Молозиво. Антимикробные свойства.

Біологічно активні компоненти людського та коров'ячого молока як потужних
антимікробних засобів
Автор: Харш Панвар
Молочна мікробіологія, Коледж молочної науки і техніки, Гуру Ангад Факультет
ветеринарних біологічних наук університету, Лудхиана, Пенджаб, Індія
Анотація: Колострум та молоко є багатим джерелом антимікробних білків та
пептидів, які відіграють важливу роль в імунітеті малюків та прискорюють
дозрівання їх імунної системи. Ці первинні захисні фактори молока мають потенціал
для вивчення як біотерапевтичних засобів у профілактиці та терапії декількох
мікробних проміжних інфекцій та продуктів харчування. Природні біологічно
активні компоненти молока демонструють антибактеріальні, противірусні,
протигрибкові, протипаразитарні, протипухлинні, протизапальні та антиоксидантні
властивості, що відкривають нові шляхи для розробки безпечної та економічно
ефективної терапії. Ця анотація дає короткий огляд антимікробних компонентів
молока з їх потенційним застосуванням як терапевтичних агентів. Термін
"коровячий", який використовується в майбутніх розділах, представляє молоко
корів та бізонів, якщо тільки не зазначено. Детальне розуміння цих антимікробних
білків та інших компонентів дає великий потенціал для підвищення цінності
молочної промисловості. Існує багато можливостей визначення нових молочних
пептидів, що мають як поживні, так і терапевтичні значення.
Ключові слова: антимікробна; Біотерапевтичний; Колострум; Молоко; Терапія;
Біологічно активні компоненти
Молоко, позиціонується як динамічна біологічно активна рідина, що містить
відмінні біологічно активні молекули, які відповідають за харчування, ріст та захист
від інфекції, сприяють імунному дозріванню, розвитку органів та встановленню
здорової флори кишечника (Ballard and Morrow 2013). Це є повноцінною і єдиною
їжею для новонароджених ссавців на ранніх стадіях швидкого розвитку (Severin and
Wenshui 2005). Харчова цінність молока та молочної продукції обумовлена
наявністю лактози (5%), білків (3,2%), ліпідів (4%) та мінеральних солей (0,7%)
(Severin and Wenshui 2005). Крім збагачення харчовими компонентами, молоко є
багатим джерелом компонентів, що забезпечують імунологічний захист як
новонароджених, так і дорослих (Warner et al., 2001). Колострум та молоко - це
перша система захисту природного походження та є надважливою для вживання
(Clare et al., 2003). Однак, як людське, так і коров'яче молоко змінюються від
молозива до пізньої лактації, а також залежать від типу їжі та кормів та між
матерями (Ballard and Morrow 2013). Кілька білків молока з антимікробним
потенціалом відносно стійкі до протеолізу в шлунково-кишковому тракті та
сприяють захисту від бактерій, вірусів та дріжджів (Lonnerdal 2003). Білки молока,
серед загального вмісту білка в раціоні людини, є найвищим потенціалом імунної
стимуляції (Ambroziak і Cichosz 2014). Визначення та характеристика
антиінфекційних та антимікробних компонентів як молозива, так і молока є одним з
ранніх наукових відкриттів, і ця група білків вивчається з точки зору їх користі для
здоров'я. Результати деяких недавніх досліджень підтверджують припущення, що
споживання молока та молочних продуктів пов'язане з меншим рівнем цукрового
діабету 2-го типу та резистентністю до інсуліну, що свідчить про їх антидіабетичний
та протизапальний потенціал (Hirahatake et al., 2014). В даний час основна увага
приділяється відкриттю нових, антимікробних молочних пептидів, які можуть бути
отримані з існуючих білків молока шляхом протеолізу або під час мікробної
ферментації (Clare et al., 2003; Dallas et al., 2013). Патогенні організми становлять
загрозу для здоров'я та самопочуття як людей, так і тварин. Ці загрози організмів
розвиваються швидше, ніж наші терапевтичні режими, і легко передаються через
навколишнє середовище та негігієнічні практики, що застосовуються при готуванні
харчових продуктів. Спричиняються спалахи харчових отруєнь, особливо в країнах,
що розвиваються, таких як Індія (Dikid et al., 2013). Крім тривожного збільшення
інфекцій, викликаних патогенними мікроорганізмами, зростаюча тенденція
розвитку антимікробної резистентності в патогенних організмів, особливо проти
традиційних та сучасних антибіотиків, становить серйозну загрозу в усьому світі
(Koluman and Dikici 2013; Raghunath 2008). Існує велика потреба у розробці
альтернативних режимів лікування, особливо нетоксичних та економічно
ефективних втручань, що мають новий спосіб дії та клітинні цілі, відмінні від
сьогоднішньої терапії (Ibrahim et al., 2002). Протимікробні компоненти молока
створюють потенційну альтернативу сучасним терапевтичним засобам. У даній
статті розглядаються антимікробні компоненти як корів, так і жінок з коротким
введенням до інших харчових та біологічно активних компонентів та їх потенційним
застосуванням у якості біотерапевтичних засобів. Майбутні науково-дослідні
розробки в даній області можуть відкрити нові та перспективні шляхи проти
загальних розладів життя, інфекцій, одержаних мікроорганізмами, разом з
відповідними перевагами для здоров'я.
