乳脂球膜在婴幼儿及中老年人群中的应用进展

张丹丹综述，周洁菲，钱林溪审校

0 引 言

乳脂是乳的重要组成成分之一，一般以乳脂肪球（milk fat globule，MFG）的形式存在于乳中，直径约为 0.1～20 μm。乳脂在分泌过程中，其外被一层薄而致密的膜所包围，这层致密的薄膜被称为乳脂球膜（milk fat globule membrane，MFGM），其横截面直径约为10～20nm。MFGM的三层生物膜结构，围绕并维持着乳脂肪球的三酰甘油核心，在乳中起着乳化和稳定的作用，并防止了MFG的聚集和酶降解［1］。MFGM在乳中的含量极少，但是结构复杂、成分独特，具有重要的生物学意义［2］。近年来，随着显微技术和蛋白组学等技术的发展，人们对MFMG的成分和作用有了更进一步的认识，MFMG在婴幼儿和中老年人中的特殊营养价值，受到了越来越多关注。

1MFGM的结构和组成

MFGM使用最广泛的是简单的三层膜结构模式。单层内膜来源于内质网，双层外膜来源于乳头状上皮细胞的顶端质膜。双层外膜的结构可用流体镶嵌模型描述，膜的亲水性外部，阻止了脂肪球的聚结，建立了稳定的水包油型乳液，蛋白质镶嵌在膜中或从膜中突出［3］。近几年，随着共聚焦激光扫描显微镜等的发展，对MFGM的结构有了进一步的认识。Evers等［4］使用膜特异性荧光探针技术进一步明确了MFGM的组成成分和结构的异质性。Lopez等［5］利用三酰甘油、糖脂和糖蛋白探针，发现了MFGM存在着一些独特的结构域，如质膜上由鞘磷脂和胆固醇富集而成的脂筏结构域以及糖脂和糖蛋白组成的异质性区域。Vanderghem等［6］通过酶水解MFMG结合2⁃DE和MALDI⁃TOF技术，对MFGM所含有的主要蛋白成分进行了鉴定和定位。MFGM的结构及分泌形式见图1。

图1MFGM的结构及分泌形式Figure 1 The structure and secretion of MFGM

MFGM主要由磷脂、鞘脂和膜特异性蛋白（主要是糖蛋白）组成。因产乳动物、产乳季节及后期的提取纯化方式等不同，各组成成分的比例在不同的研究结果中也不同［7⁃9］。

2MFGM的蛋白成分及其作用

MFGM 蛋 白（milk fat globule membrane pro⁃teins，MFGPs）由100多种范围从13～240kDa的蛋白质组成，但其含量仅占总乳蛋白的1%～2%，却有着复杂的结构及功能。主要包括黏液素1（Mucin1，MUC1）、黄嘌呤脱氢酶酶/氧化酶（xanthine oxi⁃dored，XO/XDH）、MUC 15/PASⅢ、分化抗原簇CD36（CD36 Cluster of Differentiation 36，CD36/PASⅣ）、嗜乳脂蛋白（Butyrophilin，BTN）、乳凝集素（Lactad⁃herin，MFG⁃E8/PAS6/7）、脂肪分化相关蛋白（Adi⁃pophilin，ADPH）和脂肪相关键合蛋白（fatty acid binding protein，FABP）等［10］。除ADPH和FABP，其余主要蛋白均为糖基化蛋白。MFGPs以不同的结合力分布在膜上。

MUC1是黏膜物理防御的重要组成成分，与抗黏附和抵御感染有关，其中MUC1表面的黏蛋白，发挥着重要的抗炎免疫功能［11］。此外，MUC1和PAS6/7蛋白均具有抗轮状病毒感染的作用［12］。

