乳中核苷酸的分析及其对婴幼儿营养功能的研究

方芳，李婷，安颖

（内蒙古伊利实业集团股份有限公司，内蒙古呼和浩特 010110）

乳中核苷酸的分析及其对婴幼儿营养功能的研究

方芳，李婷，安颖

（内蒙古伊利实业集团股份有限公司，内蒙古呼和浩特 010110）

阐述了人乳、牛乳中核苷酸的组成，分析了核苷酸在体内的吸收、代谢，并对核苷酸对婴儿的生物功能作了综述。从核苷酸组成看，乳清酸是牛乳中主要的核苷酸成分，其他核苷酸含量很少；而人乳中的核苷酸成分主要是胞嘧啶核苷酸。核苷酸进入肠道后，在小肠上皮细胞中被酶降解，多数以呼吸和尿液的形式排出体外，少部分通过血液传递到身体各组织，参与机体的合成。对于乳中的核苷酸的生物功能主要集中在改善肠道菌群，促进生长发育，提高免疫能力，改善脂质代谢等。2005年中国卫生部正式允许婴儿粉中添加核苷酸，我国对核苷酸的应用也逐步开始。

核苷酸；婴儿配方粉；组成；功能

核苷酸是一种存在于母乳中且含量丰富，并对婴儿发育有重要作用的新型营养素，目前核苷酸在很多国家均应用于婴儿配方粉中，但不同国家对核苷酸添加量的要求不同。美国对核苷酸在正常及低体重婴儿配方粉中的添加量进行了限制，分别为16 mg/100 kcal和22 mg/100 kcal，欧盟规定了婴儿配方粉中每种核苷酸的最大添加量，CMP，2.5mg/100kcal；UMP，1.75mg/100 kcal；AMP，1.5 mg/100 kcal；GMP，0.5 mg/100 kcal；IMP，1.0 mg/100 kcal；核苷酸总量5 mg/100 kcal。ANZFA（澳/新）以及食品法典委员会也有相应的规定。我国于2005年正式允许核苷酸作为营养强化剂添加到婴幼儿配方食品中，添加量为0.2 g/kg～0.58 g/kg（以核苷酸总量计），但我国法规中未明确规定每种核苷酸具体添加量。因此，本文通过分析母乳及牛乳中核苷酸的组成、核苷酸的代谢以及对婴儿的功能特性来帮助我们了解母乳和牛乳中核苷酸的差异，使婴儿配方粉中的每一种核苷酸的含量最大程度的接近母乳。

为此，文章就牛乳中核苷酸的组成与母乳的差异，婴儿食用核苷酸后其吸收代谢途径，核苷酸对婴儿的生理功能等的新进展进行综述，为今后婴儿配方奶粉在核苷酸的改善方面提供基础资料。

1 乳中核苷酸组成

核苷酸是由含氮的碱基、核糖或脱氧核糖、磷酸3种分子连接而成。碱基与糖通过糖苷键连成核苷，核苷与磷酸以酯键连成核苷酸。核苷酸是生物体内一类重要含氮化合物，是各种核酸的基本组成单位。乳中含有核苷、核苷酸，以及以游离形式存在的微摩尔浓度嘧啶和嘌呤。人乳和牛乳中核苷和核苷酸的含量不同，且人乳中核苷和核苷酸的含量均高于牛乳[1]，因此在婴儿配方奶粉中添加核苷酸以达到与母乳更加接近的目的。

人乳中除含有游离核苷酸和核苷外，核苷酸的合成物（如NAD和UDP葡萄糖），寡聚和多聚核糖核酸（如RNA）也可通过消化和代谢作为人乳中核苷和核苷酸的潜在来源，我们将这些核苷、核苷酸、寡聚和多聚核糖核酸及其衍生物的总量称之为潜在可利用核苷总量（TPAN）[2]。Randall L等[3]对人乳中TPAN进行了检测，并分析了不同泌乳期TPAN中每种成分的含量，发现多聚（或寡聚）核糖核酸和游离核苷酸是人乳中TPAN的主要来源，核苷和核苷酸的合成物含量相对较少。Leach JL[4]和Thorell[2]同样也验证了这样的观点，TPAN中各组分所占比例与Randall L报道的数据相近。

