母乳脂質(zhì)對嬰兒腸道功能影響研究進(jìn)展

貌達(dá)，張超，張彤，孟慶鳳，張聰偉，李彤彤，劉串，李艾黎，邵紅，杜鵬

（1.中國計量科學(xué)研究院，北京100029；2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品學(xué)院，哈爾濱150030；3.黑龍江省綠色食品科學(xué)研究院，哈爾濱150028；4.交鐵檢驗認(rèn)證中心（成都）有限公司，成都610000）

0 引言

新生兒腸道功能發(fā)育不成熟，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，使得腸道易產(chǎn)生過度炎癥反應(yīng)，影響腸道健康，甚至引起嚴(yán)重的胃腸道疾病，如新生兒壞死性小腸結(jié)腸炎（NEC）。嬰幼兒腸道功能的建立和成熟對后天的健康有巨大影響，合理的母乳喂養(yǎng)對嬰兒腸道功能正常發(fā)育和營養(yǎng)需求都極為重要，母乳脂質(zhì)不僅能夠為出生6個月之內(nèi)的嬰兒提供了將近50%的能量攝入[1]，而且在嬰兒腸道功能的正常發(fā)育、神經(jīng)認(rèn)知發(fā)育和功能、炎癥和感染風(fēng)險的調(diào)節(jié)，以及降低嬰兒后期代謝和心血管疾病的風(fēng)險均發(fā)揮至關(guān)重要的作用。本文綜述母乳脂質(zhì)的組成以及其不同成分在嬰兒腸道功能發(fā)育中的作用機制。

1 母乳脂質(zhì)組成

母乳脂質(zhì)是一種以復(fù)雜的天然脂質(zhì)為主的混合物，含有200多種脂肪酸和400多種三酰甘油，還有許多復(fù)雜的脂質(zhì)，包括甘油磷脂、鞘脂、甾醇脂質(zhì)等，見表1。三酰甘油由3個脂肪酸酯化的甘油組成，而磷脂含有兩個脂肪酸酯化的甘油的磷酸基團。甘油中脂肪酸的不同結(jié)構(gòu)（鏈長、雙鍵數(shù)目和位置）導(dǎo)致了母乳脂肪的復(fù)雜組成。脂質(zhì)在母乳中平均含量為3.0～4.5 g/100 mL，能為嬰幼兒提供50%以上的能量需求。

表1 母乳脂質(zhì)組成[2]

2 對嬰兒腸道功能的影響

母乳脂質(zhì)對嬰兒腸道功能發(fā)育的影響不如其他成分系統(tǒng)研究得好。迄今為止，母乳脂質(zhì)以及衍生物對嬰兒早期腸道功能發(fā)育和免疫刺激后宿主反應(yīng)的機制尚不清楚。了解不同脂質(zhì)和脂肪酸對早期啟動免疫反應(yīng)時濃度的變化，將有助于研究母乳脂質(zhì)調(diào)節(jié)腸道功能和炎癥風(fēng)險的潛在機制。

2.1 飽和脂肪酸

飽和脂肪酸是母乳中最豐富的脂肪酸，占脂肪酸總量的37%～56%，其中主要是棕櫚酸，其次是肉豆蔻酸和硬脂酸，組成見表2。嬰兒每日能量供應(yīng)的10%～12%是由飽和脂肪酸提供的。

表2 母乳飽和脂肪酸的組成[3]

