乳脂肪球膜與嬰幼兒健康研究進展

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（即懷孕至產后的2 歲）被認為是人一生中發(fā)育和認知的關鍵時期，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，由于脂肪球具有獨特的生理結構，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)的功能結果，支持嬰幼兒的健康發(fā)育，配方奶粉母乳化是相關人員研究的趨勢和最終標準。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，乳脂肪球膜（Milk Fat Globule Membrane，MFGM）具有復雜的組成成分和潛在的生物學價值，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，提高嬰幼兒認知和免疫功能，對嬰幼兒生長發(fā)育和腸道功能至關重要。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構十分必要。

1 乳脂肪球膜的結構及組成成分

近年來，我國對于乳脂肪球膜結構的研究已取得了一定的進展，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構十分復雜的脂質。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，并含有抗菌作用的成分，包括神經節(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 可能影響細菌附著[4]。MFGM 含量占MFG總質量的2.07%～2.99%，主要來源于內質網和頂端質膜。乳脂肪球膜中的MFGM 蛋白被認為是分泌細胞的代表，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 層結構，其脂質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）、神經鞘磷脂（Sphingomyelin，SM）以及其他微量成分。乳脂肪球膜組成復雜，蛋白質種類眾多，目前還未形成統(tǒng)一的定性和定量方法，因此商業(yè)化生產中多以鞘磷脂和神經節(jié)苷脂的含量作為其配料的衡量指標[3]。

牛乳脂肪球膜中有數百種參與脂質合成和分泌的蛋白質。人乳脂肪球膜與牛奶、羊奶和牦牛奶的共有蛋白質分別為175 種、95 種和76 種，且牛乳脂肪球膜中磷的質量分數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 對大腦認知能力以及神經發(fā)育的影響

已有文獻證明，母乳與嬰幼兒認知能力的發(fā)育呈正相關。研究表明，用添加MFGM 的配方乳粉、標準配方乳粉以及母乳（母乳為對照組）分別喂養(yǎng)8 周內的嬰兒至6 個月，結果表明添加MFGM 奶粉與母乳喂養(yǎng)的嬰兒相比，其在認知發(fā)育方面的差異逐漸減 小。MFGM 中含有的PS、PC、PI、PE 和SM 這5 種磷脂是構成大腦結構腦磷脂群的主要成分，腦磷脂群可以調控大腦信息以及維持神經信息的傳導，是神經元生長的必需品[8]。MFGM 能夠通過提高營養(yǎng)水平，上調谷氨酸受體1（Glutamate Receptor 1，GluR-1）等基因表達，促進大腦和神經的發(fā)育[7]?，F今隨著人們對MFGM 的不斷研究，MFGM 對于嬰幼兒的大腦認知能力以及神經發(fā)育的有利影響被得到證實，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 磷脂和鞘脂類占總乳極性脂類的60%～70%，其中PC 能夠與體內乙酰反應生成乙酰膽堿（Acetylcholine，ACh），從而促進大腦發(fā)育。ACh 能夠加快大腦神經細胞之間的信息傳遞、增強記憶力、提高大腦活力。SM 主要存在于神經系統(tǒng)中，是細胞活動的調節(jié)因子，有利于大腦認知能力的發(fā)展。PS 能夠維持和修復神經細胞，增強中樞神經系統(tǒng)中神經生長因子的活性，促進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、脂質和酶的潛在來源，可以有效地影響免疫反應。研究表明，MFGM 可以改善營養(yǎng)不良嬰兒的代謝異常，增強免疫功能，還有助于增強嬰兒的先天免疫系統(tǒng)，保護嬰幼兒免受革蘭氏陽性細菌感染[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 可以通過影響脾細胞的增殖、凋亡以及細胞因子的釋放發(fā)揮調節(jié)作用。研究表明，MFGM 主要影響Thi 細胞因子的產生，抑制細胞增殖，且與細胞因子分泌之間呈正相關。細胞因子可以啟動和調節(jié)淋巴細胞免疫功能，在免疫反應的發(fā)生和解決中起著至關重要的作用。細胞因子是一種非抗體蛋白，通過促進細胞活化或刺激細胞增殖或分化，作為免疫反應的細胞間介質。更重要的是，它們決定了特定抗原的免疫調節(jié)或免疫抑制能力。免疫調節(jié)包括免疫系統(tǒng)的增強和抑制，最終的免疫反應是增強(輔助)和抑制影響之間平衡的結果。在這種情況下，細胞因子在黏膜抗體和細胞介導的免疫中發(fā)揮重要作用。研究表明，MFGM 對促炎細胞因子產生的抑制作用與刺激類型有關，其可能主要通過誘導細胞介導的免疫反應對Th細胞群產生不同的影響。但是MFGM 效應不是細胞特異性的，并且不能排除對其他細胞類型(除了T 細胞和B 細胞)的影響[10]。MFGM 中的蛋白質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制尚不清晰，需要進一步研究[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，且固有免疫的協同作用缺陷影響腸道健康，易產生過度炎癥反應，甚至引起嚴重的胃腸道疾病[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的抗炎作用[10]。此外，MFGM 對腸道菌群具有一定的調節(jié)作用，還能夠促進嬰兒腸道結構發(fā)育和腸道上皮細胞分化，加強結腸黏液屏障，使腸道微生物菌群正常發(fā)育，預防有害炎癥的刺激[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[4]。

乳脂球膜和乳鐵蛋白是人乳中的生物活性成分，具有促進胃腸道和免疫發(fā)育的作用。有報道稱，健康足月嬰兒在18 個月齡之前，添加牛MFGM 和牛乳鐵蛋白來源的以牛奶為基礎的嬰兒配方奶粉，嬰兒在12 個月齡之前發(fā)生腹瀉和呼吸相關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“黃金標準”，這是因為母乳提供了與嬰幼兒生長發(fā)育相關的營養(yǎng)物質和生物活性成分，并且有利于預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，并且盡可能縮小其與母乳間的差距。

2.4 對肥胖的風險

肥胖是一個嚴重和令人擔憂的全球健康問題，與人們的飲食和生活方式等因素密切相關，而且肥胖還會增加患其他代謝紊亂疾病的風險。

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

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

2.5 對生長發(fā)育及分化的影響

許多研究發(fā)現，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[11]。由此可見，MFGM 可以促進嬰幼兒的生長發(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蛋白激酶B 和mTOR 蛋白激酶的表達來有效促進細胞生長[2]。MFGM 能夠通過促進成肌細胞、肌肉神經節(jié)點發(fā)育，增強身體和關節(jié)的機能，提高肌肉耐受能力[7]。

3 結語

目前，已有眾多的國內外學者對MFGM 展開了研究，發(fā)現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充MFGM 的臨床試驗結果表明，MFGM 對神經發(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、大腦認知能力的提高、神經發(fā)育、腸道發(fā)育、降低肥胖風險以及提高消化、呼吸系統(tǒng)和免疫力[2]。MFGM 及其配料組成十分復雜，目前尚未形成統(tǒng)一的質量標準體系[3]，但隨著MFGM 的不斷研究，應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。