人乳在不同泌乳期TPAN的含量不同，不同的报道其TPAN的变化趋势也不同。有的文献表明核苷酸含量随着泌乳期的延长而略有增加，但是绝大部分文献研究表明，核苷酸的含量会随着泌乳期的延长而逐渐减少。其中Gil和Sanchez[5]研究表明，从初乳到产后3个月的成熟乳，核苷酸含量逐渐下降。Sagawara等[6]也证实了这样的观点，另外Sagawara等研究发现不同泌乳期、不同季节和不同地区采集的母乳中核苷酸含量是不同的。

人乳中的游离核苷酸中，胞嘧啶核苷酸含量最多，腺嘌呤核苷酸、尿嘧啶核苷酸次之，因此胞嘧啶核苷酸是母乳核苷酸最重要的成分。有关人乳中次黄嘌呤核苷酸的含量，不同的研究报道数据差别很大，有文献显示[7]，日本母乳中次黄嘌呤核苷酸含量占总核苷酸的比例很小，Janas和Picciano[8]检测了美国产妇母乳中次黄嘌呤核苷酸含量，不同产妇差异较大；Leach和Tressler[3]等研究表明母初乳中次黄嘌呤核苷酸含量非常低，且母成熟乳中未检测出次黄嘌呤核苷酸。

2 核苷酸的合成与代谢

动物体内能合成核苷酸，但内源核苷酸的合成是非常耗能，且在有些组织（肠粘膜、骨髓造血细胞、淋巴细胞）中合成量有限，因此现在许多学者将核苷酸定义为半必需营养素。当人体处于快速生长阶段或处于非正常情况下（如饥饿、免疫应激、疾病、严重创伤等），内源核苷酸不能满足人体需求时，补充外源核苷酸是有必要的[9-10]。

2.1 核苷酸的合成

人和动物体内有两个途径合成核苷酸[11]，如图1所示。

图1 核苷酸的合成途径Fig.1 Synthetic route of nucleotides

一是从头合成途径，利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物质为原料，经过一系列复杂的酶促反应，并消耗大量的ATP和谷氨酸盐来合成核苷酸；另一个是补救合成途径，利用经过小肠吸收来的和体内预先形成的碱基和核苷合成核苷酸。

年轻组织细胞的内源性核苷酸的从头合成比例较大，增龄和衰老组织及能量代谢障碍时补救合成的比例增大；2种合成途径间存在一个反馈调节机制，使细胞处于一个耗费最少的代谢过程中。

2.2 核苷酸的代谢

饮食中核酸多以核蛋白形式存在，在肠腔内经蛋白酶作用水解为核酸和蛋白质，核酸在肠道下的胰核酸酶的作用下被降解为单核苷酸、双核苷酸、三核苷酸及多聚核苷酸的混合物。核苷酸继而被碱性核苷酸酶水解为核苷，并进一步被核苷酶降解为嘌呤和嘧啶碱基。核苷是被吸收的主要形式，小肠上段吸收能力最强，被吸收的核苷及水解物一部分在肠细胞内迅速降解，嘌呤碱基的终产物是尿酸和戊糖，嘧啶碱基的终产物是氨基酸等小分子物质，一部分代谢产物通过以呼吸和尿液的形式排出体外，少部分通过血液传递到身体各组织，参与机体的合成。

3 核苷酸对婴儿的生物功能

3.1 饮食核苷酸促进生长发育的作用

马奕等的动物实验结果显示[12]，外源核苷酸能够促进亲代与子代大鼠生长发育，提高抗断乳应激性。Atul Singhal等[13[14]也做了相关研究，证实了在早产婴儿食品中添加29.5 mg/L的核苷酸使婴儿的平均增重、增长及头周径皆比对照组增加。婴儿头围的增加反映了脑容量的变化，因此头围增加对婴儿后期认知发育具有重要作用[15-18]。由此可以看出，核苷酸在婴儿早期能够提高其生长发育性能，对配方食品喂养的婴儿来说是必要的。

