
食源性生物活性因子的发现与研究.ppt
94页第二章第二章 食源性生物活性因子的发现与研究食源性生物活性因子的发现与研究 可以说,中国古代人早就注意到“病从口入”的道理,而且最早通过饮食调理来治疗常见疾病,保障人体健康其实中国的中草药也是通过吃和偿来找到和发明的近年来,人们发现,食品,特别是乳制品中的确含有各种生物活性肽,这些生物活性肽可以发挥各种生理功能,并取得了大量研究成果,另一方,从免疫学的角度来看,动物的免疫系统也存在一个悖论:那就是获得性免疫到底对动物的生存是怎么起作用的?假如有一种致命的疾病流行,我们知道,因为这是一种新的流行病,所以所有相应的动物都对此病原体没有获得性免疫,那么其生存的机会只会留给对此病有先天免疫作用的动物,不能抵御该病原体入侵的动物显然会被淘汰于是从逻辑上来讲,只有对该病原体有抵抗能力(先天免疫)动物才有机会生存10天以上,从而获得对该病原体的获得性免疫力那么,获得性免疫对动物的生存,特别是受致命性的病原体感染时的生存起什么作用呢?显然,获得性免疫一定是对动物生存起重要作用的,否则动物,特别是高等动物就不会进化成如此完善的获得性免疫系统,我们称此矛盾为“获得性免疫悖论”(adaptive immune paradox)。
本书作者认为:获得性免疫可以通过下列两个方面对动物的生存和进化起重要作用: 1、通过母乳喂养对其幼仔起作用:哺乳动物母乳中含有母亲在数十年的生存和与疾病作斗争中所获得的体液免疫-抗各种病原体的抗体以及和T细胞活性相关细胞因子、淋巴因子等,这些获得性免疫成分都可以通过母乳传递给她的幼仔,从而大大增加其生存能力 2、肠胃道中的免疫接种系统:只要我们不接受关于食品可以产生免疫耐受的观点,我们就可以不难看出,消化道实际上是一个最大的免疫接种系统,当病原体通过“病从口入”进入胃肠道以后,几乎所有的病原体将面临致命性的先天免疫系统的攻击:首先是口腔中拒绝作用,其次是酶和一氧化氮的杀菌作用,第三是胃酸的作用,胃蛋白酶的作用,第四是胆汁的作用,第五是各种酶的消化作用,第六是肠粘膜和绒毛的机械清除作用,第七是先天免疫作用,这些作用将会杀死几乎所有病原体,从而起到免疫接种作用,而且不会造成感染,因为此时的病原体已经失去了感染能力在机体获得了这种获得性免疫能力之后,如果相同或相似的病原体再从其它途径入侵机体时,机体就可以激活其获得性免疫系统彻底消灭入侵者 第一节、初乳中的生物活性物质及其生理作用第一节、初乳中的生物活性物质及其生理作用 初乳和原料乳含有脂肪、蛋白质、乳糖、和矿物质,它们是哺乳动物的重要营养成分。
初乳还含有各种维生素、免疫球蛋白、激素、生长因子、细胞因子、酶和其它生物活性肽这些物质是从乳房的泡状上皮细胞和免疫细胞代谢而来,哺乳动物的种类、年龄和健康状况对这些成分有一定的影响初乳的组成和常乳有很大不同,因为它要满足新生儿的需求牛初乳是牛分娩以后几天内分泌的乳汁其对于新生牛犊健康的重要性是早就肯定了的初乳除含有常乳中所具有的营养、蛋白、脂肪、乳糖和矿物质外,还含有生长因子和抗微生物的因子,有些因子虽然在常乳中也有,但是其含量远远低于初乳在牛初乳中,最丰富的和了解最多的生长因子当属IGF-I 和IGF-II它们可以刺激细胞生长,通过血液作用于内分泌激素,发挥副激素(paracrine)和自激素(autocrine)的作用IGF-I是牛初乳中的主要形式,其浓度为7-67 nmol/l,而正常的奶中含量则只有<0.3 nmol/l,在正常的成人血清中,其含量为7 nmol/l,IGF-I有很强的刺激肌肉组织合成代谢的作用,与生长激素的反馈调节有关IGF-I可以模仿大多数,但不是全部生长激素的作用有证据表明,骨骼肌的生长就是由IGF-I介导的 牛初乳中的抗菌活性因子包括免疫球蛋白、乳过氧化物酶、溶菌酶、和乳铁蛋白等。
牛初乳富含免疫球蛋白,是新生牛犊的免疫球蛋白的主要来源初乳中IgG、IgM和IgA的含量比常乳高上百倍 表2.1 奶牛分娩后2天和4周的奶的成分比较 *代表差异高度显著(P < 0.05) 乳成分乳成分单位位分娩分娩2天的初乳天的初乳分娩分娩4周的常乳周的常乳日日产量量kg16.8 ± 1.7*33.9 ± 0.9干物干物质g/kg159 ± 16*117 ± 12脂肪脂肪g/L70.5 ± 8.557.6 ± 6.7总蛋白蛋白g/L52.0 ± 3.2*32.5 ± 1.0乳糖乳糖g/L43.9 ± 0.9*49.9 ± 0.5钠mmol/L27 ± 1*20 ± 1钾mmol/L44 ± 141 ± 1氯mmol/L38 ± 2*29 ± 1电导率率mS/cm5.6 ± 0.2*4.9 ± 0.2渗透渗透压mOsm/L295 ± 2274 ± 9体体细胞数胞数x106/L1479 ± 585*41 ± 15IGF-Iµg/L103 ± 21*4 ± 1胰胰岛素素µg/L4.55 ± 1.04*0.37 ± 0.02泌乳刺激素泌乳刺激素µg/L120 ± 16*15.4 ± 1.0TNF- µg/L5.0 ± 0.6*1.8 ± 0.2γ-GTµkat/L137 ± 9*24 ± 8IgGg/L28.3 ± 5.7*1.5 ± 0.1分段采集的乳分段采集的乳特性特性单位单位开始采集开始采集25%50%75%100%残留残留IGF-Iµg/L129±30A93.2 ± 20.3C93.6 ± 16.6C106 ± 23B103 ± 20BC97 ± 19BC胰岛素胰岛素µg/L6.27 ± 1.97A3.62 ± 0.75C4.18 ± 0.04BC4.85 ± 1.12ABC6.19 ± 2.1A5.60 ± 1.57AB催乳素催乳素(PRL)µg/L168 ± 45A113 ± 15C118 ± 13BC138 ± 24AB148 ± 32AB134 ± 20BCγ-GTmkat/L157 ± 17A127 ± 9C138 ± 8BC152 ± 11AB162 ± 14A109 ± 12CIgGg/L38.3 ± 8.620.6 ± 3.124.3 ± 3.934.5 ± 7.736.2 ± 11.338.3 ± 10.9A,B不同的大写字母表示组分存在显著性差异不同的大写字母表示组分存在显著性差异(P < 0.05)。
表表2.2 初乳中的激素、初乳中的激素、-GT和和IgG(分娩(分娩2天)天) 初乳和常乳总蛋白质的不同主要是由于初乳和常乳总蛋白质的不同主要是由于IgG的含量不同,其的含量不同,其他生物活性因子,如乳铁蛋白、乳转铁蛋白、乳球蛋白等在初乳他生物活性因子,如乳铁蛋白、乳转铁蛋白、乳球蛋白等在初乳中也明显高于常乳总乳蛋白在常乳中下降可能部分地与增加产中也明显高于常乳总乳蛋白在常乳中下降可能部分地与增加产乳量的稀释作用有关乳量的稀释作用有关IGF-I的浓度在由初乳到常乳的转变过程的浓度在由初乳到常乳的转变过程中迅速下降泌乳刺激因子可能是在泌乳时从血液进入乳中的中迅速下降泌乳刺激因子可能是在泌乳时从血液进入乳中的TNF- 的浓度在初乳中显著高于常乳的浓度在初乳中显著高于常乳TNF-也具有趋化活性,这也具有趋化活性,这可能与体细胞从血液进入乳有关由乳中的体细胞所表达的这些可能与体细胞从血液进入乳有关由乳中的体细胞所表达的这些TNF-可能会增加局部的免疫活性因此,可能会增加局部的免疫活性因此,TNF-可能部分是由体可能部分是由体细胞产生的,进一步控制细胞进入乳中的流动已知细胞产生的,进一步控制细胞进入乳中的流动。
已知-GT是定位是定位在滤泡细胞外膜上的,它可以促进有些氨基酸跨过滤泡细胞膜的在滤泡细胞外膜上的,它可以促进有些氨基酸跨过滤泡细胞膜的吸收GT 的活性在初乳中要比常乳中高出很多的活性在初乳中要比常乳中高出很多IgG的浓度在的浓度在初乳中也比常乳高出很多,表明通过上皮分泌细胞和滤泡细胞紧初乳中也比常乳高出很多,表明通过上皮分泌细胞和滤泡细胞紧密相连,抗体从血液流到乳汁初乳期以后,密相连,抗体从血液流到乳汁初乳期以后,IgG 则通过转运细则通过转运细胞的选择性受体介导向乳汁中的转运胞的选择性受体介导向乳汁中的转运Na和和Cl的浓度和的浓度和IgG密切密切相关相关,虽然其转运机制和虽然其转运机制和IgG并不相同并不相同,在通过上皮细胞时的控制在通过上皮细胞时的控制显然起主要作用显然起主要作用 初乳中主要生物活性因子及其生物活性初乳中主要生物活性因子及其生物活性 如上所述,初乳中很多对生长、分化和各种生理功能起作如上所述,初乳中很多对生长、分化和各种生理功能起作用的生长的因子以下对这些因子及其功能进行简单介绍:用的生长的因子以下对这些因子及其功能进行简单介绍:1、非肽类营养因子、非肽类营养因子 初乳里含有一系列的非肽类营养因子,具有重要的生物功能。
初乳里含有一系列的非肽类营养因子,具有重要的生物功能这些因子包括:谷氨酰胺、多胺、低聚糖、核苷酸等其是否这些因子包括:谷氨酰胺、多胺、低聚糖、核苷酸等其是否作为生长因子尚存在争议,但是它具有促进细胞增值的作用却作为生长因子尚存在争议,但是它具有促进细胞增值的作用却是肯定的推测这些因子可能是某些种类受体的配基,或作为是肯定的推测这些因子可能是某些种类受体的配基,或作为第二信使起作用象谷氨酰胺这种因子就经常作为首选底物第二信使起作用象谷氨酰胺这种因子就经常作为首选底物无论如何,这些因子在保持肠胃道平衡和通过多种机制调节免无论如何,这些因子在保持肠胃道平衡和通过多种机制调节免疫系统中起重要作用疫系统中起重要作用,例如,它可以改变肠道微环境,作用于生例如,它可以改变肠道微环境,作用于生长因子的活性等再如,长因子的活性等再如,EGF对于小鼠小肠细胞系对于小鼠小肠细胞系IE6的营养应的营养应答就需要谷氨酰胺的存在答就需要谷氨酰胺的存在 2、激、激 素素 研究显示,初乳中含有多种激素将这些因子注射可以对研究显示,初乳中含有多种激素将这些因子注射可以对多种器官和系统起作用这些系统包括:下丘脑多种器官和系统起作用。
这些系统包括:下丘脑-脑垂体系统脑垂体系统,因为其含有泌乳刺激素因为其含有泌乳刺激素(prolactin)、生长激素抑制素、生长激素抑制素(somatostatin)、黄体激素释放激素、黄体激素释放激素(luteinizing hormone-releasing hormone)、缩宫素、缩宫素(oxytocin),甲状腺甲状腺,因为乳中含因为乳中含有甲状腺刺激激素有甲状腺刺激激素(thyroid-stimulating hormone)、甲状腺、甲状腺素素(thyroxine)、降血钙素、降血钙素(calcitonin),性腺性腺,因为奶含有雌因为奶含有雌激素激素(estrogen)和黄体酮和黄体酮(progesterone),和肾上腺、胰腺和肾上腺、胰腺 可能有一些激素,例如黄体激素释放激素,作用于乳浆的浓度,可能有一些激素,例如黄体激素释放激素,作用于乳浆的浓度,从而作用于新生儿的发育从而作用于新生儿的发育,因为这些激素可以通过肠壁细胞吸因为这些激素可以通过肠壁细胞吸收进入血液循环这些激素似乎很少影响成年人,因为成年人收进入血液循环这些激素似乎很少影响成年人,因为成年人限制其通过肠壁细胞吸收到体内。
但是,当成年人的肠道有损限制其通过肠壁细胞吸收到体内但是,当成年人的肠道有损伤时,这些因子可能对病人有作用,例如克隆病伤时,这些因子可能对病人有作用,例如克隆病 (Crohn Disease)即局限性肠炎,由于肠道的损伤,故这些生物活性物即局限性肠炎,由于肠道的损伤,故这些生物活性物质可以通过肠壁细胞达到他们的受体从而介导病理生理作用质可以通过肠壁细胞达到他们的受体从而介导病理生理作用3、细、细 胞胞 因因 子子 作为细胞因子的蛋白质具有多种细胞学功能以作为细胞因子的蛋白质具有多种细胞学功能以pM到到nM的浓度作用于很多细胞一般来讲,细胞因子不能控制正常的浓度作用于很多细胞一般来讲,细胞因子不能控制正常的动态细胞平衡,但是当细胞代谢混乱时则起重要作用的动态细胞平衡,但是当细胞代谢混乱时则起重要作用,例如例如炎症反应细胞因子诱发敏感的细胞应答炎症反应细胞因子诱发敏感的细胞应答, 如趋化作用、蛋如趋化作用、蛋白质合成和细胞分化等初乳和乳中含有很多细胞因子,包白质合成和细胞分化等初乳和乳中含有很多细胞因子,包括:白细胞介素括:白细胞介素(IL) 1ß、、 IL-6、、IL-10、肿瘤坏死因子和中、肿瘤坏死因子和中性粒细胞、巨噬细胞和中性粒细胞性粒细胞、巨噬细胞和中性粒细胞/巨噬细胞集落刺激因子。
巨噬细胞集落刺激因子很有可能这些因子在新生儿或婴幼儿调节免疫发育中起重要很有可能这些因子在新生儿或婴幼儿调节免疫发育中起重要作用同时和从乳中吸收的免疫球蛋白和非特异性的抗菌组作用同时和从乳中吸收的免疫球蛋白和非特异性的抗菌组分,例如:初乳中的乳过氧化物酶,联合起调节免疫的作用分,例如:初乳中的乳过氧化物酶,联合起调节免疫的作用 4、生长因子、生长因子 之所以称之为生长因子是因为在鉴定这些因子的时候是基之所以称之为生长因子是因为在鉴定这些因子的时候是基于其对各种各样的细胞系在体外刺激生长的作用但是,实际于其对各种各样的细胞系在体外刺激生长的作用但是,实际上这些生物活性肽的分子基础和功能具有多样性这些生长因上这些生物活性肽的分子基础和功能具有多样性这些生长因子根据其发现的功能进行命名,所以他们的名字带有其发现历子根据其发现的功能进行命名,所以他们的名字带有其发现历史的痕迹,但是显然有些不同的名称的生长因子其功能或分子史的痕迹,但是显然有些不同的名称的生长因子其功能或分子结构却十分相似,甚至根本就是相同的也有一些种类的因子,结构却十分相似,甚至根本就是相同的也有一些种类的因子,虽然生长因子之间非常相似但是实际上却是不同的。
例如人的虽然生长因子之间非常相似但是实际上却是不同的例如人的初乳当中的初乳当中的EGF和牛初乳相比具有非常高的浓度,而胰岛素样和牛初乳相比具有非常高的浓度,而胰岛素样生长因子生长因子(IGF) I和和II则实际上恰恰相反初乳中几种主要的生则实际上恰恰相反初乳中几种主要的生长因子的详细情况讨论如下长因子的详细情况讨论如下 5、表皮生长因子受体配基家族、表皮生长因子受体配基家族 这一组多肽通常都可以和这一组多肽通常都可以和EGFEGF受体结合受体结合 ( (也就是也就是c-c-erb1erb1受体受体), ), 包括包括 EGFEGF本身、本身、TGF-TGF-、乳腺来源的生长、乳腺来源的生长因子因子II (MDGF-II)II (MDGF-II)、和人类乳生长因子、和人类乳生长因子III (HMGF-III (HMGF-III), III), 这种因子可能和这种因子可能和EGFEGF相同其他具有这种结合相同其他具有这种结合特性的相关多肽在初乳里浓度很低,没有达到生理活特性的相关多肽在初乳里浓度很低,没有达到生理活性的浓度性的浓度, ,这些生长因子是:这些生长因子是: 双调蛋白双调蛋白((amphiregulinamphiregulin)), , 神经调节素(神经调节素(betacellulinbetacellulin)), ,和肝磷脂结合表皮生长因子(和肝磷脂结合表皮生长因子(heparin-binding heparin-binding EGFEGF)。
