Вплив β-казоморфінів, отриманих молоком, на фізіологічні функції та тенденції у дослідженнях: огляд

Оглядова стаття

Повна стаття
Цифри та дані
Список літератури
Цитати
Метрики
Ліцензування
Передруки та дозволи
PDF

Анотація

ВСТУП

β-КАЗОМОРФІНИ (BCM)

Слово казоморфін походить від слова caso, що означає казеїн та морфін від Морфуса, грецького бога сну. [11] Ці пептиди отримують з β-казеїну молока та демонструють опіоїдну та фармакологічну активність. Ці пептиди пов'язують μ-рецептори, які розташовані в центральній нервовій системі, шлунково-кишковому тракті та деяких імунних клітинах. [12] BCM - це 4-11 амінокислотних пептидів, зашифрованих у неактивній формі, які виділяються під час будь-якого з них в природних умовах або в пробірці травлення. Серед них найбільш активними є BCM-7 та BCM-5, які представляють фрагменти f60–66 та f60–64 β-казеїну відповідно. [13]

ГЕНЕТИЧНІ ВАРІАНТИ β-КАЗЕЇНУ

β -казеїн містить 209 амінокислот, і існує принаймні 12 варіантів цього білка, які відрізняються в різних положеннях амінокислот. [14] В результаті точкової мутації на екзон VII гена β-казеїну великої рогатої худоби в шостій хромосомі перетворення цитозину в аденін призводить до заміни проліну (кодон; CCT) гістидином (кодон; CAT) у положенні 67 [15] Найпоширенішими є форми А1 та А2 β-казеїну, засновані на наявності амінокислоти гістидину або проліну відповідно в положенні 67 β-казеїну. Молоко типу "подібне" A1 включає β-казеїн з алелями A1, B, C, F та G з аллелями His 67 у залишку 67 (-Tyr60-Pro61-Phe62-Pro63-Gly64-Pro65-Ile66-His67-), але варіанти на інші положення амінокислот. Молоко типу «подібне» А2 (-Tyr60-Pro61-Phe62-Pro63-Gly64-Pro65-Ile66-Pro67-) має β-казеїн з алелями A2, A3, D, H1, H2 та I із залишком проліну у 67, але варіанти в інших положеннях амінокислот, як показано на рис. 1. [16, 17] Існує багато методів, заснованих на ДНК, таких як одноланцюговий конформаційний поліморфізм (SSCP), [18] Поліморфізм довжини фрагмента полімеразної ланцюгової реакції (ПЛР- RFLP) [19] специфічна для алеля ПЛР (AS-PCR), [17] ПЛР у режимі реального часу TaqMan, [20] та ПЛР-ампліфікація створили сайт рестрикції (PCR-ACRS) [21 - 23] для скринінгу цих алелів.

Опубліковано в Інтернеті:

Малюнок 1 А1 і А2 "подібні" варіанти β-казеїну.

ВИПУСК β-КАЗОМОРФІНІВ

Опубліковано в Інтернеті:

Рисунок 2 Вивільнення BCM-7 з варіанту А1 β-казеїну.

Суміші для немовлят (ІФ)

Кисломолочне

ПОГЛАННЯ BCM

Опубліковано в Інтернеті:

Таблиця 1 Поглинання та транспорт BCM

ФІЗІОЛОГІЧНЕ ЗНАЧЕННЯ BCM

Вважається, що BCM причетні до багатьох хвороб, включаючи хвороби серця, діабет 1 типу та синдром раптової дитячої смерті. [3 - 5] Метафорично, його розглядають як „диявола в молоці“. [10] Однак доступні суперечливі повідомлення, які пов'язують ці пептиди з фізіологічними аспектами, корисними для тварин. Але вся доступна інформація базується або на епідеміологічних даних, взятих від людей, або здебільшого пов’язана з випробуваннями на тваринах в пробірці. Тому потрібні більш глибокі дослідження, щоб з’ясувати точний механізм.

