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乳中生理活性物质 乳中的生理活性物质体系 一 动物的免疫系统 哺乳动物的免疫系统由两个主要系统组成 即细胞调解免疫和体液免疫 当外来抗原如细菌 病毒 外来组织和肿瘤刺激时 两个系统都有相应的防御机制 两个体系分别来自淋巴母细胞产生的两种类型的淋巴细胞 T淋巴细胞和B淋巴细胞 一 细胞调解免疫系统淋巴细胞在胸腺对T细胞的差异性形成CMI系统 T细胞对外来刺激通过产生不同类型的活化细胞来抵御 包括细胞毒性杀死剂 助剂 抑制剂 记忆细胞和产生专一性蛋白淋巴因子的细胞 二 体液免疫系统体液免疫系统包括抗体和补体系统 抗体是外来抗原刺激后由来自B淋巴细胞的血浆细胞产生 血浆细胞是专一性抗原被抑制后数十年 如果外来抗原重新进入动物体 会一直保留的B淋巴细胞 体液免疫对细菌和毒素非常有效 抗体在血浆细胞中合成 也有部分在乳腺中合成 大量存在于血液 组织和乳汁中 二 乳中生物活性物质的分布和浓度 乳中活性物质包括免疫球蛋白 Ig 乳铁蛋白 Lf 溶菌酶 LZ 乳过氧化物酶 Lp 血清白蛋白 BSA 乳球蛋白 Lg 乳球蛋白 La 转铁蛋白 Tf B12结合蛋白 叶酸结合蛋白 胰蛋白酶抑制剂和各种生长刺激因子 第二节免疫球蛋白 一 免疫球蛋白的种类与分布免疫球蛋白分为IgG IgA IgD IgE IgM五大类 人乳以IgA为主 牛乳则以IgG含量最高 牛初乳中Ig的含量受多种因素制约 乳牛的年龄影响乳中Ig的量和类型 较老的乳牛初乳量少且IgG含量低 乳中Ig的浓度不受血液中Ig浓度影响 受泌乳阶段的影响 如初乳 末乳Ig含量较高 二 免疫球蛋白的理化性质Ig的结构多样 由重链和轻链组成丫字结构 H链按抗原性不同可分为 五种链 它们分别是IgG IgA IgM IgD IgE的重链 对同种免疫球蛋白如IgG的重链又稍有不同 把 链分为 1 2 3 4 分别对应IgG1 IgG2 IgG3 IgG4 三 免疫球蛋白的结构和组成 五种免疫球蛋白 IgG IgA IgM IgEJgD具有类似的基本结构 在组织结构 氨基酸顺序和糖类上也有不同 四 免疫球蛋白在母体和幼体间的转移 对于在多种病原菌中出生的幼体 母亲传递给幼体多种抑菌物质 Ig是其中最主要的一种 不同的动物在母体和幼体间有不同的转移方式 概括起来包括以下三种 第一种途径是通过胎盘把和母亲血液中同浓度的IgG转移给幼体的哺乳动物如人 猿 家兔等 第二种途径是在出生48h以后通过初乳喂养传递免疫球蛋白 这类动物包括牛 山羊 羊 猪等有蹄类动物 此类动物在出生前 无法从母体中得到Ig 第三种途径是在母亲体内通过胎盘传递比母体血清中浓度较低IgG 这类动物也需从初乳中获得免疫球蛋自 狗等属此类动物 它们中IgA和lgM含量较高 五 免疫球蛋白的生物学功能 Ig的生物学功能主要是活化补体 溶解细胞 中和细菌毒素 通过凝集反应防止微生物对细胞的侵蚀 Ig的另一种生物功能来源于Fc受体粒细胞 淋巴细胞 血小板和巨噬细胞等和Ig相互作用生成络合物 这种络合物后期被吞噬 最后被降解 IgG分子小 较其它类Ig易透过毛细血管壁 转入组织液内 它几乎可以在一切组织器官中与抗原反应 IgG能活化补体 发挥其相关的生物学效应 IgG有调整作用 通过吞噬细胞表面Fc片段受体 使抗原与抗原结合的IgG一起被摄人细胞而被处理 IgG与ADC细胞结合后 可以特异性杀伤靶细胞 在感染和肿瘤免疫时发挥重要作用 IgM可激活补体 通过此功能发挥溶菌和溶细胞作用 它溶解和凝集作用比IgG强 IgM溶解红细胞作用比IgG高1000倍 巨噬细胞表面有C3b受体 IgM与抗原结合后补体活化 通过C3b结合到巨噬细胞表面 从而促进吞噬作用 IgA能激活补体交替途径 能凝集颗粒抗原及中和病毒 防止微生物附着于黏膜表层 从而有利于有机体把它们排出体外 它亦可结合蛋白抗原 防止过敏反应的发生 IgE能诱发生物活性物质 增加粘膜的通透性 它通常结合到肥大细胞和嗜碱性粒细胞膜受体上 如果再与特异性抗原相结合 