6 6、表皮生长因子、表皮生长因子 表皮生长因子(表皮生长因子(EGFEGF)是由)是由5353个氨基酸残基组成的多肽,个氨基酸残基组成的多肽,成年人是在唾液腺和十二指肠的勃氏腺(成年人是在唾液腺和十二指肠的勃氏腺(BrunnersBrunners glands glands))分泌的人初乳的分泌的人初乳的EGFEGF为为200 200 µ µg/Lg/L,常乳中为,常乳中为3030––50 50 µ µg/Lg/L,,同时在很多其他哺乳动物乳中也含有,但是牛乳中则没有达同时在很多其他哺乳动物乳中也含有,但是牛乳中则没有达到有意义的含量运用早产儿的胃液进行体外试验表明乳源到有意义的含量运用早产儿的胃液进行体外试验表明乳源EGFEGF在典型的胃蛋白酶水解条件下不失活与此相对照,在典型的胃蛋白酶水解条件下不失活与此相对照, 成成年人的胃液消化年人的胃液消化EGF1EGF1––53 53 则可以使之成为则可以使之成为EGF1EGF1––49 49 ,其生,其生物活性仅剩下原来的物活性仅剩下原来的25%25%一旦EGFEGF进入小肠进入小肠, ,在进食的条件下,在进食的条件下,就会变得对蛋白酶水解非常敏感,但是如果有进食的蛋白类就会变得对蛋白酶水解非常敏感,但是如果有进食的蛋白类食物存在可以有效地保护它不被水解。
食物存在可以有效地保护它不被水解 关于关于EGFEGF在正常情况下(未受损伤)对肠胃作用的生理功能在正常情况下(未受损伤)对肠胃作用的生理功能还有争议多数研究结果显示还有争议多数研究结果显示EGFEGF受体在正常成人的肠胃道中,受体在正常成人的肠胃道中,只存在于侧壁膜的细胞上,而不是顶部细胞表面然而,只存在于侧壁膜的细胞上,而不是顶部细胞表面然而,EGFEGF受受体的分布在不同的生物中可能变化很大,例如体的分布在不同的生物中可能变化很大,例如, ,放射自显影研究放射自显影研究表明,在猪的肠道顶部表面是有受体存在的如果表明,在猪的肠道顶部表面是有受体存在的如果EGFEGF的受体只的受体只分布于正常成年人的肠道侧壁膜上分布于正常成年人的肠道侧壁膜上, ,那么,那么,EGFEGF在肠道内腔似乎在肠道内腔似乎不大可能发挥任何生物学作用支持不大可能发挥任何生物学作用支持EGFEGF有这种作用的证据是发有这种作用的证据是发现小鼠摘除唾液腺后不会发展成为自发性内脏溃疡或萎缩然现小鼠摘除唾液腺后不会发展成为自发性内脏溃疡或萎缩然而,与对照动物相比,它们会因为缺少了修复系统而导致人工而,与对照动物相比,它们会因为缺少了修复系统而导致人工诱发的溃疡。
所以科学家认为诱发的溃疡所以科学家认为EGFEGF起起““内脏伤害监视肽内脏伤害监视肽””的作用的确,的确,EGFEGF对这些部位的损伤有修复作用但是,重要的是我们对这些部位的损伤有修复作用但是,重要的是我们必须注意到,必须注意到,EGFEGF可能进入不成熟的内脏和其侧壁细胞的受体结可能进入不成熟的内脏和其侧壁细胞的受体结合,因为其通透性增加了初乳和乳中的合,因为其通透性增加了初乳和乳中的EGFEGF因此可能在新生儿因此可能在新生儿体内抑制细菌转移和刺激内脏生长、发育方面具有重要作用体内抑制细菌转移和刺激内脏生长、发育方面具有重要作用 6、转化生长因子、转化生长因子 转化生长因子(转化生长因子(TGF-)是一种存在于人初乳和常乳中,较)是一种存在于人初乳和常乳中,较EGF浓度低(浓度低(2.2–7.2 µg/L)的)的50个氨基酸残基组成的多肽分子个氨基酸残基组成的多肽分子和和EGF相比相比, TGF-在整个胃肠道系统的粘膜内产生在整个胃肠道系统的粘膜内产生TGF-的系统的系统作用是刺激肠胃道生长与修复作用是刺激肠胃道生长与修复,抑制酸分泌,刺激损伤之后的粘膜抑制酸分泌,刺激损伤之后的粘膜恢复恢复,和增加胃粘液素(和增加胃粘液素(mucin)的浓度。
在小肠和结肠内)的浓度在小肠和结肠内, TGF- 表达主要发生在小肠上段表达主要发生在小肠上段 (非增生型区段非增生型区段), 这表明其生理作用可这表明其生理作用可能是影响分化和细胞迁移,而不是细胞的增生因此能是影响分化和细胞迁移,而不是细胞的增生因此TGF-可能对可能对TGF-ß起互补作用,以控制肠内上皮细胞分化和增值之间的平衡起互补作用,以控制肠内上皮细胞分化和增值之间的平衡在部分肝切除术病人的胃肠粘膜损伤部位可以测定到在部分肝切除术病人的胃肠粘膜损伤部位可以测定到TGF-表达的表达的上调,这一实验结果支持上调,这一实验结果支持TGF-在粘膜生长和修复中的作用对这在粘膜生长和修复中的作用对这一作用进一步的证据来自在小白鼠中通过同源重组将一作用进一步的证据来自在小白鼠中通过同源重组将TGF-“敲除敲除”的研究在对照条件下,这些小鼠具有相对正常的表现型,但的研究在对照条件下,这些小鼠具有相对正常的表现型,但是,增加了对结肠损伤的敏感性是,增加了对结肠损伤的敏感性,虽然对小肠损伤并不敏感这些虽然对小肠损伤并不敏感这些发现支持发现支持TGF-在保持上皮连续性中的作用换言之,多数研究表在保持上皮连续性中的作用。
换言之,多数研究表明明TGF-的主要生理作用是在未受伤的粘膜系统中保持粘膜完整性的主要生理作用是在未受伤的粘膜系统中保持粘膜完整性和正常的上皮功能和正常的上皮功能 7、转化生长因子、转化生长因子ß家族家族 该家族在分子上是和该家族在分子上是和TGF-有区别的有区别的,而且在多数系统中实而且在多数系统中实际上是起抑制细胞增值的作用其异构性和际上是起抑制细胞增值的作用其异构性和TGF-ß相比,其主相比,其主要表达部位是在正常的肠胃道的浅表部位要表达部位是在正常的肠胃道的浅表部位,它们在这些区域抑制它们在这些区域抑制一旦离开肠腺区细胞的增值一旦离开肠腺区细胞的增值TGF-ß 具有很多功能,这种细胞具有很多功能,这种细胞因子对噬中性粒细胞具有趋化作用,刺激受伤部位表皮细胞的因子对噬中性粒细胞具有趋化作用,刺激受伤部位表皮细胞的迁移因此,似乎其主要作用是限制细胞的增值,在早期阶段,迁移因此,似乎其主要作用是限制细胞的增值,在早期阶段,这些因子主要是修复损伤部位,然后促使细胞向表皮粘膜剥落这些因子主要是修复损伤部位,然后促使细胞向表皮粘膜剥落的区域移动和生长,再造其连续性。
的区域移动和生长,再造其连续性TGF-ß和和TGF-ß-样分子在样分子在牛奶和牛初乳含量很高分别为牛奶和牛初乳含量很高分别为1–2 mg/L和和20–40 mg/L这样的浓度足可以防止消炎痛诱导的小鼠胃损伤表明初乳中的的浓度足可以防止消炎痛诱导的小鼠胃损伤表明初乳中的TGF-ß 可能在介导新生儿胃肠道保持完整性方面起重要作用可能在介导新生儿胃肠道保持完整性方面起重要作用自从这些已经被证明是以自从这些已经被证明是以TGF-ß1和和TGF-ß2但以但以ß2的形式为主的形式为主((85%)混合物的形式存在之后,)混合物的形式存在之后,TGF-ß-样乳生长因子已经揭样乳生长因子已经揭示出和牛乳酪蛋白组分有联系示出和牛乳酪蛋白组分有联系8、胰岛素样生长因子及其结合蛋白、胰岛素样生长因子及其结合蛋白 胰岛素样生长因子胰岛素样生长因子IGF-I和和IGF-II促进细胞增值和分化它们促进细胞增值和分化它们在结构上相似于胰岛素原(在结构上相似于胰岛素原(proinsulin),在高浓度时起胰岛素),在高浓度时起胰岛素样作用肝脏是样作用肝脏是IGF主要的合成位点,主要的合成位点,IGF-I和和IGF-II也在人类发也在人类发育的胎胃和小肠中高浓度表达育的胎胃和小肠中高浓度表达,在出生后迅速达到最大值。
在出生后迅速达到最大值牛初乳含有比常乳高很多的牛初乳含有比常乳高很多的IGF-I浓度浓度 (500µg/L)但是在常乳但是在常乳中则很低,只有中则很低,只有10 µg/L这些生长因子在酸性和热条件下相对这些生长因子在酸性和热条件下相对稳定所以这些生长因子在一般的条件下保存表现比较好,在稳定所以这些生长因子在一般的条件下保存表现比较好,在商业加工和胃酸的条件下能保持其生物活性已知商业加工和胃酸的条件下能保持其生物活性已知IGF-I是促进是促进蛋白增加的,例如它是一种合成代谢因子,至少部分负责介导蛋白增加的,例如它是一种合成代谢因子,至少部分负责介导生长激素生长激素(GH)的促生长作用存在于牛乳或牛初乳中的的促生长作用存在于牛乳或牛初乳中的IGF-II比比IGF-I要低很多要低很多,但是和但是和IGF-I相似相似 ,它具有合成代谢活性并显示出它具有合成代谢活性并显示出减少饥饿动物的分解代谢的作用减少饥饿动物的分解代谢的作用 在牛或人初乳中的在牛或人初乳中的IGFs 或是以自由的或是以结合的两种形式或是以自由的或是以结合的两种形式存在自由存在自由IGF的量在预产期是变化的,牛初乳中的的量在预产期是变化的,牛初乳中的IGF-I多数是多数是以自由的形式存在的以自由的形式存在的(不与其结合蛋白结合不与其结合蛋白结合), 相反地,在分娩前相反地,在分娩前或常乳中则主要是结合形式。
已经鉴定和克隆的或常乳中则主要是结合形式已经鉴定和克隆的IGF结合蛋白结合蛋白(IGFBPs)有六种开始认为有六种开始认为IGFBPs 的主要功能是作为蛋白载体的主要功能是作为蛋白载体减少的蛋白酶对减少的蛋白酶对IGF的消化,减少其生物活性,因为人们一直认的消化,减少其生物活性,因为人们一直认为只有自由形式的为只有自由形式的IGF才具有促进细胞增值的活性才具有促进细胞增值的活性 但是最近的但是最近的研究表明,研究表明,IGFBPs还具有另外的功能,因为已经证实不同的还具有另外的功能,因为已经证实不同的IGFBPs在不同的组织中的分布模式是不一样的,其浓度对于营在不同的组织中的分布模式是不一样的,其浓度对于营养状态的反应也是变化的例如,已经发现地塞米松对小鼠肝脏养状态的反应也是变化的例如,已经发现地塞米松对小鼠肝脏中中IGFBP-1产物的增加作用产物的增加作用,而对于营养不良的新生鼠则减少血而对于营养不良的新生鼠则减少血清中的清中的IGF-I和和IGF-II,但是血清中的,但是血清中的IGFBP-2增加IGFBPs的的详细功能尚不清楚,虽然其可能的作用之一是分泌或溶解的详细功能尚不清楚,虽然其可能的作用之一是分泌或溶解的IGFBP通过限制游离形式的通过限制游离形式的IGF结合到它的受体上来抑制结合到它的受体上来抑制IGF-介介导的细胞增殖和氨基酸吸收作用。
相反地,细胞表面或细胞介质导的细胞增殖和氨基酸吸收作用相反地,细胞表面或细胞介质相关联的相关联的IGFBPs可能会通过增加可能会通过增加IGF-I、、IGF-II和它们的受体的和它们的受体的局部浓度来增加局部浓度来增加IGF的活性9、来源于血小板的生长因子、来源于血小板的生长因子 来源于血小板的生长因子来源于血小板的生长因子(PDGF)是一种酸稳定的分子,最是一种酸稳定的分子,最初鉴定的初鉴定的PDGF来源于血小板来源于血小板,但是后来发现巨噬细胞也合成但是后来发现巨噬细胞也合成和分泌这种因子这种因子是由二硫健连接的两条多肽链构成,和分泌这种因子这种因子是由二硫健连接的两条多肽链构成,A 链链(14 kDa)和和B链链(17 kDa)因此该二聚体以三种异聚体的因此该二聚体以三种异聚体的形式存在:形式存在:AA,AB,和和BB),该生物活性因子与酪氨酸激酶型,该生物活性因子与酪氨酸激酶型受体结合受体结合PDGF是一种纤维原细胞和动脉平滑肌细胞的重要是一种纤维原细胞和动脉平滑肌细胞的重要的有丝分裂原,的有丝分裂原,PDGF的体外作用已经显示出通过动物进食促的体外作用已经显示出通过动物进食促进溃疡的康复。
虽然进溃疡的康复虽然PDGF存在于人和牛初乳和常乳中,但是存在于人和牛初乳和常乳中,但是牛乳中牛乳中PDGF-样促有丝分裂活性实际上来自牛初乳生长因子样促有丝分裂活性实际上来自牛初乳生长因子,该因子和该因子和PDGF 具有序列上的同源性具有序列上的同源性10、血管内皮细胞生长因子、血管内皮细胞生长因子 血管内皮细胞生长因子(血管内皮细胞生长因子(Vascular endothelial growth factor,,VEGF)是一种同源二聚体)是一种同源二聚体34–42-kD的肝磷脂结合糖蛋白,和血小板生长因子的肝磷脂结合糖蛋白,和血小板生长因子PDGF有关,有关,具有很强的血管新生具有很强的血管新生, 促有丝分裂和血管通透性的增强促有丝分裂和血管通透性的增强作用 VEGF存在于人乳中,在哺乳第一周其浓度为存在于人乳中,在哺乳第一周其浓度为75 µg/L,第二周降到,第二周降到25 µg/LVEGF的特异性受体已的特异性受体已经鉴定,分布在人类结肠细胞系经鉴定,分布在人类结肠细胞系Caco-2顶膜上人类顶膜上人类H-4细胞系也存在虽然细胞系也存在虽然VEGF结合到这些细胞系上,结合到这些细胞系上,但是它并不诱导增值响应。
但是它并不诱导增值响应VEGF的生理作用并不清楚的生理作用并不清楚,虽然其新生血管活性在治疗消化道溃疡这样的疾病方虽然其新生血管活性在治疗消化道溃疡这样的疾病方面可能具有重要作用面可能具有重要作用11、乳铁蛋白、乳铁蛋白 乳铁蛋白(乳铁蛋白(Lactoferrin)是一种铁结合糖蛋白,)是一种铁结合糖蛋白,分子量为分子量为80 kDa,存在于人初乳中,浓度约为,存在于人初乳中,浓度约为7 g/L,常乳中很低只有约常乳中很低只有约1 g/L牛初乳中也含有乳铁蛋白,牛初乳中也含有乳铁蛋白,但是含量只有人乳的但是含量只有人乳的10% 乳铁蛋白有多种生物功乳铁蛋白有多种生物功能,包括:促进铁吸收,抗微生物作用,调节免疫功能,包括:促进铁吸收,抗微生物作用,调节免疫功能等而且,乳铁蛋白已经显示出在体外能够促进各能等而且,乳铁蛋白已经显示出在体外能够促进各种细胞系的增值的作用种细胞系的增值的作用,包括:纤维原细胞和小肠上包括:纤维原细胞和小肠上皮细胞等皮细胞等,这表明乳铁蛋白在奶中可能对于新生儿的这表明乳铁蛋白在奶中可能对于新生儿的肠道发育和调节也具有重要作用肠道发育和调节也具有重要作用。
