Козье молоко Kabrita естественным образом содержит олигосахариды
Еще одно полезное свойство молочных смесей на основе козьего молока - естественное присутствие олигосахаридов. Олигосахариды - это тип углеводов, образующихся при соединении от трех до десяти простых сахаров. Олигосахариды можно найти в растительной пище в виде клетчатки. Поскольку пищеварительная система не может их расщепить, 90 % этих олигосахаридов попадают в толстую кишку в неизменном виде. Здесь олигосахариды могут выступать в качестве пребиотика, который определяется как "избирательно ферментированный ингредиент, который приводит к специфическим изменениям в составе и/или активности микробиоты желудочно-кишечного тракта, тем самым оказывая благотворное влияние на здоровье хозяина "1.
Олигосахариды человеческого молока
Олигосахариды человеческого молока(ОМОС) являются третьим по величине компонентом человеческого молока после лактозы и жира.2,3
Самая высокая концентрация гмозотмечается в колоструме - до 20 г/л и более, а в зрелом человеческом молоке - от 5 до 15 г/л.4,5 Уровень гмозварьируется и зависит от периода лактации, а также от генетики.5,6 Человеческое молоко содержит большое разнообразие гмоз, основанное на их молекулярной структуре. Различия в длине цепей, составе (линейные или разветвленные) и терминальных положениях формируют уникальные гМОС.2,3 В человеческом молоке обнаружено 247 структурно различных гМОС, из которых на сегодняшний день подробно охарактеризованы и описаны только 162. Двадцать две структуры гМОопределены как основные, что означает, что эти гМОотвечают за > 95 % от общего количества гМО.7 Наиболее распространенным гМОявляется 2'-фукозиллактоза (2'-FL).
Нажмите на инфографику ниже, чтобы получить краткий обзор разнообразия, объема и функциональности hMOS
Функция hMOS
Отдельные структуры hMOSмогут иметь различные механизмы действия, функции и полезные свойства.8 Высокое разнообразие олигосахаридов в человеческом молоке подчеркивает необходимость разнообразия смеси олигосахаридов в детских молочных смесях для более близкого сходства с составом и функциональностью человеческого молока.8,9
Было показано, что гмоз выполняет функцию пребиотика, развивая сбалансированную микробиоту кишечника. Однако hMOS может оказывать и прямое воздействие на стенки кишечника и иммунную систему:
- ГМОС практически не перевариваются в тонком кишечнике, но метаболизируются бактериями в толстом кишечнике. ГМОС являются излюбленными субстратами для определенных кишечных бактерий и способствуют росту полезных бактерий, таких как бифидобактерии и лактобактерии. Младенцы, находящиеся на грудном вскармливании, действительно имеют хорошо сбалансированную микробиоту кишечника, в которой преобладают бифидобактерии, в основном благодаря высокому уровню и разнообразию гМОС.8
- Модулируя полезные бактерии, hMOS, в свою очередь, подавляет рост патогенных бактерий. hMOS может действовать как приманка для патогенных бактерий на стенке кишечника, препятствуя связыванию таких патогенных бактерий. hMOS может взаимодействовать с эпителиальными клетками кишечника, что приводит к экспрессии гликанов в стенке кишечника. Гликан также может препятствовать связыванию патогенных бактерий со стенкой кишечника.9
- В процессе метаболизма hMOS бактериями кишечника образуются побочные продукты, такие как короткоцепочечные жирные кислоты. Эти короткоцепочечные жирные кислоты могут служить питательными веществами для эпителиальных клеток кишечника, укрепляя работу кишечного барьера.10 hMOSтакже непосредственно укрепляют стенку кишечника за счет производства гликанов.8
- Поскольку гемоглобинпредотвращает связывание патогенов со стенкой кишечника, это влияет на иммунную систему и позволяет предотвратить инфекции и последующие заболевания.11,12 Гемоглобинтакже описывается как способный модулировать функции иммунных клеток положительным образом. Гемоглобинсмещает реакцию в сторону реакции Т-хелпера 1 (Th1), способствуя развитию адекватного и сбалансированного иммунного ответа.8
Описано несколько механизмов, с помощью которых гемоглобин влияет на микробиоту кишечника, стенки кишечника и иммунную функцию. Однако количество таких исследований все еще ограничено. Также необходимо дальнейшее изучение функционирования отдельных структур гМОС, поскольку в большинстве исследований изучалось функционирование комбинации олигосахаридов.8
Уровни и разнообразие hMOS
Человеческое молоко содержит относительно высокий уровень и большое разнообразие олигосахаридов с доказанным полезным действием для младенцев. Чтобы обеспечить младенцам, находящимся на молочном вскармливании, преимущества гмоз, детская смесь должна предпочтительно имитировать уровень, разнообразие и функции гмоз. В молочные смеси можно добавлять пребиотики, такие как галактоолигосахариды (ГОС) или фруктоолигосахариды (ФОС), чтобы стимулировать рост бифидобактерий и лактобактерий. Однако эти два олигосахарида имеют другую молекулярную структуру (без терминальных остатков фукозы и сиаловой кислоты), поэтому не обладают некоторыми полезными функциями hMOS.8
Ресинтез разнообразных олигосахаридов, содержащихся в человеческом молоке, чрезвычайно сложен. Однако олигосахариды можно получать и из молока млекопитающих.13 Козье молоко - хороший и натуральный источник олигосахаридов, оказывающий благотворное влияние на младенцев.
