Odporność na mleko ludzkie - Human milk immunity
Odporność na mleko ludzkie odnosi się do ochrony zapewnianej niemowlęciu przez matkę za pośrednictwem biologicznie czynnych składników mleka ludzkiego . Wcześniej sądzono, że ludzkie mleko zapewnia odporność bierną, głównie poprzez wydzielnicze IgA , ale postęp technologiczny doprowadził do identyfikacji różnych składników immunomodulujących. Składniki mleka ludzkiego zapewniają odżywianie i chronią immunologicznie naiwne niemowlę, a także regulują jego rozwój i wzrost odporności.
Czynniki odpornościowe i składniki immunomodulujące w mleku ludzkim obejmują cytokiny , czynniki wzrostu , białka , drobnoustroje i oligosacharydy mleka ludzkiego . Czynniki odpornościowe w mleku ludzkim są klasyfikowane głównie jako przeciwzapalne, działające przede wszystkim bez wywoływania stanu zapalnego lub aktywacji układu dopełniacza .
Czynniki odpornościowe
Bioaktywne składniki mleka ludzkiego, które zostały skatalogowane jako wykazujące właściwości immunomodulujące, obejmują immunoglobuliny , laktoferynę , lizozym , oligosacharydy , lipidy , cytokiny , hormony i czynniki wzrostu . Niektóre z ról bioaktywnych w ludzkim mleku są teoretycznie oparte na ich funkcjach w innych częściach ciała, ale mechanizmy i funkcja ich działania pozostają do odkrycia.
IgA
Immunoglobulina A jest najlepiej poznanym czynnikiem immunologicznym w mleku ludzkim. W postaci wydzielniczej SIgA jest to najliczniejsze przeciwciało w ludzkim mleku. Stanowi od 80-90% wszystkich immunoglobulin obecnych w mleku. SIgA zapewnia odporność adaptacyjną poprzez bezpośrednie ukierunkowanie na określone patogeny, na które narażone były w swoim środowisku zarówno niemowlę, jak i matka.
Laktoferyna
Laktoferyna jest białkiem odpornościowym o silnym działaniu przeciwdrobnoustrojowym w mleku ludzkim. Laktoferyna chroni jelito niemowlęcia, wiążąc się z żelazem, aby uniemożliwić patogenom wykorzystanie go jako zasobu. Moduluje również odporność poprzez blokowanie zapalnych cytokin sygnalizacyjnych.
Cytokiny
Cytokiny są pluripotencjalnymi cząsteczkami sygnalizacyjnymi, zdolnymi do wiązania się ze specyficznymi receptorami. Mogą przekraczać barierę jelitową i pośredniczyć w aktywności immunologicznej. Ich obecność w mleku kobiecym może stymulować limfocyty odpowiedzialne za rozwój odporności swoistej niemowlęcia. Cytokiny obecne w ludzkim mleku obejmują IL-1β , IL-6, IL-8, IL-10, TNFα i IFN-γ .
Pochodzenie i siedziba
Spekuluje się, że bioaktywne składniki mleka ludzkiego kolonizują się w mleku ludzkim na kilka sposobów, w tym przez wydzielanie przez gruczoł sutkowy , komórki nabłonka i komórki mleka. Czynniki odpornościowe matki są przenoszone przez limfocyty przemieszczające się z jelit matki do gruczołu sutkowego, gdzie komórki wydzielnicze piersi wytwarzają przeciwciała .
Pochodzenie mikroflory mleka ludzkiego, w tym mikroflory o funkcjach immunomodulujących, nie jest dobrze poznane. Jednak kilka teorii, w tym kontakt skóra do skóry , szlak jelitowo-sutkowy i hipoteza wstecznego przepływu wstecznego, zostało przedstawionych w celu wyjaśnienia składu mikrobiologicznego mleka ludzkiego.
Znane czynniki wpływu
Etap laktacji
Wiadomo, że skład odpornościowy mleka ludzkiego zmienia się w trakcie laktacji. Przede wszystkim poziomy przeciwciał są niższe w dojrzałym mleku niż w siarze , przy czym SIgA mierzy do 12 gramów na litr w siarze i spada do 1 grama na litr w dojrzałym mleku. Badania wykazują, że czas poporodowy ma największy wpływ na obecność czynników immunologicznych, w tym czynników wzrostu i laktoferyny.
Mikrobiom mleka ludzkiego
Narażenie na mikrobiotę poprzez mleko matki jest głównym bodźcem do rozwoju odporności u niemowląt. Mikrobiota oddziałuje z układem odpornościowym niemowlęcia poprzez stymulację błony śluzowej, zmniejszenie odpowiedzi zapalnej, wytwarzanie przeciwciał i pomoc w zapoczątkowaniu tolerancji doustnej . Ochrona warstw śluzówki wynika z ich zdolności do ograniczania przyczepiania się patogenów do przewodu pokarmowego niemowlęcia .
