شیرمادر – اجزای غیر تغذیه ای
- kazemianm
- دستهبندی نشده
– اجزای غیر تغذیه ای شیرمادر
Nonnutritive Components in Human Milk:
نوزاد و شیرخوار دارای سیستم ایمنی نابالغ هستند و نقصهای قابل توجهی درسیستم ایمنی دارند، همچنین دستگاه گوارش نسبتاً نفوذپذیر می باشد. این عوامل نقش برجستهای در افزایش خطر عفونت در سال اول پس از تولد دارند. خوشبختانه، شیر انسان دارای میکروبیوتای متنوع و مواد و اجزای متعددی است که بلافاصله تا حدی این عوامل ایمونولوژیک را جبران میکنند. علاوه بر این، قرار گرفتن مداوم در معرض ترکیبی از سلولها، عوامل زیستی فعال و میکروبیوتای موجود در شیر انسان، نه تنها در سیستم ایمنی نوزاد یا شیرخوار، بلکه در تقریباً هر سیستم اندام دیگر نیز اثرات مادام العمر ایجاد میکند.
پروتئینهای زیست فعال Bioactive Proteins:
عوامل خاصی مانند ایمونوگلوبولین ترشحی A (sIgA)، لاکتوفرین و لیزوزیم در بخش پروتئین وی شیر انسان وجود دارند. IgA ترشحی رایجترین ایمونوگلوبولین در شیر انسان است. این ایمونوگلوبولین توسط بافت لنفاوی روده مادر در پاسخ به چالش با آنتیژنهای خاص سنتز میشود و به سرعت به شیر منتقل میشود. دادهها نشان میدهند که واکسیناسیون مادر در دوران بارداری، مانند واکسیناسیون آنفولانزا، مننگوکوک و پنوموکوک، با سطوح بسیار بالاتر sIgA اختصاصی پاتوژن در شیر مادر آن زنان مرتبط است.
این عمل منجر به خنثی شدن آنتی ژن ها می شود. همچنین سبب تحریک سیستم ایمنی برای ایجاد پاسخ ایمنی می شود. غلظت sIgA در آغوز بیشترین مقدار را دارد و در ۴ هفته اول پس از زایمان کاهش مییابد. کمترین مقدار در ۶ ماه پس از تولد مشاهده میشود و پس از آن مقادیر کمی افزایش مییابد تا به سطوحی برسد که در طول ۲ سال شیردهی نسبتاً ثابت باقی میمانند. در سطوح پایینتر ایمونوگلوبولین M، ایمونوگلوبولین G، ایمونوگلوبولین D و ایمونوگلوبولین E نیز در شیر مادر وجود دارند.
برخی از اسیدهای آمینه آزاد ممکن است نقش دوگانهای در نوزادان و شیرخواران داشته باشند. تورین برای رشد روده ضروری است و گلوتامین سوختی برای انتروسیتها است و سیستم ایمنی روده را تحریک میکند. لیزوزیم از طریق تجزیه اسیدهای آمینه در دیوارههای سلولی باکتریها، اثرات ضد باکتریایی دارد.
لاکتوفرین یک پروتئین فاز حاد است که وقتی به آهن (آپولاکتوفرین) متصل نمیشود، فعالیت ضد میکروبی از خود نشان میدهد. با اتصال آهن اضافی، از جذب آهن توسط باکتریها جلوگیری میکند و رشد باکتریهای غیر بیماریزا را تقویت میکند. لاکتوفرین همچنین با سایر پروتئینهای دفاعی میزبان برای از بین بردن باکتریها و ویروسها عمل میکند. یک اثر تقویتکننده رشد بر اپیتلیوم روده نیز به لاکتوفرین نسبت داده شده است.
لاکتوفرین یک گلیکوپروتئینی است که به آهن باند نشده ولی همه کاره است و جزء کلیدی پاسخ ایمنی ذاتی به عفونت است. این پروتئین فراوانترین پروتئین در بخش پروتئین وی شیر انسان است و همچنین در ترشحات مخاطی وجود دارد.
