Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Category:

Молоко — удивительная пища. Библиотека олигосахаридов сделает её понятнее

Материнское молоко, видимо, лучшая пища для детёнышей млекопитающих, в том числе — человеческих младенцев. Известно, что оно способствует борьбе с болезнями и укреплению иммунитета.

Молоко — удивительная пища. Библиотека олигосахаридов сделает её понятнее

Но даже после десятилетий исследований мало что известно о том, как именно работает грудное молоко. Чтобы помочь решить этот вопрос, химики из Национального института стандартов и технологий (National Institute of Standards and Technology), Гейтерсберг, США, создают библиотеку, каталогизирующую важные составляющие этой телесной жидкости.



«Мы хотим узнать как можно больше о молоке, потому что пока при всей его важности, нам слишком мало известно о его химии», — говорит Конни Ремороза (Connie Remoroza), химик, руководитель исследовательского проекта.

Ремороза совместно с другими специалистами Центра данных масс-спектрометрии (Mass Spectrometry Data Center) проводит анализ и каталогизацию углеводов молока — олигосахаридов. Молекула олигосахарида обычно включает от двух до десяти простых сахаров (моносахаридов), таких, например, как глюкоза и галактоза, соединённых между собой химическими связями.

Олигосахариды присутствуют не только в молоке, но и во многих растениях, таких как бобовые, лук, пшеница и спаржа. Подавляющее большинство из них не перевариваются и не всасываются организмом при еде, а попадают в толстую кишку. Какую роль они там играют, до сих пор почти неизвестно, хотя многие называют их пребиотиками, поскольку предполагается, что они способствуют росту бактерий, что, в свою очередь, создаёт здоровую функциональную кишечную флору. Некоторые исследования также показали, что олигосахариды могут способствовать поглощению кальция, магния и других минералов в кишечнике человека.

Ремороза и её коллеги собирают библиотеку, которая будет служить справочником для тех, кто захочет продолжить работу по этой теме, чтобы найти окончательные ответы на вопросы, связанные с усвоением молока и ролью олигосахаридов в организме.

Летом 2018 года Ремороза и её коллеги задокументировали 74 уникальных олигосахарида в стандартном эталонном материале SRM 1953. Этот материал был получен совместно с Центрами по контролю и профилактике заболеваний (Centers for Disease Control and Prevention, CDC) и включает пробы молока, взятые у 100 кормящих матерей в 2006 году и хранящиеся в замороженном виде в шести молочных банках США. Химики используют его для определения эффективности методов обнаружения таких загрязняющих окружающую среду веществ как полихлорированный бифенил и пестициды. Двенадцать из задокументированных Реморозой олигосахаридов прежде не были обнаружены в человеческом молоке.

Открытия были сделаны с использованием масс-спектрометрии. С её помощью химики составляют график «масс-спектра» — зависимости интенсивности ионного тока от отношения массы вещества к заряду. Такие графики, подобно уникальным отпечаткам пальцев, позволяют точно определить молекулярный состав исследуемого образца.

В последнее десятилетие жидкостная хроматография и масс-спектрометрия всё чаще используются для анализа углеводов, включая олигосахариды, с целью выявления их уникальных меток. Анализ углеводов более сложный, чем анализ структуры многих других веществ, поэтому о них известно мало. Создание библиотеки восполнит большой пробел в данных.

Как только эта информация будет опубликована, любой сможет её использовать в исследовательских целях.

Недавно команда Национального института стандартов и технологий обратила внимание на молоко других — помимо человека — видов млекопитающих. Во-первых, Ремороза составила каталог олигосахаридов домашних животных: коров и коз. В созданной ею электронной таблице она подробно описала, какие типы молока уже были исследованы химиками с помощью масс-спектрометрии. Ей также стало интересно, что можно найти в молоке утконосов и обезьян. Один из ведущих мировых исследовательских зоопарков находился всего в нескольких километрах, в штате Коннектикут. Конни Ремороза задалась вопросом, есть ли у них молоко, которым они могут поделиться.