Oligosacharydy mleka ludzkiego
Oligosacharydy mleka ludzkiego (HMO) są składnikami węglowodanowymi mleka ludzkiego. Są one w większości niestrawne i działają jako prebiotyki do karmienia bakterii komensalnych w jelicie niemowląt. Badania pokazują, że HMO działają również jako modulatory odporności, blokując receptory, które umożliwiają patogennym bakteriom przyczepienie się do nabłonka jelit niemowlęcia.
Sposób dostawy
Zaobserwowano różnice w składzie czynników immunologicznych w mleku matek, które rodziły cesarskie cięcie, w porównaniu do mleka matki. Badanie 82 kobiet wykazało wzrost poziomu IgA w siarze kobiet, które rodziły cesarskie cięcie po porodzie, w porównaniu z kobietami, które rodziły drogą pochwową lub wybrały cesarskie cięcie .
Charakterystyka matczyna
Parytet
Poziomy odporności na mleko są zauważalnie niższe u kobiet z wyższym porodem . Badanie przeprowadzone wśród kobiet Ariaal z Kenii wykazało, że poziom IgA w mleku drastycznie spadł tylko u kobiet, które urodziły ośmioro lub więcej dzieci.
Dieta
Skład mleka kobiecego pozostaje względnie stabilny pomimo zmian w diecie matki, z wyjątkiem przypadków skrajnego ubytku u matki. Zmiany sezonowe i niedożywienie wpływają na stężenie czynników immunologicznych.
Ponadto badania interwencyjne potwierdziły, że zarówno olej rybny, jak i spożywanie ryb w czasie ciąży może zmieniać immunomodulujące składniki mleka ludzkiego.
Czynniki środowiskowe
Wykazano, że różnice w środowisku matki, takim jak wiejskie i miejskie, w tym narażenie na rolnictwo i narażenie na patogeny, wpływają na zmienność czynników odpornościowych mleka ludzkiego.
Lokalizacja geograficzna
Wiadomo, że położenie geograficzne odgrywa rolę w zmienności mleka ludzkiego, przy czym kraj zamieszkania jest ściśle powiązany ze zmiennością czynników immunologicznych. Badanie wykazało, że różnice w poziomach czynnika wzrostu zarówno w dojrzałym mleku, jak i siarze są skorelowane z położeniem geograficznym. Jednak większe badanie wykazało poparcie dla spójności w obecności niewielkiej grupy czynników immunologicznych w dojrzałym mleku, niezależnie od położenia geograficznego.
Wpływ na zdrowie
Wyniki zdrowotne niemowląt karmionych piersią w porównaniu z niemowlętami karmionymi mieszanką
W ciągu ostatniego stulecia konsekwentnie wykazano, że karmienie piersią zmniejsza śmiertelność i zachorowalność niemowląt, zwłaszcza na choroby zakaźne. Badania porównawcze między mlekiem ludzkim a mlekiem modyfikowanym wskazały na bioaktywne składniki mleka ludzkiego jako potencjalnych orędowników jego ochrony immunologicznej. Badania wykazały, że niemowlęta karmione piersią lepiej reagują na szczepionki i są lepiej chronione przed biegunką , zapaleniem ucha środkowego , posocznicą i martwiczym zapaleniem jelit , celiakią , otyłością i nieswoistymi zapaleniami jelit niż niemowlęta karmione mieszanką. Mleko kobiece jest postrzegane jako szczególnie korzystne dla niemowląt urodzonych przed terminem oraz tych z niedowagą przy urodzeniu, które są bardziej narażone na choroby zakaźne, takie jak posocznica i zapalenie opon mózgowo - rdzeniowych . Ponadto istnieje mniejsze prawdopodobieństwo zanieczyszczenia nabytego w wyniku bezpośredniego karmienia piersią niż w przypadku mieszania mleka modyfikowanego z wodą lub innym mlekiem zwierzęcym, co może również pomóc wyjaśnić, dlaczego mleko ludzkie zapewnia większą ochronę niemowlęciu.
Ochrona długoterminowa
Ponieważ różne składniki obecne w mleku kobiecym stymulują wzrost układu odpornościowego, rośnie zainteresowanie tym, czy karmienie piersią zapewnia długotrwały efekt ochronny przed chorobami autoimmunologicznymi i zapalnymi .