در نمونههای مدفوع نوزادان و شیرخواران شیر مادرخوار، تقریباً 5 تا 10 درصد لاکتوفرین بلعیده شده بازیابی شده است. لاکتوفرین از طریق چندین مکانیسم، عملکرد سیستم ایمنی را نیز تعدیل میکند. پس از اتصال به گیرنده خود روی لنفوسیتها، ماکروفاژها و سلولهای دندریتیک، این گلیکوپروتئین به هسته منتقل میشود، جایی که به عنوان یک فاکتور رونویسی شده عمل میکند. در نتیجه، لاکتوفرین بر تکثیر و تمایز سلولهای ایمنی و تولید سیتوکین (به عنوان مثال، اینترلوکین 1β، اینترلوکین 18، فاکتور رشد تغییر دهنده (transforming growth factor [TGF] β) تأثیر میگذارد.
یک گیرنده لاکتوفرین نیز در انتروسیتهای روده انسان وجود دارد. در یک مدل خوکچه، تجویز لاکتوفرین گاوی باعث افزایش تکثیر سلولهای روده، عمق کریپت و بیان بتا-کاتنین(β-catenin expression)، پروتئینی که در چسبندگی سلول به سلول نقش دارد، شد. با توجه به این اثرات بر دستگاه گوارش در یک مدل حیوانی، تصور میشود که لاکتوفرین شیر انسان نقش مهمی در رشد و بلوغ روده در نوزاد و شیرخوار دارد. آزمایشهای مکمل لاکتوفرین رودهای در نوزادان نارس و شیرخواران نتایج متفاوتی داشته است، به طوری که برخی مطالعات میزان کمتری از سپسیس و انتروکولیت نکروزان را نشان دادهاند، اما برخی دیگر هیچ فایدهای را نشان ندادهاند.
استئوپونتین Osteopontin :
استئوپونتین (OPN) که برای اولین بار در استخوان شناسایی شد، یک گلیکوپروتئین است که تقریباً در تمام مایعات بدن یافت میشود. تا روز سوم شیردهی، سطوح نسبتاً بالایی از OPN در شیر انسان وجود دارد. این یافته نشان میدهد که OPN ممکن است در سلامت و رشد نوزاد و شیرخوار نقش داشته باشد. استئوپونتین توسط لنفوسیتها، ماکروفاژها و سلولهای کشنده طبیعی ترشح میشود و عملکردهای ایمنی متعددی دارد، از جمله عمل به عنوان یک جاذب شیمیایی برای انواع گلبولهای سفید، توسعه و تکثیر سلولهای T و القای ایمنی سلول T کمکی 1 و سرکوب ایمنی سلول T کمکی 2. علاوه بر این، OPN در بازسازی بافت و تشکیل استخوان نقش دارد. در مدلهای حیوانی، OPN بر رشد روده تأثیر میگذارد و پاسخ میزبان به روتاویروس، ویروس هرپس انسانی 1، مایکوباکتریها و برخی عفونتهای باکتریایی را افزایش میدهد. در تنها کارآزمایی بالینی منتشر شده تا به امروز، محققان سطح OPN انسانی را در پلاسمای نوزادان ترم که منحصراً با شیر مادر تغذیه میشوند، با نوزادانی که با شیر خشک حاوی OPN گاوی تغذیه میشوند، و همچنین با گروه کنترلی که شیر خشک آنها حاوی OPN گاوی اضافی نبود، مقایسه کردند. در ۱ و ۶ ماهگی، در مقایسه با نوزادانی که با شیر مادر تغذیه میشوند، نوزادانی که با شیر خشک غنی شده با OPN گاوی تغذیه میشوند، عملکرد مشابهی داشتند.
سطح پلاسمایی OPN انسانی، در حالی که افراد گروه کنترل سطح قابل توجهی پایینتری داشتند. علاوه بر این، تجزیه و تحلیل زیرمجموعههای لنفوسیتها و مونوسیتهای در گردش خون، نسبت افزایشیافتهای از سلولهای T و مونوسیتهای در گردش را در افراد دریافتکننده OPN نشان داد که نشان میدهد OPN ممکن است به طور مطلوبی بر سیستم ایمنی نوزاد تأثیر بگذارد.
