудное молоко обеспечивает гораздо больше, чем просто источник пищи, это золотой стандарт питания младенцев.