ХАРАКТЕРИСТИКА АНТИМІКРОБОВИХ АГЕНТІВ В МОЛОЦІ
Протимікробні компоненти молока широко диференціюються на специфічні та
неспецифічні фактори, виходячи з способу їх дії. Конкретні компоненти, а саме:
Імуноглобуліни, система комплементу, макрофаги та біфідофактор; забезпечення
захисту від специфічних антигенів. Проте несамостійні, такі як лактинини,
лактофернін, лізоцим та лактопероксидаза, мають широку реакційну здатність
проти багатьох патогенних мікроорганізмів. Обидва специфічні та неспецифічні
антимікробні компоненти обговорюються тут нижче та узагальнюються в табличній
формі (таблиці 1 і 2) для швидкого порівняння.
Іммуноглобулін (Ig)
Імуноглобуліни є важливим компонентом імунологічної активності, виявленої в
молозиві та зрілому молоці. Вони передаються від матері до нащадків як пасивний
імунітет на ранніх етапах життя (Херлі і Тейл 2011). Імуноглобуліни функціонують
як антитіла, антигензв'язувальні білки, які експресуються на В-клітинній мембрані, і
також секретуються плазматичними клітинами. Зокрема, у жуйних тварин, де обмін
імунних факторів не відбувається внутрішньоутробно, колостум, та, меншою мірою,
молоко забезпечують захист через високий вміст імуноглобулінів, без яких жуйна
тварина не вижила б (Larson et al., 1980). Концентрація імуноглобулінів особливо
висока в молозиві, де IgG є основним класом імуноглобулінів у жуйних тварин (47,6
мг / мл), а IgA є основним імуноглобуліном, присутнім у людському молозиві (17,35
мг / мл). На відміну від молозива, концентрації IgG та IgA у зрілому молоці жуйних та
людини складають відповідно 0,59 та 1 мг / мл (Stelwagen et al., 2008).
Імуноглобуліни були розділені на п'ять класів, а саме: IgG, IgM, IgA, IgE та IgD, і
визначаються за типом молекули важкого ланцюга. Коротше кажучи, IgG є найбільш
поширеним (80%) класом у сироватці крові, поділений на чотири підкласи (IgG1-
IgG4). gM складається на 5-10% загального сироваткового Ig, секретованого
плазматичними клітинами як пентамер. Це перша молекула Ig, яка синтезується
новонародженим і повинна бути вироблена як первинна відповідь на антиген. IgE,
відповідальний за алергічні реакції, присутній в надзвичайно низькій концентрації в
сироватці крові. IgD, разом з IgM, є основним, пов'язаним з мембраною Ig, що
функціонує при активації В-клітин. Коровяча сироватка та молоко містять три
основні імуноглобуліни, а саме: IgG, IgM та IgA; які селективно транспортуються від
сироватки до молочної залози корови. Колострум містить дуже високі дози
загальних яєць (40-200 мг/мл); яких IgG1 припадає понад 75% ігр у коллостральних
сироватках, а потім IgM, IgA і IgG2. Загальна концентрація Ig у зрілому молоці
знижується до приблизно 0,7-1,0 мг / мл (Korhonen et al., 2000). Імуноглобулін А
(IgA) становить 10-15% загального імуноглобуліну в сироватці крові. Вона
переважає класу Ig у зовнішніх секретах, таких як грудне молоко, слина, сльози та
слиз бронхіального, сечостатевого та травного тракту. IgA зовнішніх секрецій, що
називається секреторним IgA, складається з димеру або тетрамера, поліпептиду J-
ланцюга та поліпептидної ланцюга, що називається секреторним компонентом.
Щодня виробництво SIgA більше, ніж у будь-якого іншого класу імуноглобулінів.
IgA-секретуючі плазматичні клітини концентруються вздовж слизових оболонок. По
всьому джайнунам тонкої кишки виділяють більш ніж 2,5x1010 IgA, що секретує
плазматичні клітини, число яких перевищує загальну кількість клітин плазми
кісткового мозку + лімфи + селезінки. SIgA забезпечує захист від таких бактерій, як
сальмонелла, В. холера та Neisseria gonorrhoeae, а також віруси, такі як поліомієліт,
грип та реовірус. Секреторний IgA зв'язується з мікробами в шлунково-кишковому
тракті дитини та тим самим запобігає їх прикріпленню до стінок кишечника та їх
подальшому проникненню в тканини тіла (Goldsby et al., 2000). Імуноглобулін А (IgA)
становить 10-15% загального імуноглобуліну в сироватці крові. Він переважає клас
Ig у зовнішніх секреціях, таких як грудне молоко, слина, сльози та слиз
бронхіальний, сечостатевий та травний тракту. IgA зовнішніх секрецій, що
називається секреторним IgA, складається з димеру або тетрамера, поліпептиду J-
ланцюга та поліпептидної ланцюга, що називається секреторним компонентом.
Уздовж тонкої кишки виділяється понад 2,5x1010 IgA, що секретує плазматичні
клітини, кількість яких перевищує загальну кількість клітин плазми кісткового
мозку + лімфи + селезінки. SIgA забезпечує захист від таких бактерій, як
сальмонелла, V. холера та Neisseria gonorrhoeae, а також віруси, такі як поліомієліт,
грип та реовірус. Секреторний IgA зв'язується з мікробами в шлунково-кишковому
тракті дитини та тим самим запобігає їх прикріпленню до стінок кишечника та їх
подальшому проникненню в тканини тіла (Goldsby et al., 2000).
Система доповнення
Система доповнення була вперше відкрита Жюлем Бордетом в 1894 році як
активність сироватки крові, яка завершує дію антитіл (Ogundele 2001).
Комплементарна система молока відіграє значну роль у забезпеченні вродженого
імунітету проти мікроорганізмів вимені, через його бактерицидну, опсонову і
флогістичну функції (Rainard 2003). Система доповнення, яка являє собою комплекс
декількох різних білкових фрагментів (С1-С9), діє головним чином через
розпізнання, проковтування та лізис патогенних мікроорганізмів макрофагами та
контроль над запаленням (Frank and Fries 1991). Ця складна система сприяє лізису
клітин, бактерій та вірусів; сприяє фагоцитозу частинок антигенів через
опсонизацію; Тригер активації імунних реакцій, таких як запалення, керує секрецією
імунорегуляторних молекул і видаляє імунні комплекси з кровообігу і вводить їх у
селезінку та печінку (Іммунне кліренс) (Goldsby et al., 2000). Всі відомі компоненти
системи комплементу ще не були виявлені в молозивах або в зрілому молоці жуйних.
Проте мало хто з них мав С3 і С5 присутнім у значній кількості у маститному молоці
(Rainard, 2003). Небагато індивідуальних компонентів системи комплементу також
виявлено в грудному молоці людини (Ogundele 2001), при відносно низьких
значеннях у зрілому молоці порівняно з молозивами (Goldman et al., 1986). Додаток
до грудного молока людини запропонував роль проти передачі вірусних
захворювань, включаючи ВІЛ (Ogundele 2001), захист від алергічних захворювань
(Saarinen et al., 1995), імуномодуляцію та регуляцію рухливості кишечника
(Sanderson et al., 1994).
Макрофаги
Макрофаги - це фагоцитарні клітини однієї імунної системи. Моноцитарні клітини-
моноцити гранулоцитів кісткового мозку диференціюються на промоноцити, які
переносяться в кровотік, де вони диференціюються в моноцити. Моноцити
циркулюють у крові протягом приблизно восьми годин, протягом яких вони
дозрівають і збільшуються. Зрілі моноцити мігрують у тканини і диференціюються в
специфічні тканинні макрофаги (Labro 2000). Як і інші тканинні макрофаги в молоці,
як вважають, продукують моноцити периферичної крові, які мігрують в молоко
через епітелій молочної залози (Pitt 1979). Після введення в грудне молоко
моноцити крові продукують колонієстимулюючий фактор макрофагів гранулоцитів
(GM-CSF) і диференціюють на дендритні клітини (Ichikawa et al., 2003). Людське
молозиво - це приблизно 105-107 клітин / мл живих лейкоцитів, що включає 40-50%
макрофагів, 40-50% поліморфноядерних нейтрофілів і 5-10% лімфоцитів (Xanthou
1997). Молоко, особливо грудне молоко, є унікальним тим, що він містить велику
кількість макрофагів (Pitt 1979), що складає 80% загальної кількості клітин,
присутніх у молозиві та ранньому молоці (Ichikawa et al., 2003). Основною або
головною активністю макрофагів є фагоцитоз зовнішньої частки або молекули.
Нейтрофіли та макрофаги, що проникають в молочну залозу, є бактерицидними не
тільки безпосередньо через фагоцитоз, але також і через виробництво цитокінів,
активних форм кисню та антимікробних пептидів (Stelwagen et al., 2008). Після
фагоцитозу чужорідна молекула лізисується через антимікробні та цитотоксичні
речовини за допомогою кисневого чи киснево-незалежного методу. Киснезалежна
в'язкова активність обумовлена утворенням токсичної кількості будь-якого
супероксидного аніона (О2.-), гідроксильних радикалів (ОН.), Н2О2, аніону
гіпохлориту (CLO-), оксиду азоту (NO), азот-діоксиду ( NO2), азотна кислота (HNO2) і
монохлорамін (NH2Cl). Однак незалежна від кисню активність базується на таких
молекулах, як Defensins, TNF-альфа, лізоцим та гідролітичні ферменти. Крім того,
було повідомлено, що молочні макрофаги містять поглинуті секреторні молекули
IgA, які виділяються при контакті з чужорідною молекулою кишки (Field 2005).