XO/XDH是一种由两个145 kDa的亚基组成的二聚体金属蛋白酶，包括钼和辅因子黄素腺嘌呤二核苷酸。还原型的XDH主要参与嘌呤的代谢及活性氧的生成，具有抗炎及抗菌活性，是活性氧和抗炎性物质的来源。XOR可调节乳脂的分泌和泌乳的启动，在乳脂分泌的过程中介导顶膜的重组［13］。在体外实验中，由内源性母乳XOR产生的一氧化氮，可抑制大肠杆菌、沙门氏菌和金黄色葡萄球菌的增殖，发挥抗菌作用［14］。

BTN是一种免疫相关性蛋白，可调节T细胞的活化和增殖，参与多发性硬化症、自闭症及自身免疫性脑脊髓炎等的免疫调节过程。BTN3A1、BTN3等家族成员，已被证实具有免疫调节作用［10，15］。

MFG⁃E8/PAS6/7是存在于乳小管分泌细胞顶部的一种免疫相关糖蛋白，MGF⁃E8对胃肠道的保护作用成了这几年的研究热点，主要表现在减少肠上皮细胞的凋亡、参与黏膜上皮细胞的形成、抵御肠道内的病毒感染［16］。在脓毒症中，MFG⁃E8能够加速清除积累的凋亡细胞，如B细胞，CD4 T细胞，DCs，血管内皮细胞和肠上皮细胞［17］。此外，研究发现，MFG⁃E8可通过竞争凝血酶原及凝血因子Ⅹ在磷脂上的结合位点，而起到抗凝血的作用［18］。MFG⁃E8还可作为肝吸虫病相关性胆囊癌患者诊断、治疗以及预后的生物标记物［19］。

MFGPs中还含有一些具有抗癌作用的蛋白，如CD36可结合FABP抑制乳腺癌细胞的生长。Vissac等［20］利用亲和层析的方法在乳脂肪球中鉴定出乳腺癌易感基因蛋白（BRCA1/BRCA2 proteins），抑制乳腺癌的DNA修复过程，其中BRCA2还直接参与调节了细胞的分裂过程。

3MFGM的脂质成分及其作用

MFGM的脂质成分主要包括极性脂和少数中性脂。中性脂包括三酰基甘油，二酰基甘油，甘油单酯，固醇类，游离脂肪酸和甾醇酯。在许多研究中，三酰基甘油在MFGM中所占比例达56%～62%，是由于在MFGM分离纯化的过程中，带来的非膜脂质成分。甾醇酯的含量变化很大。极性脂仅占乳中脂质成分的0.2%～1%，占MFGM脂质成分的26%～40%。主要包括磷脂和鞘脂。其中磷脂主要包括鞘磷脂，磷脂酰胆碱，磷脂酰肌醇，磷脂酰丝氨酸及溶血磷脂胆碱。鞘糖脂主要包括脑苷脂和神经节苷脂。脂类和蛋白一样，也是不对称的分布在膜上。卵磷脂、鞘磷脂、脑苷脂和神经节苷酯大多数位于膜的外侧，而磷脂酰乙醇胺，磷脂酰丝氨酸和磷脂酰肌醇主要集中在膜的内表面。含有高饱和脂肪酸的糖磷脂在MFGM的流动性中起主要作用［3］。极性脂在调节脂质代谢，参与中枢神经系统活动，减少炎症反应等方面有着重要作用。

鞘磷脂在极性脂质中所占比例较大，约20%～45%，鞘磷脂的代谢产物主要有神经酰胺、鞘氨醇及1⁃磷脂鞘氨醇，均为具有生物活性的信号分子。鞘氨醇可诱导细胞周期的停滞和凋亡，抑制蛋白激酶C的活性。1⁃磷脂鞘氨醇在肠道中似乎起着重要的免疫调节作用［21］。此外，鞘氨醇⁃1⁃磷酸转运体可能起着抑制胃癌发展的作用［22］。神经酰胺虽在细胞内摄入有限，但与1⁃磷脂鞘氨醇类似，在调节细胞生长、凋亡和参与炎症反应等方面具有重要意义［23］。研究发现，鞘磷脂饮食可降低肝中的三酰甘油含量和胆固醇的肠吸收，从而减轻肝的脂肪变性。鞘磷脂饮食还可有效减轻高脂饮食带来的危害，包括肝和血清中的脂质升高，肠道菌群失调和肠屏障功能障碍等［24］。鞘磷脂还在调节结肠肿瘤方面发挥着作用，这可能与消化道中的关键消化酶碱性鞘磷脂酶有关［25］。

