Kansainvälinen maidon koostumus (IMiC) -konsortio (IMiC)

Ihmisen maidon koostumus: Maito on erittäin monimutkainen bioneste, joka on kehittynyt miljoonien vuosien aikana ruokkimaan pikkulapsia ja suojaamaan heitä infektioilta heidän immuunijärjestelmän kypsyessä. Täydellisen ravinnon tarjoamisen lisäksi (esim. makro- ja hivenravinteet), maito tarjoaa bioaktiivisia komponentteja, jotka tukevat edelleen vauvan kasvua, kehitystä ja terveyttä. Näitä ovat immunoglobuliinit, vasta-aineet, hormonit, kasvutekijät, prebioottiset oligosakkaridit ja probioottiset bakteerit. Maidon koostumus mukautetaan erityisesti kullekin nisäkäslajille riippuen niiden nuorten jälkeläisten kasvuvaatimuksista. Esimerkiksi äidinmaidon keskimääräinen energiapitoisuus on noin 70 kcal/100 g, kun se aasinmaidossa on 38 kcal/100 g ja hiiren maidossa 171 kcal/100 g. Hiiret tuottavat vain 2 maidon oligosakkaridia, kun taas ihmiset yli 150. Jopa ihmisillä maidon koostumus vaihtelee suuresti - esimerkiksi energiapitoisuus voi vaihdella välillä 57-83 kcal/100g ja oligosakkaridipitoisuudet 5-25 g/l.

Tämän vaihtelun tekijöistä ja seurauksista tiedetään yllättävän vähän. Tutkijat tutkivat seuraavia maidon komponentteja IMiC-konsortiossa ymmärtääkseen vaihtelua yksittäisten naisten välillä ja eri maantieteellisissä ympäristöissä sekä niiden yhteyksiä vauvan kasvuun. Lisäksi IMiC:n jäsenet suorittavat näiden analyysien ohjaamiseksi äidinmaidon komponenttien ja vauvan kasvun tarkastelun projektin ensimmäisenä vuonna.

Prioriteettikomponentit (analysoitava kaikissa näytteissä):

Makroravinteita ovat hiilihydraatit (pääasiassa laktoosi), proteiinit ja lipidit. Lipidit tarjoavat noin 50 % äidinmaidon energiasisällöstä. Suurin osa (98 %) maidon lipideistä on triasyyliglyseridejä ja loput diasyyliglyseridejä, monoasyyliglyseridejä, vapaita rasvahappoja, fosfolipidejä ja kolesterolia. Äidinmaidon rasvahappoprofiili vaihtelee suhteessa äidin ruokavalioon ja genetiikkaan, erityisesti pitkäketjuisissa monityydyttymättömissä rasvahapoissa (LCPUFA), kuten arakidoni- ja dokosaheksaeenihapoissa, jotka edistävät immuunitoimintaa ja hermoston kehitystä.

Hivenravinteiden laatu ja pitoisuudet voivat vaarantua äidin aliravitsemuksen vuoksi. Maidon mikroravinteita ovat kivennäisaineet (esim. Sinkki, kalsium, fosfori, magnesium, jodi, seleeni) ja vitamiinit (A, B1, B2, B6, B12, C, D, E; folaatti, koliini).

Immunoglobuliinit (Ig) siirtyvät äidinmaitoon, mukaan lukien IgA, IgM ja IgG. Vauvoilla on syntyessään epäkypsä adaptiivinen immuniteetti, ja he luottavat näihin äidin vasta-aineisiin puolustautuakseen taudinaiheuttajia vastaan. Liukoinen IgA (sIgA) on äidinmaidon hallitseva vasta-aine; Suoliston dendriittisolut ottavat vastaan ​​sIgA-antigeenikompleksit, mikä mahdollistaa antigeenin tunnistamisen.

Sytokiinit ovat monitoimisia peptidejä, jotka voivat ylittää suolistoesteen, missä ne vaikuttavat immuunitoimintaan. Maidon välityksellä leviäviin sytokiineihin kuuluvat anti-inflammatorinen transformoiva kasvutekijä (TGF)-b, interleukiinit (IL)-10 ja IL-7 sekä proinflammatorinen tuumorinekroositekijä (TNF)-a, IL-6, IL-8 ja interferoni ( IFN)-g.

Laktoferriini on rautaa sitova glykoproteiini, jolla on antimikrobinen vaikutus monia bakteereja, viruksia ja sieniä vastaan. Osteopontiini on laajasti fosforyloitunut hapan glykoproteiini, jota on korkeina pitoisuuksina äidinmaidossa. Se vaikuttaa immuunitoimintoihin, suoliston kehitykseen ja aivojen kehitykseen.