與大多數(shù)由哺乳動物乳中棕櫚酸合成的甘油三酯不同，母乳甘油三酯主要位于sn2，即甘油主鏈的中心碳原子。在sn2酯化的脂肪酸（OPO結(jié)構(gòu)脂）中，棕櫚酸（palmitic acid，P）占50%以上，而通常是乳中主要脂肪酸的油酸（oleic acid，O）僅占sn2脂肪酸的12%[4]。Niers L等人[5]研究發(fā)現(xiàn)，母乳中的棕櫚酸能夠影響嬰兒腸道菌群的組成，促進(jìn)嬰兒腸道功能的發(fā)育。Yaron等人[6]調(diào)查喂食富含棕櫚酸的嬰兒配方奶粉的嬰兒6周后發(fā)現(xiàn)，嬰兒糞便中乳桿菌和雙歧桿菌數(shù)量增加。Yao等人[7]也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果，與對照組相比（12%棕櫚酸），喂食36%棕櫚酸配方奶粉的嬰兒糞便中雙歧桿菌和乳桿菌數(shù)量更高。母乳中的OPO結(jié)構(gòu)脂在小腸內(nèi)代謝產(chǎn)生的棕櫚酸，容易與鈣離子結(jié)合形成不易溶解的鈣皂，抑制腸道對鈣離子的吸收，最終可能導(dǎo)致嬰兒便秘的發(fā)生。在以往的報道中，用OPO結(jié)構(gòu)脂代替棕櫚油作為嬰幼兒配方奶粉中脂肪的主要來源，可以促進(jìn)嬰兒腸道對脂肪酸和鈣離子的吸收，緩解嬰兒便秘等癥狀。Carnielli等人[8]發(fā)現(xiàn)，喂食富含β-棕櫚酸嬰幼兒配方奶粉的嬰兒，能夠促進(jìn)腸道內(nèi)總脂肪以及單個脂肪酸的吸收。此外，棕櫚酸還影響嬰兒的免疫系統(tǒng)。Rueda R等人[9]利用黏蛋白缺陷幼鼠研究了富含sn-2棕櫚酸的飲食對幼鼠免疫調(diào)節(jié)的影響，與甘油三酯中的sn-1、sn-3棕櫚酸相比，sn-2棕櫚酸通過上調(diào)過氧化物酶體增殖物激活受體、抗氧化酶（超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶），誘導(dǎo)T細(xì)胞的增殖與分化，降低腸道損傷和炎癥反應(yīng)。

2.2 單不飽和脂肪酸

單不飽和脂肪酸是另一種存在于母乳脂質(zhì)中的脂肪酸，其中最豐富的油酸占脂肪酸總量的21%～36%。在人類飲食中，油酸約占總脂肪酸的90%。棕櫚油酸是另一種單不飽和脂肪酸富含于母乳中，占所有脂肪酸的2%～4%。油酸具有較強的免疫調(diào)節(jié)功能。Sales-Campos等人[10]指出以橄欖油為基礎(chǔ)的飲食可增強成年小鼠抗細(xì)菌感染的能力，并增強了巨噬細(xì)胞的吞噬活性。Cury等[11]人研究發(fā)現(xiàn)，感染單增李斯特氏菌的大鼠在灌服富含油酸的樣品后，具有較低的炎癥反應(yīng)以及死亡率。Maria[12]等人研究發(fā)現(xiàn)母乳中的油酸在caspase-3的介導(dǎo)下能促使淋巴細(xì)胞死亡導(dǎo)致中性脂質(zhì)積累增加。

2.3 長鏈多不飽和脂肪酸

長鏈多不飽和脂肪酸占總脂肪酸的10%～20%，其中n-6多不飽和脂肪酸的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于母乳中n-3多不飽和脂肪酸的含量。亞油酸（LA）是主要的一種，占總多不飽和脂肪酸的8%～29%。n-3多不飽和脂肪酸中α-亞油酸（ALA）含量最高，成熟乳中濃度為14～15 g/L，此外還有花生四烯酸（AA）、二十碳五烯酸（EPA）以及二十二碳六烯酸（DHA）等[13]。

表3 母乳多不飽和脂肪酸的組成[2]

長鏈多不飽和脂肪酸通過驅(qū)動免疫細(xì)胞膜內(nèi)磷脂的脂肪酸組成的改變影響細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的變化，對嬰兒炎癥反應(yīng)進(jìn)行調(diào)控。EPA能夠通過調(diào)節(jié)細(xì)胞膜的流動性、結(jié)構(gòu)以及功能，影響細(xì)胞因子與細(xì)胞膜受體的結(jié)合以及受體的功能的表達(dá)，同時對白細(xì)胞介素-6（IL-6）、白細(xì)胞介素-8（IL-8）、腫瘤壞死因子-α等促炎細(xì)胞因子具有一定的抑制作用，能減少細(xì)胞因子的生成，從而影響炎癥反應(yīng)[14]。

DHA對細(xì)胞膜功能及離子通道的影響，調(diào)節(jié)細(xì)胞之間的信號傳導(dǎo)途徑，尤其是與脂類介質(zhì)、蛋白激酶C和Ca2+動員有關(guān)的途徑，抑制炎癥反應(yīng)的發(fā)生[15]。長鏈多不飽和脂肪酸在緩解嬰兒炎癥性腸病起到了重要的作用。AA和DHA通過抑制嬰兒腸道上皮細(xì)胞上TLR 4信號和血小板激活因子受體的表達(dá)，抑制嬰兒NEC的發(fā)生[16]。Wijendran V等人[17]研究發(fā)現(xiàn)，添加DHA和AA可降低IL-1抗炎藥物誘導(dǎo)的嬰兒腸道上皮細(xì)胞炎癥反應(yīng)。DHA也可以直接抑制NF-κB信號通路激活，減少細(xì)胞間黏附因子表達(dá)，降低炎癥細(xì)胞和腸道內(nèi)皮細(xì)胞之間的黏附作用。