磷脂酰胆碱（又称卵磷脂，是胆碱的一种储存方式，卵磷脂具有乳化、分解油脂的作用，可增进血液循环，改善血清脂质，清除过氧化物，使血液中胆固醇及中性脂肪含量降低。在住院早产儿中，卵磷脂还可减少坏死性小肠结肠炎的发生。其他极性脂如磷脂酰丝氨酸可改善阿尔茨海默病患者的记忆功能；MFGM中的神经节苷酯与神经组织的发育高度相关，此外，神经节苷脂还可调节免疫细胞的行为［26］。

4 MFGM作为添加成分在临床上的应用

近二十年来，含有MFGM、MFGM复合物或MFGM组分的配方奶粉对婴幼儿的安全和功效已经通过多个随机对照试验进行了研究。临床数据显示，MFGM或其相关组分，在婴幼儿神经发育和功能、认知、行为、免疫预防和胃肠道健康等方面均发挥着积极的作用。近几年来，MFGM也正逐渐被应用于中老年的膳食营养的补充，研究发现MFGM可改善运动能力及骨骼肌功能，减轻肥胖成年人由于高脂饮食带来的危害。

4.1 MFGM的添加对婴幼儿的影响

4.1.1 MFGM的抗感染作用与母乳喂养的婴儿相比，配方奶喂养的婴儿在第一年的急性中耳炎（AOM）、胃肠道和呼吸道感染的发病率较高。Timby等［27］在一项前瞻性随机双盲对照试验中，将小于2个月的160名配方奶粉喂养的婴儿分为2组，分别接受补充了牛MFGM（EF组）或未补充MFMG的标准配方奶粉（SF组）喂养至6月龄。母乳喂养的对照组由80名婴儿组成。由父母记录疾病症状，预防保健和药物治疗史，追踪到12月龄。结果显示：EF组中的婴儿AOM累计发病率低于SF组，与母乳喂养组差异无统计学意义。EF组与SF组相比，退烧药的使用也明显减少。此外，MFGM的添加可增强婴儿对肺炎链球菌疫苗的免疫应答。最近，Timby［28］研究小组又利用高通量测序技术和对人体口腔微生物数据库（HOMD）中16S rDNA的对比分类，在婴儿4个月（n=124）和12个月龄时（n=166）分析口腔微生物群。发现EF组中卡他莫拉菌的水平较SF组低。EF组中AOM的发病率降低，可能与此有关。Veereman⁃Wauters等［29］在健康儿童中进行的一项前瞻性双盲随机对照试验中，初始纳入253名儿童，平均年龄为（4.4±0.9）岁，实验组儿童连续6周饮用添加了MFGM的配方奶后，发热（＞38.5℃）的天数和＜3天的短期发热均少于饮用未添加MFGM配方奶的儿童。

4.1.2 MFGM改善认知能力Timby等［27］在上述的前瞻性研究中，在婴儿12月龄时使用Bayley婴幼儿发展评估量表对神经发育进行评估，EF组在认知上的评分高于SF组，与母乳喂养组在认知上差异无统计学意义。Gurnida等［30］评估了喂养富含神经节苷酯的牛奶婴儿认知能力的影响。70名健康足月婴儿被随机分为补充神经节苷酯的配方乳组和普通配方乳组，同时也招募了40名婴儿作为母乳喂养组。喂养至24周，结果发现补充了神经节苷酯组的婴儿血清中的神经节苷酯含量高于未补充组。神经节苷酯组婴儿的手眼协调得分，表现力得分和整体智商明显高于未补充组，与母乳组比较差异无统计学意义。