12、生长激素及其释放因子、生长激素及其释放因子 生长激素(生长激素(Growth hormone,,GH)),连同其释放因子连同其释放因子(GHRF)和结合蛋白和结合蛋白, 存在于人和牛初乳和常乳中报道的人初存在于人和牛初乳和常乳中报道的人初乳中乳中GHRF浓度约浓度约41 ng/L,在常乳中则降到在常乳中则降到23 µg/L哺乳期婴哺乳期婴儿具有很高的循环儿具有很高的循环GH浓度,这大概是由于摄取浓度,这大概是由于摄取GH之后它们刺之后它们刺激脑垂体进一步释放激脑垂体进一步释放GH的结果GH的生长促进作用是由的生长促进作用是由IGF-I的释放介导的的释放介导的,虽然虽然GH也有直接的促有丝分裂作用非常有趣也有直接的促有丝分裂作用非常有趣的证据是:系统的的证据是:系统的GH在肠道的生长和功能中起非常重要的调在肠道的生长和功能中起非常重要的调节作用已有报道指出,节作用已有报道指出,GH受体存在于小鼠和转基因鼠的整受体存在于小鼠和转基因鼠的整个胃肠道系统个胃肠道系统[62],转基因老鼠转基因老鼠 GH的过量表达使其体重远远大的过量表达使其体重远远大于对照然而,于对照然而,GH在内腔中的重要性仍然不清楚。
也不知道在内腔中的重要性仍然不清楚也不知道GH受体是否存在于细胞膜的顶部进一步的研究应该监测乳受体是否存在于细胞膜的顶部进一步的研究应该监测乳及初乳中及初乳中GH的生理作用的生理作用13、初乳中增强免疫作用的生物活性因子、初乳中增强免疫作用的生物活性因子 初乳中除含有各种生长因子外,还含有其他各初乳中除含有各种生长因子外,还含有其他各种生物功能的多肽或短肽其中最为引人注目的是种生物功能的多肽或短肽其中最为引人注目的是具有增强免疫作用的生物活性肽,如乳铁蛋白,乳具有增强免疫作用的生物活性肽,如乳铁蛋白,乳铁素和免疫球蛋白这些免疫球蛋白对于婴幼儿的铁素和免疫球蛋白这些免疫球蛋白对于婴幼儿的免疫、抗菌、抗病毒、促进婴幼儿免疫系统发育具免疫、抗菌、抗病毒、促进婴幼儿免疫系统发育具有极其重要的作用有极其重要的作用抗体种类初乳常乳IgG152.0-87.0 g/L 0.31-0.40 g/L IgG21.6-2.1 g/L 0.03-0.08 g/L IgM3.7-6.1 g/L 0.03-0.06 g/L IgA3.2-6.2 g/L 0.04-0.06 g/L 表表2.3 初乳和常乳免疫球蛋白比较初乳和常乳免疫球蛋白比较C. J. Hammer et al. (2004) 另外实验还证明,初乳中高浓度的另外实验还证明,初乳中高浓度的IgA、、IgG1和和IgG2、乳铁蛋白和溶菌、乳铁蛋白和溶菌酶对改善心血管功能也具有很好的作用。
近年来的试验表明,食用动物乳的酶对改善心血管功能也具有很好的作用近年来的试验表明,食用动物乳的抗体后,其主要的抗体并不被肠胃中的蛋白酶所消化,大部分可以保持到小抗体后,其主要的抗体并不被肠胃中的蛋白酶所消化,大部分可以保持到小肠末端还具有生物活性可见奶中抗体的主要功能不是为后代提供营养物质,肠末端还具有生物活性可见奶中抗体的主要功能不是为后代提供营养物质,而是抗菌和免疫功能而是抗菌和免疫功能 14、唾液酸寡醣唾液酸寡醣(Sialyloligosaccharides ) T. Nakamura et al. 研究了初乳中存在的一种唾液酸寡研究了初乳中存在的一种唾液酸寡醣醣(Sialyloligosaccharides) 和唾液糖肽和唾液糖肽((sialylglycoconjugates),证明其具有重要的生物学功能证明其具有重要的生物学功能它可能是婴幼儿脑神经节苷脂来源,同时也是抗病毒和病原菌它可能是婴幼儿脑神经节苷脂来源,同时也是抗病毒和病原菌感染的重要组分有几种酸性寡糖在牛和人的初乳中已经鉴定感染的重要组分有几种酸性寡糖在牛和人的初乳中已经鉴定出来,并对人初乳中的这些寡糖类物质进行了广泛研究。
而相出来,并对人初乳中的这些寡糖类物质进行了广泛研究而相对来说,牛初乳则研究很少该项研究测定了牛初乳中三种唾对来说,牛初乳则研究很少该项研究测定了牛初乳中三种唾液酸寡糖的浓度、及其在各秘奶期的变化情况研究表明,这液酸寡糖的浓度、及其在各秘奶期的变化情况研究表明,这些寡糖类物质对病原微生物具有明显的抑制作用,同时具有促些寡糖类物质对病原微生物具有明显的抑制作用,同时具有促进免疫的作用,对于肠道中的有益菌群,如双岐杆菌则具有很进免疫的作用,对于肠道中的有益菌群,如双岐杆菌则具有很好的促进生长的作用这些特点说明这类寡糖物质可以用于功好的促进生长的作用这些特点说明这类寡糖物质可以用于功能性食品添加剂以及医药工业能性食品添加剂以及医药工业 15、其它很少研究的多肽、其它很少研究的多肽 牛和人初乳中含有系列其他生物活性肽,其结构和功能很少牛和人初乳中含有系列其他生物活性肽,其结构和功能很少研究,这些肽包括:研究,这些肽包括: 巨噬细胞源性生长因子巨噬细胞源性生长因子(MDGF-I),是一种是一种62-kDa多肽,已经多肽,已经显示出具有刺激乳腺细胞生长和增强胶原质产生的作用。
显示出具有刺激乳腺细胞生长和增强胶原质产生的作用HMGF-I 和和-II, 是一种酸性的多肽,其生物学作用很少研究是一种酸性的多肽,其生物学作用很少研究牛初乳生长因子牛初乳生长因子, 一种一种35-kDa 的分子,负责牛初乳的大部分的分子,负责牛初乳的大部分促有丝分裂活性,从生物化学的角度来看,它相似于促有丝分裂活性,从生物化学的角度来看,它相似于HMGF-可能就是一种血小板生长因子可能就是一种血小板生长因子PDGF另一种牛另一种牛MDGFs, 如如b-MDGF-I,其分子量约其分子量约30kDa,显示出显示出EGF-样活性样活性,b-MDGF-II的的分子量大于分子量大于b-MDGF-I,大约大约50–150 kDa还有一些其他多肽还有一些其他多肽的报道,但是后来发现其和已有的多肽相同,也有一些尚未的报道,但是后来发现其和已有的多肽相同,也有一些尚未阐明但是显然,过去几年发现了众多的生物活性肽,而且阐明但是显然,过去几年发现了众多的生物活性肽,而且预计在初乳和乳中还会发现更多具有临床意义的生物活性肽预计在初乳和乳中还会发现更多具有临床意义的生物活性肽 初乳生物活性物质的分离初乳生物活性物质的分离 由于乳中,尤其是初乳中含有各种重要的生物活由于乳中,尤其是初乳中含有各种重要的生物活性物质,而利用乳腺来生产各种转基因药物已经成为性物质,而利用乳腺来生产各种转基因药物已经成为科学家们最关注的领域。
所以如何把初乳或常乳中的科学家们最关注的领域所以如何把初乳或常乳中的这些生物活性因子分离和纯化出来,特别是适合产业这些生物活性因子分离和纯化出来,特别是适合产业化的分离技术是近年来的热门课题化的分离技术是近年来的热门课题ElfstrandElfstrand L L et. al.et. al.((20022002)利用超滤法建立了从初乳中分离胰)利用超滤法建立了从初乳中分离胰岛素样生长因子的工艺,这无疑为大量制备该生长因岛素样生长因子的工艺,这无疑为大量制备该生长因子奠定了基础子奠定了基础 图图1. 膜过滤系膜过滤系统统(PilotPlant ALP)产物物TP [g/kg]TN- NPN[g/kg]NCN-NPN[g/kg]脂肪脂肪[g/kg]乳糖乳糖[g/kg]灰分灰分[g/kg]IGF-1[µg/L]IGF-1[µg/gTP]初乳初乳19.39.59.846.826.59.9481.925分离分离产物物3.30.23.1< 0.0184.91355.7410表表2. 4 经过浓缩和纯化后的主要成分经过浓缩和纯化后的主要成分IGF和微量成分表和微量成分表注:注:IGF:胰岛素样生长因子;:胰岛素样生长因子;UTP:: 均衡跨膜压;均衡跨膜压;TP:真蛋白;:真蛋白;TN:总:总氮;氮;NPN:非蛋白氮;:非蛋白氮;NCN:非酪蛋白氮。
非酪蛋白氮 该操作方法是基于该操作方法是基于UTP-超滤膜温度和压力控制操作,结合超滤膜温度和压力控制操作,结合酸和热凝聚蛋白技术牛初乳中的酸和热凝聚蛋白技术牛初乳中的IGF主要是主要是IGF-1IGF-1和和IGF-2两者都是分子量约为两者都是分子量约为7.6 kDa的单肽链的单肽链IGF-1通常在体通常在体液中和其结合蛋白结合在一起在牛初乳中也可以测定到这种液中和其结合蛋白结合在一起在牛初乳中也可以测定到这种结合由于结合由于IGF-1是酸稳定的,而且有碱性氨基酸结合其上,是酸稳定的,而且有碱性氨基酸结合其上, 所以在低于所以在低于pH 6.4时,我们就可以通过酸化将其转化为游离肽时,我们就可以通过酸化将其转化为游离肽的形式而且,的形式而且, IGF-1在加热到在加热到75-82°C,,45秒钟是不会变性秒钟是不会变性的有必要进行的有必要进行30-40°C酸化酸化pH = 5.0处理,以便在两个小时的处理,以便在两个小时的分离过程中更好地把分离过程中更好地把IGF-1和其结合蛋白分离开和其结合蛋白分离开 第一个超滤第一个超滤步骤是应用步骤是应用TETRA 超滤系统超滤系统(先用先用100 kDa超滤膜去除酪蛋白、超滤膜去除酪蛋白、免疫球蛋白和一些乳清蛋白。
残留的蛋白通过酸处理和加热处免疫球蛋白和一些乳清蛋白残留的蛋白通过酸处理和加热处理去除凝固的蛋白通过另外的理去除凝固的蛋白通过另外的0,1 µm过滤膜去除,第三步是过滤膜去除,第三步是应用应用3 kDa 超滤膜除去低分子量的化合物,如乳糖、矿物质、超滤膜除去低分子量的化合物,如乳糖、矿物质、和大量水分,最后的到粗提的和大量水分,最后的到粗提的IGF浓缩物 从牛初乳中分离乳铁蛋白的方法,吸引了很多人的研究乳铁蛋白是富含于初乳中的一种功能因子,具有免疫调节、增强铁的传递和吸收、促进肠道菌群的平衡、作为生长因子、广谱的抗菌、抗氧化、抗炎、抗病毒、抗癌等独特的生物学功能 乳铁蛋白经胃蛋白酶水解可以制备乳铁素,乳铁蛋白和乳铁乳铁蛋白经胃蛋白酶水解可以制备乳铁素,乳铁蛋白和乳铁素作为功能性组分应用于食品和医疗行业,具有广阔的应用和开素作为功能性组分应用于食品和医疗行业,具有广阔的应用和开发前景张东送等研究采用离子交换方法,结合超滤脱盐和冷冻发前景张东送等研究采用离子交换方法,结合超滤脱盐和冷冻干燥等工艺实现了从牛初乳中分离出乳铁蛋白,利用乳铁蛋白制干燥等工艺实现了从牛初乳中分离出乳铁蛋白,利用乳铁蛋白制备乳铁素,并对乳铁蛋白和乳铁素的抗菌活性、免疫活性进行了备乳铁素,并对乳铁蛋白和乳铁素的抗菌活性、免疫活性进行了系统研究。
结果表明:选用系统研究结果表明:选用CM Sephadex C-50阳离子交换树脂,阳离子交换树脂,在在4℃℃下缓慢搅拌交换下缓慢搅拌交换12h,采用,采用5%的的NaCl溶液洗脱,可得纯度溶液洗脱,可得纯度为为60%-90%的乳铁蛋白(一步法洗脱纯度为的乳铁蛋白(一步法洗脱纯度为65%二步法洗脱纯二步法洗脱纯度为度为90%);酶解牛乳铁蛋白制备乳铁素的最佳酶解条件为,底);酶解牛乳铁蛋白制备乳铁素的最佳酶解条件为,底物浓度物浓度5%(w/v),酶与底物浓度比,酶与底物浓度比1:30(w/w),酶解时间为,酶解时间为60min;牛乳铁蛋白与溶菌酶联合作用能增强其抗菌效果牛乳铁蛋白;牛乳铁蛋白与溶菌酶联合作用能增强其抗菌效果牛乳铁蛋白对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌以及乳铁素对其的最小抑菌浓度分对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌以及乳铁素对其的最小抑菌浓度分别为别为2mg/mL,,1.6mg/mL,,0.5mg/mL,,0.4mg/mL此外,他此外,他们还研究了不同碳源、氮源、无机盐、缓冲液、有机酸及不同的们还研究了不同碳源、氮源、无机盐、缓冲液、有机酸及不同的温度和温度和pH值对牛乳铁蛋白和乳铁素抗菌活性的影响;牛乳铁蛋白值对牛乳铁蛋白和乳铁素抗菌活性的影响;牛乳铁蛋白及其酶解产物对小鼠脾淋巴细胞增殖的影响;添加乳铁蛋白对延及其酶解产物对小鼠脾淋巴细胞增殖的影响;添加乳铁蛋白对延长巴氏消毒奶贮藏时间的影响。
长巴氏消毒奶贮藏时间的影响图图2.不同分离方法所得乳铁蛋白电泳分析如图所示,样不同分离方法所得乳铁蛋白电泳分析如图所示,样品品1的纯度在的纯度在90%以上,说明该方法分离效果比较理想以上,说明该方法分离效果比较理想几种生物活性因子的应用几种生物活性因子的应用1、肠胃科临床应用、肠胃科临床应用 食道炎(食道炎(Esophagitis)和幽门相关疾病)和幽门相关疾病 ((pylori–related disease. 初乳,乳及其重组的生物活性肽显示出重要的临床应初乳,乳及其重组的生物活性肽显示出重要的临床应用价值,尤其是在逆流性食道炎或幽门螺旋菌诱导的消化器官用价值,尤其是在逆流性食道炎或幽门螺旋菌诱导的消化器官溃疡方面这是因为酸抑制性治疗,特别是质子泵抑制剂,和溃疡方面这是因为酸抑制性治疗,特别是质子泵抑制剂,和重组肽相比是很有效很便宜的而且重组肽相比是很有效很便宜的而且,标准的幽门疾病通常由,标准的幽门疾病通常由质子泵抑制剂和抗生素治疗质子泵抑制剂和抗生素治疗7天即可根除,成功率达到天即可根除,成功率达到90%以以上而由幽门螺旋菌诱发的胃溃疡则是终身的而且很多的肠上而由幽门螺旋菌诱发的胃溃疡则是终身的。
而且很多的肠胃疾病的病理学都需要寻求新的治疗方法这些疾病讨论如下胃疾病的病理学都需要寻求新的治疗方法这些疾病讨论如下短肠综合症(短肠综合症(Short-bowel syndrome)) 有些患者肠道消化和吸收食品不充分,或没有足够的有效有些患者肠道消化和吸收食品不充分,或没有足够的有效时间,这通常是由于肠切除术或炎症性肠病重复手术的结果时间,这通常是由于肠切除术或炎症性肠病重复手术的结果通用的治疗方法是讨厌的,复发率和死亡率都很高的通用的治疗方法是讨厌的,复发率和死亡率都很高的,例如例如,长时间的静脉注射药物或吃药,以及小肠移植解决这个问长时间的静脉注射药物或吃药,以及小肠移植解决这个问题的最好的办法就是不经肠胃来输入全部营养有证据表明题的最好的办法就是不经肠胃来输入全部营养有证据表明生长因子可以达到改善营养吸收的目的,例如生长因子可以达到改善营养吸收的目的,例如EGF 已经显示已经显示出刺激小鼠肠道生长吸收全部营养的作用而且出刺激小鼠肠道生长吸收全部营养的作用而且,,口服口服EGF也可以帮助空肠切除以后的家兔肠道恢复葡萄糖转运和根皮也可以帮助空肠切除以后的家兔肠道恢复葡萄糖转运和根皮苷的结合。
