深入探討母乳的營養組成和免疫成分,了解母乳如何幫助新生兒發育、增強免疫力,並促進腸道健康。
Nutrients. 2021 Sep 2;13(9):3094. doi: 10.3390/nu13093094.
人類母乳 (Human Breast Milk, HBM) 是新生兒最重要的營養來源,不僅提供支持嬰兒成長發展的必需能量和營養素,還包含多種具有抗感染能力的免疫成分,對嬰兒免疫系統的發育起著至關重要的作用。母乳中含有的多樣成分不僅僅是營養物質,還包括免疫調節因子、微生物群落以及外泌體與微小RNA(microRNA),這些成分共同協助嬰兒腸道健康、免疫系統發展和整體健康。
母乳在泌乳初期經歷多個變化階段,從初乳到過渡乳,再到成熟乳,每個階段中成分的比例和功能各不相同。初乳富含免疫球蛋白和乳鐵蛋白,是嬰兒初生期的重要免疫保護屏障。隨著泌乳期的推移,母乳逐漸變得更適合支持嬰兒生長和發展的多樣化營養需求。初乳中的成分濃度非常高,有助於嬰兒抵抗外來病原體,而隨著時間的推移,母乳的成分逐漸變得更易於嬰兒消化吸收,提供持續的營養支持。
母乳的營養成分非常豐富且多樣,主要包括水、碳水化合物、蛋白質、脂肪以及多種微量營養素。母乳中的水占了約87–88%,能夠維持嬰兒的水分平衡和正常的新陳代謝,這對於新生兒來說尤為重要,因為他們無法通過其他方式有效補充水分。
碳水化合物是母乳中最主要的能量來源之一,約占母乳總卡路里的40%。其中,乳糖是最主要的碳水化合物,能夠在嬰兒體內分解為葡萄糖和半乳糖,為大腦的快速發育提供重要能量支持。乳糖還有助於其他生物活性成分的吸收,例如寡糖、礦物質和鈣質。母乳中的寡糖還具備益生元的作用,能促進腸道中有益菌的生長,如雙歧桿菌,進一步改善嬰兒的腸道健康。此外,寡糖還能阻止病原菌在腸道中定殖,從而降低感染風險。
蛋白質是母乳中另一個關鍵的成分,主要由乳清蛋白和酪蛋白組成,提供嬰兒成長所需的必需氨基酸。乳清蛋白占比更高,且相較於酪蛋白更容易被嬰兒的消化系統吸收。乳清中含有α-乳白蛋白和乳鐵蛋白等功能性蛋白質,這些蛋白質具有免疫調節和抗微生物的作用,可以有效幫助嬰兒抵禦病原體。此外,免疫球蛋白如分泌型免疫球蛋白A (sIgA) 可以幫助保護嬰兒腸黏膜免受病原體侵襲,對於建立嬰兒的早期免疫防護非常重要。乳鐵蛋白還可以通過限制鐵的可用性來抑制病原體的生長,進一步強化了母乳的抗感染能力。
脂肪提供了母乳中約50%的熱量,對於嬰兒的大腦和神經系統發育至關重要。母乳中的長鏈多不飽和脂肪酸 (LCPUFAs) 如二十二碳六烯酸 (DHA) 和二十碳五烯酸 (EPA),對嬰兒的視網膜和大腦發育至關重要。此外,母乳中的鞘磷脂對於神經髓鞘的形成有積極作用,這對早產兒尤為重要,因為他們需要更多的支持來促進神經系統的成熟。母乳中的中鏈脂肪酸則提供快速的能量來源,有助於嬰兒的代謝需求。母乳中的脂肪球被特別包裹在膜中,這些脂肪球膜中含有磷脂和蛋白質,這些成分不僅有助於脂肪的消化吸收,還具有潛在的抗菌和抗病毒作用。
維生素和礦物質是嬰兒成長和發育所需的重要微量營養素。母乳中的維生素A、維生素D、維生素E和維生素K等脂溶性維生素對於維持嬰兒的免疫系統和骨骼發育有重要作用。此外,母乳中的礦物質如鈣、磷、鎂和鋅,有助於骨骼和牙齒的發育,同時也對酶系統的活性有重要影響。
除了基本的營養成分,母乳還包含多種具有免疫功能的非營養性活性成分,如sIgA、乳鐵蛋白和溶菌酶。這些免疫活性物質對於剛出生時免疫系統尚未成熟的嬰兒來說,提供了額外的重要保護。
分泌型免疫球蛋白A (sIgA) 是母乳中的主要免疫球蛋白,能夠防止病原體黏附在嬰兒的腸黏膜上,從而減少感染的機會。這種免疫防禦在嬰兒生命的最初幾個月尤為重要,因為嬰兒自身的免疫系統尚未完全發育成熟。
乳鐵蛋白是母乳中的另一重要蛋白質,具有強大的抗菌、抗病毒和免疫調節功能,通過限制病原菌生長所需的鐵元素來抑制其增殖,並且幫助嬰兒在早期建立起健康的免疫系統。此外,乳鐵蛋白還能促進腸道細胞的生長和修復,對於維持腸道的完整性和健康非常重要。
母乳中還有溶菌酶,這是一種具有廣泛抗菌活性的酶,能夠直接破壞細菌的細胞壁,進一步提高嬰兒對病原體的抵抗能力。母乳中的這些免疫成分共同作用,為嬰兒的健康成長提供了多重保障。這些免疫成分不僅能夠提供直接的抗感染保護,還可以促進嬰兒自身免疫系統的發育,從而在長期內增強免疫反應。
母乳中還含有細胞因子和生長因子,這些成分可以調節免疫系統的發展和反應。細胞因子如白細胞介素和干擾素,能夠調節免疫細胞之間的溝通,增強對病原體的防禦。而生長因子則有助於組織修復和細胞增殖,促進嬰兒各器官系統的健康發育。
母乳中存在著多樣的微生物群(如雙歧桿菌和乳酸桿菌),在過去這些微生物被認為是由外部污染或感染所致,但隨著現代分析技術的發展,如高通量的下一代測序技術,科學家們發現這些微生物實際上在母乳中扮演著重要的角色,對於嬰兒的腸道菌群定殖和免疫系統建立有著積極的影響。
母乳中的這些微生物作為益生菌,可以幫助嬰兒的腸道形成健康的菌群,從而促進腸道的消化功能和營養吸收。此外,這些益生菌還能夠刺激嬰兒的腸道免疫系統,增強對潛在病原體的防禦能力。母乳微生物群的多樣性對於嬰兒的整體健康發展,尤其是腸道健康和免疫調節,具有深遠的影響。
這些微生物還可以產生多種代謝產物,如短鏈脂肪酸,這些代謝產物對腸道環境的穩定和健康至關重要。短鏈脂肪酸可以降低腸道的pH值,抑制有害細菌的生長,同時為腸道上皮細胞提供能量,促進腸道屏障功能的完善。此外,母乳中的微生物群也可能影響嬰兒的過敏風險,有研究顯示,母乳中多樣的微生物群有助於降低嬰兒未來患上過敏性疾病的風險。
母乳中還含有來源於母親的外泌體和微小RNA (microRNA),這些外泌體不僅包含蛋白質、脂類和微RNA,還可能在嬰兒的免疫、神經和代謝系統發育中發揮關鍵作用。外泌體是一種納米級的囊泡,攜帶各種生物分子,能夠跨越細胞之間的屏障,直接影響嬰兒的細胞活動。
母乳中的微RNA具有調節基因表達的功能,可能影響嬰兒的代謝過程和免疫反應。例如,有些微RNA可以幫助調節脂質代謝,從而有助於降低未來發生代謝性疾病(如肥胖和動脈粥樣硬化)的風險。這些外泌體和微RNA的存在,使得母乳不僅僅是一種營養來源,還是一個複雜的信號傳遞系統,為嬰兒的長期健康發展提供支持。
母乳中的外泌體還能夠參與神經系統的發育。研究顯示,外泌體中所攜帶的蛋白質和RNA可能促進神經元的生長和分化,這對於嬰兒的認知功能和神經發育至關重要。此外,外泌體中的某些成分還可能具有抗炎作用,幫助降低嬰兒體內的炎症水平,從而減少因感染引起的不良影響。
總體來說,母乳是一種非常複雜且具有多種生物活性的液體,為新生兒的生長發育提供了最佳的營養和免疫支持。母乳中的每一種成分,無論是宏量營養素、免疫因子、微生物群,還是外泌體和微RNA,都對嬰兒的健康發展有著不可替代的作用,並且通過協同作用增強嬰兒的健康效益。
隨著研究的進一步深入,母乳中許多未被充分了解的活性成分可能在未來的疾病診斷和治療中發揮更重要的作用。同時,對母乳成分的深入研究也有助於改善嬰兒配方奶粉的設計,使其更接近母乳的獨特組成,從而為無法母乳餵養的嬰兒提供更好的替代選擇。母乳餵養不僅對嬰兒有益,也有助於母親的健康,包括降低乳腺癌和卵巢癌的風險。因此,母乳被認為是新生兒健康和母親健康的重要基石。
此外,母乳餵養還能夠促進母嬰之間的情感聯繫,這對於嬰兒的心理健康發展也具有積極的影響。母乳餵養過程中母親與嬰兒的皮膚接觸和親密互動,有助於建立安全的依附關係,增強嬰兒的情緒穩定性和信任感。這些因素在嬰兒的早期發展階段至關重要,並且對其未來的人格發展和社會適應能力產生長遠的影響。
總之,母乳是一種無可比擬的營養來源,其獨特的組成和多樣的生物活性成分共同促進嬰兒的身心健康發展。隨著科技的進步和研究的深入,我們對母乳的理解將不斷加深,這將有助於進一步揭示母乳的潛在健康益處,並為改善嬰兒營養提供更多的科學依據。
Nutrients. 2021 Sep 2;13(9):3094. doi: 10.3390/nu13093094.
Human Breast Milk Composition and Function in Human Health: From Nutritional Components to Microbiome and MicroRNAs
Dae Yong Yi 1 2, Su Yeong Kim 1 2
Affiliations Expand
PMID: 34578971
PMCID: PMC8471419
DOI: 10.3390/nu13093094
Abstract
Human breast milk (HBM) is not only an indispensable source of nutrients for early human growth and development, supplying components that support infant growth and development, but also contains various essential immunologic components with anti-infectious activities and critical roles in the formation of immunity. It is also known that HBM contains its own unique microbiome, including beneficial, commensal, and potentially probiotic bacteria, that can contribute to infant gut colonization. In addition, HBM-derived extracellular vesicles, exosomes, and microRNA are attracting increasing interest for their potential to transfer to the infant and their role in infant development. In this article, we examine some of the various constituents in HBM and review the evidence supporting their associated health effects and their potential applications in human health.
Keywords: human health; human milk; microbiota.
Conflict of interest statement
The authors declare no conflict of interest.
Figures