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“超级食物”新星:牛初乳的250多种原生营养和功能 | APS综述系列一

2021年上半年,APS公司将联合不同研究领域的科学家,围绕牛初乳的营养、功能和应用陆续发表5篇系列综述,包括:

  1. 牛初乳的成分和功能Bovine Colostrum: Its Constituents and Uses(Playford, R.J. and Weiser, M.J.)
  2. 牛初乳和胃肠道疾病BC and Gastrointestinal Disease (Chandwe K. and Kelly M.P.)
  3. 牛初乳的免疫功效Effect of BC on Immune Function (Ghosh et al)
  4. 牛初乳在运动医学中的应用Use of BC in Sports Medicine (Davison G.)
  5. 牛初乳在儿科领域的价值Pediatric Value of BC (Caitlin V., Burrin D., Sangild P.T.)

今天,我们讲解的便是最近在Nutrients期刊发表的第一篇综述“Bovine Colostrum: Its Constituents and Uses”。下面,便让我们透过牛初乳的成分和潜在功能,看看它为什么被称为“超级食物(Superfood)”的新星。

Superfood原生营养聚合体

牛初乳是最重要的商业化初乳来源,它跟我们熟知的姜黄、奇亚籽等“超级食物”一样,都是天然的原生营养聚合体,任何单一的成分都不能完全代表它。

牛初乳含有远超过250多种的原生营养,包括免疫球蛋白、抗菌肽、生长因子、细胞因子、低聚糖等等。这些成分分别发挥不同的作用,让牛初乳对免疫、肠道、骨骼、皮肤等健康都有潜在作用。

牛初乳部分活性成分的分子量分布

浓缩的精华 超越成熟乳

论文还对比了牛初乳和成熟乳(常规普通牛乳)之间一些功能成分和营养素含量的差异。从数据可以看出,牛初乳中的总蛋白约是成熟乳的4倍以上,免疫球蛋白最高可高出200多倍,其中以IgG含量差异最显著,IgA含量虽不如母乳,但依旧是成熟乳的约50-150倍。

此外,牛初乳中的乳铁蛋白最高可达到成熟乳的200多倍,乳过氧化物酶最高可达到3倍多,溶菌酶最高可达到约10倍。矿物质、维生素有些差异不显著,有些例如钙约2-4倍、锌约2-12倍、VD约2-4倍、VB2约3倍、VB12约8倍以上、VE约48倍以上。

牛初乳和成熟乳的部分成分对比

由于牛初乳中各成分的含量也会随时间变化改变,所以以上数据多数用范围来表示。针对蛋白质、免疫球蛋白、生长因子等大多数成分来说,他们的含量会随着时间快速衰减,产犊后24小时内含量和生物活性最优(APS人类营养牛初乳ColostrumOne为24小时内的黄金初乳)。部分代表性功能成分随时间的变化可参考下图。

产犊后头0-3天,牛初乳内IgG、EGF和IGF1成分的变化,Day0-1/2数据表示24小时内的牛初乳结果

更多具体关于牛初乳中蛋白、碳水化合物、脂肪、维生素、矿物质的组成和特点,以及活性成分(免疫球蛋白、抗菌肽、细胞因子、生长因子等)的解析,请详见综述原文。

不只免疫 牛初乳的多种功能

有越来越多的证据表明摄入牛初乳可以调节免疫功能。例如,研究发现补充牛初乳减少了流感发作的次数,补充牛初乳也被证明有助于减少儿童上呼吸道感染(URTI)和腹泻发作数,而牛初乳IgG也已被证明能结合并中和人类呼吸道合胞病毒(导致呼吸道感染的常见原因,尤其对于儿童)。

同样,运动员在训练中出现URTI症状的风险也会增加,对已发表试验的荟萃分析表示,补充牛初乳对运动员URTI有显著改善作用。更多关于牛初乳的免疫功效请期待后续综述。除了免疫,肠道健康也是牛初乳功效发挥的主要方向。