Функціональне значення BCM-7

Опубліковано в Інтернеті:

Таблиця 2 Сприятливі ефекти BCM-7 та -5

Функціональне значення BCM-5

Ускладнення здоров’я, пов’язані з BCM

Широкі докази корелюють BCM з різними несприятливими біологічними реакціями, такими як цукровий діабет 1 типу; [4] хвороби серця; [59] неврологічні розлади, такі як аутизм та шизофренія; [60] та синдром раптової дитячої смерті. [5]

Діабет типу-1

Серцево-судинні захворювання

Екологічні дослідження пов’язують прийом BCM-7 із смертністю від серцево-судинних захворювань. [4] Чин-Дастінг та ін. [69] виявили кореляцію між споживанням β-казеїну А1 та підвищеним ризиком серцево-судинних захворювань у людей. Встановлено, що споживання β-казеїну А1 спричиняє гіперхолестеринемію або атеросклероз, встановлюючи його зв'язок із частотою захворювань серця у дослідженнях на тваринах. Також була розрахована залежність між смертністю від ішемічних хвороб серця та споживанням молочних білків та компонентів молока. [3] Кролики, яких годували молоком β-казеїну А1, мали вищий рівень холестерину та відсоток поверхні аорти, покритої жировими прожилками, порівняно з β-казеїном А2. [70]

Психомоторний розвиток

Російські вчені показали, що BCM-7 потрапляє в кров немовлят, які харчуються молочними сумішами. Немовлята швидко метаболізували BCM-7, тоді як інші повільно метаболізували. Немовлята, у яких рівень BCM-7 у крові залишався високим між годуваннями, мали більший ризик затримки психомоторного розвитку. [41]

Синдром раптової дитячої смерті (SIDS)

BCM-7 підозрюється як фактор ризику розвитку СІДС понад 20 років. BCM були знайдені в стовбурах мозку дітей, які померли від СІДС. [71] Польські вчені [42, 72] показали, що немовлята, які перенесли гострі загрози життю (ALTE) через апное, характеризувалися рівнем BCM-7 у циркуляції, який був утричі вищим, ніж у звичайних дітей. У цих самих дітей рівень DPP IV (фермент, який розкладає BCM-7) був лише у 58 ± 3% від рівня нормальних дітей. Незважаючи на те, що немовлят годують груддю, бичачий BCM-7 все ще знаходився в крові немовлят. Це припускало, що бичачий BCM-7 переносився зі шлунка матері до немовляти через людське молоко. Інша робота цієї групи виявила бичачий BCM-5 у крові дітей, які годували грудьми.

Опубліковано в Інтернеті:

Рисунок 3 Імунологічна роль BCM на різних клітинах.

ІМУНОЛОГІЧНА ПЕРСПЕКТИВА BCM

BCM також пропонується проявляти багато імунологічних заходів, таких як хронічні запальні реакції, такі як алергія, вироблення муцину, проліферація лімфоцитів, шкірні реакції; запропонований механізм дії зображений на рис. 3.

Секреція слизу та вроджений імунітет

Бартлі та МакГлашан також висунули гіпотезу [75], засновану на ідеї, що BCM-7 викликає експресію муцину, секрецію слизу та виділення в кишечнику. Вони припустили, що молоко А1 може збільшити вироблення слизу в дихальних шляхах у осіб, які мають підвищену кишкову проникність. Зокрема, BCM-7 може діяти через μ-опіоїдні рецептори келихоподібних клітин у дихальних шляхах для підвищення регуляції експресії гена MUC5AC та збільшує секрецію слизу та індукцію таких симптомів, як астма чи риніт. Але перш ніж ця кореляція дійде до остаточного висновку, слід взяти до уваги багато передумов, таких як споживання А1 на відміну від молока А2 цими суб'єктами, і далі, BCM-7 повинен всмоктуватися в кишечнику, циркулювати в крові та повинні запалювати інші тканини. Якщо це підтверджує гіпотезу, тоді лише воно може пояснити, чому деякі пацієнти з симптомами астми або риніту покращують дієту без молочних продуктів і можуть протистояти концепції розвитку вродженого імунітету. Ефективна концентраційна доза також повинна бути врахована перед тим, як робити якісь висновки.