لیپیدهای زیستفعال Bioactive Lipids :
محصولات ناشی از هیدرولیز لیپید، اسیدهای چرب آزاد و مونوگلیسیریدها با جلوگیری از اتصال و عفونت بعدی، فعالیت ضدمیکروبی در برابر انواع پاتوژنها را نشان میدهند. غشای گلبول چربی شیر انسان، که مملو از فسفولیپیدها، کلسترول، اسفنگومیلین، فسفاتیدیل کولین و فسفاتیدیل اتانول آمین است و حاوی فعالیت زیستی ضروری برای رشد عصبی و رشد شناختی است. یک پروتئین خاص گلبول چربی شیر انسان (MFG-E8) ممکن است التهاب روده را کاهش دهد.
کربوهیدراتهای زیستفعال Bioactive Carbohydrates :
الیگوساکاریدهای شیر انسان (HMOs)، که دستهای از پلیمرهای کربوهیدراتی پیچیده با زنجیره کوتاه و بلند هستند، توسط غده پستانی سنتز میشوند. پس از لاکتوز و لیپیدها، HMOs سومین جزء فراوان در شیر انسان هستند. آنها توسط دستگاه گوارش فوقانی انسان هضم نمیشوند، اما تا زمانی که توسط باکتریهای روده بزرگ تخمیر نشوند، دست نخورده باقی میمانند. بیش از 200 نوع مختلف از HMO شناسایی شده است. ترکیب و الگوی HMOs به صورت ژنتیکی تعیین میشود و بین زنان و مرحله شیردهی متفاوت است. جالب توجه است که در مقایسه با مادری که در زمان مقرر زایمان میکند، شیر مادری که نوزاد نارس به دنیا میآورد، حاوی غلظت HMO به طور قابل توجهی بالاتری است.
با مصرف HMOs اثرات متعددی در بدن اعمال می شود. یکی از شناختهشدهترین اثرات HMOها، نقش آنها به عنوان یک پریبیوتیک است که به تعدیل رشد میکروبیوتای مفید روده، مانند سویههای بیفیدوباکتریها، کمک میکند. علاوه بر این، HMOها مستقیماً چسبندگی چندین سویه بالقوه بیماریزا، از جمله کمپیلوباکتر، هلیکوباکتر و اشریشیا کلی را به سطوح مخاطی مهار میکنند. علاوه بر این، با تشویق به رشد جمعیت مطلوب باکتریها به جلوگیری از چسبندگی و کلونیزاسیون توسط گونههای بیماریزای نامطلوبتر کمک میکند. الیگوساکاریدهای شیر انسان، گیرندههای اپیتلیال باکتریایی را در مجاری تنفسی، گوارشی و ادراری تقلید میکنند و با این کار از اتصال عوامل بیماریزا جلوگیری میکنند. مشاهده شده است که الیگوساکاریدهای شیر انسان، چه در داخل بدن و چه در خارج از بدن، از طریق تغییر تولید سیتوکین توسط سلولهای اپیتلیال روده و سلولهای T به عنوان تعدیلکنندههای سیستم ایمنی عمل میکنند.
الیگوساکاریدهای شیر انسان نیز ممکن است در رشد نوزاد نقش داشته باشند، احتمالاً با شکل دادن به میکروبیوم، اگرچه مکانیسمهای دقیق آن ناشناخته است. برخی از HMOها، مانند 2′-فوکوزیلاکتوز، ممکن است منجر به افزایش وزن بیش از حد در 6 ماه اول پس از تولد شوند، و جالب اینجاست که این یک HMO غالب است که به شیر خشک اضافه میشود. عوامل جغرافیایی، ژنتیکی و رفتاری که میتوانند منجر به تغییرات گسترده در ترکیب HMOها شوند، پیامدهای گستردهای بر سلامت و رفاه مادر و نوزاد/ شیرخوار دارند. تا زمانی که درک بهتری از این تنوع و اثرات در داخل بدن وجود نداشته باشد، افزودن HMOهای انتخاب شده به شیر خشک ممکن است منجر به پیامدهای ناخواسته شود.