Біфідофактор
Біфідофактор або фактор росту вуглеводів визначається як сполука, яка специфічно
покращує ріст біфідобактерій як у продукті, так і в кишечнику людей та / або
тварин. Олігосахаридами людського молока (HMO) вважаються найбільш
перспективним джерелом біфідних факторів у жіночому молоці (Bezkorovainy et al.,
1989). HMO не засвоюються кишковими ферментами і досягають товстого
кишечника неушкодженими, де вони потенційно використовуються
біфідобактеріями (Китакак 2012). Bifidobacterium sp. володіють
внутрішньоклітинними та позаклітинними ферментами (1,3-b-Галактозил-N-
ацетилгексозамінфосфорилаза), що метаболізує олігосахариди молочного молока в
лакто-N-biose-I (LNB), що служить вибірковим фактором біфідіозу для штамів
дитячого типу ( Калотака 2012). Фактор, відповідальний за біфідову активність у
жіночому молоці, був ідентифікований як метил-N-ацетил-D-глюкозамін (Sardesai
2003). Методи були стандартизовані для синтезу LNB in vitro з сахарози та GlcNAc за
допомогою одночасної дії чотирьох ферментів (Nishimoto and Kitaoka 2007). HMO
надмірно вивчаються на предмет їх корисних впливів на здоров'я, починаючи від їх
пробіотичного потенціалу до антиадгезивного антимікробного, імуномодулятора та
промотора розвитку мозку (Bode 2012). Біфідофактор має низький вміст білка та
високу концентрацію лактози. Високий вміст лактози допомагає бактеріальному
бродінню в кишечнику, створюючи кисле середовище (Kunz 2012), що особливо
знижує ймовірність появи патогенних бактерій у кишечнику, наприклад
гальмування ентеропатогенних E. coli та Shigella (Kobata 2013). Крім того, кислотний
рН необхідний для всмоктування Ca, Fe і P. Біфідофактор не руйнується або не
змінюється при його активності під час кип'ятіння та автоклавування (121оС / 15
хв.) (Kunz 2012) і залишається незмінним при охолодженні зберігання (Lawrence
1999). Піна, білки та солі можуть бути видалені з жіночого молока лише з
невеликою втратою активності біфіду (Gauhe et al., 1954). Окрім сприяння росту
біфідобактерій, біфідофактор також посилює синтез комплексу вітаміну В (Onishi et
al., 1995).
Лактенін
Лактенін є одним з несанкціонованих антимікробних факторів, який зберігає молоко
після перших декількох годин доїння. Він існує в двох фракціях, а саме L1 та L2,
концентрація яких коливається в молозиві та зрілому молоці. Кількість ліпідів L1
вище в два рази у новонароджених худоби з більш низькими кількостями L2.
Навпаки, зріле молоко багате фракцією L2. Ці два компоненти є більш
бактерицидними, якщо присутні разом, ніж один з них. Вища концентрація лактону
означає мізерну або нільну кількість лізоциму. Лактон 1 був визначений як
глютенін, а лактин 2 - пероксидазою (Singhal et al., 1997). Наявність кількох
компонентів, а саме: Цистеїн, Н2О2, п-хлормеркуробензоат, цільна кров, пептон,
глутатіон та інші редукуючі речовини знищують активність лактетину в молоці. З
попередніх днів відомо, що видалення жиру або коагуляція сивелята руйнує
лактонну активність молока (Джонс і Сім 1929). Антимікробна ефективність
лактинінів знижується при 22 ° С. Нагрівання молока до температури пастеризації
(65 ° С / 30 хв.) призводить до часткової інактивації фракції L1. Однак його
активність повністю знищується при 70 ° С / 20 хв при нейтральному рН (Yadav et al.,
1993). Лактенін в основному активний проти Streptococcus pyogenes. Проте,
організм може розвиватися в умовах вигодовування завдяки тому, що в анаеробних
умовах лактинени мають мало активності (Yadav et al., 1993).
Лізозим
Лізоцим, також відомий як N-ацетилмурамидаза або мурамідаза, є гідролітичним
ферментом (15-КДа, одноланцюговий білок), який очищений від клітин, секретів та
тканин практично всіх живих організмів та вірусів (Benkerroum et al., 2008). Цей
новий білок, відкритий Флемміном у 1922 році, зустрічається у молозиві та
нормальному молоці як людини, так і великої рогатої худоби та є основним
компонентом фракції молочної сироватки молока. Молоко людини має близько 30
мг / мл лізоциму, що більш ніж у 3000 разів більше, ніж у 100 молочних корів.
Загальновизнано, що рівень лизоциму найвищий у молозиві з більш низькою
концентрацією у зрілому молоці. Проте в ряді досліджень було зазначено, що
відсутня суттєва різниця концентрації лізоциму між молозивом та зрілим молоком
(Priyadarshini and Kansal 2003; Benkerroum et al., 2008). Лізозиим специфічно діє на
зв'язок NAM-NAG (N-ацетилмурамінова кислота та N-ацетилглюкозамін)
пептидоглікану клітинної стінки, що приводить до гідролізу бета-1- 4 глікозидних
зв'язків (ферментативна активність N-ацетилмурамоїлгідролази), що робить
грампозитивні бактерії (пептидоглікан ~ 80 %) більш чутливі до дії лізоциму
(Masschalck and Michiels 2003). Грам-негативні бактерії перебувають у нормальному
стані, вони вважаються стійкими до лізоциму. Проте синергетична дія
лактоферрина та лізоциму призводить до бактерицидного ефекту, коли колишнє
пошкодження зовнішньої мембрани грамнегативних бактерій і організму стає
чутливою до лізису пізніше. Досліджуються альтернативні стратегії для посилення
спектру активності лізоциму сучасними методами дня (включаючи денатурацію,
ковалентне приєднання полісахаридів, жирних кислот та гідрофобних пептидів).
Також вивчають спільну обробку з проникними агентами, такими як EDTA або
полікатіони або обробка високих гідростатичних тисків (Masschalck and Michiels
2003). Встановлено, що включення лізоциму в активну пакувальні плівки значно
запобігає інфікування мікрококками у харчових продуктах без втрати активності
(Buonocore та ін., 2005). Подібним чином, іммобілізований лізоцим у полівініловому
спирті пригнічує ріст мікроорганізмів безпосередньо з плівки, не виділяючи їх у
харчові продукти (Conte et al., 2007).