DHA代謝產(chǎn)生的羥脂素和突觸胺在保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞免受氧化應(yīng)激損傷和改善脂多糖誘導(dǎo)的神經(jīng)炎癥均起到了非常重要的作用[18]。AA不僅是促炎脂質(zhì)介質(zhì)的前體，通過環(huán)氧合酶和脂氧合酶等氧化成前列腺素E2，直接激活核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB信號通路，上調(diào)白細(xì)胞介素-2（IL-2）、IL-6和IL-8等促炎因子的基因表達(dá)，提高嬰兒免疫應(yīng)答能力。AA以及衍生物在炎癥和免疫細(xì)胞中起到炎癥信號分子的功能，CharpentierC等人[19]研究發(fā)現(xiàn)，AA及其衍生物可通過降低誘導(dǎo)型一氧化氮合酶、環(huán)氧化酶-2表達(dá)以及IL-6和白三烯B4產(chǎn)生，減輕大鼠的結(jié)腸炎癥。

長鏈多不飽和脂肪酸對嬰兒腸道炎癥性疾病的保護(hù)作用還可以體現(xiàn)其對嬰兒腸道屏障功能的影響，能夠通過減少細(xì)胞因子誘導(dǎo)的腸道通透性損傷的發(fā)生而改善腸道屏障[20]。劉平等[21]研究發(fā)現(xiàn)，母乳中的EPA通過上調(diào)緊密連接蛋白-1的表達(dá)，降低嬰兒腸道上皮細(xì)胞通透性，還可通過降低腸道上皮細(xì)胞表面分子和黏附分子表達(dá)，減少了細(xì)胞與細(xì)胞以及細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)間的黏附作用，影響白細(xì)胞穿越血管和T細(xì)胞的增殖和功能分化，抑制了炎癥反應(yīng)的發(fā)生。

2.4 母乳脂肪球膜

乳脂肪球膜是磷脂、鞘脂及多種蛋白質(zhì)組成的復(fù)雜三層結(jié)構(gòu)，占母乳脂肪質(zhì)量的2%～6%，其中磷脂又包括鞘磷脂、磷脂酰膽堿、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰絲氨酸及磷脂酰肌醇等，不僅對于嬰兒的大腦、神經(jīng)系統(tǒng)和消化系統(tǒng)的發(fā)育以及認(rèn)知能力有益處，還能夠促進(jìn)嬰兒腸道上皮細(xì)胞的發(fā)育以及調(diào)節(jié)細(xì)胞固有層免疫起到重要的作用。

表4 脂肪球膜脂質(zhì)的組成[22]

母乳脂肪球膜在促進(jìn)嬰兒腸道結(jié)構(gòu)發(fā)育和腸道上皮細(xì)胞分化中起到重要作用。Motouri等[23]報道，添加乳脂肪球膜類似物的嬰兒配方奶粉可促進(jìn)幼鼠腸道上皮細(xì)胞增殖和緊密連接蛋白的表達(dá)，改善腸道黏膜結(jié)構(gòu)。Snow等[24]證實了，飼喂富含乳脂肪球膜膳食對脂多糖誘導(dǎo)小鼠腸道屏障損傷具有保護(hù)作用。Zhang等人[25]也發(fā)現(xiàn)乳脂肪球膜補充物可增加緊密連接蛋白表達(dá)，維護(hù)小鼠腸道屏障組織的穩(wěn)定性，抑制炎癥反應(yīng)的產(chǎn)生。Jantscher-Krenn等人[26]研究發(fā)現(xiàn)，在新生鼠結(jié)腸炎的窒息應(yīng)激模型中，乳脂肪球膜可通過抑制TLR 4信號通路的表達(dá)以及NF-κBp65的核易位降低新生鼠壞死性小腸結(jié)腸炎的發(fā)病率。