给小猪喂养初乳可以显著增加其肠道细胞增值苷的结合给小猪喂养初乳可以显著增加其肠道细胞增值追加初乳特别是对于肠道切除术的小孩具有特殊的价值追加初乳特别是对于肠道切除术的小孩具有特殊的价值,因为因为肠道的适应小孩和成年人相比更容易恢复肠道的适应小孩和成年人相比更容易恢复 非甾体类抗炎药引起的肠道损伤非甾体类抗炎药引起的肠道损伤非甾体类抗炎药(非甾体类抗炎药(Nonsteroidal antiinflammatory drugs,,NSAIDs)得)得到了广泛的研究,并证明在骨骼、骨骼肌损伤和慢性关节炎的治疗方面有到了广泛的研究,并证明在骨骼、骨骼肌损伤和慢性关节炎的治疗方面有效然而,大约有效然而,大约有2%的患者服用的患者服用NSAIDs一年会产生肠胃副作用一年会产生肠胃副作用,包括出包括出血、穿孔和胃肠道狭窄酸抑制剂和前列腺素类似物已经证明对于减少由血、穿孔和胃肠道狭窄酸抑制剂和前列腺素类似物已经证明对于减少由NSAIDs造成的损伤具有明显的效果,但是,对于防止小肠损伤则基本上造成的损伤具有明显的效果,但是,对于防止小肠损伤则基本上无效处理这些问题的新的治疗方法是重组肽的应用仍然是非常必要的。
无效处理这些问题的新的治疗方法是重组肽的应用仍然是非常必要的最近的体内和体外研究支持这一观点最近的体内和体外研究支持这一观点EGF、、 TGF-、和、和TGF-ß[75]都显示都显示了减少了减少NSAID-诱发的胃损伤但是,重组生长因子对于诱发的胃损伤但是,重组生长因子对于NSAID诱导小肠诱导小肠和大肠损伤的有益的作用都不能得到很好的证实新的研究还表明,脱脂和大肠损伤的有益的作用都不能得到很好的证实新的研究还表明,脱脂初乳富含生长因子制备物如前面所介绍的,可以减少初乳富含生长因子制备物如前面所介绍的,可以减少NSAID诱导的小鼠和诱导的小鼠和大鼠的胃和肠道损伤大鼠的胃和肠道损伤(图图3) 该项研究也显示出对于减少由于服用该项研究也显示出对于减少由于服用NSAIDs所造成的胃糜烂进一步的证据来自近来所做的研究,脱脂初乳富含生长所造成的胃糜烂进一步的证据来自近来所做的研究,脱脂初乳富含生长因子的制备物可以减少小肠的通透性,该研究是通过服用一定计量的消炎因子的制备物可以减少小肠的通透性,该研究是通过服用一定计量的消炎痛造成小肠损伤的志愿者做出的有关的临床试验正在进行中痛造成小肠损伤的志愿者做出的。
有关的临床试验正在进行中 图图3.牛初乳、消炎痛或两者对非甾体类抗炎药诱导产生的大鼠小肠损伤的作用牛初乳、消炎痛或两者对非甾体类抗炎药诱导产生的大鼠小肠损伤的作用 小鼠在饮水小鼠在饮水14天之后服用初乳和安慰剂,在处死之前天之后服用初乳和安慰剂,在处死之前24小时,有些动物也接受小时,有些动物也接受85mg的消炎痛的消炎痛/kg皮下注射显微解剖测定了小肠绒毛的形态皮下注射显微解剖测定了小肠绒毛的形态(放大倍数为:放大倍数为:200)从左向右:左端为对照,没有服用消炎痛或初乳,其绒毛很长,尖端稍细;中间的从左向右:左端为对照,没有服用消炎痛或初乳,其绒毛很长,尖端稍细;中间的图片是仅接受消炎痛的老鼠,其绒毛变粗变短,顶端膨大;右侧:是接受消炎痛同图片是仅接受消炎痛的老鼠,其绒毛变粗变短,顶端膨大;右侧:是接受消炎痛同时接受初乳的小白鼠,其绒毛没有显著的变化时接受初乳的小白鼠,其绒毛没有显著的变化化疗引起的粘膜炎化疗引起的粘膜炎 对于癌症病人流行的疗法是需要患者服用大剂量的化疗制对于癌症病人流行的疗法是需要患者服用大剂量的化疗制剂结果,这些高剂量的毒性制剂会引起骨髓和胃肠道很大的剂。
结果,这些高剂量的毒性制剂会引起骨髓和胃肠道很大的副作用结果限制了化疗的持续进行显然,只要保护好这些副作用结果限制了化疗的持续进行显然,只要保护好这些组织免受损伤,即可以增加患者的治疗机会例如:组织免受损伤,即可以增加患者的治疗机会例如:EGF可以可以增强由氨甲蝶呤增强由氨甲蝶呤(抗肿瘤药抗肿瘤药)造成的小鼠肠粘膜损伤的恢复造成的小鼠肠粘膜损伤的恢复TGF-ß 可以改善化疗引起的粘膜炎可以改善化疗引起的粘膜炎,食用干酪乳清粉制备物可以食用干酪乳清粉制备物可以减少氨甲蝶呤所引起的大鼠肠道损伤但是,并不是所有的研减少氨甲蝶呤所引起的大鼠肠道损伤但是,并不是所有的研究都显示如此好的结果,因为有些病人究都显示如此好的结果,因为有些病人EGF只对经过化疗的一只对经过化疗的一期临床病人消除口角溃疡有明显的疗效如果使用这些具有生期临床病人消除口角溃疡有明显的疗效如果使用这些具有生长刺激作用或抑制作用的因子,使用时间可能是很关键的生长刺激作用或抑制作用的因子,使用时间可能是很关键的生长抑制因子可能对于保护骨髓或肠道因化疗所引起的损伤具有长抑制因子可能对于保护骨髓或肠道因化疗所引起的损伤具有一定的作用一定的作用,但是这种因子可能更适合于化疗之前,而在化疗之但是这种因子可能更适合于化疗之前,而在化疗之后,则更适合于生长刺激因子的使用。
后者已经用于临床,例后,则更适合于生长刺激因子的使用后者已经用于临床,例如:集落刺激因子用于刺激骨髓在化疗以后的恢复如:集落刺激因子用于刺激骨髓在化疗以后的恢复炎症性肠病炎症性肠病(IBD) 溃疡性肠炎病和克隆氏病溃疡性肠炎病和克隆氏病(Crohn's Disease)的病因学是未的病因学是未知的,因此,其现行的治疗方法只是凭经验,没有很有效的治知的,因此,其现行的治疗方法只是凭经验,没有很有效的治疗方法关于疗方法关于EGF, PDGF, TGF-ß 或或 IGF-I对大肠炎症治疗效对大肠炎症治疗效果的动物学模型研究已经取得了令人鼓舞的结果干酪乳清生果的动物学模型研究已经取得了令人鼓舞的结果干酪乳清生长因子提取物含有几种乳生长因子,在类似的动物模型中具有长因子提取物含有几种乳生长因子,在类似的动物模型中具有确切的治疗作用乳原生物活性物质已经用于炎症性肠病的临确切的治疗作用乳原生物活性物质已经用于炎症性肠病的临床治疗,服用来自酪蛋白的生物活性物质治疗克隆氏病已经获床治疗,服用来自酪蛋白的生物活性物质治疗克隆氏病已经获得了预期效果乳的制备物中含有巨噬细胞源性生长因子得了预期效果。
乳的制备物中含有巨噬细胞源性生长因子((MDGFs)),如果在加工乳蛋白的过程中保护其不被破坏,则如果在加工乳蛋白的过程中保护其不被破坏,则用这种提取物做初乳灌肠剂,治疗溃疡性结肠炎和顽固性直肠用这种提取物做初乳灌肠剂,治疗溃疡性结肠炎和顽固性直肠炎取得了很好的效果炎取得了很好的效果坏死性小肠结肠炎坏死性小肠结肠炎(NEC) 坏死性小肠结肠炎(坏死性小肠结肠炎(NEC,,Necrotizing enterocolitis)是)是一种严重的危机儿童生命的疾病一种严重的危机儿童生命的疾病,其症状是严重的小肠和大肠溃其症状是严重的小肠和大肠溃烂虽然已经有一系列可能的风险因素与此有关,但是其病因烂虽然已经有一系列可能的风险因素与此有关,但是其病因学尚不清楚学尚不清楚,这些因素包括:早熟、肠道感染、肠内缺血和超敏这些因素包括:早熟、肠道感染、肠内缺血和超敏反应等虽然很多前致炎分子(反应等虽然很多前致炎分子(proinflammatory)似乎参与)似乎参与到到NEC病因学中,但是最近,人们把注意力锁定在磷脂介导的病因学中,但是最近,人们把注意力锁定在磷脂介导的血小板活性因子上血小板活性因子上(PAF),这种活性因子是由肠内菌群和炎症细这种活性因子是由肠内菌群和炎症细胞在胞在NEC发展期产生的。
研究发现,人初乳中含有血小板活化发展期产生的研究发现,人初乳中含有血小板活化因子因子-乙酰水解酶(乙酰水解酶(PAF-acetylhydrolase,PAF-AH )), 这就解这就解释了为什么母乳喂养可以保护小孩抵御释了为什么母乳喂养可以保护小孩抵御NEC的发展虽然的发展虽然NEC的分子机理仍不清楚,但是毫无疑问,一旦得病,就可能有很的分子机理仍不清楚,但是毫无疑问,一旦得病,就可能有很高的死亡率流行的治疗方法是抗生素、流体取代等,但是其高的死亡率流行的治疗方法是抗生素、流体取代等,但是其治疗效果不佳,所以需要新的治疗方法治疗效果不佳,所以需要新的治疗方法,例如,刺激修复系统的例如,刺激修复系统的肽的利用支持这个观点的证据来自最近的一项研究给患者肽的利用支持这个观点的证据来自最近的一项研究给患者持续地灌输持续地灌输EGF,结果,结果NEC的患者获得了很好的治疗效果,见的患者获得了很好的治疗效果,见图图4,正在进行进一步的临床试验正在进行进一步的临床试验 图图4. 患有坏死性小肠结肠炎的小孩肠组织切片的苏木精和曙红染色患有坏死性小肠结肠炎的小孩肠组织切片的苏木精和曙红染色(放大放大倍数:倍数:200)。
左侧是治疗以前,右侧是用灌输表皮生长因子治疗左侧是治疗以前,右侧是用灌输表皮生长因子治疗7天以后治疗以前,肠粘膜几乎完全溃烂,但是治疗以后肠粘膜几乎完全恢复其治疗以前,肠粘膜几乎完全溃烂,但是治疗以后肠粘膜几乎完全恢复其详细的情况请参见文献详细的情况请参见文献 传染性腹泻传染性腹泻 多数传染性腹泻是可以自愈的只有偶尔的需要使用多数传染性腹泻是可以自愈的只有偶尔的需要使用抗生素治疗对于免疫有缺陷的病人,例如抗生素治疗对于免疫有缺陷的病人,例如HIV感染者他们感染者他们对病原菌感染就会变得非常敏感例如对病原菌感染就会变得非常敏感例如:隐孢子虫:隐孢子虫((Cryptosporidium)感染高免疫的乳(免疫乳)或初)感染高免疫的乳(免疫乳)或初乳乳,就有利于预防或治疗这类疾病预防各种细菌和病毒,就有利于预防或治疗这类疾病预防各种细菌和病毒感染的免疫乳已经广泛用来进行人类和兽医治疗例如抗感染的免疫乳已经广泛用来进行人类和兽医治疗例如抗轮状病毒的免疫乳等,通过服用免疫乳(初乳)而不是纯轮状病毒的免疫乳等,通过服用免疫乳(初乳)而不是纯化的抗体已经取得了良好的治疗效果化的抗体已经取得了良好的治疗效果。
另外另外,利用初乳中,利用初乳中的生长因子等非特异性生物活性因子治疗某些疾病也取得的生长因子等非特异性生物活性因子治疗某些疾病也取得了很好的进展了很好的进展 总之,应用这些来源于初乳的生物总之,应用这些来源于初乳的生物活性肽或提取物治疗很多疑难病症已经活性肽或提取物治疗很多疑难病症已经取得了令人鼓舞的进展,尤其是肠胃道取得了令人鼓舞的进展,尤其是肠胃道疾病相信未来的十年,将一定会在乳、疾病相信未来的十年,将一定会在乳、初乳和免疫乳方面取得更多的进展,尤初乳和免疫乳方面取得更多的进展,尤其是在肠胃道疾病方面可能得到广泛应其是在肠胃道疾病方面可能得到广泛应用 2、牛初乳增强机体免疫力和抗菌抗病毒、牛初乳增强机体免疫力和抗菌抗病毒 分泌型分泌型IgA对于宿主抵抗某些病毒和传染是非常重要的对于宿主抵抗某些病毒和传染是非常重要的特别是产生上呼吸道感染的病毒特别是产生上呼吸道感染的病毒(URTI)分泌型IgA的含量比的含量比血清中的抗体对某些病毒的入侵更加有效,例如血清中的抗体对某些病毒的入侵更加有效,例如URTI近来的研究表明,由于分泌型的研究表明,由于分泌型IgA主要在粘膜系统发挥抗感染作用,主要在粘膜系统发挥抗感染作用,所以服用牛初乳可以激活机体粘膜系统抗感染的活性,而且,所以服用牛初乳可以激活机体粘膜系统抗感染的活性,而且,在运动员中服用牛初乳可以增加血液中的在运动员中服用牛初乳可以增加血液中的IGF-I和唾液中和唾液中IgA的浓度的浓度,IGF-I 的增加对于蛋白质的合成具有正的调控作用的增加对于蛋白质的合成具有正的调控作用,这这也表明也表明IGF-I对粘膜系统抗感染具有重要作用。
因此,通过饮对粘膜系统抗感染具有重要作用因此,通过饮用牛初乳增加血液中用牛初乳增加血液中IGF-I的研究引起了科学家们的极大兴趣的研究引起了科学家们的极大兴趣服用服用 125I-标记的牛初乳标记的牛初乳IGF-I也已经证明也已经证明IGF-I可以进入血液可以进入血液循环给小鼠服用牛初乳也能够促进小肠的生长给小鼠服用牛初乳也能够促进小肠的生长 存在于牛初乳中的另一种重要的生物活性物质是存在于牛初乳中的另一种重要的生物活性物质是抗菌活性因子抗菌活性因子,包括:免疫球蛋白、乳过氧化物酶、包括:免疫球蛋白、乳过氧化物酶、溶菌酶、和乳铁蛋白牛初乳极富含免疫球蛋白,相溶菌酶、和乳铁蛋白牛初乳极富含免疫球蛋白,相当于常乳的当于常乳的100倍以上这些在新生儿抵御病原微生倍以上这些在新生儿抵御病原微生物入侵和促进免疫和发育具有重要意义对于免疫功物入侵和促进免疫和发育具有重要意义对于免疫功能低下的病人、老人更具有广泛的应用前景相信初能低下的病人、老人更具有广泛的应用前景相信初乳的研究与开发顶将成为功能性食品和药品开发的热乳的研究与开发顶将成为功能性食品和药品开发的热门领域,也一定会在提高人类健康,改善人类生理功门领域,也一定会在提高人类健康,改善人类生理功能方面发挥越来越重要的作用。
能方面发挥越来越重要的作用第二节、免疫乳及免疫乳之谜第二节、免疫乳及免疫乳之谜1、免疫乳概念、免疫乳概念 所谓免疫乳(Immune Milk)是指给哺乳动物(主要是指奶牛、奶山羊等)选择性地接种一些能够引起人或动物疾病的细菌、病毒等病原体,刺激机体发生免疫应答以分泌特异性的抗体和相应的免疫因子进入乳中,这种含有特异性抗体和免疫因子的乳即为免疫乳2 免疫乳的发展史免疫乳的发展史 早在1892年,德国科学家Ehrlieh就发表了关于母鼠的乳汁可使其幼仔获得对疾病抵御能力的报道,并首次使用了“免疫乳”(Immune milk)这一术语 1950年,美国明尼苏达大学著名的乳品科学家Petersen及其同事发现,位于牛乳房结缔组织乳状腺小泡的三角区(septa)含有抗体产生细胞,为研究免疫乳提供了理论依据尽管免疫乳的发展历经百年,但真正进入实际开发应用阶段则是80年代后期,为首的是美国的Stolle,他成立了第一个生产免疫乳制品的公司,该公司下属的乳生物制品部(Milk Biologic Division)从1988年开始与新西兰乳品局合作在世界范围内开发、制造和销售免疫乳制品,生产的产品有免疫全脂乳粉、免疫脱脂乳粉、超滤高蛋白免疫乳粉、免疫乳清蛋白浓缩物等,目前已销于日本、台湾、马来西亚、泰国、香港等地。
3、免疫乳的作用、免疫乳的作用 免疫乳是一种天然、健康、安全并具有一定疗效的新型功能性乳制品,将其用于人体的保健及对一些疾病的预防和治疗具有许多优点通过试验,业已证实不同的免疫乳具有如下功能a.对关节炎患者,特别是类风湿关节炎患者饮用特定的免疫乳可缓解肿胀、疼痛,改善关节的运动性及患者的精神状态b.可预防由轮状病毒和大肠杆菌引起的腹泻c.预防霍乱的发生及中和其毒素d.具有抗隐性孢子虫作用e.预防龋齿及牙周炎等口腔疾病的发生f.改善肺功能,减少吸烟危害g.改善心血管功能,消除主动脉壁上脂肪的沉积和血栓的形成h.抗破伤风毒素i.对高脂血症患者具有降血脂功能j.免疫乳中抗炎症因子的抗感染及抗炎症作用i. 调整肠道微生态环境,清除肠道中病原菌和腐败菌及其所产生的毒素,从而调整整个机体的健康 4、、 免疫乳的作用机理免疫乳的作用机理 根据免疫应答的特异性,针对不同的疾病运用引起该疾病的病原体或毒素作为抗原对奶牛进行系统免疫得到含有特异性抗体的免疫乳,当人饮用时可起到预防和治疗一些疾病的目的经研究发现,免疫乳的这些功能主要基于以下理论1)、人体肠道存在局部的分泌性免疫机制。