4.2MFGM对中老年人的影响

4.2.1 MFGM可改善肌肉及运动功能Soga等［31］在日本开展的针对成年人的随机双盲对照研究，14名年龄在31～48岁的成年人随机分为两组，分别每日服用MFGM（1g）和安慰剂片，并进行2次/周的运动训练。4周后，MFGM组的腿伸展强度显著高于安慰剂组。表面肌电图显示，MFGM组的平均振幅也明显高于安慰剂组。结果表明MFGM的膳食补充与定期运动相结合可显著改善肌肉功能。Ishi⁃maru等［32］研究了含有鞘磷脂的MFGM对健康中老年人身体机能（敏感度，平衡感，力量和步态）的影响，招募56名年龄在50～69岁的受试者进行随机双盲对照试验，分为MFGM片剂组（MFGM含有33mg鞘磷脂，1g/d）和安慰剂片剂组（全脂奶粉，1g/d），并参加2次/周的轻运动计划（30 min/次）。8周后发现，MFGM组的运动表现（10秒步数，单腿站立时间和座椅站立计数，10米步行速度和障碍步行速度）均较对照组有明显提高。这些发现表明MFGM的摄入可改善机体的平衡感和运动功能。此外，MFGM的添加也可能有助于运动障碍综合征的改善。Kim等［33］在日本开展的一项针对身体虚弱人群的队列研究，331名被定义为虚弱的女性受试者中有131名被随机分为4组：MFGM组（n=32），安慰剂组（n=33），运动+MFGM组（n=33），运动+安慰剂组（n=33）。干预三个月后，结果显示运动+MFGM组的虚弱好转的几率较高于安慰剂组、MFGM组。研究表明，MFGM的补充和运动相结合，对体弱女性的体质改善有帮助。

4.2.2 MFGM可减少高脂饮食的危害膳食中饱和脂肪酸（Saturated Fatty Acid，SFA）高，尤其是棕榈酸（PO），与餐后炎症和胰岛素抵抗密切相关。Demmer等［34］开展的随机双盲交叉实验中，将36名超重（BMI：25～29.9kg/m2）或肥胖（BMI：30～39.9kg/m2）男女随机分为食用不含MFGM的PO组和富含MFGM的PO组（PO+MFGM组），参与者食用等热量的上述2种食物，经过1⁃2周代谢后，在第0、1、3、6h对血清中的细胞因子，黏附因子，皮质醇和炎症标志物进行测定。同时分析血浆中的葡萄糖，胰岛素和血脂谱。结果显示PO+MFGM膳食组与PO膳食组相比，总胆固醇，低密度脂蛋白，可溶细胞内黏附分子及胰岛素曲线下增值面积均降低，抗炎因子IL⁃10增加。研究表明MFGM添加至高饱和脂肪餐中，减少了超重和肥胖成人的餐后胰岛素血症和炎症反应。此外，黄油中含有丰富的SFA，可增加血浆的低密度脂蛋白，这些都是心血管疾病的主要危险指标。但是，与其他乳制品相比，黄油中的MFGM含量相对较低。Rosqvist等［35］假设了不同的乳制品因MFGM的含量不同，对血浆脂质的调节作用也会不同，进行了一项单盲、随机、等热量的对照试验，受试者均为超重的男性和女性，随机分为MFGM饮食（鲜奶油）组和对照饮食（黄油）组，结果显示为期8周的MFGM饮食与对照组饮食相比，并未增加血浆中的脂质含量。

5 结 语

随着对MFGM的结构及功能认识的加深，MFGM的添加被越来越多的应用于临床研究。乳类是婴幼儿生命初期必不可少的能量和营养来源，也是人体生长发育过程中重要的营养物质。MFGM在婴幼儿中的功能发现，使配方奶更接近于母乳提供了更多的理论依据。同时，随着社会老龄化和肥胖人群的增加，MFGM在中老年人中的应用即将会引起另一波研究热潮。