母乳脂肪球膜及其代謝產(chǎn)物在調(diào)節(jié)免疫信號分子及細(xì)胞免疫中的重要價值已經(jīng)被部分研究證實。在嬰兒腸道細(xì)胞免疫過程中，鞘氨醇可以通過影響蛋白激酶c在嬰兒腸道內(nèi)的表達(dá)，抑制腸道細(xì)胞周期停止和凋亡。B細(xì)胞在鞘氨醇-1-磷酸信號和鞘氨醇1-磷酸受體1的調(diào)控下表達(dá)產(chǎn)生免疫球蛋白A，參與嬰兒先天免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)[27]。腹膜B1細(xì)胞在鞘氨醇1-磷酸和鞘氨醇1-磷酸受體的調(diào)節(jié)下參與腸道細(xì)胞上非特異性抗體的生成。鞘氨醇1-磷酸還可以通過作用于5種不同的G蛋白偶聯(lián)質(zhì)膜受體影響淋巴細(xì)胞、樹突細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和白細(xì)胞的分化和遷移，從而有助于改善嬰兒免疫系統(tǒng)不完善的狀況[28]。

母乳脂肪球膜及其消化產(chǎn)物在調(diào)節(jié)炎癥細(xì)胞因子方面具有生物活性。母乳脂肪球膜是神經(jīng)節(jié)苷脂進(jìn)入嬰兒腸道的唯一來源，神經(jīng)節(jié)苷脂能夠通過調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)細(xì)胞的增殖和分化來抑制嬰兒NEC的發(fā)生[29]。Park等人證實，飼喂富含神經(jīng)節(jié)苷脂飲食的斷奶大鼠腸道表現(xiàn)出刷狀，刷狀明顯，腸道功能強勁，促炎癥介質(zhì)以及血小板活化因子水平降低，降低炎癥反應(yīng)的表達(dá)[30]。此外還可以通過抑制炎癥因子的產(chǎn)生以及對嬰兒腸道細(xì)胞的刺激，保持腸道微生態(tài)的穩(wěn)定，抑制炎癥反應(yīng)的發(fā)生[31]。

2.5 復(fù)合脂質(zhì)

雖然母乳中98%～99%的脂質(zhì)是以甘油三酯的形式存在的，但其他復(fù)合脂類如甘油磷脂（磷脂酰乙醇胺、磷脂酰膽堿）和鞘脂則占母乳脂質(zhì)的0.2%至1.0%，即100～400 mg/L。這些脂質(zhì)大多位于脂肪球膜和細(xì)胞外囊泡中，如母乳中的外泌體。

鞘磷脂是母乳脂質(zhì)中占主導(dǎo)地位的鞘脂類物質(zhì)，母乳脂質(zhì)對腸道屏障發(fā)育的功能還表現(xiàn)在鞘磷脂及其代謝產(chǎn)物對嬰兒腸道血管系統(tǒng)的促進(jìn)功能，以滿足胃腸道快速發(fā)育時期的高代謝需求，從循環(huán)方面影響嬰兒腸道功能的成熟。母乳脂質(zhì)中的鞘磷脂在堿性鞘磷脂酶的作用下可以轉(zhuǎn)化為鞘氨醇，鞘氨醇-1-磷酸能夠通過激活A(yù)kt信號通路影響血管內(nèi)皮細(xì)胞遷移和形態(tài)變化，并通過上調(diào)黏附連接蛋白的表達(dá)增強血管屏障功能[32]。此外，鞘氨醇-1-磷酸還能夠調(diào)節(jié)肌動蛋白細(xì)胞骨架和細(xì)胞的內(nèi)吞作用，并已被證明抑制蛋白激酶C，誘導(dǎo)結(jié)腸癌細(xì)胞系中的凋亡[33]。

母乳通過分泌巨噬細(xì)胞集落刺激因子和外泌體提供復(fù)雜的脂質(zhì)。Martin，C[34]研究發(fā)現(xiàn)，母乳衍生的外來體整體可減輕腸上皮細(xì)胞氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡，促進(jìn)嬰兒腸道功能的發(fā)育，Wang，X[35]等人通過對母乳中外泌體的鑒定和肽組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，母乳外泌體可增強腸道上皮細(xì)胞的增殖和遷移，抑制腸道炎癥疾病的產(chǎn)生。

3 展 望

母乳脂質(zhì)的成分較為復(fù)雜且不同個體不同泌乳期的母乳脂質(zhì)成分含量也盡皆不同，對研究母乳脂質(zhì)對嬰兒腸道功能的發(fā)育的作用機制設(shè)置了更多的障礙。但是母乳脂質(zhì)的研究對嬰幼兒配方奶粉母乳化的研究是非常重要的，目前棕櫚酸、長鏈多不飽和脂肪酸、脂肪球膜以及復(fù)合脂質(zhì)對于嬰兒腸道發(fā)育以及免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)已經(jīng)有了較為深刻的認(rèn)識，但是仍有作用機制尚未闡明，需要進(jìn)一步的探索。