肠道的局部免疫系统被肠道中病原微生物刺激肠粘膜后可产生特异性的免疫球蛋白IgA以抵御病原微生物的感染、定植及增殖这一肠道局部免疫机制对保持机体的健康具有重要的作用,但这一作用是有限的当肠道的局部免疫系统失调时,肠道中的一些病原微生物就会在肠道中大量增殖,最后导致肠道疾病(如腹泻、肠炎等)以及非肠道疾病(如类风湿关节炎、急性外围关节炎等)的发生研究表明,类风湿性关节炎与肠道中一些微生物的增殖密切相关 (2)、对牛进行选择性免疫可获得具有特异性的抗体不同的免疫方法会导致乳中不同的免疫球蛋白占优势对牛进行局部免疫(如乳房内接种)所产生的乳中,IgA占优势;而系统免疫(如肌肉内接种),则有利于lgG的产生但由于IgG是牛乳中主要的免疫球蛋白,因此采用系统免疫方法可得到具有高滴度的抗体的免疫乳尽管乳中的IgG不同于肠道局部免疫产生的IgA,但免疫可得到特异性的抗体,因而免疫乳中的特异性IgG同样具有一定的免疫功能 (3)、用免疫乳通过口服对人进行被动免疫,肠道无需吸收抗体就可起到免疫作用乳中的免疫球蛋白只要到达肠道后仍具有活性,就可特异性中和并清除肠道中的致病菌,从而起到预防和治疗疾病的作用。
同时,肠道中有害微生物的清除,还有利于有益微生物的存活与定植事实上,以乳作为载体,免疫球蛋白通过胃肠道时由于乳中的其它组分(特别是酪蛋白及其它乳清蛋白),可以“缓冲”或“淹没”其中的蛋白酶,从而使乳中的抗体免受其作用而保持其生物活性,同时,许多研究表明,即使是从乳中分离出来,其中的IgG在体外和体内对蛋白酶分解仍具有较高的抗性 (4)、免疫乳中的非抗体组分尽管目前还不十分清楚免疫乳中的非抗体组分,但可以肯定,免疫乳中除特异性抗体外还有许多非抗体组分,如抗炎细胞因子,这些非抗体组分能发挥某些特殊的生理作用5、免疫乳的临床试验、免疫乳的临床试验 在西方,牛初乳(Bovine colostrum,BC)作为营养和保健品在过去十年已经得到了充分的应用和开发并不像其它营养供应那样,BC并不是典型的营养组成,如维生素等,而是为机体提供多种蛋白因子,包括:高浓度的免疫球蛋白、生长因子、补体和各种针对母体所曾经作战过的病原体的特异性免疫活性物质和抗体事实上,几乎所有的BCs都含有抗肠胃道病原体的特异性抗体,因为在奶牛的生活中必将经历各种病原体对免疫系统的挑战,奶牛在和这些病原体作斗争的过程中形成了获得性免疫机制,这种免疫机制可以通过获得性免疫机制,并通过哺乳保护其后代在出生后免疫系统尚未健全的过程中免受常见病原体的攻击。
例如,轮状病毒(rotavirus)是常见的可以引起机体腹泻的,可以引起新生幼仔死亡的病毒,如果奶牛已经遭受过这种病毒的感染,或者认为接种高病毒的疫苗,则其BC中就含有相对高滴度的抗此病毒的Ig,其它病原体与此相似显然,如果没有给奶牛接种过该病原体,该奶牛也没遭受过该病原体的入侵,其BC中自然也没有该病原体的特异性抗体所以早在二十世纪初,西方国家就曾经利用给奶牛进行免疫接种某些病原体,试图用其免疫乳对人类进行免疫保护和治疗为了区别于自然的牛初乳,业内人士往往称这种通过免疫接种所产生的牛初乳为“高免疫牛初乳”(hyperimmune bovine colostrums,HBC) 免疫乳最早被用来作为灌肠剂以治疗末梢结肠炎;同时也曾经通过口服来治疗一种Sjogren氏综合症(Sjogren’s syndrome)有人发现免疫乳可以治疗口腔溃疡;也有人免疫乳作为干眼病眼泪的替代品由于免疫乳本身就是营养物质,主要通过口服途径,所以其没有剂量上的限制,食用起来既便利又安全在过去的几十年里,经过在分娩前给奶牛接种病原体菌苗或疫苗,然后收集其前10h的牛初乳,发现其初乳中的确含有高滴度的特异性抗相应病原体或毒素的抗体,这就证明免疫接种的确改善了自然的初乳免疫成分。
因此,按照有些研究者的观点,“相应的免疫球蛋白已经升高到超过自己需求的滴度”对某些病原体获得高抗体滴度的情况列于表2.5 表2.5在奶牛分娩后前10h所收集的BC抗体效价 抗原抗原相相应的抗体滴度(效价)的抗体滴度(效价)大肠杆菌(Escherichia coli)640大肠杆菌J5640铜绿假单胞菌(Pseudomonas Aeruginosa)640肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)640普通变形杆菌(Proteus vulgaris)80粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)HY1280鼠伤寒沙门菌(Salmonella typhimurium)160金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)640表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)160酿脓链球菌(Staphylococcus pyogenes)160粪链球菌(Staphylococcus faecalis)160绿色链球菌(Staphylococcus viridans)640链球菌Streptococcus B80白色念珠菌(Candida albicans)320隐孢子虫(Cryptosporidia oocysts)100空肠弯曲菌(campylobacter jejuni)(外表面抗原)1280幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)640小肠结肠炎耶尔森氏菌(Yersinia enterocolitica) YOP1 (外膜蛋白)1280志贺样毒素(Shiga-like toxin)I1600志贺样毒素(Shiga-like toxin)II3200大肠杆菌热不稳定外毒素(LT)100轮状病毒(Rotavirus)326、免疫乳的制备程序、免疫乳的制备程序 7、免疫乳的治疗作用、免疫乳的治疗作用 1、免疫缺陷性腹泻、免疫缺陷性腹泻(Immodeficiency-Related Diarrhea) 2、传染性疾病、传染性疾病(预防及其治疗预防及其治疗) :: (1)、霍乱弧菌、霍乱弧菌(Vibrio cholerae) (2)、隐孢子虫、隐孢子虫(Cryptosporidiosis) (3)、幽门螺杆菌、幽门螺杆菌(Helicobacter pylori ) (4)、轮状病毒、轮状病毒(Rotavirus) (5)、志贺氏菌、志贺氏菌(Shigellosis) (6)、多发性硬化、多发性硬化(Multiple Sclerosis) (7)、、NSAID-诱导的诱导的GI炎症和渗透性炎症和渗透性8、免疫乳预防和治疗作用问题与争论、免疫乳预防和治疗作用问题与争论 对免疫乳和初乳,目前还有许多无法解决的问题,从而使人们对免疫乳产生了争议,争论的焦点集中在以下几个方面: (1)免疫乳与初乳所含抗体能否经肠道吸收。
尽管有报道称微胶囊化的免疫乳和初乳可抵抗胃酸及蛋白酶对其抗体的破坏,但没有多少证据表明它们可经消化道吸收进入人体早在1963年,Lascelles就免疫乳试验陈述道:“我不愿进行广泛的试验,因为没有证据表明足够量的抗体能够被肠道吸收而起到被动免疫的作用”这也是很多研究人员将免疫乳的抗原定位在肠道传染病的原因目前还没有足够的证据表明免疫乳有防止非肠道传染病的作用 (2)免疫乳和初乳作用的时效性免疫乳在防治肠道传染病上可能有一定的作用,但抗体只有在抗原存在时才能发挥作用因此对那些以预防为目的而服用免疫乳的人来说,结果可能是令人失望的摄入的免疫乳中的抗体即便不被分解,也会随粪便排出体外,因此其作用仅能维持很短的时间如果不是长期服用,在遭遇病原体再次入侵时就没有用了 (3)长期被动免疫是否有副作用是否和其它抗体一样,免疫乳和牛初乳中的抗体也会刺激机体产生抗抗体,从而使机体对抗原的免疫作用减弱如果真是这样,服用免疫乳和牛初乳不仅不能预防传染病,反而会为传染病的治疗和康复带来麻烦 (4)免疫乳和初乳一样含有各种生长因子和细胞因子,这些因子同样可以起免疫调节作用和各种生理作用,另外乳铁蛋白等生理活性蛋白在肠道中可能也起一定的作用,可见到底是免疫乳中的抗体起作用还是其它生物活性因子起作用,也需要进一步研究。
已经有大量生物活性肽通过适当的蛋白酶水解释放和辨认出来,但是这里只对动物乳来源的,研究较深入的进行简要介绍第三节第三节 乳源生物活性肽乳源生物活性肽 1、动物乳来源的生物活性肽PeptideActivityReferenceß-LG 9–14ACE-inhibitoryPihlanto-Leppälä et al., 1998ß-LG 15–19ACE-inhibitoryPihlanto-Leppälä et al., 2000ß-LG 15–20ACE-inhibitoryPihlanto-Leppälä et al., 1998ß-LG 22–25BactericidalPellegrini et al., 2001ACE-inhibitoryPihlanto-Leppälä et al., 2000ß-LG 25–40BactericidalPellegrini et al., 2001ß-LG 32–40ACE-inhibitoryPihlanto-Leppälä et al., 2000ß-LG 71–75HypocholesterolemicNagaoka et al., 2001ß-LG 78–80ACE-inhibitoryAbubakar et al., 1998ß-LG 78–83BactericidalPellegrini et al., 2001ß-LG 81–83ACE-inhibitoryPihlanto-Leppälä et al., 2000ß-LG 92–100BactericidalPellegrini et al., 2001ß-LG 94–100ACE-inhibitoryPihlanto-Leppälä et al., 2000ß-LG 102–105Opioid, Muscle contractionAntila et al., 1991Table 6. Bioactive peptides found in enzymatic hydrolysates of bovine ß-lactoglobulin (ß-LG) and-lactalbumin (-LA). ACE-inhibitoryMullally et al., 1996ß-LG 106–111ACE-inhibitoryPihlanto-Leppälä et al., 2000ß-LG 142–146ACE-inhibitoryPihlanto-Leppälä et al., 2000ß-LG 142–148ACE-inhibitoryMullally et al., 1997ACE-inhibitoryMullally et al., 1996ß-LG 146–149Muscle contractionPihlanto-Leppälä et al., 1997-LA 1–5BactericidalPellegrini et al., 1999-LA 17–31+109–104BactericidalPellegrini et al., 1999-LA 61–68+75–80BactericidalPellegrini et al., 1999-LA 50–52ACE-inhibitoryPihlanto-Leppälä et al., 2000-LA 50–53OpioidAntila et al., 1991ACE-inhibitoryMullally et al., 1996-LA 51–53ImmunomodulatingFiat et al., 1993-LA 99–108ACE-inhibitoryPihlanto-Leppälä et al., 2000-LA 104–108ACE-inhibitoryPihlanto-Leppälä et al., 2000-LA 105–110ACE-inhibitory Pihlanto-Leppälä et al., 1998Precursor proteinFragmentPeptide sequenceNameFunctionRef.