奶一口为什么能满血复活?母乳了解一下科普中国-我是科学家 2020-11-06 |
我们刚出生就面临一个非常重要的抉择——要在食物、微生物和免疫这三者之间达到一个平衡。
平衡怎么做到呢?仅仅靠我们母亲的乳汁就能很好的解决了。
它基本上涵盖了婴儿出生期间,所有需要的营养素,而且还含有一些免疫相关的物质,帮助对抗微生物感染的同时,也防止免疫系统过度反应,给机体带来伤害。
2020年9月19日,“我是科学家”第25期演讲现场,农业农村部食物与营养发展研究所副研究员任广旭,带来演讲《每天早上送到你家门口的牛奶,里面都有啥》。
以下为任广旭演讲实录:
大家好,我叫任广旭,来自农业农村部食物营养发展研究所,这次我主要给大家分享一下:乳制品与健康的关系。
故事首先从母乳和人体免疫系统开始——在我们呱呱坠地之前,经过10个月的怀胎,其实早已习惯了母亲子宫里,既干净又整洁的环境。但这种环境随着出生被打破了,我们就会暴露在一个充满微生物的世界。
这个世界充满了各种危机:出生过程中,我们在产道里会受到母亲的挤压,产道里面的微生物就会进入身体;与此同时我们还会第一次使用肺,肺部的呼吸也会让空气中的微生物进入身体。
婴儿刚出生,就已经被扔到了一个充满微生物的泥潭中——而这让免疫系统压力非常大。因为免疫细胞从胸腺分泌出来后,就一直没有受到微生物的挑战。
胸腺是什么器官?是一个培养免疫系统的军校。
免疫细胞在妈妈肚子里时,没有见过这些微生物,所以出生后,暴露在微生物里,相当于敌人已经濒临城下了。
这么多微生物都来了,我们的免疫系统怎么办?
没有在战场上经历过这种洗礼,也必须在战场上成长起来。所以这些微生物就发挥自己在军校学的这些本事,比如说它会分泌一些伽马干扰素和炎性细胞因子。
炎性细胞因子会把遇到的微生物杀死,但是这些免疫细胞毕竟很年轻,它们的主要目的是把这些微生物都杀死,不会考虑战场是不是过大,于是就会造成一个现象——它们进行攻击时,由于没有考虑到身体组织的损伤,有可能会造成新生儿肠道的炎症。
如果炎症的局势没有被有效控制,还可能会发生致死性新生儿肠炎。这是一个非常严重的一个问题。所以说,我们刚出生就面临一个非常重要的抉择——要在食物、微生物和免疫这三者之间达到一个平衡。
平衡怎么做到呢?
仅仅靠母亲的乳汁就能很好的解决了。
首先,食物其实不是新生儿最需要解决的问题,因为小孩在出生前,要从母亲的胎盘里吸收很多营养物质,将它们转化成可以储藏的脂肪,让自己变得肥嘟嘟。这种肥嘟嘟并不是可爱,而是婴儿出生自带的三天干粮。
这时最重要的问题是啥呢?
是要解决微生物和免疫系统之间的矛盾。
免疫系统需要这些微生物。比如说,肠道里的微生物,可以吸收一些人体不能吸收的物质,例如膳食纤维。但是免疫系统又要攻击微生物,这就是一个很矛盾的体系。
怎么解决这对矛盾呢?
对于婴儿来说还是那句话:没有一口奶所解决不了的问题。它基本上涵盖了婴儿出生期间,所有需要的营养素,而且能随着婴儿发育的各个阶段,调整所需的营养含量。
比如说,在出生前5天,母亲分泌的乳汁叫初乳。初乳里边其实营养成分不占主要地方,它的主要成分是一些免疫相关的物质。比如可溶性抗体,它在婴儿体内可以帮助对抗病原体;母亲的乳汁里还含有少量的免疫细胞,但这些免疫细胞来自母亲身体,非常成熟,有的还带有一些记忆性,所以这些免疫细胞进入到新生儿体内后,就像我们国家派出去的维和部队一样,帮助新生儿解决他们无法处理的微生物感染。
说到这里大家可能会问,乳汁不是还要经过一个胃吗?胃里面有很强的盐酸,pH值非常低,这些活性物质为什么不会被杀掉呢?
其实大自然真的很神奇,它已经提前设计好了——新生儿胃里的pH值近于中性,而且他们口腔到胃这段距离非常短,可以最大限度地保留乳汁里的活性物质,让这些活性物质进入到新生儿肠道里提供保护。
除此之外,母乳中还含有乳铁蛋白,最新研究发现,它能帮助婴儿体内的免疫系统,抑制过度免疫反应。就好比我们免疫系统在打仗,打完以后,有消防员上去,把场面给清掉,不要让战争波及太大。
所以说,母乳对于婴幼儿来说,不仅能提供生命早期的营养,更重要的是提供了一个免疫稳态的保护作用。
长大以后是不是就没有母乳的保护了呢?
其实不会,因为长大以后,有众多乳制品可以选择,比如常温奶、低温奶、脱脂奶等等。
很有人会有一个疑问:常温奶为什么能在常温下保持那么长时间呢?是不是有防腐剂?