Лізозим термічно стійкий до температури кипіння (100 ° С) при кислотному та
нейтральному рН. Проте його термічна стійкість втрачається при лужних умовах.
Коровяче молоко втрачає лише близько 40% його активності лізоциму при 100 ° С
протягом 20 хв при рН4 (Venkataramani et al., 2013).
Лактоферрин
Лактоферрин - це висококонсервативний, залізозв'язний червоний глікопротеїн, що
нагадує трансферрин сироватки крові. Лактоферрин міститься у різних
концентраціях у молоці різних видів, у яких на першому місці грудне молоко, а потім
коровяче та молоко буйвола. Це також другий домінуючий білок у жіночому молоці
(0,2-2,6 мг / мл) (Chierici et al., 1994), при більш високій концентрації в молозиві (5,0-
6,7 мг / мл) (Queiroz та ін., 2013). На противагу цьому коров'яче молоко має меншу
кількість: у молозиві 0,83 мг / мл та у зрілому молоці 0,09 мг / мл (Sanchez et al.,
1988). Лактоферрин відіграє широкий спектр ролей, пов'язаних із захистом від
мікробної інфекції, а також сприяє підвищенню якості харчування (Embleton et al.,
2013).
Інгібуюча дія лактоферрина насамперед базується на її активності, щоб вичавити
залізо з середовища, що робить його недоступним для бактерій, які конкурують з
лактоферні для заліза (Levy 1996). Деякі, якщо не всі його дії, приписуються
лактоферрицину, бактерицидному пептиду, утвореному під час перетравлення
лактоферніну. Лектоферрицин, отриманий з N-терміналу лактоферрина, має
сильнішу активність як з грамположительными, так і з грамнегативними
бактеріями (Newburg і Walker 2007). Дія лактоферрина також потенціюється
наявністю специфічних антитіл, інгібованих або скасованих шляхом додавання
заліза in vitro або через високу концентрацію цитрату та низької бікарбонату, як у
коров'ячому молоці. Другий спосіб дії лактоферрина відбувається шляхом
руйнування клітинної мембрани організмів. Лактоферрин безпосередньо взаємодіє
з вмістом ліпідів А у ліпо-полісахариді грамнегативних бактерій, що призводить до
пошкодження клітинної мембрани та сприяє вивільненню ліпополісахаридів (Ellison
et al., 1988). Подібна дія спостерігається в грамнегативних позиціях, де клітинна
стінка ліпотеохова кислота служить місцем приєднання (Leitch and Willcox 1999).
Такі взаємозв'язкові зміни клітинної стінки та мембранних компонентів
полегшують дію інших природних антибактеріальних компонентів, а саме. ЛПС та
лізоцим (Гонсалес-Чавес та ін., 2009). Бактеріостатичний потенціал лактоферрина
також базується на його ступені насичення. Менше насичення заліза більше -
секвестрація заліза і антибактеріальна активність. Людський лактоферрин є більш
ефективним через те, що його ступінь насичення (5-8%) значно нижчий, ніж
лактоферрин коров'ячого молока (15-20%) (Steijns and van Hooijdonk 2000; Yen et al.,
2011). Встановлено антибактеріальну властивість лактоферрина щодо S. aureus, P.
aeruginosa, Clostridium tyrobutyricum, S. albus, V. cholera, B. subtilis і B.
stearothermophilus. Лактоферрин також демонструє значну антивірусну активність
(проти ВІЛ і HCMV) та антипаразитарну (Entamoeba histolytica) активність (LeonSicairos
та ін., 2006). Кілька інших протеїнів молочної залози продемонстрували
сильний противірусний ефект лише після хімічної модифікації, наприклад роблячи
їх поліаніонічними (для анти-ВІЛ-активності) або полікатіологічними (анти HCMV)
(Florisa et al., 2003). Крім антимікробних властивостей, лактоферрин у молоці має
протизапальні ефекти, пов'язані з його здатністю проникати в серцевину
лейкоцитів та блокадою ядерного фактора каппа B (NF-κB), головного регулятора
або основного фактора транскрипції запалення (Queiroz et al. 2013). Лактоферрин
також показує антиоксидантні, протизапальні, імуносуміногенні та
хіміопрепаративні властивості (Ambroziak і Cichosz 2014).