-casein60-70Tyr-Pro-Phe-Pro-Gly-Pro-Ile-Pro-Asn-Ser-Leu-casomorphin-11opioid agonistMeisel, 1986 60-66Tyr-Pro-Phe-Pro-Gly-Pro-Ile-casomorphin-7opioid agonist, ACE-inhibition, immunomodulationBrantl et al., 1979, Meisel and Schlimme, 1994, Kayser et al., 1996 60-64Tyr-Pro-Phe-Pro-Gly-casomorphin-5opioid agonistHenschen et al., 1979177-183Ala-Val-Pro-Tyr-Pro-Gln-Arg-casokinin-7ACE-inhibitionMaruyama et al.,1985193-202Tyr-Gln-Gln-Pro-Val-Leu-Gly-Pro-Val-Arg-casokinin-10ACE-inhibition, immunomodulationMeisel and Schlimme 1994, Kayser et al., 1996169-175Lys-Val-Leu-Pro-Val-Pro-GlnACE-inhibitionMaeno et al., 199663-68Pro-Gly-Pro-Ile-Pro-AsnimmunomodulationMigliore-Samour and Jolles, 1988191-193Leu-Leu-Tyr immunomodulationBerthou et al., 19871-25Arg-Glu-Leu-Glu-Glu-Leu-Asn-Val-Pro-Gly-Glu-Ile-Val-Glu-Ser(P)-Leu-Ser(P)Ser(P)-Ser(P)-Glu-Glu-Ser-Ile-Thr-Argcasein phosphopeptidestimulation of mineral absorptionGagnaire et al., 1996s1-casein90-96Arg-Tyr-Leu-Gly-Tyr-Leu-Glucasein exorphinopioid agonistLoukas et al., 198390-95Arg-Tyr-Leu-Gly-Tyr-Leucasein exorphinopioid agonistLoukas et al., 198391-96Tyr-Leu-Gly-Tyr-Leu-Glucasein exorphinopioid agonistLoukas et al., 198323-34Phe-Phe-Val-Ala-Pro-Phe-Pro-Glu-Val-Phe-Gly-Lys ACE-inhibitionMaruyama and Suzuki, 198223-27Phe-Phe-Val-Ala-Pro-casokinin-5ACE-inhibitionMaruyama et al.,1987b104-109Tyr-Lys-Val-Pro-Gln-Leu ACE-inhibitionMaeno et al., 1996194-199Thr-Thr-Met-Pro-Leu-Trp-casokinin-6ACE-inhibition, immunomodulationMaruyama et al.,1987, Fiat et al., 1993-casein33-39Ser-Arg-Tyr-Pro-Ser-Tyr-OHcasoxinopioid antagonistChiba et al., 1989 25-34Tyr-Ile-Pro-Ile-Gln-Tyr-Val-Leu-Ser-Argcasoxin Copioid antagonistChiba et al., 1989106-116Met-Ala-Ile-Pro-Pro-Lys-Lys-Asn-Gln-Asp-LysCasoplatelinantithromboticJolles et al., 1986Table 7. Examples of biolocically active peptides derived from bovine casein proteins.Precursor proteinFragmentPeptide sequenceNameFunctionRef. -lactalbumin 50-53Tyr-Gly-Leu-Phelactorphinopioid agonist, ACE-inhibititionAntila et al., 1991, Mullally et al., 1996-lactoglobulin102-105 Tyr-Leu-Leu-Phe lactorphinnon-opioid stimulatory effect on ileum回肠, ACE-inhibitionAntila et al., 1991Mullally et al., 1996 142-148Ala-Leu-Pro-Met-His-Ile-Arg ACE-inhibitionMullally et al., 1997 146-149His-Ile-Arg-Leu-lactotensinileum contractionPihlanto-Leppälä et al., 1997bovine serum albumin399-404 Tyr-Gly-Phe-Gln-Asn-AlaserorphinopioidTani et al., 1994 208-216 Ala-Leu-Lys-Ala-Trp-Ser-Val-Ala-Arg albutensin Aileum contraction, ACE-inhibitionYamauchi, 1992lactoferrin 17-41 Lys-Cys-Arg-Arg-Trp-Glu-Trp-Arg-Met-Lys-Lys-Leu-Gly-Ala-Pro-Ser-Ile-Pro-Ser-Ile-Thr-Cys-Val-Arg-Arg-Ala-PhelactoferricinantimicrobialBellamy et al., 1992Table 8. Examples of biologically functional peptides derived from bovine whey proteins乳源乳源肽段段所用蛋白所用蛋白酶酶革革兰氏阳性菌氏阳性菌革革兰氏阴性菌氏阴性菌酵母和真菌酵母和真菌酪蛋白酪蛋白杀细胞粒体胞粒体( (CasocidinCasocidin) )凝乳凝乳酶酶和胰凝和胰凝乳蛋白乳蛋白酶酶有些抗有些抗否否否否酪蛋白酪蛋白杀细胞粒体胞粒体( (CasocidinCasocidin--I)I)胰蛋白胰蛋白酶酶有些抗有些抗有些抗有些抗否否拟杀细胞粒体胞粒体((IsracidinIsracidin))凝乳凝乳酶酶和胰凝和胰凝乳蛋白乳蛋白酶酶有些抗有些抗否否有些抗有些抗乳乳转铁蛋白蛋白B B ( (LactoferricinLactoferricin B) B)胃蛋白胃蛋白酶酶很多抗很多抗很多抗很多抗很多抗很多抗表表10. 乳蛋白来源的抗菌肽乳蛋白来源的抗菌肽表表11. 11. 乳源生理活性乳源生理活性肽(部分)(部分)编号号氨基酸氨基酸序列序列名称名称生理功能分生理功能分类所用蛋白所用蛋白酶酶1 1FFVAPFFVAPαs1-αs1-酪激酪激肽-5 (αs1--5 (αs1-casokinin –5)casokinin –5)血管血管紧张素素转换酶酶(ACE)(ACE)抑制因子抑制因子脯氨酸内脯氨酸内肽酶酶2 2AVPYPQRAVPYPQRβ-β-酪激酪激肽-7(β--7(β-casokinin-7)casokinin-7)血管血管紧张素素转换酶酶(ACE)(ACE)抑制因子抑制因子胰蛋白胰蛋白酶酶3 3YGLFYGLFα-α-乳啡乳啡肽( (α-α-LactorphinLactorphin) )血管血管紧张素素转换酶酶(ACE)(ACE)抑制因子和抑制因子和鸦片片样兴奋剂合成合成肽4 4ALPMHIRALPMHIRβ-β-乳啡乳啡肽( (β-β-LactorphinLactorphin) )血管血管紧张素素转换酶酶(ACE)(ACE)抑制因子抑制因子胰蛋白胰蛋白酶酶5 5KVLPVPQKVLPVPQ抗抗过敏敏肽((Antihypertensive peptideAntihypertensive peptide))抗抗过敏敏乳酸杆菌乳酸杆菌6 6MAIPPKKNQDMAIPPKKNQDK K酪蛋白血小板因子酪蛋白血小板因子( (casoplatelinscasoplatelins) )抗凝血抗凝血酶酶CP790CP790蛋白蛋白酶酶和合成和合成肽7 7KDQDKKDQDK凝血凝血酶酶抑制抑制肽(Thrombin (Thrombin inhibitory peptide)inhibitory peptide)抗凝血抗凝血酶酶胰蛋白胰蛋白酶酶8 8KRDSKRDS凝血凝血酶酶抑制抑制肽(Thrombin (Thrombin inhibitory peptide)inhibitory peptide)抗凝血抗凝血酶酶胃蛋白胃蛋白酶酶9 9QMEAES*IS*QMEAES*IS*S*S* S*S* EEIVPNS*VEEEIVPNS*VEQKQK酪磷酪磷肽( (CaseinophosphopeptideCaseinophosphopeptide) )钙的的结合与运合与运输((转递))胰蛋白胰蛋白酶酶1010LLYLLY免疫活性免疫活性肽( (immunopeptideimmunopeptide) )刺激免疫功能刺激免疫功能合成合成1111FKCRRWQWRMFKCRRWQWRMK K KLGAPS*ITCKLGAPS*ITCVRRAFVRRAF乳乳转铁蛋白蛋白B(LactoferricinB(Lactoferricin B) B)刺激免疫功能和抗菌作用刺激免疫功能和抗菌作用胃蛋白胃蛋白酶酶1212YPVLGPVRYPVLGPVRβ-β-酪激酪激肽-10(β--10(β-casokinin-10)casokinin-10)刺激免疫和血管刺激免疫和血管紧张素素转换酶酶(ACE)(ACE)抑制因子抑制因子合成合成1313RYLGYLERYLGYLE外源性外源性吗啡啡肽(α-Casein (α-Casein exorphinesexorphines) )鸦片片样兴奋剂胃蛋白胃蛋白酶酶1414YGFQNAYGFQNA血清啡血清啡肽( (SerorphinSerorphin) )鸦片片样兴奋剂胃蛋白胃蛋白酶酶1515YLLF·NHYLLF·NH2 2氨基氨基β-β-乳啡乳啡肽( (β-Lactorphinβ-Lactorphin) )鸦片片样兴奋剂和血管和血管紧张素素转换酶酶(ACE)(ACE)抑制因子抑制因子胰蛋白胰蛋白酶酶或或合成合成1616YIPIQYVLSRYIPIQYVLSR酪新酪新- -C(casoxinCC(casoxinC) )抗抗鸦片片样兴奋剂胃蛋白胃蛋白酶酶1717YVPF PPFYVPF PPF酪新素酪新素-D -D ( (casoxincasoxin D) D)抗抗鸦片片样兴奋剂胃蛋白胃蛋白酶酶--凝乳蛋白凝乳蛋白酶酶1818YLGSGY-OCHYLGSGY-OCH3 3乳乳转铁新素新素A(LactoferroxA(Lactoferroxinin) )抗抗鸦片片样兴奋剂胃蛋白胃蛋白酶酶((1)、类吗啡活性肽)、类吗啡活性肽(Opioid peptide) 类吗啡活性肽是一类具有吗啡受体配体活性的生物活性肽,它们能类吗啡活性肽是一类具有吗啡受体配体活性的生物活性肽,它们能够作为激素和神经递质与体内的够作为激素和神经递质与体内的μ-、、δ-和和γ-受体相互作用,可起到镇痛、受体相互作用,可起到镇痛、调节人体情绪、呼吸、脉搏、体温的功能。
研究较多的是调节人体情绪、呼吸、脉搏、体温的功能研究较多的是β-酪蛋白吗啡酪蛋白吗啡肽肽(β-casomorphines)类类, 具有类吗啡活性具有类吗啡活性,其中其中β-casomorphines-5的类吗啡活性最强的类吗啡活性最强;外源性吗啡肽外源性吗啡肽(Exorphines),是从酪蛋白的胃蛋白酶是从酪蛋白的胃蛋白酶水解产物中分离得到的一种类吗啡活性肽水解产物中分离得到的一种类吗啡活性肽, 其中,五肽的类吗啡活性较其中,五肽的类吗啡活性较强强,它们能够抵制蛋白酶的进一步降解作用它们能够抵制蛋白酶的进一步降解作用,从而在动物体内发挥其生理从而在动物体内发挥其生理功能;酪新功能;酪新(Casoxin)是来源于牛是来源于牛κ-酪蛋白的一类类吗啡活性肽;在体内酪蛋白的一类类吗啡活性肽;在体内显示较强的类吗啡活性类吗啡活性肽具有一些共同的结构特征显示较强的类吗啡活性类吗啡活性肽具有一些共同的结构特征,它们它们的氨基末端均具有的氨基末端均具有Tyr残基残基(α-酪蛋白类类吗啡活性肽除外酪蛋白类类吗啡活性肽除外),而且在第而且在第三或第四位上还有其他的芳香族氨基酸如三或第四位上还有其他的芳香族氨基酸如Phe、、Tyr的出现的出现,这种结构特这种结构特点对于类吗啡活性肽与体内受体位点的结合非常重要。
点对于类吗啡活性肽与体内受体位点的结合非常重要 类吗啡活性肽除安神麻醉作用外还具有多种生理功能:止泻、调节类吗啡活性肽除安神麻醉作用外还具有多种生理功能:止泻、调节肠道氨基酸的运输与吸收、影响饭后代谢、刺激胰岛素和生长素的释放肠道氨基酸的运输与吸收、影响饭后代谢、刺激胰岛素和生长素的释放等多种生理功能等多种生理功能 ((2).免疫活性肽).免疫活性肽(Immunopeptide) 酪蛋白来源的免疫活性肽主要有以下几种:酪蛋白来源的免疫活性肽主要有以下几种:1. αs1-酪激肽酪激肽(αs1-casokinin-6),它是从它是从αs1-酪蛋白的酶解产物中获得的一种具有免疫活性的酪蛋白的酶解产物中获得的一种具有免疫活性的短肽;短肽;2.β-酪激肽酪激肽(β-casokinin-10);;3.具免疫活性的具免疫活性的β-酪蛋白片段免酪蛋白片段免疫活性肽具有多方面的生理功能疫活性肽具有多方面的生理功能,它不仅能够增强机体的免疫力它不仅能够增强机体的免疫力,在生物体在生物体内起重要的免疫调节作用内起重要的免疫调节作用,而且还刺激机体淋巴细胞的增殖和增强巨嗜细胞而且还刺激机体淋巴细胞的增殖和增强巨嗜细胞的吞噬能力的吞噬能力,提高机体对外界病原物质感染的抵抗能力提高机体对外界病原物质感染的抵抗能力.一些免疫活性肽一些免疫活性肽,如如来源于来源于κ-酪蛋白的三肽片段酪蛋白的三肽片段(Tyr-Gly-Gly)能够显著增强人外周血淋巴细胞能够显著增强人外周血淋巴细胞的增殖能力的增殖能力,β-酪蛋白的酪蛋白的193-202残基片段也有类似的生理功能。
动物试残基片段也有类似的生理功能动物试验表明验表明,免疫活性肽能增强鼠腹腔巨嗜细胞对绵羊红细胞的吞噬作用免疫活性肽能增强鼠腹腔巨嗜细胞对绵羊红细胞的吞噬作用,注射注射24小时后小时后,能增强小鼠对肺炎克氏杆菌(能增强小鼠对肺炎克氏杆菌(Klebsiella pneumonia))感染的感染的抵抗能力;据抵抗能力;据Kayser and Meisel 报道,酪蛋白来源的免疫活性肽对人外报道,酪蛋白来源的免疫活性肽对人外周血淋巴细胞增殖具有刺激或抑制的双方面效应周血淋巴细胞增殖具有刺激或抑制的双方面效应,例如例如, β-酪蛋白因子就依酪蛋白因子就依剂量和浓度的不同剂量和浓度的不同,对淋巴细胞具有抑制或刺激的作用此外对淋巴细胞具有抑制或刺激的作用此外,近几年的研近几年的研究结果表明究结果表明,类吗啡活性肽也具有免疫刺激功能类吗啡活性肽也具有免疫刺激功能,它们能刺激淋巴细胞的增它们能刺激淋巴细胞的增殖殖 ((3)). 抗血压升高肽抗血压升高肽 这类生物活性肽其实是一类血管紧张素转换酶抑制剂这类生物活性肽其实是一类血管紧张素转换酶抑制剂(Angion converting enzyme inhibitory,简称简称CEI)血管紧张血管紧张素转换酶素转换酶-I(ACE-I),能起到活化血管紧张素转换酶能起到活化血管紧张素转换酶-II((ACE-II))及钝化舒缓激肽的作用及钝化舒缓激肽的作用,而舒缓激肽是急性炎症反应的调而舒缓激肽是急性炎症反应的调节因子节因子,能够刺激吞噬作用能够刺激吞噬作用,增强淋巴细胞向炎症部位迁移增强淋巴细胞向炎症部位迁移,诱诱导淋巴细胞分泌淋巴因子。