Олигосахариды козьего молока
В козьем молоке содержится один из самых высоких уровней олигосахаридов по сравнению с молоком других домашних животных.7 Более подробную информацию можно найти в нашей обзорной статье, подготовленной совместно с Carbexplore и Медицинским центром университета Гронингена.
Статья: Олигосахариды козьего молока (van Leeuwen et al 2020)
В козьем молоке Kabrita, которое используется для производства молочной смеси Kabrita, содержание олигосахаридов в 6 раз выше, чем в коровьем молоке (козье молоко Kabrita: 0,22 г/л, коровье молоко: 0,04 г/л.14 В человеческом молоке их содержание намного выше, чем в молоке млекопитающих (5-15 г/л).14 На рисунке ниже показано общее содержание олигосахаридов в козьем молоке Kabrita и коровьем молоке.
Уровень олигосахаридов в козьем молоке(gMOS) варьируется между различными породами коз и зависит от многих факторов, таких как возраст коз, пожизненное производство молока, количество беременностей коз и кормление на ферме.7,15
Несколько gMOS, идентичных hMOS
В козьем молоке не только уровень содержания олигосахаридов выше, чем в коровьем, но и разнообразие олигосахаридных структур. Уже было замечено, что козье молоко по своему олигосахаридному профилю больше похоже на человеческое, чем коровье молоко на человеческое.7 В козьем молоке Кабриты можно было проанализировать 21 различную олигосахаридную структуру, из которых 12 олигосахаридов можно было охарактеризовать. Из этих 12 олигосахаридов в козьем молоке Кабриты 5 олигосахаридов идентичны hMOS. 2'-FL является одним из этих олигосахаридов и присутствует в 74 % проанализированных образцов козьего молока, что указывает на возможность генотипа козы-секретора/несекретора.15 Более подробную информацию об этом исследовании можно найти в статье ниже.
Документ: гМОС в козьем молоке Кабрита (Chatziioannou et al 2021)
Леонг и др. показали, что в козьем молоке можно выделить 14 олигосахаридов. Из этих 14 олигосахаридов 5 гМОСидентичны гМОС. В проанализированных смесях на основе козьего молока (стадия 1 и 2) эти 14 гМОСвсе еще присутствовали, что означает, что на эти гМОСне влияет термическая обработка, необходимая для производства детскихсмесей16.
В одной из обзорных публикаций сообщалось, что в козьем молоке было идентифицировано 17 олигосахаридов. Шесть из этих 17 гМОСбыли идентичны гМОС.17 В другойпубликации был сделан вывод, что эти 6 олигосахаридов были идентичны в гМОСи гМОС.14 Различия в количестве охарактеризованных олигосахаридов могут быть обусловлены различиями в методологии: методология, обнаруживающая только количественно определяемые олигосахариды, в отличие от методологии, которая также обнаруживает олигосахариды в следовых количествах.7,17
Польза для здоровья gMOS
Благодаря более высокому уровню и разнообразию олигосахаридов в козьем молоке Kabrita по сравнению с коровьим молоком, козье молоко является хорошей основой для детских смесей, поскольку оно представляет собой естественный источник олигосахаридов. Олигосахариды, которые естественным образом присутствуют в смеси на основе козьего молока, могут обладать некоторыми полезными свойствами, описанными для hMOS.
Было доказано, что гМОС стимулирует рост бифидобактерий и лактобацилл и предотвращает адгезию кишечной палочки и S. typhimurium (патогенных бактерий) к клеткам кишечника в лабораторных тестах.17 Другая публикация подтвердила пребиотическую активность гМОСи показала увеличение роста бифидобактерий (лабораторные испытания).18 Было доказано, что гМОСсвязывается с патогенными бактериями, тем самым предотвращая связывание патогенов со стенкой кишечника.19
Кроме того, было показано, что gMOS оказывает противовоспалительное действие на крыс с экспериментальным колитом, напоминающим язвенный колит у взрослых.20 Эти противовоспалительные эффекты обусловлены не только подавлением патогенных бактерий и стимулированием роста лактобацилл и бифидобактерий, но и блокированием связывания моноцитов (иммунных клеток) с клетками стенки кишечника. Блокируя это взаимодействие, можно подавить развитие воспалительной реакции.14
Функциональные свойства ГМОСописаны в ограниченном количестве публикаций и в основном тестировались в лабораторных условиях. Однако благотворное влияние молочных смесей на микробиоту кишечника было также изучено в клиническом исследовании, которое показало, что микробиота кишечника младенцев, использующих ГМО, более схожа с микробиотой кишечника младенцев, вскармливаемых человеческим молоком, чем у младенцев, вскармливаемых КМФ.21 Такая положительная модуляция микробиоты кишечника может быть обусловлена олигосахаридами, естественно присутствующими в молочной смеси на основе козьего молока. Хотя есть некоторые доказательства того, что олигосахариды в смеси на козьем молоке приносят пользу здоровью младенцев, необходимо провести дополнительные (клинические) исследования.
Нажмите на инфографику ниже, чтобы получить краткий обзор разнообразия, количества и функциональности gMOS
Инфографика: gMOS
Натуральная смесь гМОС по сравнению с отдельными синтетическими олигосахаридами
В недавнем исследовании изучалось влияние натуральной смеси гМОС на микробиоту кишечника младенцев по сравнению с отдельными синтетическими олигосахаридами.22 Это исследование показало, что наша натуральная смесь гМОС стимулирует развитие Parabacteroides и в меньшей степени Bacteroides. В отличие от 2'-FL и GOS, gMOS состоит из смеси сложных структур, подобно смеси олигосахаридов в человеческом молоке, и имеет высокий процент сиалилированных олигосахаридов (~80%).7 Bacteroides и Parabacteroides присутствуют в микробиоте здоровых младенцев, находящихся на грудном вскармливании, и являются известными деградаторами сложных сахаров и предпочитают сиалилированные hMOS. Присутствие Bacteroides и Parabacteroides также наблюдалось у младенцев, которых кормили молочной смесью на козьем молоке.21 Эти результаты согласуются с недавним консенсусным документом, в котором говорится, что сложная смесь олигосахаридов не приводит к сходству с одним синтетическим олигосахаридом.23
Более подробную информацию об этом исследовании можно найти на плакате ниже.
Плакат: смесь gMOS
Заключение
> Человеческое молоко содержит относительно высокий уровень гемоглобинаи отличается большим разнообразием гемоглобина.
> hMOSоказывает потенциально полезное воздействие на младенцев: способствует росту бифидобактерий и лактобактерий; предотвращает связывание патогенных бактерий; поддерживает созревание стенки кишечника; поддерживает созревание иммунной системы.
> Козье молоко Kabrita, используемое для производства молочной смеси Kabrita, естественным образом содержит олигосахариды: уровень олигосахаридов в 6 раз выше, чем в коровьем молоке; охарактеризованы 12 различных олигосахаридных структур; присутствуют 5 олигосахаридов, идентичных hMOS. 2'-FL - один из них
> gMOSповышают уровень бифидобактерий и лактобактерий, снижают уровень патогенных бактерий и положительно влияют на иммунную систему. Необходимы дополнительные исследования полезных эффектов гМОС.
> Сложная смесь олигосахаридов (козьего молока) не соответствует ни одному синтетическому олигосахариду
Ссылки
- 1. Гибсон Г.Р. и др., Документ экспертного консенсуса: Консенсусное заявление Международной научной ассоциации по пробиотикам и пребиотикам (ISAPP) об определении и сфере применения пребиотиков. Nat Rev Gastroenterol Hepatol, 2017. 14(8): p. 491-502.
- 2. Smilowitz, J.T., et al., Олигосахариды грудного молока: взаимосвязь структуры и функции у новорожденных. Annu Rev Nutr, 2014. 34: p. 143-69.
- 3. Боде Л. и Янчер-Кренн Э. Структурно-функциональные связи олигосахаридов человеческого молока. Adv Nutr, 2012. 3(3): p. 383s-91s.
- 4. Рухаак, Л.Р. и К.Б. Лебрилла, Анализ и роль олигосахаридов в молоке. BMB Rep, 2012. 45(8): p. 442-51.
