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母乳中的活性成分到底和孩子的免疫力有什麼關系? ——初識OPN活性蛋白

很多人都會好奇,為什麼小到育嬰專傢、大到WHO都推薦母乳喂養呢?秘密就藏在母乳的成分裡。寶寶為什麼要吃母乳?大部分人都會直接說:因為母乳是嬰幼兒的基本營養嘛。我們日常需要的

很多人都會好奇,為什麼小到育嬰專傢、大到WHO都推薦母乳喂養呢?秘密就藏在母乳的成分裡。

寶寶為什麼要吃母乳?大部分人都會直接說:因為母乳是嬰幼兒的基本營養嘛。我們日常需要的糖類、脂肪和蛋白質,在母乳中都存在。然而,如果你以為母乳隻有這些成分的話,那就太低估母乳瞭。事實上,母乳含有一些非常稀有卻關鍵的成分,那就是:母乳中的生物活性物質。

(溫馨提示:為瞭嚴謹論證,本文中引用瞭大量臨床實驗及數據;想要快速知道結果的話,可以直接滑到最下方~)

圖片來自unsplash.com

1.初識母乳中的活性物質

什麼是母乳中的生物活性物質?顧名思義,就是母乳中那些基本能量和營養之外的一類具備活性功能的物質。

這些物質具有生物活性和生理功能,包括細胞、活性蛋白、細胞因子、活性脂肪類物質以及活性碳水化合物,比如乳清蛋白、免疫蛋白傢族、母乳低聚糖(HMO)、神經生長因子(NGF)等等。反正就是一個超級豪華大禮包,滿足寶寶的各種成長需求。

這些物質有的既可以被消化吸收、又可以發揮生物學活性功能,兼具營養功能和生物學活性;而有的則是直接發揮生物學活性[1]。

(圖片來自網絡)

2. 母乳中活性物質對寶寶發育的價值

那麼這些活性物質到底起到什麼關鍵作用呢?——提升免疫功能。

寶寶在出生之後,其實是沒有“後天免疫/獲得性免疫”的。因此面對突如其來的有菌環境,無論是空氣還是母乳沾染等,小寶寶處於十分脆弱的狀態,要等後天免疫建立還需要相當長的時間。而母乳中含有大量的活性免疫物質可以直接通過母乳喂養傳遞到寶寶身上,增強他們的免疫系統發育,幫助他們來抵禦病菌感染。

圖片來自unsplash.com

正因為如此,對於寶寶來說,越早的母乳,含有的活性免疫物質越多;尤其是前7天的初乳,更可以說是新生兒的“液體黃金”,其中部分免疫物質濃度高達成熟乳的數倍之多。

如下圖所示,母乳中多種生物活性物質含量隨著時間逐步變化。

*母乳中活性成分隨時間變化[1]

如圖所示,母乳中的活性成分,在1-7天的初乳中含量特別高。比如,綠色方塊表示母乳中的IgM蛋白隨著時間的變化(IgM是免疫球蛋白M的簡稱,是分子量最大的免疫蛋白,具有強大的殺菌免疫能力): 初乳中的IgM是成熟乳的5倍以上,為寶寶提供瞭非常強的免疫防護。

簡單來說,這張圖示告訴我們:來自母親的保護不隻是在孕期,在產後依然通過母乳、特別是初乳的喂養持續存在[2]。

3. OPN是母乳研究新發現的珍貴活性蛋白

除瞭常規的免疫蛋白例如乳鐵蛋白,近年來的前沿母乳研究還發現,母乳中有一些其他活性成分發揮著重要的免疫作用,比如OPN活性蛋白。OPN是骨橋蛋白 Osteopontin的縮寫,本身是一種高度磷酸化和糖基化的生物活性蛋白質[3]。

其實OPN活性蛋白這種活性物質最早並不是在母乳而是在骨骼中被發現的,因此被命名為骨橋蛋白。不過隨後研究發現,這種物質分佈於人體多種組織,如肌肉、大腦軟骨上皮細胞、腎、牙齒、膀胱等一系列組織中。當然,在血漿和尿液中也存在。

不過,最讓人意外的發現是:OPN活性蛋白存在於母乳中。

要知道,作為進化瞭多年的生物,我們人體一般是不會輕易浪費能量和物質的。尤其是合成一個蛋白涉及到瞭從DNA到RNA再到蛋白質的過程,且中間關系到許多復雜的修復機制,是非常耗能的行為 。而OPN活性蛋白竟然能出現在特殊的體液——母乳中;那最有可能意味著,這種物質的功能對嬰幼兒的發育起到關鍵作用。

圖片來自unsplash.com

事實上,有兩項獨特的證據,暗示著OPN活性蛋白的特殊之處:

1) 母乳中的OPN活性蛋白含量是體液中比例最高的

在成人的各種體液中,母乳中的OPN活性蛋白含量是最高的。而特別值得關註的是,在新生嬰兒和臍帶血中,OPN活性蛋白的含量尤為高[4]。3個月左右胎兒嬰兒體內的OPN活性蛋白含量高達近350mg/mL,是普通成人的近10倍左右,這也就是說OPN活性蛋白在嬰兒發育中具有重要作用。

*OPN在3個月大嬰兒體內含量最高[4]

2) OPN活性蛋白在初乳中含量最高

OPN活性蛋白在初乳中含量最高。接下來隨著寶寶的發育,母乳中的OPN活性蛋白逐步降低,到瞭哺乳12個月的時候,母乳中的OPN活性蛋白含量已經降到瞭不足初生時候含量的三分之一,這種逐步下降的趨勢,意味著,OPN活性蛋白在嬰幼兒發育中的意義越早越關鍵[5]。而隨著成長推進,寶寶身體各種機能都在進一步成熟,自然不需要母乳過高濃度的OPN活性蛋白做外援瞭。

* OPN含量隨著嬰兒成長時間的變化[5]

這些研究共同指向瞭一個線索,那就是:OPN活性蛋白對於寶寶的早期發育至關重要。

4. 認識OPN對寶寶免疫發育的關鍵作用

科學傢們順著這個線索繼續探究,並通過最新科研成果發現,OPN活性蛋白在寶寶發育中確實發揮著重要作用,尤其是在免疫方面。

研究發現,OPN活性蛋白可以通過一個新的受體αxβ2來增強細胞自噬,這是免疫中的重要一環[6]。而在發生炎癥,以及後續的細胞凋亡過程中,OPN活性蛋白會活化免疫系統中的T細胞、NK細胞、樹突細胞和巨噬細胞分泌的細胞因子,從而發揮免疫作用[7]。說一句大白話,就是機體通過OPN活性蛋白給自己增加瞭一個拳腳犀利、能打退敵人的保鏢,為抵擋外敵入侵增加瞭一層強有力的防護;也正是因為這個有力的外援,能夠明顯減少寶寶發熱的情況,讓媽媽們安心。

如下表所示,OPN活性蛋白甚至可以激活T細胞的Th1和Th2,這對於特異性免疫非常關鍵。看不懂沒關系,你隻需要知道:對於剛出生缺乏先天免疫的寶寶來說,必須依靠更多的OPN活性蛋白來增強免疫力,以此來對抗這個有菌世界。

*OPN可以激活免疫細胞應答[7]

同樣,這也可以解釋OPN活性蛋白含量隨時間的變化:畢竟隨著免疫力逐步建立,寶寶就可以自力更生瞭,也就不需要從母乳中攝取那麼多OPN活性蛋白瞭。

事實上,更多的人群研究也可以佐證母乳中OPN活性蛋白在寶寶成長過程中對增強免疫力起到的效果。在一項來自嬰幼兒的隨機對照試驗中,通過母乳喂養組(BF,非隨機)、對照組(F0無添加OPN活性蛋白的配方奶粉)和添加OPN活性蛋白的配方奶粉組(F65,F130)進行對照研究,發現(劃重點,看這裡!)添加瞭OPN活性蛋白的配方奶粉有益於促進寶寶的健康生長發育[8]。

*不同對照組寶寶體內免疫因子含量對比[8]

如上圖所示,免疫因子TNFα是促炎細胞因子(豎軸),是發熱的重要介質。圖中數據告訴我們:1) 母乳喂養組寶寶的免疫表現最好,畢竟母乳天然含有各種生物活性物質,自然也有高表達的OPN活性蛋白;2) 不添加OPN活性蛋白的對照組表現最差,寶寶體內的免疫因子TNFα表達水平很高,說明寶寶發生瞭炎癥;3) 添加OPN活性蛋白對照組中寶寶的表現更好,而且,添加量越多對於初生寶寶更好。

5. 不同母乳中OPN活性蛋白區別居然也很大

還個有意思的發現——不同地區的母乳,其OPN活性蛋白含量也有區別[9]。

*中國媽媽母乳中OPN活性蛋白含量最高[9]