其实常温奶能常温保存,主要是取决于牛奶的加工方式。牛奶刚挤出来时,里边含有大量微生物,需要通过食品工业技术消除它们。
目前有两种方法,一种是巴氏杀菌法,另外一个是超高温灭菌法。巴氏杀菌法用相对较低的温度来消毒,大概是72~85度,这个温度既能把病原微生物给杀死,但是又保留大量有益或者是中性的微生物。所以它对乳制品的保存时间、保存地点有很强要求。
超高温灭菌奶用瞬时超高温杀菌的方法,基本上把牛奶里所有的微生物都给杀死,让牛奶处于一种近无菌状态,如果没有外援的污染,理论上它能保持很长时间,半年甚至一年都可以。
那么,这两种奶应该选择哪种呢?
其实各有利弊。低温奶最大的优势就是:原封不动地保存了牛奶里很多生物活性物质。但是它的保存条件很苛刻,所以在长途旅行或者是抗震救灾时,这种奶就不太适合。而常温奶虽然可以解决长期保存问题,但是它里边很多生物活性物质,或者营养素在某种程度上被破坏了。
所以选择什么样的牛奶,取决于用在什么样的场合。不过,如果去超市选择了低温奶,回家以后千万不要煮沸它。因为这样会把低温奶里的生物活性物质灭活,等于花了低温奶的价格,买了常温奶。
我们团队主要研究牛奶的营养成分,以及喝进去以后,如何通过胃肠道的微生物影响人的健康。
比如说我们关注乳制品如何影响肌肉健康。生理活动各个方面都需要肌肉,举个例子,人类耳朵里有一块很小的肌肉,它的作用就是将声音信号传递给大脑。老年人随着生年龄增长,肌肉会发生一定的萎缩。如果这个肌肉发生萎缩,就会造成老年人听不太清楚。
我们课题组希望通过天然的乳制品,来做一些营养干预,那么我们首先瞄准的就是肌肉健康。
哪一类人最需要这种肌肉健康的关爱?
癌症人群。因为癌症人群的肌肉会被大量地消损。肌肉里含有大量的营养物质,它不仅与运动相关,在一些应急情况下,它还会分泌一些物质把自己降解掉、牺牲掉。牺牲的产品——大量蛋白质,尤其是一些优质蛋白质,会提供给人体的其他重要器官,让它们正常工作。
举个例子,一个拥有非常强劲肌肉的男人得了新冠,等他很幸运地康复后,他的肌肉消减了到比正常人还要低。但是多亏了他强大的肌肉保护,否则他其实很难熬过这一段时间。
下面这张照片是我们用牛奶,对癌症人群进行肌肉干预。癌症人群的大腿肌萎缩的很厉害,理论来说这块肌肉应该非常丰富。通过两个月的干预,我们取得了一个很好的干预效果。局部肌肉的组织切片显示,干预以后肌肉纤维之间的距离会增大。
做这种人群干预,尤其是牛奶营养干预,需要注意一个非常重要的原则——双盲原则。所谓双盲原则,就是实验的设计者跟最后实验数据的获取者,中间要通过一个密码转移的过程。转移的啥?转移的是分组信息。除了实验研究者,所有的参试者也不知道自己用的到底是哪一种乳制品。
双盲机制就是为了避免研究者或者参试者的主观影响。比如我觉得吃这种食品好,然后就会心理暗示自己——而这会影响数据的准确性。
我是一个交叉学科培养出来的科研工作者,本科学植物,硕士和博士主要是在基础医学院,学微生物与免疫的相互作用。毕业以后去了中科院微生物研究所,研究肠道的微生物如何调控免疫发育。
2014年我进入了营养所,主要开展乳制品营养的相关研究。
为什么我会选择乳制品?因为我觉得以牛奶为代表的乳制品,其实是一个非常吸引人的食物体系。乳制品里含有很多营养素,或者生物活性物质,这些生物活性物质的成分和含量,都会因不同的乳制品有波动性变化,所以很有多样性。
另外一方面,我们研究的关注点是人群健康。人是非常复杂的有机体,父母给的基因都不一样,肠道里的微生物组成也不一样,每个微生物自己也携带基因,所以它们组成的基因组又不一样。
我们整个人作为一个有机的整体,每天喜欢吃啥、生活习惯、以及情绪都不一样,这些都会影响到健康的诸多方面。所以这个研究就变成了一个多因素对多因素的研究。
在以前,其实这种多因素的研究很难,因为没办法锁定其中一个变量。但是随着科学发展,尤其是交叉学科的融入,给这种多因素对多因素的研究,提供了一个很好的平台或者是方法。我们可以利用多组学、生物信息学、甚至机器学习,它们的交叉融合,使我们能以前所未有的方式,了解多体系的协作作用。
所以我们团队的主要任务或者说使命,是希望让每一个人根据自己的基因特点,选择适合自己的乳制品,也希望所有的人,都能够享受到乳制品带来的健康效应。
亚洲人有一个特点叫做乳糖不耐,很多人想喝牛奶,但是因为体内缺少一种乳糖酶,所以一喝牛奶就容易发生腹泻。这也严重影响了饮奶体验。
怎么办?我们有一个想法,肠道微生物是人体里非常重要的一个组成部分,其中有一些很常见的益生菌,我们能不能让它们携带乳糖酶,再将它做成类似牛奶伴侣的东西,放在牛奶中。
这样的话,乳糖不耐的人喝牛奶的话就很容易了,因为益生菌就能分解掉乳糖,至少可以最大限度减少牛奶带来的不好体验,享受它给人类带来的营养。
谢谢大家。
演讲嘉宾任广旭:《每天早上七点送到你家门口的牛奶,里面都有啥?》 | 摄影:VPhoto
责任编辑:王超
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