3.2 饮食核苷酸改善肠道菌群的作用

很多研究证明，核苷酸能增强婴儿的营养吸收和上皮细胞作用，同时增加肠道的血流量。因此对婴儿的肠胃健康起到有益作用[39-43]。Atul Singhal等[19]研究发现，食用添加核苷酸配方粉婴儿组，其粪便中的类杆菌属卟啉单胞菌属普氏菌属群（BPP）与双歧杆菌的比例低于食用普通配方粉婴儿组，且添加核苷酸配方粉组与母乳喂养组，其粪便中的微生物组成没有差异，这说明了外源核苷酸可以改善肠道菌群。Gil[20]等用添加核苷酸的配方粉喂养婴儿，发现婴儿在4周时其粪便中双歧杆菌的含量比未加核苷酸的配方粉高，这些结果证明，在婴幼儿饮食中添加核苷酸有助于改善肠道微生物菌群，使粪中双歧杆菌数量占优势。Brunser O[21]等对圣地牙哥低收入水平家庭出生的婴儿食用核苷酸，发现食用核苷酸组比对照组相比，腹泻率明显降低，由此证明了核苷酸对于肠道改善的作用。Martinez-Augustin O[22]也证实了同样的观点。Pickering LK，Yau KT和Schaller JP等[23-25]试验表明，婴儿食用添加72 mg/L核苷酸的配方粉，腹泻率降低，若核苷酸添加量不足，核苷酸降低腹泻发病率的作用无法显现，因此核苷酸的添加量对有效保护婴儿肠道健康起着非常重要的作用，而核苷酸的添加量则需要达到人乳中潜在可利用总核苷酸的含量。

3.3 饮食核苷酸提高免疫能力的作用

从核苷酸对机体的免疫作用看，免疫系统是最直接受影响的系统。无核苷酸饮食或低核苷酸饮食饲喂的动物，其免疫功能低下，条件致病菌就可使其感染。无核苷酸饮食致使动物T淋巴细胞发育障碍、功能低下、细胞免疫和T细胞依赖的体液免疫功能缺陷；而补充摄入核苷酸可恢复免疫抑制模型。目前大量的人与动物实验结果支持核苷酸营养对免疫有如下影响[26-31]：1）支持断奶期免疫系统的建立，2）增加免疫细胞的数量，3）提高特异和非特异免疫的抗体水平，4）加速免疫应答5）增强抗感染能力。B Devresse[32]等通过观察添加核苷酸和不添加核苷酸对母猪和仔猪抗体滴度的变化发现，添加核苷酸的饲喂试验提高了仔猪体内母源抗体的水平，且有力地促进了仔猪自身免疫系统的形成。Pedro Gutierrez-Castrellon等[33]通过Meta分析证明，食用添加核苷酸配方粉的婴儿当接种Haemopillus流感疫苗、白喉类毒素或口服脊髓灰质炎疫苗后会产生较好的抗体反应，也会减少腹泻的发生，并且没有发现有上呼吸道感染的的风险。Rschael H.Buck[34]等研究表明，添加核苷酸喂养的婴儿组，其NK的活力与母乳喂养的婴儿相似，比食用不添加核苷酸组婴儿的NK细胞的活力高很多。因此，说明饮食添加核苷酸可以促进T细胞的成熟，影响起免疫调节作用的NK细胞的活性。Joseph P.Schaller[35]等将母乳喂养组、普通配方粉喂养组、添加核苷酸喂养组的婴儿试于2、4、6月龄接受乙型流感嗜血杆菌、百白破和口服脊髓灰质炎疫苗，并于2、6、7和12月龄进行特异性抗体评价。同时监测发育和安全数据发现，添加核苷酸喂养组的婴儿体内的PV-VN1明显高于普通配方粉喂养组，母乳喂养的婴儿体内的PV-VN1应答与喂食添加核苷酸配方粉的婴儿没有差别，但是母乳喂养的婴儿在6和12月龄时体内PV-VN1应答明显高于喂食普通奶粉的婴儿。喂食添加核苷酸配方粉的婴儿对乙型流感、白喉、破伤风、口服脊髓灰质炎特异性IgA和PV-VN3均有应答，但是与喂食普通配方粉和母乳喂养的婴儿没有显著差异。3组被试的发育情况、胃肠道耐受度和副作用都相等。与添加核苷酸组相关的PV-VN1应答增加，乙型流感和白喉抗体应答增加没有统计学差异，这2点都与早先的研究结果相符，说明婴儿配方奶粉中添加核苷酸具有免疫方面的益处。

