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母乳的免疫成分及免疫营养素

2007-06-03 14:20:50 by 分享快乐 网上收集

  母乳对婴幼儿的生长发育有着深刻的影响,它不仅是一种营养物质源,同时也是各种生物活性物质的载体,如免疫活性物质、调节生理代谢的激素或类激素物质、生长调节物质、益生菌活化因子、神经营养物质等。新生儿的免疫系统不成熟,而母乳中的免疫刺激肽、免疫细胞、免疫球蛋白、补体、乳铁蛋白、溶菌酶、核苷酸、游离脂肪酸、粘液素和乳凝集素等多种免疫成分和免疫营养素能保护小儿免受病原体侵袭。本文主要对其中的γ-亚麻酸(γ-linolenic acid,GLA)、分泌型免疫球蛋白A(SIgA)、糖巨肽(Glycomacropeptide,GMP)、唾液酸(sialic acid,SA)和乳凝集素(lactadherin)的生物学功能进行综述。

  一、γ-亚麻酸

  γ-亚麻酸(GLA)化学名为全顺式6,9,12—十八碳三烯酸,是人体必需脂肪酸之一。母乳中GLA含量约占多不饱和脂肪酸总量的0.03-0.2%。GLA在生物体内经过复杂的代谢过程,产生多种次生代谢产物,主要形成二高-γ-亚麻酸(DHGLA)或花生四烯酸(AA),进而转化为前列腺素(PGs)、白三烯(LT)和血栓素B2(TXB)。由于GLA及其代谢物在免疫系统、心血管系统、生殖系统、内分泌系统中都具有广泛、重要的生理作用而受到关注。(1)抗菌作用:GLA对多种革兰氏阴性菌、阳性菌及藻类的生长抑制作用已被证实。GLA进入细胞壁后,结合或插入细胞膜,改变膜的流动性及其它生理性质,从而使细菌生长受到抑制。Asai等研究了10种脂肪酸对金黄色葡萄球菌的细胞毒作用发现,在多不饱和脂肪酸中GLA抑菌作用最大,并且当GLA浓度达到500μg/ml时,15min即可杀死全部的细菌。在革兰氏阴性菌类群中GLA可以抑制铜绿假单胞菌和大肠杆菌等。同样,许多藻类生物在GLA存在下生长也受到抑制,如绿藻纲的蛋白核小球藻、莱因衣藻以及针胞藻等。(2)抗HIV感染作用:Kinchington等将HIV感染的细胞在添加GLA—锂(Li—GLA)的培养基中培育4天后发现,约有90%的HIV感染细胞被杀死,而对照组未感染HIV的细胞只损失了20%。进一步研究发现,在抗氧化剂维生素E同时存在的情况下,Li—GLA的杀毒作用明显减低,所以认为GLA对HIV的选择性杀伤作用可能与膜脂质过氧化状态的变化有关。(3)抗炎作用:研究发现GLA对类风湿性关节炎、肠炎、脉管炎、肾炎等多种炎症均具有疗效或改善作用。实验表明,口服3~6g/d的GLA可以导致血清脂类中的GLA、DHGLA和AA增加,嗜中性白细胞磷脂中DHGLA量亦明显增多,但其中GLA和AA水平无任何改变,这说明GLA的抗炎效果是通过在嗜中性白细胞等炎症相关细胞中升高DHGLA水平并减弱AA生物合成来实现的。(4)其他药理作用:如抗肿瘤作用、改善糖尿病并发症、治疗高血压作用、减肥作用、降血脂以及抗动脉粥样硬化作用。

  二、SIgA

  SIgA是60年代初Chodircker和Tomasi等首先在外分泌液中发现的一种IgA抗体,主要存在于乳汁、胃肠液、呼吸道分泌液等外分泌液中,是呼吸道、消化道、泌尿生殖道等抵御病原体及有害物质入侵的第一道免疫屏障,是人体粘膜免疫的最重要抗体。它是由两个IgA单体、一条J链和一条分泌片构成的复合体,为区别于由肠系膜淋巴组织中的浆细胞产生的血清型IgA而命名为SIgA。SIgA以多聚体形式存在,比单体有更大的抗原结合力。由于分泌片的存在,不仅增加了SIgA的稳定性,还不被蛋白酶、胃酸、消化酶等降解,使其在胃肠道发挥强有力的抗感染作用。研究发现,SIgA不活化补体,因此不引起炎症反应,而是直接阻止相应病原粘附于上皮,达到局部抗感染作用。SIgA是初乳中主要的免疫球蛋白,约占90%以上,成熟乳中含量为0.5-1g/L,它能促进新生儿免疫系统的完善,提高初生婴儿的被动免疫能力。SIgA随乳汁进入婴儿胃肠道,不受胃酸和消化酶破坏,而粘附于其粘膜上,可起直接抗体的作用,防止病原微生物的人侵。大量研究证实,母奶喂养婴幼儿的胃肠炎、腹泻、中耳炎、新生儿败血症、过敏、SIDS 等发病率明显下降,归功于初乳中大量SIgA所起的重要作用。