Проліферація лімфоцитів та клітинний імунітет

Алергія на молоко

Вивчено кореляцію між активністю DPP IV у сироватці крові та вмістом BCM у материнському молоці між здоровими та алергічними групами немовлят. В алергічній групі високий рівень BCM у материнському молоці відповідає низькій активності DPP IV у сироватках немовляти. Нижчий вміст BCM-5 та BCM-7 у молоці матері алергічної групи здається, що BCM можуть переходити з кишечника в кров і можуть мати тривалий період напіввиведення через нижчу активність DPP IV. [42, 72] Нещодавно в нашій лабораторії Reddi et al. [81] спостерігали значне вивільнення гістамінів та специфічної для тучних клітин триптази при інкубації клітин кісткового мозку з BCM-5.

Непереносимість молока

Багато людей, які п'ють молоко А2, роблять це, оскільки вважають, що воно легше засвоюється. Однак молоко А2 містить лактозу, яку часто називають найважливішою проблемою непереносимості молока. Ймовірне пояснення цієї очевидної суперечності є подвійним. По-перше, BCM-7, що виділяється з β-казеїну А1, уповільнює проходження їжі через травну систему (як і інші опіоїди), забезпечуючи довший час для ферментації лактози. По-друге, багато людей особливо нетерпимі до BCM-7. Однак ця гіпотеза потребує інтенсивних досліджень, щоб без сумніву довести цей факт.

A2 Corporation Ltd.. [68] була заснована в Новій Зеландії в 2000 році для тестування корів на генетичні варіанти β-казеїну А1 та А2 та ринкове молоко лише з варіантом А2. Найпростіший спосіб використання бажаних генотипів β-казеїну А2 - селективний розподіл сперми биків. Це дозволить розвивати стада корів, які виробляють молоко лише з варіантом А2. З 2003 року молоко А2 продається в Новій Зеландії та Австралії як преміум-бренд, пропонуючи природний вибір якості білка. Компанія також розпочала маркетинг молока А2 в Азії та США.

ПРОМИСЛОВЕ ЗАСТОСУВАННЯ BCM

Методи генної інженерії були використані для отримання BCM та його аналогів шляхом ферментативного або хімічного розщеплення злитого мікробного білка для вивільнення цих пептидів. [82] Метою виробництва цих рекомбінантних BCM є підвищення продуктивності тварин, наприклад, збільшення ваги або надоїв. На сьогоднішній день успіху в харчуванні людини не виявлено. Тим не менше, деякі модифіковані BCM були вироблені фармацевтичними компаніями для того, щоб мати вищу анальгетичну ефективність, змінені побічні ефекти та більшу тривалість дії. Значне збільшення знеболюючої або протидіарейної активності у собак було отримано шляхом заміщення L- D-амінокислотами, [83] приклади хімічно модифікованих сильнодіючих опіоїдних пептидів включають морфіцептин та казокефамід. Модифікації природних BCM включають підвищену спорідненість отриманих аналогів до опіоїдних рецепторів, змінену фармакокінетику, особливо їх інактивацію протеолітичними/пептидеолітичними ферментами; було показано, що заміщені BCM є більш стійкими до ферментативної атаки та виявляють вищу опіоїдну ефективність, ніж природний пептид. [84]

ВИСНОВКИ

β -казоморфіни, що походять з молока, можуть зберігатися в класі IV за властивостями харчових продуктів, пов'язаних зі здоров'ям, як пропонують Рахман та Маккарті [85], але його ефективність для зміцнення здоров'я та добробуту є предметом дискусій. З одного боку, опіоїдні пептиди були пов’язані з різними фізіологічними розладами, тоді як з іншого боку, ці пептиди є потенційними модуляторами різних регуляторних процесів в організмі. Негативні дані є або епідеміологічними, проведеними на людях або випробуваннях на тваринах, а деякі факти, що стосуються захворювань людей або функціонального значення, недостатньо вагомі, тому їх потрібно глибоко досліджувати. Такі розбіжності у функціональних властивостях також є проблематичними для споживачів та зацікавлених сторін. Тому необхідно продовжувати дослідження щодо вивчення ролі BCM у здоров’ї людини та оцінці ризиків в природних умовах експерименти з вдосконаленими діагностичними методами для перевірки присутності BCM у крові тварин, які харчуються альтернативними варіантами β-казеїну. Таким чином, необхідно повністю зрозуміти фізіологічне значення опіоїдних пептидів, одержуваних з молочного білка, та їх вивільнення під час травлення, щоб уникнути плутанини у свідомості споживачів щодо безпечного використання молоків А1 та А2 як "подібне".