如上所示,在四個國傢的母乳對比中,中國媽媽母乳中的OPN活性蛋白含量最高,韓國和日本其次,丹麥最低。這可能意味著,中國寶寶相比其他國傢的寶寶,需要通過從母乳中攝取更多的OPN活性蛋白,才能保障後天免疫力的充分建設。

6.乳鐵蛋白和OPN活性蛋白的對比

談到OPN活性蛋白,不可避免的會有很多人想到一個已經被廣泛科普的內容:乳鐵蛋白。

那麼,二者的區別在哪裡?

最關鍵的區別在於,二者在免疫功能上存在分工和差異:乳鐵蛋白是一種需要和鐵離子結合的糖蛋白,並不會直接調動機體的免疫,而是通過和病原微生物進行鐵離子競爭,從而奪走病原微生物所需的鐵,抑制其生長[10]。而OPN活性蛋白的作用機制則非常不同,就像我們前文所描述,這種蛋白不需要與其他物質結合、可以直接被腸道所吸收,不僅能增強腸道保護屏障,還能通過血液循環參與到人體的免疫中,通過活化免疫系統中的T細胞、NK細胞、樹突細胞和巨噬細胞分泌的細胞因子,顯著減少諸如發熱等不適癥狀的發生[7][8]。

此外,二者在體內的含量也不一樣,相比之下,OPN活性蛋白更為稀有,也比乳鐵蛋白更難提取:根據兩者在牛乳中的含量對比,提取同等重量OPN所需牛乳量是乳鐵蛋白的4倍[9]。

——————————(我是可愛分割線,下方就是你想看的結論)

總體來看,我們通過前沿的母乳研究成果發現:

  • 母乳的價值,不僅僅是為寶寶提供營養和能量;
  • 母乳中含有的一系列生物活性物質,對於初生寶寶來說,具有促進免疫力發育的關鍵作用;
  • OPN活性蛋白是母乳中珍貴的生物活性蛋白,是一種比乳鐵蛋白更珍稀的活性成分;
  • OPN活性蛋白在初生母乳和中國媽媽母乳中含量最高;
  • OPN活性蛋白對寶寶的免疫能力提高起到關鍵作用,能幫助寶寶在先天免疫缺乏的情況下抵禦有害病菌。

(圖片來自網絡)

Ref.

1 Ballard, Olivia, and Ardythe L. Morrow. "Human milk composition: nutrients and bioactive factors." Pediatric Clinics 60.1 (2013): 49-74.

2 Ren, Qiqi, et al. "Longitudinal changes in the bioactive proteins in human milk of the Chinese population: A systematic review." Food science & nutrition 9.1 (2021): 25-35.

3 Icer, Mehmet Arif, and Makbule Gezmen-Karadag. "The multiple functions and mechanisms of osteopontin." Clinical biochemistry 59 (2018): 17-24.

4 Schack L, Lange A, et al. Considerable variation in the concentration of osteopontin in human milk, bovine milk, and infant formulas. J Dairy Sci. 2009 Nov;92(11):5378-85.

5 Jiang, Rulan, and Bo Lönnerdal. "Osteopontin in human milk and infant formula affects infant plasma osteopontin concentrations." Pediatric research 85.4 (2019): 502-505.

6 Schack L, Stapulionis R, et al. Osteopontin enhances phagocytosis through a novel osteopontin receptor, the alphaXbeta2 integrin. J Immunol. 2009 Jun 1;182(11):6943-50

7 Icer, Mehmet Arif, and Makbule Gezmen-Karadag. "The multiple functions and mechanisms of osteopontin." Clinical biochemistry 59 (2018): 17-24.

8 Lönnerdal B, Kvistgaard AS, et al. Growth, Nutrition, and Cytokine Response of Breast-fed Infants and Infants Fed Formula With Added Bovine Osteopontin. J Pediatr Gastroenterol Nutr. 2016 Apr;62(4):650-7.

9 Bruun, Signe, et al. "Osteopontin levels in human milk vary across countries and within lactation period: data from a multicenter study." Journal of pediatric gastroenterology and nutrition 67.2 (2018): 250-256.

10 Giansanti F, Panella G, et al. Lactoferrin from Milk: Nutraceutical and Pharmacological Properties. Pharmaceuticals (Basel). 2016;9(4):61.

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