O projekcie.
Dynamika składu mleka kobiecego. Długofalowa analiza metabolomiczna mleka kobiecego
Mleko kobiece jest wieloskładnikową wydzieliną zawierająca składniki niezbędne dla prawidłowego wzrostu i rozwoju dziecka. Znajdują się w nim liczne składniki odżywcze (lipidy, białka, węglowodany, witaminy oraz składniki mineralne) oraz substancje bioaktywne (hormony, przeciwciała, substancje przeciwbakteryjne), które m.in. chronią niemowlę przed zakażeniami czy stanami zapalnymi. Mleko kobiece różni się składem nie tylko między karmiącymi mamami, ale także zmienia się w okresie laktacji, dostosowując się do indywidualnych potrzeb żywieniowych rosnącego dziecka. Skład mleka kobiecego jest badany od kilku dekad. Niemniej jednak, wiedza na temat składu związków małocząsteczkowych, takich jak polarne metabolity (aminokwasy, nukleotydy) czy lipidy, wciąż nie jest kompletna. Szczególnie w kontekście dynamiki zawartości tych cząsteczek w ludzkim mleku w całym okresie laktacji. Naszym głównym celem jest uzupełnienie tej wiedzy.
Projekt badawczy finansowany przez Narodowe Centrum Nauki, numer rejestracyjny: 2018/29/B/NZ7/02865
Projekt realizowany jest w zespole profesor dr hab. inż. Agaty Kot-Wasik, w Katedrze Chemii Analitycznej na Wydziale Chemicznym Politechniki Gdańskiej.
Fakty.
Cele projektu.
Naszym głównym celem jest określenie jak zmienia się skład metabolitów mleka mamy w czasie laktacji.
W praktyce oznacza to monitorowanie i określenie trendów zmian w składzie mleka kobiecego na poziomie molekularnym, tj. zawartości metabolitów w mleku kobiecym w całym okresie laktacji.
Próbki mleka będą zbierane raz w miesiącu od każdej mamy karmiącej, począwszy od 1 miesiąca po porodzie do zakończenia przez nią karmienia piersią. W ten sposób uzyskamy unikalną wiedzę na temat tego jak zmienia się zawartość różnych cząsteczek metabolitów w całym okresie laktacji w indywidualnej parze mama-dziecko.
Dowiemy się także czy mleko zmienia się w podobny sposób u różnych mam czy może raczej jest to kwestią indywidualną?
Metoda analityczna opracowana w naszej grupie badawczej pozwala na określenie szerokiej gamy metabolitów, co w praktyce oznacza analizę setek metabolitów, a w konsekwencji uzyskanie metabolomicznego profilu mleka kobiecego.
Czym są lipidy?
Lipidy są grupą związków chemicznych, które pełnią wiele istotnych funkcji w organizmie człowieka, są źródłem energii, składnikiem budulcowym komórek oraz cząsteczkami przekazującymi sygnały wewnątrz komórek. Cząsteczki te obecne są też w mleku ludzkim. Przez wiele lat sądzono, że stanowią one przede wszystkim źródło energii, pokrywają one bowiem 50% zapotrzebowania energetycznego niemowląt, co odpowiada 25 g/dzień w przypadku dzieci w wieku do 6 miesiąca życia. Aktualnie wiemy, iż ich rola jest znacznie większa, jednakże funkcje biologiczne wielu z lipidów obecnych w mleku ludzkim nie zostały jeszcze poznane.
Zadziwiająca i zarazem fascynująca jest różnorodność w budowie chemicznej lipidów obecnych w mleku ludzkim i to, że są one różne od lipidów obecnym w mleku innych ssaków czy w mleku roślinnym. Lipidy mleka ludzkiego wydają się być szyte na miarę potrzeb potomstwa. Przykładem mogą być tu triacyloglicerole, które posiadają w swojej strukturze podstawione trzy kwasy tłuszczowe. Co ciekawe, pozycja w jakiej podstawiony jest dany kwas tłuszczowy w cząsteczce triacyloglicerolu nie jest przypadkowa i ma wpływ na trawienie i jego absorpcję w przewodzie pokarmowym. Oczywiście natura zadbała o to, aby ustawienie nasyconych i nienasyconych kwasów tłuszczowych w triacyloglicerolach obecnych w mleku kobiecym umożliwiało optymalne trawienie w niedojrzałym przewodzie pokarmowym dziecka. Jest to niezwykle istotny aspekt w przypadku projektowania produktów mleko zastępczych dla dzieci, które nie mogą być karmione piersią. Przeprowadzone badania wykazały, że nie tylko wartość odżywcza czy ogólna zawartość kwasów tłuszczowych ma znaczenie dla funkcjonalności mleka, ale także rozmieszczenie tych kwasów tłuszczowych w lipidach poszczególnych klas, a nawet pozycja w jakiej się znajdują w konkretnej cząsteczce. Istotne są także proporcje różnego rodzaju lipidów. Lipidy zbudowane są także z niezwykle istotnych dla rozwoju neurologicznego dziecka wielonienasyconych długołańcuchowych kwasów tłuszczowych (LC-PUFA), np. ARA i DHA. Interesujący jest fakt, że lipidy różnych klas zbudowane są z różnego rodzaju kwasów tłuszczowych. Aktualnie nie ma jasnych przesłanek jakie ma to znaczenie biologiczne.
Ponadto, lipidy obecne w mleku kobiecym to bioaktywne cząsteczki o wielu istotnych i udowodnionych funkcjach, takich jak:
- wspomaganie prawidłowego rozwoju mózgu i całego układu neurologicznego,
- wspomaganie rozwoju i działania układu odpornościowego,
- stanowienie receptorów-pułapek dla drobnoustrojów i ich toksyn.
W wielu zespołach badawczych trwają wysiłki aby w pełni poznać strukturę lipidów mleka kobiecego, a w dalszym kroku jakie znaczenie ma różnorodność tych związków chemicznych dla żywienia młodego człowieka i jego dalszego funkcjonowania.