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母乳低聚糖生物学功能 2024-05-22

母乳低聚糖(HMOs)---结构种类及生物学功能

无论对足月儿还是早产儿,母乳喂养都是最自然和最佳的喂养方式。母乳低聚糖(human milk oligosaccharides, HMOs)是母乳中仅次于乳糖、脂类的第三大营养成分,在成熟乳中含量为 5~ 15 g/L,在初乳中含量为 20~25 g/L。HMOs 是由 3~23 个单糖组成的低聚糖,核心单元结构是葡萄糖(glucose, Glc)、半乳糖(galactose, Gal)、N-乙酰氨基葡萄糖(N-acetylglucosamine, GlcNAc)、岩藻糖(fucose, Fuc) 和唾液酸(N-acetylneuraminic acids, Neu5Ac)[1]。

母乳低聚糖的生物学功能主要被归为6大类[2]:

1.作为益生元,调节婴儿肠道菌群组成

益生元的定义为“一种选择性的发酵底物,可引起胃肠道中微生物组成和/或活性的特殊改变,进而对宿主身心健康带来有益的影响”。益生元必须能抵抗胃酸、宿主酶水解和胃肠道吸收,母乳低聚糖满足这3个标准。研究表明,母乳低聚糖能够抵抗胃酸的破坏和消化酶的分解,选择性刺激内源性微生物的活性,促进双歧杆菌和乳杆菌的增殖,抑制有害菌的生长。

2.预防病原体黏附肠道

许多病原体必须附着在上皮细胞表面才能增殖、侵入宿主并引起疾病。病原体黏附通常是由凝集素-糖基相互作用引发,如诺如病毒或轮状病毒(引起婴幼儿腹泻的主要病原体之一)。母乳低聚糖和黏膜细胞表面的糖链结构相似,可作为可溶性配体类似物,能够占据宿主细胞表面的结合位点,阻断病原体与上皮细胞的结合,降低感染率。
3.免疫调节作用
新生儿的免疫系统不同于成人的免疫系统,其尚未发育成熟。母乳喂养可以降低新生儿感染性疾病的发生率。在婴儿出生后6个月内,母乳喂养与否会影响婴儿后续免疫系统的发育。母乳低聚糖间接或直接调节宿主肠上皮细胞反应,作用于上皮细胞糖基化,影响细胞增殖、分化和凋亡等。母乳低聚糖通过影响婴儿肠道微生物的组成和介导的上皮细胞反应间接影响婴儿的免疫系统。体外研究表明,母乳低聚糖还可以直接调节免疫应答。

4.抗病毒活性

母乳低聚糖可以通过许多机制发挥抗病毒作用。它们促进免疫系统的成熟,并促进T细胞应答及产生更平衡的 Th1/Th2 细胞因子。它们可以刺激上皮细胞的免疫反应和成熟,保护宿主免受病毒感染。它们影响微生物的多样性和浓度,刺激共生细菌的生长。母乳低聚糖阻断的病毒凝集素受体不能参与宿主细胞表面糖蛋白的识别,从而阻止其粘附和定植。

5.预防坏死性小肠结肠炎(necrotizing enterocolitis, NEC)

临床研究发现,母乳喂养的婴儿患坏死性小肠结肠炎的风险比配方奶喂养的婴儿低 6~10 倍。新生大鼠坏死性小肠结肠炎模型研究表明,当前婴幼儿配方乳粉内常用的低聚半乳糖(galactooligo saccharides, GOS)不具有预防坏死性小肠结肠炎的作用,而母乳中的二唾液酸-N-四糖(disialyllacto-N-tetraose, DSLNT)可以预防大鼠坏死性小肠结肠炎发病。

6.促进大脑发育

婴儿大脑的快速发育对营养物质的供应提出了极高的要求,母乳中的低聚糖、脂类等营养物质可以满足婴儿大脑发育的营养需求,促进婴儿大脑及神经系统发育。其中唾液酸基化的母乳低聚糖是母乳中唾液酸的主要来源,唾液酸是脑神经节苷脂和修饰神经细胞粘附分子的聚唾液酸链的重要组成部分,含唾液酸基的神经节苷脂和含多聚唾液酸基的糖蛋白是大脑组织的重要成分,因而唾液酸基化的母乳低聚糖与神经发育及认知功能有关,有助于促进婴儿大脑发育。

参考文献:

1.童文烽,杨国良,叶文慧等.基于衍生化反应的母乳低聚糖质谱检测方法的建立[J].中国食品学报,2021,21(07):283-290.DOI:10.16429/j.1009-7848.2021.07.034.

2.史玉东,刘梦瑶,卢卫红.母乳低聚糖的结构与功能研究进展[J].食品安全质量检测学报,2020,11(21):7656-7662.DOI:10.19812/j.cnki.jfsq11-5956/ts.2020.21.002.