Dzielenie się mlekiem i mleko od dawców
W WHO wytyczne żywienia niemowląt doradzić stosowanie mleka dawcy, gdy mleko matki nie jest dostępna. Rozumiejąc, że mleko matki zapewnia ochronę immunologiczną, której nie ma w mieszankach mlecznych, matki zwróciły się do opcji dzielenia się mlekiem, aby zapewnić niemowlętom alternatywę dla mleka modyfikowanego. Darowizna mleka bez korzyści pieniężnej definiuje dzielenie się mlekiem. Ponadto pojawiły się banki mleka, które regulują i pasteryzują mleko od darczyńców, które ma być sprzedawane na legalnym rynku. Głównym problemem z mlekiem bankowego jest to, że stracił wiele komórek odpornościowych, komensalnego mikroflory i białek Bio-Active podczas pasteryzacji procesu. Mleko dawczynie jest bardzo poszukiwane przez niemowlęta na Oddziale Intensywnej Terapii Noworodków ( NICU ). dla których wykazano, że najbardziej korzystają z dostępu do mleka kobiecego
Konsekwencje immunologiczne lub korzyści płynące z dzielenia się mlekiem nie są dobrze udokumentowane, ale spekuluje się, że całopalenie lub karmienie wieloma kobietami może zapewnić niemowlętom wzmocnienie odporności. Zgłaszane ryzyko związane z nieuregulowanym dzieleniem się mlekiem obejmuje możliwość przenoszenia leków, toksyn , bakterii chorobotwórczych , HIV i innych wirusów . Jednak niektórzy badacze uważają, że całokarne karmienie piersią i dzielenie się mlekiem mogły być częścią naszej ewolucyjnej przeszłości. Dowody na historię dzielenia się mlekiem obejmują dwudziestowieczne praktyki karmienia na mokro , pokrewieństwo mleka w tradycji islamskiej oraz dokumentację allo-karmiania gatunków naczelnych.
Profile odpornościowe mleka innego niż ludzkie
Mleko ssaków
Wszystkie mleko ssaków zawiera wodę, cukier, tłuszcz, witaminy i białko, a różnice w obrębie gatunków i osobników oraz między nimi różnią się głównie pod względem ilości tych składników. Poza różnicami w ilości tych składników, niewiele wiadomo na temat czynników bioaktywnych lub immunomodulujących u wielu gatunków ssaków. Jednak w porównaniu z innymi mlekiem ssaków mleko ludzkie ma największą różnorodność oligosacharydów .
Mleko krowie
W przeciwieństwie do ludzi, matki przeżuwacze nie przekazują odporności swoim niemowlętom w czasie ciąży, co sprawia, że mleko jest pierwszym wprowadzeniem do odporności matczynej, którą otrzymują cielęta. Mleko krowie zawiera zarówno immunoglobuliny A, jak i G, ale w przeciwieństwie do mleka ludzkiego, w którym IgA występuje najwięcej, IgG jest bardziej obfite. W mleku krowim obecne są również składniki wydzielnicze , IgM , cytokiny zarówno przeciwzapalne, jak i zapalne oraz inne białka o funkcjach przeciwdrobnoustrojowych .
Upraw mleka
Mleko roślinne to wydzielina z wola ptaka, która jest zwracana, aby nakarmić swoje potomstwo. Ptaki wytwarzające tę wydzielinę to gołębie, flamingi, pingwiny cesarskie i gołębie. Mleko gołębie zawiera pewne czynniki immunomodulujące, takie jak drobnoustroje i IgA, a także inne składniki o podobnej aktywności biologicznej do mleka ssaków, w tym czynnik wzrostu gołębi i transferynę .
Implikacje ewolucyjne
Istnieją dowody na związek między drobnoustrojami, które ewoluowały wraz z człowiekiem jako gospodarzem, a ludzkim układem odpornościowym. Przenoszenie drobnoustrojów z matki na potomstwo jest powszechne u zwierząt. U ludzi wymiana drobnoustrojów zachodzi głównie poprzez transfer przez łożysko i mleko matki. Obecność tych złożonych społeczności drobnoustrojów w ludzkim ciele sugeruje, że układ odpornościowy został tak dobrany, aby zapamiętywał i pośredniczył w kolonizacji tych mikroorganizmów w ludzkim gospodarzu. Ponadto dysbioza drobnoustrojów u niemowląt jest silnie związana z chorobami o podłożu immunologicznym, takimi jak alergie i martwicze zapalenie jelit .
We wczesnym okresie życia układ odpornościowy niemowlęcia jest uważany za niedojrzały ze względu na brak zasobów niezbędnych do obrony przed infekcją. Niemowlę nie jest w stanie wytwarzać swoistych cytokin IgA i ogranicza się do wytwarzania głównie przeciwciał IgM. Ludzkie niemowlę nie jest w stanie odpowiednio się chronić bez składników immunostymulujących i immunomodulujących obecnych w mleku ludzkim. Ta dynamika potwierdza konsensus wśród badaczy, że mleko ludzkie ewoluowało, aby zapewnić niemowlętom nie tylko korzyści odżywcze, ale i immunologiczne. Niektóre badania sugerują, że gruczoł sutkowy i produkcja mleka ewoluowały jako część wrodzonego układu odpornościowego człowieka, a jego immunologiczna rola ochronna poprzedzała jego rolę żywieniową.