就会引起它们释放组织胺等生物活性物质 引起过敏反应 第三节乳铁蛋白 乳铁蛋白 Lactoferrin LF 是一种具有多种生理功能的分子量约为80KDa的天然活性糖蛋白 乳铁蛋白广泛存在于哺乳动物的乳汁及各种分泌液中 其在乳汁中含量较高 牛初乳中含有800 g mL的LF 常乳中含有100 g mL的LF 远高于人体内LF的生理浓度 血液中的LF来自成熟的中性粒细胞的次级颗粒 一般浓度约为2 7 g mL 在体内 LF作为活性因子参与到很多生理活动之中 是乳中最重要的活性蛋白 乳铁蛋白的结构 牛LF由689个氨基酸组成 含有较多的精氨酸和赖氨酸 是一种碱性蛋白质 LF的三维结构呈 两枚银杏叶 型 分子的N端和C端大约有40 的氨基酸组成是相似的 具有很好的同源性 每一叶状结构都含有一个Fe3 和一个HCO3 结合部位 每一叶都能高亲和性地可逆地与铁结合 第233 368 476和545位天冬氨酸残基上有糖基链 乳铁蛋白的生理功能 抑菌作用 吞噬细胞的功能 细胞生成调节功能 补体活性调整 影响NK和ADCC活性 调节发炎反应 抑制感染部位炎症 还原溶菌酶再生的刺激效应 在肠道中铁吸收的刺激和回归 抗病毒效应 对牛瘤胃中微生物的控制 缺铁乳铁蛋白抗氧化作用 它可抑制由于Fe3 引起的脂氧化 Fe2 或Fe3 的生物还原剂如抗坏血酸盐是脂氧化的诱导剂 淋巴细胞的生长刺激 颗粒细胞 嗜中性细胞的调整 双歧杆菌的生长刺激 对单核白血球迁移阻碍因子生成的促进作用 乳铁蛋白的分离方法 一 色谱法吸附色谱法离子交换色谱法亲合色谱法 不容基质 连接物 隔离臂 连接物 配体 基质多用琼脂糖 隔离臂多为有一定长度且可连接基质的有机物如NH2 CH2 NH2 n 6 11 二 超滤法 第四节乳中的细胞增殖因子 一 表皮生长因子 EGF EGF是一种具有上皮细胞增殖作用的蛋白质类增殖因子 EGF是人乳中特有的生长因子 牛乳 包括初乳 不含该类生长因子 它在人乳中的含量为10ng mL lug mL 它随泌乳期的变化而变化 人乳 人血清中均含有EGF 乳中EGF在分娩两周内含量较高 随泌乳期延长含量迅速下降 二 类胰岛素生长因子 IGF IGF的结构和氨基酸组成和胰岛素的结构有相似性 决定了其与胰岛素有相似和不相似的功能 IGF 1主要在肝脏 肾脏 肺 肌肉 小肠 脑 心脏中 其分泌刺激物是激素 胰岛素 营养物质 目标组织是肌肉 肾脏 脑和其他组织 作用是诱导细胞分化 增殖 诱导蛋白质 RNA合成 刺激糖 氨基酸循环 三 转移生长因子 TGF TGF因为其对转移细胞有生长刺激作用而得名 人乳中TGF 活性在分娩初期相对较高 随着泌乳时间延长含量下降 1个月后基本上没有 TGF的生理功能 有免疫抑制作用 饮食性过敏反应 胃肠感冒疾病的形成机理 肠内细菌和消化管淋巴球的关系均有十分重要的意义 对血管新生有抑制作用 血管新生时细胞转移 细胞增殖均受TGF 的抑制 四 成纤维细胞生长因子 FGF FGF是从牛的脑和下垂体中分离出来的 对线维芽细胞 间叶素细胞 神经细胞和上皮细胞有增殖作用的活性生长因子 它对血管内皮细胞也有较强的活性 FGF分酸性FGF pH 5 6 和碱性FGF pH 9 0 二者的氨基酸排列顺序有53 是相同的 五 细胞增殖因子的开发利用 加强对乳中增殖因子的结构 类型 生理功能的研究 以期对它们有和乳中其它功能性蛋白质性质有相近水平的了解 为其开发利用提供借鉴和帮助 建立乳中增殖因子含量 活性的测定方法 如免疫扩散技术用于定量或效价测定 HPLC 柱色谱用于定量等 为开发的细胞增殖因子产品中增殖因子的测定作好准备 研究乳中细胞增殖因子的理化特性 如热变性规律 温度 pH 离子强度 化学物质对它们活性的影响 确定细胞增殖因子活性随各个因素变化的特征 为细胞增殖因子开发利用 加工过程中 时 最大限度地保持原料的细胞增殖因子活性提供理论依据 牛初乳因为细胞增殖因子含量最高 原料来源广 可作为开发利用细胞增殖因子的最适原料之一 牛初乳中功能性蛋白质 包括Ig Lf Lp Lz和细胞增殖因子 的全部开发利用具有十分广阔的前景 。