عناصر سلولی Cellular Elements:
شیر انسان حاوی سلولهای زنده، از جمله ماکروفاژها، لنفوسیتها، نوتروفیلها و سلولهای اپیتلیال است. آغوز حاوی بیشترین سلولها، عمدتاً نوتروفیلها، است. با بالغ شدن شیر، تعداد سلولها کاهش مییابد و نوع سلولها به سلولهای تک هستهای مانند ماکروفاژها (90٪) و لنفوسیتها (10٪) تغییر میکند. نوتروفیلهای موجود در آغوز، کشته شدن باکتریها، فاگوسیتوز و کموتاکسی را تقویت میکنند. برخی از محققان، نوتروفیل را به عنوان محافظ غده پستانی در دفاع از التهاب میدانند و نقش کمتری را در نوزاد و شیرخوار دارند. ماکروفاژ در شیر انسان در فاگوسیتوز، ترشح لیزوزیم، کشتن باکتریها و تعامل با لنفوسیتها برای کمک به دفاع میزبان عمل میکند. سلولهای بنیادی شیر انسان، با DNA مادر، قادر به عبور از اپیتلیوم روده نوزاد و ادغام در بافتهای نوزادان هستند. این سلولهای بنیادی پرتوان ممکن است در دفاع میزبان، محافظت در برابر التهاب و استرس اکسیداتیو در دوران نوزادی، از جمله ترمیم بافت، نقش داشته باشند. آنها همچنین ممکن است اثرات طولانی مدت بر رشد، متابولیسم و محافظت در برابر بیماری داشته باشند.
میکروبیوتای شیر انسان Human Milk Microbiota:
در هنگام تولد، روده نوزاد بسیار نفوذپذیر است، حاوی تعداد کمی باکتری یا هیچ باکتری نیست، و دارای سیستم ایمنی توسعه نیافته است. علاوه بر روش زایمان، روزهای اول تغذیه رودهای عامل کلیدی در ترکیب میکروبیوتای روده است. با فراهم کردن باکتریها و عوامل پریبیوتیک، مانند الیگوساکاریدها، تصور میشود که شیر انسان نقش برجستهای در ایجاد میکروبیوم روده و توسعه بهینه ایمنی مخاط روده و یکپارچگی سد روده ایفا میکند. میکروبیوتای نوزاد به عنوان مجموع ارگانیسمهای میکروبی موجود در یک محیط خاص تعریف میشود، در حالی که میکروبیوم مجموع مواد ژنتیکی و میکروارگانیسمهایی است که در محیط یافت میشوند. هم باکتریها و هم خودشان و ماده ژنتیکی برای تأمین سلامت مطلوب و محافظت در برابر بیماری در میزبان عمل میکنند. شیر انسان دارای میکروبیوتای قوی است که شامل چند صد گونه باکتریایی با غلظت تقریبی 104 تا 106 در هر میلیلیتر است. شایعترین گونهها استرپتوکوک و استافیلوکوک و پس از آن بیفیدوباکتریوم، لاکتوباسیلوس، انتروکوک و پروپیونی باکتریوم هستند. در مقایسه با شیر انتقالی و شیر بالغ، آغوز درجه بالاتری از تنوع میکروبی دارد اما محتوای باکتریایی کل آن کمتر است. منشأ میکروبیوتای شیر انسان به طور قطعی مشخص نشده است.
یکی از منابع ارگانیسمها، فلور سطح سینه است. با این حال، باکتریهای موجود در قسمت بیرونی سینه به طور کامل تنوع میکروبیوتای شیر انسان را توجیه نمیکنند. فرض بر این است که مسیر رودهای-پستانی مسئول آوردن گونههای باکتریایی از دستگاه گوارش مادر به غده پستانی است. تأثیر شیر انسان بر ترکیب میکروبیوتای نوزاد یا شیرخوار با شباهت بین جمعیت باکتریایی مدفوع نوزاد شیر مادرخوار و شیر مادر نشان داده شده است.