По электронной почте ей подтвердили, что учёные Смитсоновского национального зоопарка (National Zoological Park) и Смитсоновского института биологии охраны природы (Smithsonian Conservation Biology Institute) действительно имеют необычную коллекцию молока экзотических млекопитающих. Они были также заинтересованы выяснить олигосахаридный состав молока. Хотя зоопарк имеет доступ к большому количеству животных молочных продуктов и в настоящее время хранит более 15000 образцов, ему не хватает технических возможностей и оборудования, необходимого для изучения их молекулярного состава. В декабре 2018 была создана партнёрская программа.

«Млекопитающие — единственная большая группа животных, самки которой производят вещество из собственного организма для кормления потомства, — говорит Майк Пауэр (Mike Power), один из учёных зоопарка, работавший с Реморозой. — Все, от броненосца до слона и человека».

Хотя все они производят молоко, у разных видов оно имеет разный состав. Например, у слонов и носорогов очень разные молочные продукты, хотя они обитают в одной среде и ведут сходный образ жизни.

Молоко наших ближайших родственников, обезьян, похоже на наше, но человеческое молоко содержит примерно в два раза больше жира. Также в молоке людей, согласно последним исследованиям, олигосахариды представлены, как правило, богаче и разнообразнее, чем у большинства других животных, в т. ч. других обезьян. Около 20 % сахаров в человеческом молоке содержится в олигосахаридах. Это резко отличается от, например, молока горилл, в котором эта доля приближается к 5 %.

Пауэр считает, что эти детали могут помочь нам понять эволюцию. «Люди говорят, что молоко — универсальная пища. Я бы сказал, чтобы это лучшая эволюционировавшая пища, но она не идеальна, — говорит он. — Узнав больше об олигосахаридах, мы больше узнаём о человеческом молоке и о том, насколько оно важно, или неважно. Похоже, у него в основном иммунная функция. Это обладает смыслом, если подумать о том, как человек изменил окружающую среду».

В отличие от обезьян, люди начали выращивать сельскохозяйственные культуры и домашних животных. В конце концов, люди начали использовать для удобрения сельскохозяйственных культур навоз, который, в свою очередь, может передавать такие опасные заболевания как свиной грипп. Воздействие на среду обитания, вероятно, потребовало больших изменений в иммунной системе человека, включая состав молока.

Чем больше информации Ремороза может предоставить о молоке, тем больше вероятность того, что исследователи создадут лучшие заменители. Это может помочь диетологам, пищевым технологам и педиатрам в разработке детских смесей, а также ветеринарам и биологам в зоопарках, которым часто приходится выкармливать детёнышей, матери которых по какой-то причине не могут кормить их своим молоком. Например, когда самка гиппопотама Фиона в зоопарке Цинциннати родила маленького бегемотика, сотрудникам пришлось создавать как можно более близкий аналог её молока.

Ремороза надеется получить доступ к замороженным ресурсам зоопарка для изучения молока широкого круга животных: окапи, слонов, горилл. Пока она начала с львов, поскольку поняла, что молоко этих плотоядных животных очень мало исследовано, а также потому, что в зоопарке много молока африканских львов и зоопарк без труда может поделиться им с составителями библиотеки.

Библиотека олигосахаридов доступна бесплатно на веб-странице института и будет обновляться по мере поступления новых данных.

Подготовка материала: Лина Медведева





Ссылка на источник

Tags: биология, биотехнология, диета, иммунитет, исследования, питание, физиология, химия, эволюция
Subscribe

Posts from This Journal “питание” Tag

Buy for 30 tokens
В Республике Башкортостан сохраняется дефицит иммуноглобулина человека против клещевого энцефалита. Об этом «ФВ» сообщила генеральный директор аптечной сети «Фармленд» Аделя Кальметьева. По данным регионального управления Роспотребнадзора, по состоянию на 16 июня в…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments