Az anyatej-oligoszacharidok
Bonyolultabb a prebiotikum-kérdés, mint a tudósok elsőre gondolták
A védő hatású oligoszacharidok az anyatejben lévő laktózból képződnek. A laktóz szintézise az anyatejben ma már egy jól leírható folyamat, azonban azok a bonyolult, enzimatikus mechanizmusok, ahogyan a laktózból a sokféle oligoszacharid előáll, nehezen leírhatók és alig feltérképezettek. Itt nem segítenek az egerekkel végzett kutatások sem, hiszen az egerek teje egész más összetételt mutat. Az emberi emlőmirigyekből vett minták esetében pedig nem sikerült eddig használható modelleket felállítani, de még laktózt szintetizálni sem. Így jelenleg csak hipotézisek vannak az oligoszacharid-bioszintézisre nézve. Amikor végre egy kutató talál egy szintézisvonalat, kiderül, a folyamat jóval bonyolultabb és más enzimek jelenlétét is feltételezi. Ilyen értelemben ez a terület még igencsak gyerekcipőben jár, és komplexitása miatt még sok megfigyelésre, új enzimek felismerésére van szükség, mégis elmondható, hogy a már megtalált eredmények biztatóak és a pre-, illetve probiotikus (szimbiotikus) új humán étrendi modellek alapjait teremti meg ezekben az években.
A témához tartozik, hogy a növényi alapú, rostban gazdag étkezés során (nyilván a kizárólagos anyatejes táplálás 6 hónapját követően) szintén a probiotikus flóra képes értékes oligoszacharidokhoz jutni és azokon szaporodni, részben ez magyarázza a „plantbased” modellek hasznosságát, betegségmegelőző szerepét. A növényekben laktóz helyett keményítő- és glükózalapú szintézisekről van szó, ami a szervezet számára ugyanolyan előnnyé válik a későbbi években, mint az élet első 1-2 évében a laktózalapú oligoszacharidok, ez az alapja az ún. enyhe anyatej-hatású (szimbiotikus) növényi élelmiszerek fejlesztésének. Itt hozzá kell tenni, hogy a laktáz enzim mennyisége az életkorral csökken (sokaknál már egész korán a termelése szinte leáll), így érthető is, miért alakul át az emberi szervezet flórája (az egyéb emlősökével együtt) oly módon, hogy a nem laktózalapú, hanem a glükóz- és fruktózalapú szénhidrátokat bontja igen hatékonyan. A később bemutatott kutatási modellben ez a bontás a fejlesztőüzemben elkezdődik (72 órán át), majd az emberi szervezetben az ún. szimbiotikus mátrix jótékony munkája folytatódik (cikksorozatunk 6. részében írunk erről bővebben).
A védő hatású oligoszacharidok előállításának nehézsége
Az anyatejben lévő oligoszacharidok mesterséges előállítása - a korábbiakból adódóan - még nagyon kezdetleges stádiumban van, nem kevés szakmai grémium foglalkozott az elmúlt években az egyes oligoszacharidok mesterséges előállításával. Nem titok, hogy ebben hatalmas üzleti lehetőséget is látnak a multinacionális vállalatok, hiszen forradalmasíthatja a tápszergyártást, a probiotikum-ipart (ma már ez is iparrá vált), emellett számos immunológiai és gasztroenterológiai (orvosi) vetülete is van a kérdéskörnek. Ha sikerül feltérképezni az emberi anyatejben lévő védelmi pajzsok, azaz a funkcionális oligoszacharidok szintézisének pontos és részletes útvonalait és eszközeit (enzimek), az nagyban kihathat a jövő tápszereire, sőt az általános étkezési szokásokra is és egy új generációs élelmiszer-paletta oszlopait rakhatja le. Mivel természetes úton, anyatejből nyilvánvalóan nem tudják gyártani, kiszeparálni, így marad a mesterséges, biotechnológiai úton történő előállítás. Ez utóbbi téren igen komoly haladás volt az elmúlt évtizedekben - ez a gyógyítást és az életmentést is nagyban támogatta - és számtalan vegyület, molekula, enzim, hormon előállítása már így zajlik, beleértve az inzulint is.
Az anyatej-oligoszacharidoknál tehát bonyolult molekula-szerkezetekkel állunk szemben, és a vállalatok várják a kész modelleket, hogy azok alapján kémiai szintézissel elindulhasson a szimbiotikus kiegészítők nagyüzemi gyártása. Napjainkban az egyszerűbb szacharid-szerkezetek ilyen módon már előállíthatók, akár ipari mennyiségben, de a végleges komplex formák (ún. könyvtárak) jelenleg nem megvalósíthatók. Már az elágazó láncú oligoszacharidok „készítése” is nagy fegyverténynek számít, és nemrég egy kutatócsoportnak sikerült 31 anyatej-oligoszacharidból álló könyvtárat létrehoznia, ami komoly és reményteli eredmény. Itt meg kell jegyezni, hogy az anyatejben több mint 150 különböző, bonyolult szerkezetű molekula található. A kolosztrumban lévő vegyületek külön kutatási témák, nyilván itt is nehéz a kutatási modellanyag beszerzése, hiszen a kolosztrum minden cseppje érték a babának. Mindenesetre kiemelt kutatási téma ez a terület és az oligoszacharidok biológiai funkcióinak azonosítása elengedhetetlen a tápszerek új generációihoz.
Az anyatej-oligoszacharidok szisztémás és egyéb védőhatásai az újszülöttre nézve. Figyelemfelkeltő eredmények
Az anyatej-oligoszacharidok bonyolult szerkezetét és felszíni adottságait az indokolhatja, hogy felkészült legyen a baba szervezete a sokféle kórokozó elleni védelemre, így a káros ágens nem a bélfalhoz, hanem valamelyik oligoszacharidhoz fog kapcsolódni (versengő vagy vetélkedő gátlás).
A kutatások szerint az oligoszacharidok jól ellenállnak a gyomor savas kémhatásának, és az enzimeknek (nyál- és vékonybél-amilázok). Emiatt 99%-uk érintetlenül jut el a vékony- és vastagbélbe, ott kifejti a jótékony hatását, majd a széklettel kiürülnek. Az újszülött szervezete gyorsan alkalmazkodik a bejutó értékes anyagokhoz, és a széklet pH-ja is eszerint alakul. Később, a hozzátáplálás során, a béltraktus az élelmiszerek oligoszacharidjait is észleli és a bélflóra ezekhez igazodva működik tovább (hidrolízis, konjugáció). Ilyen értelemben a széklet jól megmutatja a szimbiotikus státuszt, a benne lévő oligoszacharid-profil révén.
Fontos megfigyelés, hogy a vizeletben is megjelennek a jelzett oligoszacharidok, mintegy 1%-ukat az urológiai rendszer választja ki, így igazolódott a szisztémás (a test más régióira is kiható) jelleg, azaz az előnyös bélrendszeri mechanizmusok a vizeletkiválasztó rendszerben is gyulladáscsökkentő, fertőzések elleni védő hatást jelentenek.
Fény derült arra, hogy az oligoszacharidok biológiai szerepe jóval szélesebb körű, mint a a bélflóra kialakítása (ún. bifidusz-faktor). A vastagbélbe eljutó oligoszacharidok legalább 22-féle Bifidobacterium-fajnak szelektív táplálékul szolgálnak (kiemelendők: Bifidobacterium longum subsp. infantis, Bifidobacterium bifidum). Tehát míg az embernek nincs ezekhez a vegyületekhez bontóenzimje, egyes hasznos bélbaktériumoknak van, amelyek a bontás során képzett anyagcsere-termékeket energiaforrásként felhasználva elszaporodnak a vastagbélben. Így alakul ki a csecsemő kezdeti bélflórája. Jelentős eltérést mutat az frukto- és galakto-oligoszacharidokat tartalmazó és az ilyen anyagokat nem hordozó tápszerrel táplált csecsemők bélflórája, különösen a B. longum subsp. infantis szaporodására nézve.