  三、GMP

  1965年Delfour等发现κ-酪蛋白的特定位置经凝乳酶切断,生成不溶的副κ-酪蛋白和12%三氯乙酸(TCA)可溶的GMP分子。GMP的氨基酸组成中缺少芳香氨基酸,而支链氨基酸却很多。GMP的糖链主要有以ο-糖苷型结合的2种中性糖链和3种酸性糖链,90%以上的结合糖链都含唾液酸。GMP具有多种生理活性功能,包括(1)抑制流感病毒红细胞凝集素:GMP对所有株的流感病毒表现出抑制流感病毒红细胞凝集素的作用。由于流感病毒感染时要求靶细胞表面有唾液酸,与流感病毒结合的是唾液酸的糖链,这类糖链以糖脂和糖蛋白的形式存在于宿主细胞外表面。因此,含唾液酸的物质可保护宿主细胞免受感染。研究证实,失去唾液酸的GMP就失去这种作用。 (2)促进双歧杆菌增殖:双歧杆菌是肠道有益菌,可以抑制有害细菌生长,预防胃肠道疾病。Azuma等l984年研究表明,人乳来源的GMP即使在浓度很低的情况(500mg/L) 也是有效的双歧杆菌增殖因子。(3)调节免疫系统:脾脏淋巴细胞参与炎症反应,抑制脾脏淋巴细胞的增殖可以用来抑制过敏反应。Otani等通过实验表明GMP可以抑制被鼠伤寒杆菌有丝分裂原的脂多糖所诱导的老鼠脾脏淋巴细胞的增殖。GMP抑制脾脏淋巴细胞增殖的机制可能是GMP结合到了细胞表面并起了作用。如果将GMP中的唾液酸消化掉,则它就不具有这样的活性,这说明唾液酸是主要起作用的成分。(4)其他生物活性:由于GMP含有唾液酸的糖链能粘附病原体,因此GMP具有抑制口腔内细菌如链球菌和放线菌、抑制幽门螺旋杆菌粘附于胃粘膜、抑制霍乱毒素的粘附作用。

  四、唾液酸

  唾液酸(SA)是一族九碳酸性单糖的总称,又称为N-乙酰神经氨酸, 它是细胞膜和可溶性蛋白的重要组成成分。SA除少数以游离形式存在外,其余均以结合形式存在于粘液素、糖蛋白、糖脂分子的低聚糖链中。人体脑部的SA含量最高,尤其是在与突触发生和神经传递有关的神经节苷酯整合部分,研究发现SA与DHA等长链多不饱和脂肪酸一样,对婴幼儿脑发育意义重大。SA还存在于体液中,体液中的SA复合物对粘膜表面的结构和功能起保护作用。还发现,怀孕妇女唾液中的SA含量随着孕期增加不断升高。母乳的SA含量也较高,尤其是初乳,其总SA含量为1.28±0.26g/L,且多包含于低聚糖中。已证实,人乳低聚糖在体内体外均有抑制微生物病原体的作用,而低聚糖的唾液酸残基的存在非常重要。有害细菌、病毒和其他病原体感染细胞的第一步是识别宿主细胞表面的糖类,进而侵入宿主细胞。可溶性糖结合物(如粘液素)的低聚糖序列与宿主细胞表面的糖类具有同源性,可首先与致病微生物结合,然后经纤毛作用被排出,保护粘膜细胞免受侵害。母乳中唾液酸化的低聚糖是许多病原体的高度特异性受体,诸如引起婴儿腹泻的轮状病毒、霍乱弧菌毒素,可致新生儿脑膜炎和败血症的大肠杆菌。有文献报道,母乳喂养的早产儿出生头三个月唾液中的SA水平是配方奶(粉)喂养早产儿的2倍,在对4-5月龄的足月儿研究中也得出相同结果。这说明,在婴儿免疫系统发育成熟和肠道正常菌群建立之前,唾液酸化的低聚糖与母乳中的其他免疫营养成分一起保护婴幼儿抵抗感染性疾病。

  五、乳凝集素

  乳凝集素是乳汁脂肪小球表面的亲脂性糖蛋白,在机体其他体液中也有表达,发挥多种功能。由于它的唾液酸糖基结构与肠上皮细胞的唾液酸糖基结构相似,可与轮状病毒交联并抑制其结合肠上皮细胞,从而特异性地抑制轮状病毒的粘附及入侵,使母乳喂养的新生婴儿不发生轮状病毒感染性腹泻。还有研究提示乳凝集素可能有调节粘膜免疫的作用,对婴儿免疫系统有长期的影响。乳凝集素和体内多种细胞的整合素受体都能结合,引发粘附、分化、增殖、凋亡、细胞骨架重排、激酶级联反应等,通过上述机制调节胃肠道免疫细胞的活性,加强婴儿自身抗轮状病毒的能力。有前瞻性临床研究表明,母乳中乳凝集素水平与婴儿感染轮状病毒后是否出现症状有很大关联,并发现乳凝集素对轮状病毒的抑制作用不比SIgA差。还有研究发现,母乳中乳凝集素在泌乳早期的2周内浓度最高,而且在母乳喂养儿的胃中任何pH值和高消化酶的环境下都能保持其结构的完整性及活性,而配方乳喂养儿的胃抽吸物中却不能测到乳凝集素。但是,乳凝集素在不同个体的乳汁中浓度波动较大(5.6-180g/L),并且其糖基结构有个体差异,如岩藻糖分叉方式的不同可造成乳凝集素在个体表达的异质性,因而对婴儿的保护能力也不一样。(李菁 综述 吴圣楣 审校)

  上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心 内科

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