乳脂肪球膜與嬰幼兒健康研究進(jìn)展

胡亞卓，王玉樹，劉成龍，宋 飛

（圣元營養(yǎng)食品有限公司，山東 青島 266500）

嬰幼兒的前1 000 d（即懷孕至產(chǎn)后的2 歲）被認(rèn)為是人一生中發(fā)育和認(rèn)知的關(guān)鍵時(shí)期，嬰幼兒處于快速生長、器官成熟、免疫系統(tǒng)和大腦快速發(fā)育階段。母乳是嬰幼兒最理想的食物，由于脂肪球具有獨(dú)特的生理結(jié)構(gòu)，使得母乳脂肪具有特殊的功能特性[1]。但是受母親母乳不足或正在用藥以及社會工作壓力等因素影響，許多父母部分或完全使用母乳替代品——嬰幼兒配方奶粉喂養(yǎng)嬰兒。為了盡可能接近母乳喂養(yǎng)的功能結(jié)果，支持嬰幼兒的健康發(fā)育，配方奶粉母乳化是相關(guān)人員研究的趨勢和最終標(biāo)準(zhǔn)。隨著對母乳的深入研究，越來越多的嬰幼兒配方奶粉中開始添加乳脂肪球膜補(bǔ)充劑，其對于嬰幼兒配方奶粉行業(yè)的發(fā)展意義重大。

研究發(fā)現(xiàn)，乳脂肪球膜（Milk Fat Globule Membrane，MFGM）具有復(fù)雜的組成成分和潛在的生物學(xué)價(jià)值，是母乳中眾多營養(yǎng)成分之一，能夠參與脂肪的消化、吸收和代謝的過程，提高嬰幼兒認(rèn)知和免疫功能，對嬰幼兒生長發(fā)育和腸道功能至關(guān)重要。但市面上大部分嬰幼兒配方奶粉的脂肪通常由植物油混合物代替，這在一定程度上降低了配方奶粉喂養(yǎng)的嬰兒對于脂肪的利用率，可影響其生長發(fā)育。因此，研究母乳中的乳脂肪球膜的功能特性和生理結(jié)構(gòu)十分必要。

1 乳脂肪球膜的結(jié)構(gòu)及組成成分

近年來，我國對于乳脂肪球膜結(jié)構(gòu)的研究已取得了一定的進(jìn)展，其中乳脂肪是乳中以乳脂肪球（Milk Fat Globule，MFG）形式存在的一種組成和結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜的脂質(zhì)。MFG 直徑通常為0.2～20.0 μm，平均大小為4 μm，其含量為3%～5%[2]。MFGM 包裹著乳脂球，能夠促進(jìn)MFG 從乳腺分泌。MFGM 富含非糖基化和糖基化的生物活性蛋白和脂質(zhì)，并含有抗菌作用的成分，包括神經(jīng)節(jié)苷類、低聚糖、糖蛋白、親丁酸蛋白、乳黏蛋白和黏蛋白等[3]。有研究表明，人類MFGM 可能影響細(xì)菌附著[4]。MFGM 含量占MFG總質(zhì)量的2.07%～2.99%，主要來源于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和頂端質(zhì)膜。乳脂肪球膜中的MFGM 蛋白被認(rèn)為是分泌細(xì)胞的代表，在總蛋白含量中占1%～4%，且具有乳化特性，牛乳等哺乳動物乳是配方乳粉的主要原料，地域、環(huán)境以及哺乳動物的物種和泌乳期等因素會影響MFGM 中各成分的含量[5]。

乳脂肪球膜具有3 層結(jié)構(gòu)，其脂質(zhì)的主要成分有磷脂酰膽堿（Phosphatidyl Choline，PC）、腦磷脂（Phosphatidyl Ethanolamine，PE）、磷脂酰肌醇（Phosphatidylinositol，PI）、磷脂酰絲氨酸（Phosphatidylserine，PS）、神經(jīng)鞘磷脂（Sphingomyelin，SM）以及其他微量成分。乳脂肪球膜組成復(fù)雜，蛋白質(zhì)種類眾多，目前還未形成統(tǒng)一的定性和定量方法，因此商業(yè)化生產(chǎn)中多以鞘磷脂和神經(jīng)節(jié)苷脂的含量作為其配料的衡量指標(biāo)[3]。

牛乳脂肪球膜中有數(shù)百種參與脂質(zhì)合成和分泌的蛋白質(zhì)。人乳脂肪球膜與牛奶、羊奶和牦牛奶的共有蛋白質(zhì)分別為175 種、95 種和76 種，且牛乳脂肪球膜中磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯高于除人乳外的其他羊奶、牦牛奶等常用哺乳動物乳。這也是市面上大多數(shù)嬰幼兒配方奶粉選擇牛乳作為主要原料的原因[6-7]。

2 乳脂肪球膜的功能特性

2.1 對大腦認(rèn)知能力以及神經(jīng)發(fā)育的影響

已有文獻(xiàn)證明，母乳與嬰幼兒認(rèn)知能力的發(fā)育呈正相關(guān)。研究表明，用添加MFGM 的配方乳粉、標(biāo)準(zhǔn)配方乳粉以及母乳（母乳為對照組）分別喂養(yǎng)8 周內(nèi)的嬰兒至6 個(gè)月，結(jié)果表明添加MFGM 奶粉與母乳喂養(yǎng)的嬰兒相比，其在認(rèn)知發(fā)育方面的差異逐漸減 小。MFGM 中含有的PS、PC、PI、PE 和SM 這5 種磷脂是構(gòu)成大腦結(jié)構(gòu)腦磷脂群的主要成分，腦磷脂群可以調(diào)控大腦信息以及維持神經(jīng)信息的傳導(dǎo)，是神經(jīng)元生長的必需品[8]。MFGM 能夠通過提高營養(yǎng)水平，上調(diào)谷氨酸受體1（Glutamate Receptor 1，GluR-1）等基因表達(dá)，促進(jìn)大腦和神經(jīng)的發(fā)育[7]。現(xiàn)今隨著人們對MFGM 的不斷研究，MFGM 對于嬰幼兒的大腦認(rèn)知能力以及神經(jīng)發(fā)育的有利影響被得到證實(shí)，許多乳品企業(yè)相繼推出了富含MFGM 的嬰幼兒配方乳粉[5]。

牛乳和人乳中MFGM 磷脂和鞘脂類占總?cè)闃O性脂類的60%～70%，其中PC 能夠與體內(nèi)乙酰反應(yīng)生成乙酰膽堿（Acetylcholine，ACh），從而促進(jìn)大腦發(fā)育。ACh 能夠加快大腦神經(jīng)細(xì)胞之間的信息傳遞、增強(qiáng)記憶力、提高大腦活力。SM 主要存在于神經(jīng)系統(tǒng)中，是細(xì)胞活動的調(diào)節(jié)因子，有利于大腦認(rèn)知能力的發(fā)展。PS 能夠維持和修復(fù)神經(jīng)細(xì)胞，增強(qiáng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)中神經(jīng)生長因子的活性，促進(jìn)ACh 的生成，刺激多巴胺的釋放。PE 是哺乳動物發(fā)育所必需的一種多功能磷脂，對神經(jīng)突觸的形成過程有重要作用。而PI 則會影響信息傳遞的功能。因此，MFGM 中的磷脂對神經(jīng)發(fā)育和大腦功能發(fā)展十分重要[9]。

2.2 對免疫系統(tǒng)的影響

乳脂肪球膜是蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和酶的潛在來源，可以有效地影響免疫反應(yīng)。研究表明，MFGM 可以改善營養(yǎng)不良嬰兒的代謝異常，增強(qiáng)免疫功能，還有助于增強(qiáng)嬰兒的先天免疫系統(tǒng)，保護(hù)嬰幼兒免受革蘭氏陽性細(xì)菌感染[2,6]。因此，喂養(yǎng)母乳或者添加MFGM 的嬰幼兒配方奶粉可以提高嬰幼兒的免疫功能，降低嬰幼兒發(fā)病率。

MFGM 可以通過影響脾細(xì)胞的增殖、凋亡以及細(xì)胞因子的釋放發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。研究表明，MFGM 主要影響Thi 細(xì)胞因子的產(chǎn)生，抑制細(xì)胞增殖，且與細(xì)胞因子分泌之間呈正相關(guān)。細(xì)胞因子可以啟動和調(diào)節(jié)淋巴細(xì)胞免疫功能，在免疫反應(yīng)的發(fā)生和解決中起著至關(guān)重要的作用。細(xì)胞因子是一種非抗體蛋白，通過促進(jìn)細(xì)胞活化或刺激細(xì)胞增殖或分化，作為免疫反應(yīng)的細(xì)胞間介質(zhì)。更重要的是，它們決定了特定抗原的免疫調(diào)節(jié)或免疫抑制能力。免疫調(diào)節(jié)包括免疫系統(tǒng)的增強(qiáng)和抑制，最終的免疫反應(yīng)是增強(qiáng)(輔助)和抑制影響之間平衡的結(jié)果。在這種情況下，細(xì)胞因子在黏膜抗體和細(xì)胞介導(dǎo)的免疫中發(fā)揮重要作用。研究表明，MFGM 對促炎細(xì)胞因子產(chǎn)生的抑制作用與刺激類型有關(guān)，其可能主要通過誘導(dǎo)細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)對Th細(xì)胞群產(chǎn)生不同的影響。但是MFGM 效應(yīng)不是細(xì)胞特異性的，并且不能排除對其他細(xì)胞類型(除了T 細(xì)胞和B 細(xì)胞)的影響[10]。MFGM 中的蛋白質(zhì)能夠抑制多種病原體，包括大腸桿菌、輪狀病毒以及腸毒素等，但是MFGM 抗感染特性背后的作用機(jī)制尚不清晰，需要進(jìn)一步研究[11]。

2.3 對胃腸道的影響

新生兒的腸道功能以及腸道黏膜免疫屏障功能不完善，且固有免疫的協(xié)同作用缺陷影響腸道健康，易產(chǎn)生過度炎癥反應(yīng)，甚至引起嚴(yán)重的胃腸道疾病[12]。MFGM 在腸道不同區(qū)域消化和吸收的能力不同，尤其是在未成熟和更具滲透性的腸細(xì)胞壁中，對于嬰幼兒來說，MFGM 在其胃腸道中可能比成人具有更強(qiáng)的抗炎作用[10]。此外，MFGM 對腸道菌群具有一定的調(diào)節(jié)作用，還能夠促進(jìn)嬰兒腸道結(jié)構(gòu)發(fā)育和腸道上皮細(xì)胞分化，加強(qiáng)結(jié)腸黏液屏障，使腸道微生物菌群正常發(fā)育，預(yù)防有害炎癥的刺激[8]。嬰兒免疫系統(tǒng)和胃腸道的發(fā)育成熟，包括腸道微生物群的動態(tài)發(fā)育，為長期代謝和免疫健康奠定了基礎(chǔ)[4]。

乳脂球膜和乳鐵蛋白是人乳中的生物活性成分，具有促進(jìn)胃腸道和免疫發(fā)育的作用。有報(bào)道稱，健康足月嬰兒在18 個(gè)月齡之前，添加牛MFGM 和牛乳鐵蛋白來源的以牛奶為基礎(chǔ)的嬰兒配方奶粉，嬰兒在12 個(gè)月齡之前發(fā)生腹瀉和呼吸相關(guān)不良事件的概率顯著降低[4]。母乳是為嬰兒提供營養(yǎng)的所有食物中的“黃金標(biāo)準(zhǔn)”，這是因?yàn)槟溉樘峁┝伺c嬰幼兒生長發(fā)育相關(guān)的營養(yǎng)物質(zhì)和生物活性成分，并且有利于預(yù)防嬰幼兒胃腸道和其他感染，母乳中的抗感染因子包括免疫球蛋白、抗菌和抗病毒蛋白、白細(xì)胞和低聚糖等。因此，市面上的所有嬰兒配方奶粉均以母乳的成分和功能為目標(biāo)，并且盡可能縮小其與母乳間的差距。

2.4 對肥胖的風(fēng)險(xiǎn)

肥胖是一個(gè)嚴(yán)重和令人擔(dān)憂的全球健康問題，與人們的飲食和生活方式等因素密切相關(guān)，而且肥胖還會增加患其他代謝紊亂疾病的風(fēng)險(xiǎn)。