Az anyatej oligoszacharidok fontos küldetése, hogy meggátolják sokféle vírus, baktérium és protozoon által okozott fertőzés kialakulását az újszülött szervezetében, ahogy nemrég említésre is került. Mivel a káros ágensek kötődési felületeket keresnek (a bélfalon), ezt a kötődést mintegy megelőzik a hasonló receptor-felszínekkel rendelkező oligoszacharidok, így legátolják a bélnyálkahártyához (epitél sejtekhez) való kapcsolódást. Ma már a kórokozók gátlásában betöltött ilyen jellegű szerep bizonyított. Mivel hihetetlenül sokféle oligoszacharid-felszín létezik, így a legtöbb ágens ellen fel van vértezve az anyatejesen táplált újszülött egyébként - védőanyagok nélkül - igen kiszolgáltatott, védtelen szervezete.
A konkrétumok szintjén igazolódott a Campylobacter jejuni (a leggyakoribb hasmenést okozó baktérium) és a calicivírus esetében a gátló hatás, itt a korábban említett fukozilált oligoszacharidok jelentősége nagy.
Szintén érdekes eredmény, hogy nemcsak a bélrendszerre, hanem a felső légutakra nézve is véd az anyatej: a csecsemőkben a középfülgyulladás ellen hat (S. Pneumoniae, a H. Influenzae, a Pseudomonas aeruginosa és az RSV vírus kötődését gátolja). A meningitiszt és húgyúti fertőzéseket okozó E.coli törzseknél ugyanezt a hatást hozzák az oligoszacharidok. A korábbiak értelmében az említett védőanyagok kb. 1%-a felszívódik a keringésbe, ezek nagy része a vizelettel választódik ki, kifejtve a jótékony hatásokat. Meglepő eredményt jelentenek a HIV elleni védelmet jelentő kutatások, amelyek szerint az anyatej-oligoszacharidok képesek gátolni a HIV terjedését az anyáról az utódra.
Mindezeken felül számos más kórokozó (Entamoeba histolytica, influenzavírus A, B, C, norovírus, rotavírus stb.) esetében sikerült bizonyítani a protektív hatásokat.
A bélrendszerben az anyatej-oligoszacharidok immunmoduláns hatást fejtenek ki egyes citokinek termelődésének és immunsejt érésének befolyásolása révén, valamint a béltraktusban jelenlévő limfocita sejtekkel való kölcsönhatások révén. Mivel egyes oligoszacharidok (ún. tetraszacharidok) szerkezete megegyezik egyes paraziták, férgek felszínén jelenlévő szerkezetekkel, ez pedig fokozza a hasi régióban a makrofágok ellenőrző munkáját.
Egy kevéssé ismert, de létező probléma a nekrotizáló enterokolitisz (NEC), ami az egyik leggyakoribb és legsúlyosabb koraszülöttekben előforduló betegség (Az 1500 g-nál kisebb súllyal született csecsemők 5-10%-nál jelentkezik, és mintegy negyedük halálát okozza.) A túlélő csecsemők jelentős részében komoly neurológiai szövődmények alakulhatnak ki (az érintett bélszakaszt el kell távolítani). A betegséget máig kutatják, ám az már tudott, hogy az anyatejjel táplált csecsemőkben sokkal kisebb arányban alakul ki a kórkép, mint a tápszerrel tápláltakban (állatkísérletekkel igazolták itt is az oligoszacharidok hatását). A több, mint 150 anyatej oligoszacharid közül sikeresen azonosítottak egyet, amely szignifikánsan csökkentette a NEC kialakulását patkányokban, és a jövőben akár értékes tagjává is válhat a modern tápszereknek.
A szisztémás keringésbe jutó oligoszacharidok felbecsülhetetlen értékűek, akkor is, ha csak a bejutó teljes mennyiség 1%-ról bszélünk, amolyan karmestereknek számítanak. Hozzájárulhatnak a baba születés utáni (posztnatális) agyi fejlődéséhez is. A születés utáni időszakban az utódban gyors agyi fejlődési folyamat indul el, emiatt komoly mennyiségben igényel glikolipideket (galaktocerebrozid, gangliozid stb.), amelyek a neuronok sejtmembránjának, illetve a mielinhüvelyeknek fontos építőeleme. Ehhez egy galaktóz nevű cukormolekula szükséges, ám a máj ezt csak lassabban tudja biztosítani. Itt lépnek be a folyamatba az oligoszacharidok, és biztosítják a galaktózt, emellett a sziálsavat. A vizsgálatok igazolták, hogy az anyatejjel táplált csecsemők hét hónapos korukban magasabb intelligencia-hányadossal rendelkeznek, mint a tápszert kapó csecsemők, a 18 hónapos korban végzett kognitív teszteken pedig magasabb pontszámokat értek el.
Az oligoszacharidok és általában a gyermek- fiatal- és felnőttkori rostban, prebiotikus ételekben (teljes gabonák, zöldségfélék, gyümölcsök, hüvelyesek, olajos magvak, csírák és füvek, algák stb.) gazdag étkezés ilyen értelemben támogathatja a mentális és lelki egyensúly fenntartását, vitaminok és nyomelemek bevitele mellett. A tudományos, innovatív munka során azonban érdemes olyan technológiákat alkalmazni, amelyek képesek megnövelni az oligoszacharidok arányát a késztermékben (lásd a 6. részben).
Védi az anyatejes táplálás az anyát is
Mindezek után nem csodálkozhatunk azon, hogy a szoptatás és az anyatej magát az édesanyát is védi, ez is egy csoda a sok közül. A szoptatós anyák „réme”, a Staphylococcus által okozott mellgyulladást (masztitiszt), amely vörös duzzanattal, fájdalmas szoptatással és lázzal járhat. Kiderült, hogy az oligoszacharidok képesek gátolni az anya szervezetében a jelzett kórokozót is, emellett támogatják az emlőmirigyek védelmét, az epitél sejtjeinek válaszát (lokális immunválasz segítése). Szintén igazolták, hogy az anya vizeletében is megjelennek a védőanyagok, azaz valószínűsíthető, hogy az anyatej szisztémás hatása nemcsak a babára, hanem az anyára is kiterjed, azaz a felnőtt szervezetében is kórokozók elleni védelmet és az immunrendszer szabályozását segíti.
A várandós és szoptatós anyák szervezetének, egészségének védelme kulcsfontosságú, ezért az anyák táplálkozására különös gondot érdemes fordítani, itt a pre- és probiotikus (összegző néven szimbiotikus) étkezési modelleknek nagy szerep juthat a jövőben.
A tápszerekről röviden
E cikksorozat keretében nincs lehetőség részletesen írni a tápszerekről, mivel ez egy külön szakterület, könyvtárnyi szakirodalommal, szabályozással, irányelvvel. Az egyes gyártók között nagy piaci verseny zajlik, és nem kevés orvoslátogató igyekszik kelletni az adott márka termékeit a szakemberek előtt. Léteznek az anyatej-helyettesítő és az anyatej-kiegészítő (elválasztó) tápszerek, emellett a hozzátáplálásban részt vállaló gyerekitalok és pépek, és persze a koraszülött babáknak külön készítmények léteznek. Általánosan a tehéntej-alapú tápszerek léteznek, egészséges csecsemők számára. Egyes gyártók a makrotápanyagok mennyiségét szabályozzák, mások a tejsavó-kazein aránnyal operálnak jobban, közelítve az anyatej összetételéhez a tápszert. Mivel a csecsemők 2-4%-ában a tehéntej problémás, így érkeznek a hipoallergén (hidrolizált) tápszerek (atópiás, azaz allergiás hajlamú családokban is ezeket alkalmazzák). Említhetők a szója, a rizs és a szentjánoskenyérmag-alapú tápszerek, és lehetne tovább sorolni (szója keresztreakciót okoz a tejfehérje-érzékenyek egy részében).
Cikksorozatunk utolsó részében a tápszerkérdés mellett felvetítünk egy reményteli lehetőséget, sőt megoldást, egy hazai kutatási program keretében.
Felhasznált irodalom:
Egyetemi előadások (Budapesti Corvinus Egyetem), szakmai konzultációk, védőnői fórumok, gyerekorvosi szemináriumok, doktori értekezések, kiemelten:
http://old.semmelweis.hu/wp-content/phd/phd_live/vedes/export/baloghreka.d.pdf