Äidinmaidon kasvutekijöillä ja hormoneilla on laaja-alaisia ​​vaikutuksia vauvan suolistoon, verisuoniin, hermostoon ja hormonitoimintaan. Jotkut vaikuttavat paikallisesti vastasyntyneen suolistossa ja monet imeytyvät systeemiseen verenkiertoon "vuotavan" vauvan suolen kautta. Epidermaalinen kasvutekijä (EGF) on kriittinen suoliston limakalvon kypsymiselle ja paranemiselle. Insuliinin kaltainen kasvutekijä (IGF) edistää kudosten kasvua. Aineenvaihduntahormonit leptiini, insuliini, adiponektiini ja greliini säätelevät energiansäästöä, ruokahalua ja vauvan painoindeksiä.

Ihmisen maidon oligosakkaridit (HMO) ovat kolmanneksi runsain äidinmaidon ainesosa. Yli 100 erilaista HMO:ta on tunnistettu. Vauva ei sulata näitä rakenteellisesti erilaisia ​​hiilihydraatteja, vaan vauvan suolistobakteerit metaboloivat ne, mikä tarjoaa selektiivisen substraatin, joka auttaa muotoilemaan kehittyvää mikrobiomia. Lisäksi HMO:t toimivat liukoisina houkutusreseptoreina ja estävät patogeenien kiinnittymisen pikkulasten limakalvopintoihin, mikä vähentää virus- ja bakteeri-infektioiden riskiä. HMO:t voivat myös moduloida epiteeli- ja immuunisoluvasteita ja tarjota lapselle siaalihappoa, joka on tärkeä ravintoaine aivojen kehitykselle. CHILD-kohortissa tutkijat ovat havainneet, että geneettisen erittäjätilan lisäksi HMO:n koostumus liittyy etnisyyteen, imetysvaiheeseen, pariteettiin, maantieteelliseen sijaintiin, keräyskauteen ja imetyksen yksinoikeuteen.

Omics-lähestymistapoja sovelletaan laajasti arvioitaessa ihmisen maidossa olevien peptidien, proteiinien, lipidien ja metaboliittien koko kirjoa. Kohdennetut metabolomiikka-analyysit suoritetaan Biocrates-alustalla (~500 metaboliittia), kohdentamattomat metabolomianalyysit Sapient Bioanalyticsin suorittaa massaspektrometrialla.

Mikrobeja on äidinmaidossa. Kulttuuririippuvaiset ja riippumattomat (sekvensointiin perustuvat) tutkimukset ovat vahvistaneet bakteerien ja sienten esiintymisen terveiden äitien maidossa. CHILD-kohortissa tutkijat ovat havainneet, että maidon mikrobiotan koostumus vaihtelee vauvan sukupuolen, ruokintatavan, äidin painoindeksin ja äidin atopian mukaan. On arvioitu, että imeväiset saavat 10^4-10^6 bakteeria päivässä, mikä tarjoaa elävien mikrobien lähteen imeväisten suolistoon, suuonteloon ja hengitysteihin. Tutkimukset, jotka osoittavat kantojen yhtäläisyyksiä äidin suolen, maidon ja vauvan suolen välillä, tukevat tätä hypoteesia ja havaitsivat, että Bifidobacterium spp. muodostavat suurimman osan äidinmaidon ja vauvan ulosteen yhteisistä taksoneista. Koska suoliston mikrobiomilla on keskeinen rooli pikkulasten kasvussa, aineenvaihdunnassa ja tartuntataudeilta suojautumisessa, myös pienituloisissa ja keskituloisissa (LMIC), on tärkeää ymmärtää näiden perustavanlaatuisten suolistomikrobien alkuperä varhaisessa elämässä.

IMiC:n toissijainen tavoite on tukea tietojen integrointia eri sivustoilla, jotta voidaan vastata tärkeisiin kysymyksiin, jotka liittyvät 1) äitien terveyteen ja ravitsemukseen liittyvien interventioiden vaikutukseen rintamaidon koostumukseen ja 2) sen suhteeseen imeväisten terveyteen, kasvuun ja kehitykseen. Jokainen sivusto omistaa omat tietonsa ja käsittelee myös itsenäisesti näitä samoja kysymyksiä sivustoittain, kuten alun perin oli tarkoitettu omissa apurahoissaan/tutkimuksissaan.