- 5. Thurl, S., et al., Систематический обзор концентраций олигосахаридов в человеческом молоке. Nutr Rev, 2017. 75(11): p. 920-933.
- 6. Coppa, G.V., et al., Oligosaccharides in human milk during different phases of lactation. Acta Paediatr Suppl, 1999. 88(430): p. 89-94.
- 7. van Leeuwen, S.S., et al., Олигосахариды козьего молока: Их разнообразие, количество и функциональные свойства в сравнении с олигосахаридами человеческого молока. J Agric Food Chem, 2020. 68(47): p. 13469-13485.
- 8 Zuurveld, M., et al., Immunomodulation by Human Milk Oligosaccharides: Potential Role in Prevention of Allergic Diseases. frontiers in Immunology, 2020. 11.
- 9. Куинн, Э.М., Л. Джоши и Р.М. Хикки, Обзор симпозиума: Олигосахариды молочного происхождения - их влияние на взаимодействие хозяина и микробов в желудочно-кишечном тракте младенцев. J Dairy Sci, 2020.
- 10. Trompette, A., et al., Gut microbiota metabolism of dietary fiber influences allergic airway disease and hematopoiesis. Nat Med, 2014. 20(2): p. 159-66.85
- 11. Донован, С.М. и С.С. Комсток, Олигосахариды человеческого молока влияют на неонатальный мукозальный и системный иммунитет. Ann Nutr Metab, 2016. 69 Suppl 2: p. 42-51.86
- 12. Xiao, L., et al., Early-Life Nutritional Factors and Mucosal Immunity in the Development of Autoimmune Diabetes. Front Immunol, 2017. 8: p. 1219.
- 13. Кискини, А. и Э. Дифилиппо, Олигосахариды в козьем молоке: структура, влияние на здоровье и выделение. Cell Mol Biol (Noisy-le-grand), 2013. 59(1): p. 25-30.
- 14. Мартинес-Ферез, А., и др., Козье молоко как природный источник олигосахаридов, получаемых из лактозы: Изолирование с помощью мембранной технологии. Международный молочный журнал, 2006. 16(2): p. 173-181.91
- 15. Chatziioannou, A.C., et al., Extraction and Quantitative Analysis of Goat Milk Oligosaccharides: Состав, вариации, ассоциации и изменчивость 2'-ФЛ. J Agric Food Chem, 2021. 69(28): p. 7851-7862.
- 16. Leong, A., et al., Oligosaccharides in goats' milk-based infant formula and their prebiotic and anti-infection properties. Br J Nutr, 2019. 122(4): p. 441-449.
- 17. Кискини, А. и Э. Дифилиппо, Олигосахариды в козьем молоке: структура, влияние на здоровье и выделение. Cell Mol Biol (Noisy-le-grand), 2013. 59(1): p. 25-30.
- 18. Оливейра, Д.Л., и др., Оценка in vitro ферментативных свойств и потенциальной пребиотической активности олигосахаридов сыворотки коровьего сыра в системах культуры периодического действия. Биофакторы, 2012. 38(6): p. 440-9.
- 19. Лара-Виллослада, Ф., и др. Олигосахариды, выделенные из козьего молока, уменьшают воспаление кишечника в крысиной модели колита, вызванного сульфатом декстрана натрия. Clin Nutr, 2006. 25(3): p. 477-88.92.84. Trompette, A., et al., Gut microbiota metabolism of dietary fiber influences factors allergic airway disease and hematopoiesis. Nat Med, 2014. 20(2): p. 159-66.
- 20. Даддауа, А., и др. Олигосахариды козьего молока оказывают противовоспалительное действие на крыс с гаптен-индуцированным колитом. J Nutr, 2006. 136(3): p. 672-6.9385. Донован, С.М. и С.С. Комсток, Олигосахариды человеческого молока влияют на неонатальный мукозальный и системный иммунитет. Ann Nutr Metab, 2016. 69 Suppl 2: p. 42-51.
- 21. Таннок, Г.В., и др. Сравнение состава микробиоты стула младенцев, вскармливаемых смесью на основе козьего молока, коровьего молока или грудного молока. Прикладная и экологическая микробиология, 2013. 79(9): p. 3040-3048.41
- 22. Pellis, L. et al., Влияние олигосахаридов козьего молока на состав и активность кишечной микробиоты младенцев. Постер на конгрессе "Пробиотики, пребиотики, постбиотики в педиатрии" 2022.
- 22. Бюрер, К., и др., Детские молочные смеси с синтетическими олигосахаридами и соответствующие маркетинговые практики. Mol Cell Pediatr, 2022. 13;9(1):14.