میکروبیوتای دستگاه گوارش نقش مهمی در حفظ یکپارچگی مخاط روده، تقویت توسعه پاسخهای ایمنی ذاتی و اکتسابی نوزاد و مقاومت در برابر کلونیزاسیون توسط باکتریهای بیماریزا ایفا میکند. روده نوزاد باید بین باکتریهای پاتولوژیک و باکتریهای همزیست تمایز قائل شود، زیرا آنها الگوهای مولکولی مرتبط با پاتوژن را به اشتراک میگذارند. شیر انسان شناسایی و اتصال هماهنگ با HMOها را از طریق گیرندههای (toll-like receptors) تقویت میکند. وجود یک مجموعه محدود از میکروبهای همزیست، نشانهای از تعدیل ایمنی و همچنین هموستاز در محیط ناپایدار سیستم ایمنی نابالغ نوزاد است. اگرچه پاتوژنز آسم و آلرژی چند عاملی است، شواهد فزایندهای به نقش برجسته میکروبیوتای فرد در ایجاد این اختلالات اشاره دارد. ترکیبی از IgA ترشحی مشتق از شیر انسان، TGF-β و میکروبیوتای همزیست بر رشد فولیکول لنفاوی جدا شده مرتبط با روده تأثیر میگذارند و منجر به تعادل مناسبی از لنفوسیتهای تحملکننده و التهابی میشوند. از طریق این مکانیسمها، نوزاد یا شیرخوار کمتر در معرض آسیب رودهای از طریق پاسخهای التهابی تشدید شده و همچنین پاسخهای هایپرایمیون و خودایمنی کمتر که میتوانند منجر به آلرژی و بیماری شوند، قرار میگیرد. در عین حال، نوزاد یا شیرخوار در برابر عوامل بیماریزای بالقوه محافظت میشود. علاوه بر این، فرض شده است که اجزای مولکولی شیر انسان، مانند الیگوساکاریدها، به میکروبیوتای دستگاه گوارش در انجام این نقشها کمک میکنند. شواهد اخیر به هدایت … اشاره دارد.
شواهد اخیر نشان میدهد که تغذیه مستقیم با شیر مادر در مقایسه با تغذیه با شیر دوشیده شده، استراتژی تغذیهای بهینه برای فراهم کردن میکروبیوم هموستاتیک است.
نوکلئوتیدها Nucleotides :
گزارش شده است که پیشسازهای فوری برای سنتز RNA و DNA، نوکلئوتیدهای غذایی بر عملکرد ایمنی، جذب آهن، فلور روده، متابولیسم لیپوپروتئین و رشد سلولی بافتهای روده و کبد تأثیر میگذارند.
میکروRNA :
اخیراً مشخص شده است که مانند سایر مایعات بدن، شیر انسان حاوی وزیکولهای خارج سلولی فراوانی است. وزیکولهای خارج سلولی دارای مواد متنوعی هستند و در طیف وسیعی از فرآیندهای بیولوژیکی، مانند
ارتباط بین سلولی، تنظیم ژن و پاسخهای ایمنی نقش دارند. یکی از انواع وزیکولهای خارج سلولی موجود در شیر انسان که توجه زیادی را به خود جلب کرده است، اگزوزوم حاوی میکرو RNA است. میکرو RNA مولکولهای زیستی کوچکی با طول ۲۱ تا ۲۵ نوکلئوتید و RNA غیر کدکننده دو رشتهای هستند که بیان ژن را در سطح پس از رونویسی تنظیم میکنند. میکرو RNA از سلولهای اپیتلیال غدد پستانی ترشح میشوند. این میکرو RNA های مشتق شده از شیر در اگزوزومها برای گردش در سیستم روده نوزاد یا شیرخوار پایدار میمانند.
در شرایط آزمایشگاهی، میکرو RNA های اگزوزوم شیر انسان توسط سلولها جذب میشوند و نشان داده شده است که اثرات متعددی دارند، از جمله مهار تولید سیتوکین سلول T و افزایش عملکرد تنظیمی سلول T و از بین بردن باکتریها. در هر دو خوک و موش، تجویز اگزوزومها تکثیر سلولهای اپیتلیال روده را افزایش میدهد، که نشان میدهد آنها رشد و عملکرد دستگاه گوارش را تقویت میکنند. نقش شیر به عنوان یک تنظیمکننده اپیژنتیک برای بیان ژن در ادبیات پستانداران مستند شده است. به عنوان یک تعدیلکننده برای متیلاسیون DNA، میکرو RNA ظرفیت تنظیمی بر انتقال سیگنال و رشد و بلوغ سلول دارد. تحقیقات نوظهور، میکرو RNA را به توسعه تومورهای سرطانی و بیماریهای نورودژنراتیو مانند پارکینسون و آلزایمر مرتبط میکند.
هورمونها و فاکتورهای رشد Hormones and Growth Factors :
بسیاری از هورمونها (مثلاً کورتیزول، فاکتورهای رشد شبه انسولین، انسولین، هورمون تیروئید)، فاکتورهای رشد (مثلاً فاکتور رشد اپیدرمی، فاکتور رشد عصبی) و واسطههای گوارشی (مثلاً نوروتنسین، موتیلین) که ممکن است بر عملکرد دستگاه گوارش یا ترکیب بدن تأثیر بگذارند، در شیر انسان وجود دارد. به عنوان مثال، فاکتور رشد اپیدرمی یک پلیپپتید است که سنتز DNA، سنتز پروتئین و تکثیر سلولی و بلوغ سلولهای روده را تحریک میکند. فاکتور رشد اپیدرمی در برابر هضم پروتئولیتیک مقاومت میکند و یکی از عملکردهای آن نظارت بر لومن روده است که هرگونه اختلال در یکپارچگی روده را ترمیم میکند.
فاکتور رشد عصبی ممکن است با تقویت رشد و بلوغ عصبی، در عصبدهی دستگاه گوارش نقش داشته باشد. لپتین، گرلین و آدیپونکتین (Leptin, ghrelin, and adiponectin) هورمونهایی هستند که در پستان تولید میشوند و در شیر انسان یافت میشوند. آنها ممکن است نقشهای مهمی در تنظیم مصرف غذا، متابولیسم انرژی، حساسیت به انسولین و متابولیسم اسیدهای چرب داشته باشند. سطح لپتین و آدیپونکتین در شیر انسان با توجه به چاقی، عوامل نژادی و مدت شیردهی مادر متفاوت است. تأثیر فنوتیپ مادر بر این ترکیبات و سایر ترکیبات زیست فعال در شیر انسان و تأثیرات آنها بر رشد نوزاد و شیرخوار، زمینههای تحقیقاتی فعالی هستند.
مسیرهای ایمنی رودهای-پستانی و برونکو-پستانی، ارتباط عملکردی بین مواجهه با آنتیژن خارجی در دستگاه گوارش و دستگاه تنفسی مادر و اثرات ایمونولوژیک بعدی مشاهده شده در شیر مادر هستند.
قرار گرفتن در معرض آنتیژنهای خارجی، سلولهای پلاسما را تحریک میکند که sIgA اختصاصی آن آنتیژن را ترشح میکنند. سلولهای پلاسما از سیستم لنفاوی عبور میکنند و در سطوح مخاطی و در غده پستانی ترشح میشوند. بنابراین، مصرف شیر انسان، آنتیبادی sIgA غیرفعال علیه آن آنتیژن را برای نوزاد و شیرخوار فراهم میکند. این پاسخ سریع است؛ ظرف چند ساعت تا چند روز پس از مواجهه مادر با یک آنتیژن خارجی، آنتیبادیها در شیر ظاهر میشوند. این پاسخ همچنین مداوم است، و تولید آنتیبادی هر زمان که مواجهه وجود داشته باشد، رخ میدهد. آنتیبادی sIgA میتواند حتی قبل از اینکه نوزاد یا شیرخوار در معرض عامل بیماریزا قرار گیرد، تولید و در شیر انسان رسوب کند. تماس نزدیک مادر شیرده و نوزاد، امکان عملکرد چنین سیستمی را فراهم میکند. پروتکلهای تماس پوست به پوست برای نوزادان نارس بستری در بیمارستان، این صمیمیت بیولوژیکی را تسهیل میکند. تغییرات در برخی از اجزای تعدیلکننده سیستم ایمنی شیر انسان در پاسخ به عفونت در نوزاد و شیرخواری که از شیرمادر تغذیه می کند، اندازهگیری شده است.
در طول عفونت فعال در نوزادان شیرخوار، سطح ماکروفاژها و فاکتور نکروز تومور آلفا (tumor necrosisfactor-α) در شیر مادر افزایش یافته است که نشاندهنده تعامل پویا بین وضعیت سلامت نوزاد و دفاع ایمنی مادر در شیر اوست.