人類白色脂肪組織的發(fā)育開始于妊娠晚期，并通過前脂肪細(xì)胞的增殖和隨后的分化持續(xù)到出生后，成熟的脂肪細(xì)胞以脂質(zhì)形式儲存能量。脂肪細(xì)胞數(shù)量從整個(gè)兒童期和青春期增加到平臺期，并在成年期保持不變[13]。肥胖個(gè)體的白色脂肪組織比正常體重的個(gè)體有更多和更大的脂肪細(xì)胞。脂肪細(xì)胞數(shù)量的差異早在兒童早期就已出現(xiàn)，這表明生長發(fā)育早期是易患肥胖癥的關(guān)鍵時(shí)期。母乳喂養(yǎng)已被證明可以在一定程度上降低嬰幼兒產(chǎn)生肥胖的風(fēng)險(xiǎn)，MFGM 可以在不影響脂肪生成的情況下，通過預(yù)防成人飲食結(jié)構(gòu)下的脂肪細(xì)胞肥大，降低成年后肥胖的易感性。這證實(shí)了早期食用MFGM 對生長后期降低肥胖風(fēng)險(xiǎn)的重要性。

已有研究證明，肥胖與腸道菌群的失調(diào)有關(guān)。LI等[14]通過將腸道微生物從肥胖小鼠轉(zhuǎn)移到瘦小鼠體內(nèi)，成功誘導(dǎo)了肥胖表現(xiàn)型，確定了腸道微生物群在能量穩(wěn)態(tài)和代謝正常狀態(tài)中起到的關(guān)鍵作用。此外，腸道微生物群與生物健康息息相關(guān)，飲食是腸道微生物群組成及其功能的主要驅(qū)動因素之一，MFGM 的攝入可以調(diào)節(jié)高脂飼料喂養(yǎng)小鼠的腸道微生物群的組成，促進(jìn)有益菌的黏附，并提高其在腸道的存活能力，調(diào)節(jié)腸道菌群[7,11]。同時(shí)，MFGM 可減輕高脂肪飲食引起的結(jié)腸炎癥、全身炎癥以及代謝性內(nèi)毒素血癥等。這表明MFGM 能在對抗肥胖相關(guān)的代謝和炎癥疾病中發(fā)揮重要作用。目前的研究結(jié)果表明，MFGM 可能作為一種潛在的功能性食品成分用于預(yù)防人類肥胖及其相關(guān)代謝疾病。

2.5 對生長發(fā)育及分化的影響

許多研究發(fā)現(xiàn)，與配方奶粉喂養(yǎng)的嬰兒相比，母乳喂養(yǎng)的嬰兒在生命早期體重更大，并且這種差異會在4～6 個(gè)月后消失。在配方奶粉中添加MFGM 后，配方奶粉與母乳喂養(yǎng)的嬰兒相比，其在體重、身高以及頭圍等方面的增長情況基本沒有差異，而且都符合體重增長的安全點(diǎn)[11]。由此可見，MFGM 可以促進(jìn)嬰幼兒的生長發(fā)育。還有研究表明，分離純化后的乳脂肪球膜蛋白可以通過上調(diào)蛋白激酶B 和mTOR 蛋白激酶的表達(dá)來有效促進(jìn)細(xì)胞生長[2]。MFGM 能夠通過促進(jìn)成肌細(xì)胞、肌肉神經(jīng)節(jié)點(diǎn)發(fā)育，增強(qiáng)身體和關(guān)節(jié)的機(jī)能，提高肌肉耐受能力[7]。

3 結(jié)語

目前，已有眾多的國內(nèi)外學(xué)者對MFGM 展開了研究，發(fā)現(xiàn)MFGM 對于嬰幼兒健康的益處不容忽視，而且越來越多的嬰兒或兒童補(bǔ)充MFGM 的臨床試驗(yàn)結(jié)果表明，MFGM 對神經(jīng)發(fā)育和防御疾病具有積極作用。除此之外，MFGM 的成分還顯示出多種生物活性功能，如抗病毒、抗癌和抗菌等特性，以及與益生菌的協(xié)同作用[10]。飲食中的MFGM 不僅更接近母乳的生物活性成分，還有益于嬰幼兒的生長發(fā)育、大腦認(rèn)知能力的提高、神經(jīng)發(fā)育、腸道發(fā)育、降低肥胖風(fēng)險(xiǎn)以及提高消化、呼吸系統(tǒng)和免疫力[2]。MFGM 及其配料組成十分復(fù)雜，目前尚未形成統(tǒng)一的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系[3]，但隨著MFGM 的不斷研究，應(yīng)用于嬰幼兒配方奶粉中的MFGM 與母乳中的差距會越來越小，MFGM 的使用也會越來越規(guī)范。