Более 320 миллионов лет эволюции млекопитающих адаптировали грудное молоко для удовлетворения всех физиологических потребностей младенцев: оно содержит не только питательные вещества, но и гормоны, противомикробные препараты, пищеварительные ферменты и факторы роста. Более того, многие белки грудного молока, например казеин и мембранные белки молочных жировых глобул, являются не только источниками энергии и строительными блоками молекул, но и непосредственно стимулируют иммунитет, по крайней мере, в доклинических условиях.
Аналогичным образом, микробиом кишечника, состоящий из бактерий, архей и грибов, играет жизненно важную роль в регуляции иммунной системы. Это повышает вероятность того, что иммуностимулирующая функция белков грудного молока может быть двусторонней: не только путем непосредственной стимуляции иммунной системы, но и косвенно, путем регулирования количества кишечных микробов, которые, в свою очередь, влияют на иммунитет.
Теперь исследование китайских ученых, опубликованное в научном журнале Frontiers in Microbiology, обнаружило первые доказательства второй, окольной, функции регулирования иммунитета белков грудного молока. Авторы исследования показали, что различия в белковом составе грудного молока у разных матерей во многом объясняют различия в численности ключевых полезных микробов в кишечнике их детей, что позволяет предположить регулирующую роль этих белков в иммунной функции микробиома кишечника у человека.
«Здесь мы показываем, что концентрация определенных белков в грудном молоке человека предсказывает обилие специфических кишечных микроорганизмов у младенцев, которые, как известно, важны для здоровья», — комментирует автор исследования доктор Игнатиус Ман-Яу Сзето (Ignatius Man-Yau Szeto) из Института питания матерей и младенцев (Yili Maternal and Infant Nutrition Institute) в Пекине. «Эти результаты позволяют предположить, что материнские белки играют роль в раннем иммунном и метаболическом развитии иммунитета младенцев».
Сзето с соавторами изучили связь между белковым составом 23 китайских матерей (измеренным с помощью сверхэффективной жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии) и разнообразием и численностью полезных кишечных микробов в кале их младенцев, определенных с помощью секвенирования рРНК и количественной ПЦР в реальном времени.
Сосредоточьтесь на девяти белках
«Мы сосредоточились на девяти молочных белках, включая остеопонтин, лактальбумин и κ-казеин, поскольку недавно было обнаружено, что они способствуют раннему развитию младенцев. Их функции и механизмы еще не полностью раскрыты, поэтому мы хотели изучить их роль в регулировании микробиома младенцев», — комментирует соавтор исследования доктор Ай Чжао (Ai Zhao) из Университета Цинхуа (Tsinghua University).
Концентрация белков в грудном молоке составила 1,6% через 42 дня после родов и 1,2% через три месяца после родов. Наиболее распространенными белками были казеин, α-лактальбумин и лактоферрин. За исключением иммуноглобулина А (антитела, важного для иммунной функции слизистых оболочек), концентрация всех изученных белков снижалась в период от 42 дней до трех месяцев после родов. Микробиом кишечника младенцев в основном состоял из бактерий родов Bifidobacterium, Escherichia, Streptococcus и Enterobacter.
Связь с пробиотиками
Исследователи обнаружили сильнейшую связь между концентрацией белков грудного молока и двумя полезными бактериями, относительно редкими в микробиоме кишечника младенцев: Clostridium Butyricum и Parabacteroides distasonis, которые используются в качестве пробиотиков для людей и домашних животных.
Например, различия в концентрации κ-казеина в материнском молоке во многом объясняют различия в численности C. Butyricum в кишечнике их младенцев, тогда как вариации в концентрации остеопонтина объясняют большую часть различий в численности P. distasonis. Известно, что первая из этих бактерий регулирует гомеостаз кишечника и борется с воспалительными заболеваниями кишечника, а вторая борется с диабетом, колоректальным раком и воспалительными заболеваниями кишечника у людей.
«Результаты этого исследования показывают, что определенные белки грудного молока могут влиять на численность определенных кишечных микробов у младенцев, играя важную роль в раннем иммунном и метаболическом развитии», – заключили ученые.
Авторы предупредили, что необходимы дальнейшие исследования.
«Наши выводы основаны на корреляциях, которых недостаточно для установления прямой причинно-следственной связи. Чтобы доказать это, необходимы будущие когортные исследования и клинические испытания, в которых грудное молоко или молочные смеси будут обогащены функциональными белками», — отметил Сзето.
Авторы другого исследования утверждают, что компонент грудного молока играет решающую роль в укреплении нейронных связей в мозге младенцев.