3.4 饮食核酸改善脂质代谢的作用

核苷酸是多不饱和脂肪合成的重要调节物。分析奶粉喂养新生儿的红细胞膜磷脂质的磷脂酰乙醇胺（PE）、磷脂酰丝氨酸（PS），可以得知花生四烯酸、ω-3、ω-6不饱和脂肪酸的约6成左右不饱和度低。如在奶粉中添加核苷酸，就可以将其改善成为与母乳相同的情形[36]。新生大鼠饲喂核苷酸时，血浆极低密度脂蛋白（VLDL）和高密度脂蛋白（HDL）浓度增加[37]。给健康婴儿添加核苷酸后，血浆脂蛋白浓度提高，血浆酯化作用率提高，但总的胆固醇浓度不改变[38]。以上结果说明，饮食中添加核苷酸能促进新生儿，尤其是早产儿脂蛋白的合成或分泌。

本文仅对婴儿起重要作用的核苷酸的生物功能进行了详细阐述，核苷酸除以上作用外，还具有抗氧化，维持肠的形态，促进铁的吸收，改善痴呆等精神障碍以及抗放射线和化疗损伤的作用，本文不一一介绍。

4 展望

目前，我国法规仅对核苷酸总的添加量以及每种核苷酸的添加形式进行了限制，但是每种核苷酸以何种比例进行添加没有规定，因此对于核苷酸的研究仍有很长的路要走，模拟母乳中核苷酸的含量来调整婴儿配方粉的配方将是我们今后努力的目标。今后的研究应主要包括以下几个方面：1）对核苷酸在初乳、过渡乳、以及不同泌乳期的成熟乳中的含量进行研究，分析不同阶段婴儿对核苷酸的需要量，使得不同阶段婴儿配方奶粉满足不同阶段婴儿的需求；2）总的潜在可利用的核苷酸含量如何用5种法规允许添加的核苷酸来等同替代，以达到最终能够有效的添加在婴儿配方奶粉中的目的；3）研究核苷酸的作用机制，对在人体内发挥作用的是核酸，还是核苷酸，还是其代谢产物或衍生物，需进一步进行研究；4）核苷酸的安全性研究，对于核苷酸添加到婴幼儿奶粉中，未查见有相关文献资料证明其对婴幼儿安全。大多数综述只是对核苷酸的营养作用进行研究，缺乏对急性毒性、遗传毒性、生殖与发育毒性等的研究。

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Nucleotides in Dairy and Its Nutritional Effect on the Infant

FANG Fang，LI Ting，AN Ying
（Inner Mongolia Yili Industrial Group Co.，Ltd.，Hohhot 010110，Inner Mongolia，China）

Composition of nucleotides in human milk and cow's milk and metabolism of nucleotides in vivo were explained.Biology function of nucleotides was also reviewed.From the view of nucleotides'composition，nucleotide ingredients in the cow's milk was mainly orotic acid，other nucleotides was little，while nucleotide ingredients in human milk was mainly cytosine monophosphate.When nucleotides entered intestinal tract，they were degraded in enterocyte，most discharges were excreted outside by breath and urine，small part of discharges were transmited the tissue of body by blood，took part in synthesis of organism.Physiological function of nucleotides in dairy mainly concentrated to improve the beneficial intestinal flora，promote the growth and development，increase infant's immunologic function，affect the lipoprotein metabolism.In 2005，Ministry of Public Health of China assented to add nucleotides in the infant formula，so application of nucleotides gradually started in China.

nucleotide；the infant formula；composition；function

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.08.036

方芳（1981—），女（汉），工程师，硕士研究生，研究方向：乳品营养。

2013-11-11