#医学顾事#母乳低聚糖与婴儿肠道健康
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母乳被称为营养的“黄金标准” , 它可以促进婴幼儿的生长发育并满足健康所需 。 母乳中含有多种有益于人体健康的功能成分 , 其中人乳低聚糖(HumanMilkOligosaccharides , HMOs)的作用十分显著 。 各个国家的学者对HMOs的研究都有很长的历史 , 对HMOs分离检测方法的研究已有近90年 。 人类的进化史 , 除了人类细胞和器官的进化 , 还有微生物菌群值得思考 。 每个人都可以视为由各种微生物定居的栖息地所组成的“岛屿” 。 这些数以亿万计的微生物主要存在于肠道中 , 形成了复杂的微生物群落 , 称之为肠道菌群 。 肠道菌群会参与影响人类健康的多种生理活动 。 本文主要阐述了HMOs对婴儿肠道菌群的影响 , 希望对婴幼儿配方奶粉的设计与发展有一定的实际应用价值 。
1 人乳低聚糖的结构
HMOs的单体是D-葡萄糖(Glc) , D-半乳糖(Gal) , N-乙酰葡糖胺(GlcNAc) , L-岩藻糖(Fuc)和唾液酸[N-乙酰神经氨酸(NeuAc)] , 其他哺乳动物的唾液酸中还包括N-羟乙酰神经氨酸 。 到目前为止 , 已有至少120种人乳低聚糖的结构被确定 , 根据其核心结构 , 可把HMOs分为13类 。 此外 , 根据编码岩藻糖基转移酶的基因II型和III型 , 可将人乳分为四类:Se+/Le+ , Se+/Le- , Se-/Le+ , Se-/Le- 。 所有HMOs的还原末端都为乳糖 , 在酶的作用下 , 通过β-1,3或β-1,6糖苷键 , 连接N-乙酰葡糖胺残基进行延伸 。 如果是以β-1,6键连接的 , 则HMOs可能为支链结构 。 在此三糖的基础上 , 其非还原末端通过β-1,3或β-1,4糖苷键连接半乳糖 , 则构成了人乳低聚糖的核心结构 。 目前已经确定了超过15种的二糖结构 。 岩藻糖残基可以通过α-1,2、α-1,3或α-1,4键 , 唾液酸残基通过α-2,3或α-2,6键连接到核心结构 , 这构成了HMOs的多样性 。
2 人乳低聚糖与牛乳低聚糖的比较
不同时期HMOs的质量浓度不同 , 人初乳低聚糖质量浓度为22~24g/L , 成熟乳中低聚糖质量浓度为10~15g/L 。 作为比较 , 在母牛产后立即收集牛初乳 , 经检测其中低聚糖质量浓度约1g/L , 在48h后质量浓度迅速降低 。 人乳内岩藻糖基化的低聚糖质量浓度高 , 唾液酸化的低聚糖仅约为10%~15% 。 牛乳则相反 , 唾液酸化低聚糖高达70%[8] 。 在牛乳中 , 少量的唾液酸化低聚糖含有半乳糖苷乳糖 , 这种结构在HMOs中是不存在的 , 中性低聚糖的数量要超过酸性低聚糖 , 目前已知的67种低聚糖中 , 有38种是中性的 , 29种是酸性的 。 岩藻糖基化低聚糖占HMOs的绝大部分 。 与此不同的是在牛乳中酸性低聚糖的含量要高于中性低聚糖 , 并且岩藻糖基化低聚糖浓度很低 。 牛初乳中含有多聚N-乙酰乳糖胺(LacNAc) , LacdiNAc和GalNAc(1-4)Glc , 但是在人乳或人初乳中并未检测出 。
3 婴儿肠道菌群
婴儿身体上的细菌主要有五大类群:放线菌门、梭杆菌门、拟杆菌门、厚壁菌门、变形菌门 。 根据婴儿肠道菌群的组成和优势菌群的存在可将婴儿肠道的核心菌群分为六组 , 第一组为链球菌属、乳杆菌属、双歧杆菌属、Faecalibacterium菌属;第二组为梭菌属、毛螺旋菌科、Blautia菌属;第三组为巴斯德氏目;第四组为艾希?志贺菌属;第五组为韦荣球菌属;第六组为拟杆菌属 。 婴儿的肠道菌群在从分娩到产后的过程中会有一定变化:变形菌门和放线菌门的两类细菌在减少 , 厚壁菌门和拟杆菌门的两类细菌有所增加 。
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3.1 婴儿肠道菌群的来源及影响因素
微生物会在新生儿出生后迅速在肠道中定殖 , 人乳驱动并调节菌群的结构和功能 。 之前的研究表明 , 新生儿在分娩过程中能够获得母亲阴道中的微生物 , 如乳杆菌属 。 剖腹产婴儿的口腔、皮肤和肠道多为葡萄球菌 , 链球菌或丙酸杆菌 。 然而近几年的研究发现 , 在胎儿早期 , 细菌可能通过两种路径进行定殖:血行性路径和上行性路径 。 研究者推测血液流动可能将母体口腔内细菌传递给胎儿 。 胎儿所生活的子宫环境并非无菌 , 接近25%的早产儿是由于母亲宫内感染和隐匿性微生物侵入羊膜腔造成的 。 在子宫内检测到的细菌是常见的阴道寄生菌 , 这表明至少在早产时 , 子宫微生物群来自阴道感染 。 对于足月分娩的健康母亲来说 , 胎盘、脐带、羊水中存在细菌 。 这些细菌通过体内的递送方式定殖于胎儿肠道 , 这也是影响肠道菌群早期组成的重要因素 。 母亲生产后的喂养方式(母乳或奶粉) , 母亲的饮食 , 社会经济地位 , 吸烟情况 , 抗生素的使用以及对微生物和早期免疫调节有深远影响的其他环境因素 , 都会影响婴儿的肠道菌群 。
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