Лактопероксидаза
Лактопероксидаза (LP) - ген, що містить ланцюговий глікопротеїн молока та інших
секрецій, таких як слина, сльози та дихальні шляхи (Sharma et al., 2013). Він
присутній у коров'ячому молоці у більш високих концентраціях, причому лише м'яка
концентрація у жіночому молоці та секреції, такі як слина і сльози. Він присутній у
коров'ячому молоці при 30 мг / мл. Інгібуюча дія цього ферменту обумовлена
формуванням антимікробної системи, яка називається LP-системою
(лактопероксидаза-тіоцинат-пероксидаза). Лактопероксидаза є природним
компонентом молока, тіоцинат отримується з харчування / раціону тварини, а H2O2
походить від поліморфно-ядерних лейкоцитів або активності вимені
мікроорганізмів. Фермент, у присутності H2O2, каталізує окиснення тіоцинату (SCN-
) і виробляє проміжний продукт, гіпотіоцинат, потужний окислювач з обома
бактеріостатичними (Streptococci групи B і N, S. aureus, S. fecalis, E. coli , P. aeruginosa,
S. agalactiae) і бактерицидні (Streptococci групи A, E. coli і S. typhimurium, Plasmodium
falciparum та ін.) (Touch et al., 2004; Sharma et al., 2013). LPS підвищує термічне
знищення L. monocytogenes і S. aureus (Siragusa et al., 1989; Kamau et al., 1990), а також
було показано, що він має антиканцерогенний (Tenovuo et al., 1985), антивірусний
(Pourtois et al. Al., 1990; Mikola et al., 1995) та протигрибкові властивості (Benoy et al.,
2000; Ahariz et al., 2010; Kho et al., 2012). LP система експлуатується як метод
збереження, наприклад холодної стерилізації для сирого (Siragusa et al., 1989; Gaya et
al., 1991; Zapico et al., 1998), а також пастеризоване молоко (Barrett et al., 1999), де
тиоцинат і H2O2 доповнюються ззовні у встановлених значеннях. Переважна
холодна стерилізація, ніж стерилізація нагріванням, внаслідок того, що
охолоджувана температура зберігає антибактеріальні речовини та інші теплової
лабільні складові сирого молока від деградації. Інші потенційні застосування
системи LP передбачають збереження мінімально перероблених фруктів та овочів
(Touch et al., 2004); дитячі формули (Gurtler et al., 2007); риба (Van Hooijdonk et al.,
2000); яловичина (Kennedy et al., 2000) та зубна паста для запобігання накопиченню
карієсу та бляшок (Hoogendoorn and Moorer 1973; Hugoson et al., 1974). На відміну від
попередніх повідомлень, в молоці людини було повідомлено про лактопероксидазу.
Проте його фізіологічне значення ще не відомо (Lonnerdal et al., 2003). LP у жіночому
молоці є нешкідливим для клітин ссавців (Kussendrager та van Hooijdonk 2000) і
може сприяти захисту від зараження вже у ротовій порожнині та верхньому відділі
шлунково-кишкового тракту. Як повідомляється, LP, як повідомляється, є термічно
стійким при температурі пастеризації (63 ° С / 30 хв. Та 72 ° С / 15 сек.). Однак її
активність втрачається при підвищених температурах і тиску (Ludikhuyze et al.,
2001).
Мікрофлора
Крім того, антимікробні фактори, грудне молоко є багатим джерелом життєздатного
та корисного мікробного різноманіття.Ця багата мікробна різноманітність
вивчається шляхом появи нових культурних молекулярних методів, включаючи
секвенирування геномів, сигнатури ДНК тощо. Людське молоко являє собою
безперервну подачу комменсальних та пробіотичних бактерій до кишечнику
новонародженого (Fernandez et al., 2013). Відомо, що притаманна мікробіоту
підвищує імунітет, функціонує кишкова бар'єра, вивільняє живильні речовини та
зміцнює осі головного мозку в роботі кишки (Latuga et al., 2014). Молочнокислі
бактерії, а саме. штамми лактобацил, біфідобактерії; було показано, що він має
антимікробну активність, крім інших біотерапевтичних ефектів. Кілька виділених
організмів називають пробіотиками (живими, корисними бактеріями, які при
введенні в достатній кількості, найбільше користуються перевагами для здоров'я), і
мають багату антимікробну дію проти патогенів, що передаються через їжу, а саме.
Салмонелла, шигелла, E. coli та ін.
Інші біологічно активні компоненти
Інші біологічно активні компоненти природного сирого молока включають молочні
білки (казеїни, сироваткові білки, глікомакропептид тощо), пептиди (казоморфіни,
α-лактоффіни, β-лактоффіни, лактоферроксини, касоксини , Казоплателіни,
імунопептиди, фосфопептиди тощо), олігосахариди, гормони, муцини та гангліозиди
та ендогенні пептиди (Cheison and Wang 2003; Severin and Wenshui 2005). Очищення
ліпідів, одержаних молоком, призводить до утворення антиінфекційних продуктів
деградації (van Hooijdonk et al., 2000). Нещодавні пептидно-омічні дослідження,
проведені Далласом та його колегами, визначили понад 300 молочних пептидів
(переважно похідних від β-казеїну) з подібністю пептидів з відомими
антимікробними та імуномодулюючими функціями. Це суміш пептиду, отриманого
молоком, може призвести до інгібування росту E. coli та S. aureus. Це дослідження
показало, що попереднє травлення білків молока може надавати селективну
перевагу через еволюцію, захищаючи молочну залозу матері та його нащадків (Dallas
et al., 2013). Ще одне недавнє дослідження фракціонувало 24 печінки молочного
мозку, що демонструють антимікробну, антиоксидантну та стимулюючу активність.
Два з ідентифікованих пептидів, а саме. Пептид, одержаний лактоферрином і
коротколанцюговим пептидом капсинових казеїнів, показав протимікробні дії як
грампозитивних, так і грамнегативних бактерій (Mandal et al., 2014). Більшість
цінних білків молока обговорюються в попередніх розділах, а саме. Імуноглобуліни,
лактофернін, лактопероксидаза, лізоцим та інші біологічно активні пептиди стійкі
до активності пепсину та трипсину, зберігаючи їх біологічну активність у організмах
людини (Ambroziak and Cichosz 2014).