因此导淋巴细胞分泌淋巴因子因此, 血管紧张素转换酶抑制剂因血管紧张素转换酶抑制剂因其调节舒缓激肽活性的生理功能而成为生物体内重要的调节其调节舒缓激肽活性的生理功能而成为生物体内重要的调节因子目前已报道的血管紧张素转换酶抑制剂有因子目前已报道的血管紧张素转换酶抑制剂有:1.CEI-12;;2.CEI-5(Phe-Phe-VAL-Ala-Pro;;3.CEI-β7(Ala-Val-Pro-Tyr-Pro-Gln-Arg);;4.CEI-6(Thr-Thr-Met-Pro-Leu-Trp)此外此外,据报道据报道,β-酪啡肽酪啡肽-7(β-casomophin-7)也显示较弱的血管紧也显示较弱的血管紧张素转换酶抑制剂活性血管紧张素转换酶抑制剂具有多方张素转换酶抑制剂活性血管紧张素转换酶抑制剂具有多方面的调节功能,抗高血压是其生理功能一个主要方面,据报面的调节功能,抗高血压是其生理功能一个主要方面,据报道道,CEI主要是通过与ACE-I的催化部位结合而抑制其活性的 ((4)) 抗血栓肽抗血栓肽(Antithiombotic peptide) 酪蛋白血小板因子酪蛋白血小板因子(casoplatelins)是来源于牛是来源于牛κ-酪蛋白酪蛋白C-末端的一类生物活性肽末端的一类生物活性肽,它能抑制它能抑制ADP激活的血小板聚合作激活的血小板聚合作用用,同时还能抑制人血纤维蛋白原同时还能抑制人血纤维蛋白原γ-链与血小板表面特异位点链与血小板表面特异位点的结合的结合,所以具有抗血栓形成的生理功能。
相当于所以具有抗血栓形成的生理功能相当于κ-酪蛋白酪蛋白106-116残基序列的十一肽残基序列的十一肽(Met-Ala-Ile-Pro-Pro-Lys-Lys-Asn-Gln-Asp-Lys)和分别对应于和分别对应于κ-酪蛋白酪蛋白106-112、、112-116、、113-116残基序列的小肽残基序列的小肽,均具有抗血栓活性均具有抗血栓活性 ((5)) 矿质元素结合肽矿质元素结合肽(Mineral binding peptide) 酪蛋白磷酸肽酪蛋白磷酸肽(CPPs)::目前研究最多的矿质元素结合肽目前研究最多的矿质元素结合肽,在体内在体内, 酪蛋白磷酸肽能与多种矿质元素结合形成可溶性的酪蛋白磷酸肽能与多种矿质元素结合形成可溶性的有机磷酸盐有机磷酸盐,充当许多矿质元素特别是钙离子在体内运输的充当许多矿质元素特别是钙离子在体内运输的载体载体,能够促进小肠对钙离子和其他矿质元素的吸收能够促进小肠对钙离子和其他矿质元素的吸收.近年来近年来,已从已从αs1-酪蛋白、酪蛋白、αs2-酪蛋白和酪蛋白和β-酪蛋白的酶解物中获得多酪蛋白的酶解物中获得多种酪蛋白磷酸肽种酪蛋白磷酸肽,尽管这些酪蛋白磷酸肽的氨基酸序列各异尽管这些酪蛋白磷酸肽的氨基酸序列各异.但它们具有共同的结构特征但它们具有共同的结构特征,大多数酪蛋白磷酸肽具有以下大多数酪蛋白磷酸肽具有以下结构结构:Ser-Ser-Ser-Glu-Glu,现已证明现已证明,这种结构对于发挥其这种结构对于发挥其生理功能是必不可少的。
不同分酪蛋白磷酸肽结合钙离子的生理功能是必不可少的不同分酪蛋白磷酸肽结合钙离子的能力差异很大能力差异很大,这种差异可能与离磷酸结合位点较远的氨基这种差异可能与离磷酸结合位点较远的氨基酸残基的极性有关酸残基的极性有关 ((6)) 抗菌肽抗菌肽(Antibacterial peptide) 抗菌肽是近年来才发现的一种生物活性肽抗菌肽是近年来才发现的一种生物活性肽,目前所报道目前所报道的抗菌肽多来自乳转铁蛋白的胃蛋白酶水解物的抗菌肽多来自乳转铁蛋白的胃蛋白酶水解物.但也有人报道但也有人报道,用凝乳蛋白酶处理牛用凝乳蛋白酶处理牛αs1-酪蛋白酪蛋白,可获得一个具有抗菌活性的可获得一个具有抗菌活性的短肽片段短肽片段, 并命名为杀细胞等粒子体(并命名为杀细胞等粒子体(Isracidin)),在体内具在体内具有类似抗生素的活性有类似抗生素的活性,能抑制小鼠感染致病的金黄色葡萄球菌;能抑制小鼠感染致病的金黄色葡萄球菌;从从αs2-酪蛋白的酶解物中酪蛋白的酶解物中,也分离出一种叫做酪蛋白杀细胞粒也分离出一种叫做酪蛋白杀细胞粒体(体(Casocidin-I))的抗菌肽的抗菌肽, 在体外能抑制大肠杆菌和金黄在体外能抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长。
抗菌肽能够增强机体抵抗病原微生物的色葡萄球菌的生长抗菌肽能够增强机体抵抗病原微生物的能力能力,有望作为一种新型的抗菌剂应用于食品与医药行业抗有望作为一种新型的抗菌剂应用于食品与医药行业抗菌肽发挥其生理功能的机制目前还不确定,可能是通过在细菌肽发挥其生理功能的机制目前还不确定,可能是通过在细胞膜上形成阳离子通道,调节细胞透性,从而杀死细菌的胞膜上形成阳离子通道,调节细胞透性,从而杀死细菌的 ((7)) 其它生物活性肽其它生物活性肽①① 酪蛋白糖肽酪蛋白糖肽动物进食含有酪蛋白的食物后动物进食含有酪蛋白的食物后,在肠道内检测到在肠道内检测到κ-酪蛋白糖酪蛋白糖肽肽(κ-Caseinoglycopeptide)的产生的产生, 酪蛋白糖肽能抑制胃酪蛋白糖肽能抑制胃酸分泌酸分泌,并且影响胃肠道激素的释放并且影响胃肠道激素的释放②② 调节胃肠活动的食物活性肽调节胃肠活动的食物活性肽动物进食牛乳后动物进食牛乳后,酪蛋白可在胃肠道蛋白酶的作用下产生一酪蛋白可在胃肠道蛋白酶的作用下产生一些具有食物活性的短肽些具有食物活性的短肽,这些生物活性肽能够调节胃肠活动这些生物活性肽能够调节胃肠活动,降低胃酸分泌降低胃酸分泌,减慢胃肠蠕动速度减慢胃肠蠕动速度,因此能够促进食物的充分因此能够促进食物的充分消化消化,增强生物体对食物的吸收功能增强生物体对食物的吸收功能 2、乳蛋白中生物活性因子的起源、乳蛋白中生物活性因子的起源1、过去很长一段时间,我国的科学家一直未对乳,特别是初、过去很长一段时间,我国的科学家一直未对乳,特别是初乳生物活性因子的分离纯化、利用乳蛋白酶解制备生物活性肽乳生物活性因子的分离纯化、利用乳蛋白酶解制备生物活性肽和相关的研究给予足够的重视,开展的研究不多和相关的研究给予足够的重视,开展的研究不多 。
2、从生物进化的角度来看,营养和贮藏蛋白应该是从功能蛋、从生物进化的角度来看,营养和贮藏蛋白应该是从功能蛋白进化而来,因为原始的生物是不可能合成大量此类蛋白的白进化而来,因为原始的生物是不可能合成大量此类蛋白的当生物进化到需要为后代发育提供营养时,它不可能凭空制造当生物进化到需要为后代发育提供营养时,它不可能凭空制造出一种营养蛋白,最好的方法就是通过若干功能区(结构域,出一种营养蛋白,最好的方法就是通过若干功能区(结构域,Domain))DNA“组装组装”出营养或贮藏蛋白基因出营养或贮藏蛋白基因功能蛋白1功能蛋白2功能蛋白3功能蛋白1功能蛋白2功能蛋白3基因加倍营养蛋白基因营养蛋白基因功能蛋白祖先功能蛋白祖先功能蛋白或功能蛋白的功能蛋白或功能蛋白的不同外显子组装不同外显子组装营养和贮藏蛋白起源于功能基因的重组和加倍假说营养和贮藏蛋白起源于功能基因的重组和加倍假说功能蛋白1功能蛋白2功能蛋白3功能蛋白1功能蛋白2功能蛋白3一个重要的例子:乳清蛋白的起源J.-L. Vilotte((1995))等人对乳清蛋白(等人对乳清蛋白(alac))的序的序列、基因序列、基因的结构与表达进行了系统研列、基因序列、基因的结构与表达进行了系统研究,证明:作为乳清中最主要的蛋白究,证明:作为乳清中最主要的蛋白(alac)是一是一种钙结合金属蛋白(多数哺乳动物为种钙结合金属蛋白(多数哺乳动物为123个氨基酸个氨基酸,但是家兔为但是家兔为122个,鼠为个,鼠为140个)在目前所研究个)在目前所研究的所有哺乳动物中都已经发现:的所有哺乳动物中都已经发现:(1).这种蛋白和这种蛋白和UDP-半乳糖转移酶(半乳糖转移酶(UDP-galactosyltransferase))形成乳糖合成酶形成乳糖合成酶 ((synthetase)),因而形成了乳糖合成的关键蛋因而形成了乳糖合成的关键蛋白白,(2).这种蛋白的其他功能特性还有:溶细胞活这种蛋白的其他功能特性还有:溶细胞活性性 ,(3). 诱导细胞生长抑制作用诱导细胞生长抑制作用 (4). 编程性细胞编程性细胞凋亡。
凋亡 早期的假说认为;早期的假说认为;alac 的祖先是溶菌酶的祖先是溶菌酶((lysozyme),),因为它不仅包含溶菌酶的相因为它不仅包含溶菌酶的相关的结构域,也可以通过溶菌酶基因外显子关的结构域,也可以通过溶菌酶基因外显子2的穿梭作用诱发其产生溶菌酶活性的穿梭作用诱发其产生溶菌酶活性 J.-L. Vilotte综述了综述了 alac的基因结构、表达,通过的基因结构、表达,通过转基因试验证明了小鼠转基因试验证明了小鼠alac 有有22个氨基酸的个氨基酸的信号肽,这可能就是原始乳蛋白之一,而且信号肽,这可能就是原始乳蛋白之一,而且其序列和溶菌酶是同源的从其三维结构来其序列和溶菌酶是同源的从其三维结构来看,乳清蛋白来源于两个蛋白编码基因的加看,乳清蛋白来源于两个蛋白编码基因的加倍和结合倍和结合 第四节第四节 食品的胃肠饱腹感发生机制和吸收食品的胃肠饱腹感发生机制和吸收 饮食饱腹感是一个复杂的生理过程,其结果是促使饮食者终止饮食所以饱腹感是由饮食的物理和化学量唤起的,涉及到消化道(GI)多个位点将信息传入大脑,这些位点包括胃、近端小肠、末端小肠和结肠每一个信号都对进食和吸收控制有不同的作用,其生理本质依赖于信号发出的位置和水平。
本节将对其进展以及作者对胃和小肠在对饮食和其后的消化吸收,以及所发出的饱腹感信号及其作用机理的理解进行综述,因为这是我们理解食品和健康的关系必须面对的一个关键问题 关于GI对饱腹感作用的最有力的实验证据是去除从肠胃道吸收的营养时可以增加进餐量在十九世纪中叶到后期,已经报道了当人类的大多数上部消化道食品从胃肠道瘘管排出后将保持饥饿状态1895年,Shumova,Simonovskia和Pavlov报告了他们用狗,安装一个瘘管使之不断进食的实验,他们认为由于排出了食物使其饱腹感缺陷或者削弱近年来,更多的实验是用慢速灌输进食或胃部套管,这样可以更好地控制实验对象的营养条件,以便在实验过程中能提供更加系统的有关营养吸收的动力学数据例如,在优良的营养条件下,给动物加上慢性灌输的胃套管从而不断排出所进食品,当令其进食时,它就会整天连续进食然而,对于同一个动物,一旦关闭套管,它就会很快停止进食该实验表明,的确可能是胃和/或肠道为饱腹感提供了信号以下将就发出这些感觉信号的准确位置、量和物理/化学本质进行详细介绍同时也对这些信号和中枢神经系统的通讯进行综述,最后总结最近的研究进展以及信号敏感性等进行探讨。
1、旁分泌和内分泌以及胃的饱腹感、旁分泌和内分泌以及胃的饱腹感 (1)、蛙皮素相关肽、蛙皮素相关肽(Bombesin-related peptides)胃像其它营养器官一样,产生各种各样的信号物质,这些信号物质参与了饱腹感控制例如,蛙皮素,一种两栖类类似的哺乳动物为泌素释放肽(GRP)和神经介素B(neuromedin B) 当系统地注射或者前脑脑室注射时,也会减少摄食量蛙皮素相关肽定位于胃的内部神经元,为单层有核管道细胞,位于上部GI消化道主要迷走神经传入终止处由系统性或蛙皮素或蛙皮素样肽(bombesin-like peptides)所引起的食物摄入量减少可以通过除掉迷走神经和GI上部通道的脊髓传入神经两者消弱这一作用而且,系统性辣椒素处理也可以削弱由外周蛙皮素注射所引起的摄食减少 这些数据基本上是和迷走神经以及脊髓传入神经对胃部食品摄入的刺激作用相一致的而且,通过动脉灌输蛙皮素可以减少食物摄入量,同样的剂量在静脉内注射是无效的,这表明其受体主要分布于上部胃肠消化道,尤其调节和介导蛙皮素饱腹感作用在上部消化道的这些受体介导蛙皮素参与的饱腹感换言之,蛙皮素样肽参与饱腹感可能并不完全是由传入神经介导的。
Ladenheim和Ritter发现,损害背部迷走神经复合物是通过中心和外围蛙皮素注射两者削弱摄食减少的 此外,这也获得了Ladenheim et al.的支持,他的研究结果表明,阻断后脑GRP受体可以削弱外周和中心,注射GRP所引发的摄食减少位于中心的蛙皮素受体在摄食控制上的作用可以进一步得到第四脑室注射GRP受体拮抗剂或神经介素B受体拮抗剂在小鼠中增加摄食量的支持这些结果表明,内生的蛙皮素样肽可能提供了一个内分泌的传入从而终止进食有趣的是,缺少GRP受体的小鼠摄食量比野生型小鼠明显增大,其体重也高于野生型 (2)、胃饥饿素、胃饥饿素 最近,胃饥饿素(Ghrelin,也有译成脑肠肽激素的),一种内生的生长激素促分泌素受体的配体,已经定位于胃粘膜和其最接近的肠粘膜位置胃饥饿素的外周注射可以增加小鼠和人的摄食量进一步,胃饥饿素可以减少迷走神经传入信号的释放,实施外科迷走神经切断术或腹部迷走神经用辣椒素进行系统性阻断传递都可以有效增加进食量胃饥饿素受体拮抗剂的系统注射据报道在肥大的小鼠中能够有效降低进食量这说明内源性的胃饥饿素可能参与了进食控制的生理过程而且,大脑内注射抗胃饥饿素抗血清也已经报道可以减少大鼠的进食量。
但是,对这一判断还是要持一种比较慎重的态度,因为也有研究表明胃饥饿素的浓度和其抗血清处理与进食量并不总是呈现严格的相关性例如,据Murakami et al. 报道,血浆中,胃饥饿素的浓度表现出双峰升高,亦即在白天,胃马上要排空时有一个峰,而在黑暗中,胃马上就要充满(饱腹)时又出现一个高峰不过,可能血浆中胃饥饿素在进食中的表现对胃的这种刺激作用还是十分有趣的,只是需要进一步的探索而已 (3)、胃瘦素、胃瘦素 脂肪细胞激素,瘦素(leptin)最近已经成为一种信号传递的候选物质瘦素的受体信号形成并表达于迷走神经传入神经元而且,据Peters et al. 报道,外生的瘦素可以增加STAT3的磷酸化作用在多结节的神经中枢,循环中的瘦素可能具有调节迷走传入神经信号的作用,其机制可能是通过转录和表达循环系统血浆中的瘦素浓度并不是和饮食密切相关的,大多数循环的瘦素显然来自白色的脂肪组织然而,瘦素也可以由胃粘膜细胞产生,并可能在胃的饱腹感过程中释放胃产生和分泌瘦素还可能以旁分泌的形式强烈地激活胃壁的迷走传入神经但是,到目前为止尚未拿到直接证据来支持这一结果,不过有趣的是,Peters et al. 已经发现,可以快速诱导培养的迷走神经感觉神经元细胞液中Ca2+的迅速增加,这显然增加了钙依赖性电位敏感性钙通道打开,所以这也表明了瘦素可能迅速活化传入神经元。