#  牛初乳与肠道健康:“治本”,直接修复肠粘膜屏障

无论受到何种伤害,肠道的裸露区域都会通过标准流程进行修复。受伤后,伤口边缘处的存活细胞迅速跨过裸露区域迁移,以重新形成连续的上皮层。24至48小时后,细胞增殖增加,以补充失去的细胞。当针对多种人类和啮齿动物肠道细胞系进行测试时,牛初乳都能直接刺激肠道细胞迁移和增殖。牛初乳(BC)干预胃肠道细胞系的典型促迁移反应如下图所示。

牛初乳对细胞迁移的影响(结肠细胞)

牛初乳可直接调控肠粘膜,对动物模型和人体的研究也表明,牛初乳可以通过作用于Caspases、bcl-2和HSP70减少受损区域的细胞凋亡,并通过作用于闭合蛋白(Occludin)、紧密连接蛋白(Claudin)和连蛋白(Zonulin)加强肠道粘膜紧密连接。

牛初乳表现出对多种胃肠道疾病的治疗潜力,包括非甾体类抗炎药(NSAID)肠损伤、短肠综合征、化疗引起的粘膜炎(尤其是口腔粘膜炎)和炎症性肠病(IBD)。此外,使用牛初乳或其超免疫变体进行的临床前研究为一些胃肠道感染性疾病(如艰难梭菌)提供了希望。牛初乳在这些情况下的作用机制将在后面的综述文章中详细讨论,但与所有这些情况相关的一种潜在作用机制可能是调节肠道微生物组。例如NSAID肠损伤、坏死性小肠结肠炎和IBD,已被证明与肠道微生态失调有关,一些胃肠道疾病的动物模型已经证明,牛初乳有利于改变肠道微生物,并促进恢复。

#  牛初乳和皮肤健康:

虽然数据有限,但体外研究表明,牛初乳可诱导皮肤增殖分化、刺激修复、减少人为诱导的炎症。牛初乳的子成分也显示出有益的效果,例如,局部使用乳铁蛋白可减轻暴露于局部皮肤过敏原的人类志愿者的炎症。

牛初乳护肤品市场案例

#  牛初乳和糖尿病、高胆固醇血症、非酒精性脂肪肝:

一些对动物和人类的研究表明,在2型糖尿病受试者、高胆固醇血症和/或非酒精性脂肪肝(NAFLD)患者中,牛初乳可能有降低血糖和血脂升高的价值。所有这些疾病都可能发生在同一个病人身上,具有相似的病理生理过程,包括相对胰岛素抵抗、多组织低级别慢性炎症和肠道通透性增加,这可能是因为肠道内细菌脂多糖的存在破坏了肠道细胞间紧密连接。牛初乳对这些疾病的有益作用可能是由于其含有的多种成分影响了与腔内细菌和脂多糖(LPS)的相互作用、粘膜完整性、先天和适应性免疫反应。而牛初乳影响患者免疫应答的证据,包括发现牛初乳降低了血清肿瘤坏死因子TNF-α水平,同时增加了脾NKT细胞和循环CD4+CD25+HLA-DR调节性T细胞的数量。

总的来说,牛初乳是宏观和微量营养素、免疫调节剂、生长因子和其他生物活性成分的丰富来源。目前的生产方法能够供应大量的牛初乳供人类临床和兽医使用。需要注意的是,生产过程中的批次变化必须保持在最低限度,以确保可重复的成分含量,并且,生物活性和质量控制程序需要确保所使用的加工和存储方法是最优的,从而保持产品稳定性。

相比与单一成分的补充剂,牛初乳被认为是一种综合性的“超级食品”,其具有很好的安全性,适用于所有年龄层人群。除了研究牛初乳本身在免疫、肠道方向的功能外,联合研究可能会提高牛初乳功效、与牛初乳具有协同作用的成分也是未来的一个方向。

后续的系列综述,我们也会第一时间为大家进行解析,敬请期待。

参考论文:
Playford R J , Weiser M J . Bovine Colostrum: Its Constituents and Uses[J]. Nutrients, 2021, 13(1):265.

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