Висновок
Молоко - це повна рідина, що поширює як харчування, так і здоров'я для немовлят,
молодих та дорослих. Харчові та біотерапевтичні компоненти молока ще не вивчені.
Необхідно додатково досліджувати молоко за допомогою аналітичних, біохімічних
та біологічних інструментів дослідження клітин для присутності інших нових
біологічно активних молекул. Компоненти, такі як рост та антимікробні фактори,
можуть бути використані для розробки продуктів, функціональних харчових
продуктів, немовлят, дієтичних добавок, харчових добавок та біотерапевтичних
засобів.
Посилання
Abe H, Saito H, Miyakawa H, Tamura Y, Shimamura S, Nagao S, Tomita M (1991) Heat
stability of bovine Lactoferrin at acidic pH. J Dairy Sci 74(1):65-71.
Ahariz M, Courtois P (2010) Candida albicans susceptibility to lactoperoxidase- generated
hypoio-dite. Clin Cosmet Investig Dent 2:69-78.
Ambroziak A, Cichosz G (2014) Immune stimulative potency of milk proteins. Pol Merkur
Lekarski 36(212):133-136.
Ballard O, Morrow A L (2013) Human milk composition: Nutrients and bioactive factors.
Pediatr Clin North Am 60(1):49-74.
Benkerroum N (2008) Antimicrobial activity of lysozyme with special relevance to milk.
Afr J Biotechnol 7(25):4856-4867.
Benoy M J, Essy A K, Sreekumar B, Haridas M (2000) Thiocyanate mediated antifungal and
antibacterial property of goat milk lactoperoxidase. Life Sci 66:2433-2439.
Bezkorovainy A. Ecology of bifidobacteria. In: Bezkorovainy A, Miller-Catchpole R, editors.
Biochemistry and physiology of bifidobacteria. Cleveland: CRC Press; 1989. p. 29–72.
Bode L (2012) Human milk oligosaccharides: every baby needs a sugar mama. Glycob
22(9):1147-1162.
Buonocore G G, Conte A, Corbo M R, Sinigaglia M, Nobile M A D (2005) Mono and multilayer
active films containing lysozyme as antimicrobial agent. Innov Food Sci Emerg Technol
6:459- 464.
Cheison S C, Wang Z (2003) Bioactive Milk Peptides: Redefining the Food-Drug Interphase
Review Part 1: Antimicrobial and Immunomodulatory Peptides. African Journal of Food
Agriculture Nutrition and Development 3(1):1-16. Chierici R, Vigi V (1994) Lactoferrin in
infant formulae. Acta
Paediatr s402:83-8. Clare D A, Catignani G L, Swaisgood H E (2003) Biodefense
properties of milk: the role of antimicrobial proteins and
peptides. Curr Pharm Des 9(16):1239-1255. Conte A, Buonocore G G, Sinigaglia M, Nobile
M A D (2007)
Development of immobilized lysozyme based active film. J
Food Eng 78:741-745. Cress C, Paxson Jr. C L (1977) Breast milk macroiphages. Pediatr
Res 11:485-485 Dallas D C, Guerrero A, Khaldi N, Castillo P A, Martin W F, Smilowitz
J T, Bevins C L, Barile D, German J B, Lebrilla C B (2013) Extensive in vivo human milk
peptidomics reveals specific proteolysis yielding protective antimicrobial
peptides. J Proteome Res 12(5):2295-2304. Dikid T, Jain S K, Sharma A, Kumar A, Narain J
P (2013) Emerging &
re-emerging infections in India: An overview. Indian J Med
Res 138:19-31. Ellison R T 3rd, Giehl T J, LaForce F M (1988) Damage of the
outer membrane of enteric gram-negative bacteria by
lactoferrin and transferrin. Infect Immun 56(11):2774-2781. Embleton N D, Berrington J E,
McGuire W, Stewart C J, Cummings S P (2013) Lactoferrin: Antimicrobial activity and
therapeutic potential. Semin Fetal Neonatal Med 18(3):143–
149. Fernandez L, Langa S, Martin V, Maldonado A, Jimenez E, Martin R,
Rodriguez J M (2013) The human milk microbiota: Origin and potential roles in health and
disease. Pharmacol Res 69(1):1- 10.
Field C J (2005) the immunological components of human milk and their effect on immune
development in Infants. J Nutr 135:1-4.
Florisa R, Recio I, Berkhout B, Visser S (2003) Antibacterial and antiviral effects of milk
proteins and derivatives thereof. Curr Pharm Des 9(16):1257-75.
Frank M M, Fries L F (1991) The role of complement in inflammation and phagocytosis.
Immunol Today 12:322–326.
Gauhe A, Gyorgy P, Hoover J R E, Kuhn R, Rose C S, Ruelius H W, Zilliken F (1954) Bifidus
factor IV. Preparations obtained from human milk. Arch Biochem & Biophys 48(1):214 224.
Gaya P, Medina M, Nunez M (1991) Effect of the lactoperoxidase system on Listeria
monocytogenes behavior in raw milk at refrigeration temperatures. Appl Environ Microbiol
57:3355- 3560.
Goldman A S, Thorpe L W, Goldblum R M, Hanson L A (1986) Anti- inflammatory properties
of human milk. Acta Paediatr Scand 75:689–95.