Peters et al. 还发现,很多多结节的神经元也可以对瘦素和CCK作出应答瘦素的确能够通过CCK增强培养的迷走感觉神经元的活性这些结果与Wang et al. 的细胞外实验结果是一致的,其结果表明,在CCK和瘦素之间在有些迷走传入神元纤维的激活中具有明显的协同性此外,这些结果也与瘦素和CCK对减少进食量中的协同作用的结果是一致的是否旁分泌的胃分泌瘦素在饱腹感中起作用尚无直接的检验但是,事实上,瘦素可以对应于胃部的感觉神经元的作用引起电导率和细胞液中钙的流入的迅速变化 而胃可能也可以感受到它那里的饮食中的营养物的体积,大部分证据都表明这个过程似乎与饮食中营养物的化学组成或者卡值无关但是,肠内营养刺激则显著抑制胃的排空和进入十二指肠的作用因此,可能小肠的化学刺激可以放大位的机械作用信号,从而使胃的信号参与餐饮中的营养成份的监控作用而且,事实上,胃分泌的物质,如胃饥饿素和瘦素都可以增加传递给胃对进食量的控制,以防过饱,这些还要有代谢和营养状态的补充控制因此,对饮食的机械控制和营养控制两个方面,但是对于营养,特别是代谢状态控制还需要更详细的研究 2、、 肠道的饱腹感信号肠道的饱腹感信号 膳食中多数营养是在小肠中被酶消化并吸收的。
因此,小肠可能有最后通过营养和吸收控制进食的机会肠粘膜和粘膜下层广泛地受迷走传入神经支配,并还要受到更高的神经支配,如脑前和脑后神经元而且,小肠分泌的大部分肽类可能是通过体液传入的,直接向大脑传递信息或者通过激活外周传入神经作用于大脑小肠的这些特性以及神经分布提示我们它们可能具有对应于摄入食品的量与质的控制作用 (1)、渗透刺激和小肠的饱腹感、渗透刺激和小肠的饱腹感 所摄取的营养物进入小肠后表现出一个复杂的数字分类方式和化学信号传递给小肠的感受系统在进食期间,食物排空,可能是高渗的并含有多种大营养组分,其中每一种组分都可能通过不同的机制影响进食Houpt et al.证明,对猪进行高渗溶液的小肠灌注可以抑制其摄食他们在进食后还测量了十二指肠的渗透压,证明用高渗浓度灌注更为明显地起到减少摄食的生理作用这些研究表明,进食中有些与营养物管的特性在小肠中也对饱腹感具有一定的贡献 小肠浸剂中的大营养组分显然可以减少进食,其机制与其渗透压和浓度无关例如:用低聚糖或葡萄糖进行小肠灌注或者假饲法都可以减少进食,不管其渗透压相等或者明显不同都是如此同样,胶束溶液、长链脂肪酸或者甘油酸三脂乳剂都可以减少进食,其作用和等渗溶液的小肠灌注没有差别。
(2)、脂肪作为小肠的饱腹感信号、脂肪作为小肠的饱腹感信号 对小肠进行真实和假饲三种大营养:碳水化合物、脂肪和氨基酸都可以减少进食量但是,其化学成分对于其减少进食的作用显著不同例如,灌注消化的甘油三油酸酯(油酸和2-甘油一酯),其减少进食的作用明显大于未水解的甘油三酯十二指肠灌注长链的甘油三酯在大鼠中可以减少进食但是,肠道灌注丙三醇对减少饮食的作用则非常小,甚至无作用这些结果表明:小肠控制饮食与该物质的分解和吸收有关事实上,胰脂肪酶的抑制剂可以有效衰减减少进食的作用(Hoffman-LaRoche,Basal,Switzerland) 脂肪酸自身的化学特性也对其减少饮食的作用有效,例如:Yox和Ritter发现,灌注八碳脂肪酸不能有效抑制进食相似的结果也已经得到McCaffery et al. 的证实 事实上,长链脂肪酸对减少饮食的作用大于短链脂肪酸,这似乎告诉我们其减少饮食的机制:首先,长于14碳的脂肪酸在小肠内腔中是一种胶束溶液,在吸收后整合成甘油三酸酯进入小肠上皮细胞并包裹在脂蛋白包囊中(乳糜微滴),该前体被分泌到小肠的淋巴腺中再排出,进入到胸导管汇入循环系统。
与长链脂肪酸相比,中、短链脂肪酸在小肠内腔中有较强的可溶性,即使没有胶束化作用也能溶解,所以不必整合成乳糜微滴,进入淋巴腺排出也就是说,它更容易直接吸收进肝脏的门静脉从小肠中取出因此,现有数据表明,脂肪酸是通过乳糜微滴途径产生小肠包袱信号的脂肪酸的这种吸收途径和诱导饱腹感的作用可以在聚丙二醇与环氧乙烷的加聚物(Pluronic L-81)中得到证实作为一种表面活性剂,它可以通过抑制乳糜微滴的形成防止脂肪酸的吸收,从而衰减小肠灌注脂肪酸所产生的摄食量减少的作用显然,其他可以抑制乳糜微滴形成的试剂也能缓解摄食减少可见乳糜微滴形成的重要成份——阿朴脂蛋白(apolipoprotein A-IV,apo A-IV)可能就是脂肪酸诱导饱腹感的信号但是,是否apo A-IV自身就是有效的食品摄入的调控因子尚需要进一步证据(3)、碳水化合物作为肠道饱腹感信号、碳水化合物作为肠道饱腹感信号 很多调查者报道了糖类也可以刺激小肠的饱腹感,从而减少摄食量但是不幸的是,在多数的实验中,采用了高摩尔浓度,显然这种高渗溶液难以和化学刺激清晰地分离开用180mM的葡萄糖、麦芽糖和麦芽三糖进行灌注,科学家已经观察到进食量的减少,而且具有摩尔浓度的依赖性,其中最明显的作用是麦芽三糖和葡萄糖。
但是,我们必须注意到,180mM麦芽三糖是三倍于180mM葡萄糖的热量而且,即使不象所有的葡萄糖那样,麦芽糖或者麦芽三糖在灌注后瞬间被吸收,但是其渗透压的浓度也应该是360或540 mosM,这个浓度是对饮食有作用 (4)、氨基酸和蛋白质作为肠饱腹感信号、氨基酸和蛋白质作为肠饱腹感信号迷走传入神经支配小肠对氨基酸和水解的蛋白的响应例如,Jeaningros报道了各种氨基酸对猫进行小肠灌注所诱发的迷走神经纤维的放电作用而且,显然对于特定的氨基酸有些神经纤维是有选择性的Schwartz和Moran 也已报道,酪蛋白水解物,包含各种氨基酸和短肽,肠道灌注也可以增加迷走传入神经的放电作用 Likewise,Eastwood et al.证明,一个亚类的迷走传入神经纤维支配着小肠,并涉及到对酪蛋白水解物的响应肠道灌注部分水解的蛋白和氨基酸两者均具有减少摄食量的作用例如,Gibbs et al. 和Yox 以及Ritter 报道了L-型苯丙氨酸等渗溶液灌注,而不是D-型苯丙氨酸等渗溶液灌注可以减少真实或者假饲的大鼠的摄食量Meyer et al. 则比较了一些氨基酸肠道灌注对摄食量的作用,但是只在苯丙氨酸或者色氨酸灌注中得到了显著性摄食量减少的作用。
其他氨基酸没有显著性作用Yox和Ritter也报道了酪蛋白水解物的实验结果,酪蛋白水解物和等热量的L-苯丙氨酸、油酸和麦芽糖相比,也只有对摄食量的微小减少作用 因此,似乎由氨基酸介导的摄食量减少的底物似乎只对某些特定的神经纤维反应也可能用未水解的或者不然水解的酪蛋白的传感机制有别于对单个氨基酸介导的摄食量减少所做出的响应在这方面,令人关注的研究是通过部分水解的蛋白进行小肠灌注所引起的摄食减少作用,而且这一作用可以通过CCK-A受体拮抗剂衰减掉,而通过L-苯丙氨酸灌注所产生的摄食减少则不能被CCK受体拮抗剂衰减 (5)、小肠饱腹感信号的接受范围、小肠饱腹感信号的接受范围 有些科学家对小肠不同部位营养灌输所产生的效果进行了调查Meyer et al. 报道说:营养灌输的作用依赖于肠道的长度和部位科学家发现,当营养灌输到回肠末梢时,对摄食量只有很少作用或者没有作用但是,当同样的营养液灌注到十二指肠,其30分钟食品摄入将会减少40%或者更多灌注到空肠也可以显著减少进食量,但是低于十二指肠灌注Meyer et al. 的实验也得出了相似的结果,也证明饱腹感的信号主要分布在小肠近端。
这些结果也和小肠迷走神经分布有关,这些神经在小肠近端比远端要密集的多 然而,这些结果还不能得出小肠末梢对进食不起控制作用的结论,因为小肠末端与十二指肠、回肠具有不同的吸收功能,所以将营养灌注到不同的部位其作用显然不能简单地得出独立的结果 3、肠道饱腹感的旁分泌和内分泌介导者肠道饱腹感的旁分泌和内分泌介导者 在大鼠中,大多数进餐至少在20分钟时间在饲喂液体营养期间,其摄食速度在几分钟之内就开始减少,并稳定地下降,直到进食之后的10至20分钟终止进食这些行为动力学表明,进食信号可能在进食开始的前几分钟内已经产生和饮食的饱腹控制一样,小肠营养灌注的饱腹信号也是在很短的时间内开始,只有几分钟甚至几秒钟,这表明饱腹感信号在食品进入小肠时已经开始就诱发了如上所述,营养灌注所产生的摄食量减少依赖于小肠辣椒素敏感迷走感觉神经元所支配的小肠但是,这些神经元的末端并不和肠道内腔的内容物相接触这些事实导致了这样一个假说:肠道营养成分诱发了肠粘膜上皮细胞的神经组织的活性物质,这些物质活化了迷走感觉神经元,导致了摄食量的减少 小肠上皮细胞在消化和吸收过程中分泌各种物质,这些物质包括:著名的胃肠激素、生物胺类、各种细胞因子、生长因子、脂膜成分和乳糜微滴的阿朴脂蛋白成分等。
这些成分都可能涉及到摄食控制过程,甚至这些物质有可能像交响乐一样共同交互作用,特别是和肠粘膜之间相互作用,控制了饱腹感的发生和发展以下对这些物质进行简单的讨论 (1)、缩胆囊肽、缩胆囊肽 (Cholecystokinin,,CCK) CCK是在小肠中的粘膜内分泌细胞群体(I-型细胞)分泌的一种短肽血浆CCK浓度在小肠灌注长链脂肪酸和未水解的或者部分水解的蛋白质之后会升高[423]在大鼠中,外给的CCK可以有效减少摄食量[424],而且这一作用在猴子和人中都可以重复[425-427] 外源性CCK所造成的摄食减少可以由辣椒素敏感性迷走传入神经元来进行衰减[428-431]因此,迷走感觉神经元是外源性CCK和肠道营养两者对摄食量控制所必需的 CCK发挥其生理活性是通过两种G-蛋白连接受体:CCK-A (CCK-1)或CCK-B (CCK-2) 受体[432,433]注射外源性CCK可以减少真实和假饲动物进食量,并可以活化外围CCK-A受体[434,435]CCK受体和配体结合后可以在迷走感觉神经元中传递[436]而且,最近的原位杂交实验研究表明,迷走感觉神经元有30%到40%转录CCK-A 受体mRNA [437]。
同样,解离的多结节中心神经元的钙成像研究[377]表明:迷走感觉神经元对外源性CCK通过CCK-A受体激活的响应具有相同的作用对迷走传入神经纤维的细胞外试验证明,一些肠道刺激可以用CCK-A受体拮抗剂来进行衰减所有这些数据都表明,迷走神经受小肠营养的饱腹感控制 (2)、阿朴脂蛋白、阿朴脂蛋白(Apolipoprotein A-IV,,apo A-IV) Apo A-IV是乳糜微滴中的一个质蛋白成分,其合成可以直接随脂肪的吸收而改变Fujimoto et al.证明,外源的apo A-IV在大鼠中可以减小摄食量而且,肠道脂肪灌注大鼠的乳糜淋巴也可以引起摄食减少,而来自胃灌输的大鼠的淋巴则没有这个作用去垢剂,聚丙二醇与环氧乙烷的加聚物(聚醚) L-81(pluronic L-81)可以抑制乳糜微滴的合成,也可以衰减脂肪灌输所引起的摄食减少这表明乳糜微滴的成分,如apo A-IV可能对肠道灌注脂肪所引起的摄食减少有贡献因此,apo A-IV特性似乎是灌输脂肪引起摄食减少的信号 apo A-IV在脂肪所引起的摄食减少中发挥作用的一个潜在的问题是它似乎是在大脑中发挥减少食品摄入作用的,而小肠灌注脂肪所引起的摄食减少是由迷走感觉神经元介导的。
可是,有两种迷走感觉神经纤维通过apo A-IV在诱导摄食减少中起作用的可能机制,第一种是:apo A-IV对应于脂肪吸收而增加的合成在用迷走神经横断或者用辣椒素处理的大鼠中被衰减这一点,还不清楚apo A-IV合成的衰减是不是由于其分泌减少所造成的但是,可以想象迷走神经纤维在对脂肪做出响应时增强了apo A-IV的分泌,然后在非迷走神经的位点,例如大脑发挥作用另一种可能是:apo A-IV发起一些其他物质的分泌,这些物质再作用于迷走神经来减少摄食在这方面,值得一提的是用聚丙二醇与环氧乙烷的加聚物L-81阻塞乳糜微滴的形成,结果阻断了对应于肠道脂肪灌输所产生的血浆CCK的上升因此,也可能是由apo A-IV刺激CCK分泌,作用于迷走神经,从而介导了所有或者部分apo A-IV的饱和作用另外,对apo A-IV和CCK之间的相互作用还需要进一步的研究 ((3)肽)肽YY3-36 (PYY3-36) PYY3-36主要是由回肠和结肠内分泌细胞分泌的对其循环免疫反应活性表明,在饮食以后该肽很快升高,血浆中的水平在人类进食碳水化合物或蛋白质食品以后也升高[外周注射外源性PYY3-36在大鼠和人类中也会产生摄食减少,其作用位点是激活Y2受体亚型。
将PYY3-36注射到大鼠的下丘脑及可以减少摄食,这说明循环的PYY3-36可能直接作用于大脑来降低摄食量虽然多数PYY3-36是由小肠末梢或结肠细胞分泌的,但是显然从这些结构分泌的PYY3-36先于消化物直接对肠内末梢的刺激这些结果证明PYY3-36可能是由小肠末梢和结肠对上部小肠刺激所产生的反射性反应所释放的这些观点通过盲肠和近端结肠摘除或切断迷走神经及可以消除PYY3-36在肠道液体营养灌输之后的升高而得到了验证这些观察说明PYY3-36的确可能对肠道刺激饱腹感有贡献但是,还需要更多的工作来确定外周血中的PYY3-36的活化位点下丘脑注射PYY3-36可以减少摄食这一事实并不能证明下丘脑就是具有饮食控制活性的激素唯一作用位点 ((4)胰高血糖素样肽)胰高血糖素样肽-1 (GLP-1) GLP-1是前胰高血糖素基因(the preproglucagon gene)的翻译产物GLP-1是由小肠中的内分泌L细胞分泌的,但是也可以由脑中的一小群神经元合成肠道GLP-1-分泌细胞主要分布在小肠末梢和结肠粘膜中枢神经系统的GLP-1对摄食的作用已经吸引了很多科学家的关注但是,外周注射GLP-1也有类似的减少人类和其他动物摄食的作用。
肠道营养关注可以触发GLP-1从回肠释放,GLP-1的释放与人类饥饿感的减少相关在大脑中,GLP-1受体可能负责摄食减少,因为脑内注射GLP-1的确可以减少摄食而且,中枢神经系统注射GLP-1受体拮抗剂可以衰减注射LiCl所引起的摄食减少,这说明内源性GLP-1参与了由于疾病所引起的摄食减少 但是,通过外周肽所产生的摄食减少如果是通过迷走传入神经起作用,就不可能被取消事实上,GLP-1的确活化培养的迷走传入神经元,而且迷走传入神经是抑制由这种肽引起的胃排空所必需的此外还有一些数据表明,迷走传入神经参与了肠内GLP-1的释放因此,GLP-1应该作为肠道营养刺激所产生的饱腹感的介导分子的候选者。