Goldsby R A, Kindt T J, Osborne B A (2000) Kuby Immunology fourth edition. W. H.
Freeman and company, New York. Gonzalez Chavez S A, Arévalo-Gallegos S, Rascón-Cruz Q
(2009) Lactoferrin: structure, function and applications. Int J Antimicrob Agents
33(4):301.e1301.e8 Gurtler J B, Beuchat L R (2007) Inhibition of growth of Enterobacter
sakazakii in reconstituted infant formula by the lacto peroxidase system. J Food Prot
Gyorgy P, Kuhn R, Rose C S, Zilliken F (1954) Bifidus factor. II. Its occurrence in milk from
different species and in other natural products. Arch Biochem Biophys 48(1):202-208.
Hirahatake K M, Slavin J L, Maki K C, Adams S H (2014) Associations between dairy foods,
diabetes, and metabolic health: Potential mechanisms and future directions. Metabolism
63(5):618-627. Hoogendoorn H, Moorer W R (1973) Lactoperoxidase in the
prevention of plaque accumulation, gingivitis and dental caries. I. Effect on oral
streptococci and lactobacilli. Odontol Revy 24:355-366.
Hugoson A, Koch G, Thilander H, Hoogendoorn H (1974) Lactoperoxidase in the prevention
of plaque accumulation, gingivitis and dental caries. 3. Effect of mouthrinses with
amyloglucosidase and glucoseoxidase in the model system of experimental gingivitis and
caries in
man. Odontol Revy 25:69-80. Hurley W L, Theil P K (2011) Perspectives of
immunoglobulins in
colostrum and milk. Nutrients 3:442-474. Ibrahim H R, Aoki T, Pellegrini A (2002)
Strategies for new
antimicrobial proteins and peptides: lysozyme and aprotinin
as model molecules. Curr Pharm Des 8(9):671-693. Ichikawa M, Sugita M, Takahashi M,
Satomi M, Takeshita T, Araki T, Takahashi H (2003) Breast milk macrophages
spontaneously produce granulocyte– macrophage colony stimulating factor and
differentiate into dendritic cells in the presence of exogenous interleukin-4 alone. Immunol
108:189-195. F S, Simms H S (1929) The bacterial growth inhibitor (Lactenin) of milk. J
Exp Med 50:327-339.
Kamau D N, Doores S, Pruitt K M (1990) Enhanced thermal destruction of Listeria
monocytogenes and Staphylo- coccus aureus by the lactoperoxidase system. Appl
EnvironMicrobiol 56:2711-2716.
Kennedy M, O’Rourke A L, McLay J, Simmonds R (2000) Use of a ground beef model to
assess the effect of the lactoperoxidase system on the growth of Escherichia coli O157:H7,
Listeria monocytogenes and Staphylococcus aureus in red meat. Int J Food Microbiol 57:147-
158.
Kho H S, Kim Y Y, Chang J Y, Kim M J, Lee S G (2012) Candidacidal activities of the glucose
oxidase mediated lactoperoxidase system. Arch Oral Biol 57:684-688.
Kitaoka M (2012) Bifidobacterial enzymes involved in the metabolism of human milk
oligosaccharides. Adv Nutr 3:422S-429S.
Kobata A (2013) Exo- and Endoglycosidases revisited. Proc Jpn Acad Ser 3:B89
Koluman A, Dikici A (2013) Antimicrobial resistance of emerging foodborne pathogens:
status quo and global trends. Crit Rev Microbiol 39(1):57-69.
Korhonen H, Mamila P, Gill HS (2000) Milk immunoglobulins and complement factors. Br J
Nutr 84(1):S75-80.
Kunz C (2012) Historical aspects of human milk oligosaccharides. Adv Nutr 3:430-439.
Kussendrager K D, van Hooijdonk A C (2000) Lactoperoxidase: physic-chemical properties,
occurrence, mechanism of action and applications. Br J Nutr 84(1):S19-S25.
Labro M T (2000) Interference of antibacterial agents with phagocyte functions:
Immunomodulation or ‘Immune Fairy Tales’. Clin Microbiol Rev 13(4):615-650.
Larson BL, Heary H L Jr, Devery J E (1980) Immunoglobulin ProductionandTransportbythe
Mammary Gland. Journal of Dairy Science 63(4):665-671.
LaTuga M S, Stuebe A, Seed P C (2014) A Review of the Source and Function of Microbiota
in Breast Milk. Semin Reprod Med 32(01):068-073
Lawrence R A (1999) Storage of human milk and influence of procedures on immunological
components of human milk. Acta Paediatr 88:14-18.
Leitch E C, Willcox M D P (1999) Lactoferrin increases the susceptibility of S. epidermidis
biofilms to lysozyme and vancomycin. Current Eye Research 19(1):12-19.
León-Sicairos N, López-Soto F, Reyes-López M, Godínez-Vargas D, Ordaz-Pichardo C, Garza
M D L (2006) Amoebicidal Activity 

Источник: http://ua-pharm.com/for-doctors/bakterialnye-i-virusnye-infekcii/
Комментарии
Пока нет комментариев
Витрина
Контакты
Vipmama
Телефоны:
+380 (63) 646-98-04показать+380 (63) 646-98-04 все+380 (63) 646-98-04 +380 (67) 525-77-41
Адрес:
Украина, Киев, Киев на карте
Включен режим редактирования. Выйти из режима редактирования
наверх