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牛初乳与骨骼健康

 

初乳碱性蛋白CBP在骨骼健康领域的功能越来越为人所熟知,而牛初乳作为其来源,其实也对骨骼健康有一定益处。一些临床和动物实验表明,牛初乳有益平衡骨代谢,增加骨量、骨密度,预防绝经后妇女和老年人骨质疏松,也有益改善儿童生长迟缓

 

 

骨是具有新陈代谢的活组织

骨形成VS骨吸收

 

为了保持结构的完整性以满足机体活动的需要,骨需要不断的生长和再生,这一过程称为骨重建。骨重建持续终身,是一种循环的、自身动态平衡的代谢过程,这一过程便包括破骨细胞主导的骨吸收与成骨细胞主导的骨形成[1,2]。

 

破骨细胞具有骨吸收功能,在重建过程中不断的清除旧骨,有助于骨架的形成和骨量密度的控制。成骨细胞具有骨形成功能,能够合成类骨质、调控矿化作用,最终分化为骨细胞或者骨衬细胞。

 

 

在儿童和青少年骨骼生长时期,成骨细胞比破骨细胞活跃,人不断长高;随着年龄的增加,骨形成和骨吸收过程保持平衡,人体骨骼也停止了生长;当步入中老年或更年期,骨吸收大于骨形成,从而会引起骨量减少和骨微结构的破坏,最终导致骨质疏松症、类风湿关节炎、骨硬化症等疾病[2,3]。

 

 

调节代谢,保持骨骼“年轻态”

牛初乳的骨骼健康益处

 

哺乳动物分泌的初乳本身便能够支持生命初期的骨骼生长发育,而牛初乳发挥骨骼健康益处离不开其天然含有的活性成分,包括矿物质、维生素、乳铁蛋白、骨桥蛋白、生长因子、初乳碱性蛋白等等。Federico Mussano等人的研究[4]也表示,他们制作的去除酪蛋白和脂肪后的牛初乳衍生物(SBCD)含有参与基质细胞刺激和分化的因子,并能诱导受刺激的间充质干细胞产生细胞因子,是一个丰富的骨诱导因子来源

 

牛初乳天然含有高含量的钙(2.6-4.7g/kg)、镁(0.4-0.7g/kg)、锌(11.6-38.1g/kg)、维生素D(0.89-1.81 IU/g fat)等矿物质和维生素[5],它们在骨骼健康中发挥重要作用。此外,一些研究表明,乳铁蛋白也具有促骨生成、预防骨质疏松等作用[6,7]。

 

特别的是,牛初乳中含有许多与骨形成和骨再生过程相关的生长因子,包括转化生长因子β(TGF-β)、胰岛素样生长因子1 (IGF-1)、成纤维细胞生长因子(FGF)、血小板生长因子(PDGF)、血管内皮生长因子(VEGF)等[5]。例如,IGF-1是一种多功能肽,在成骨分化过程中通过PI3K/Akt途径激活 mTOR,以诱导间充质干细胞分化为成骨细胞。在小鼠成骨前体细胞中敲除IGF-1受体基因后,小鼠骨量及矿物沉积率均显著降低。注射IGF-1和IGF结合蛋白,可提高老年大鼠骨基质中IGF-1水平,促进新生骨的形成[8]。

 

 

一些利用OVX和ORX大鼠模型的试验[9-11]表明,牛初乳能增加骨量、骨矿物质含量和骨密度,改善骨微结构,预防骨质疏松。Whitney R.D. Duff等人[12]则研究了40名老年人(50-70岁)在阻力训练中补充牛初乳或乳清蛋白的效果。受试者每天分三次服用60g牛初乳(25%IgG)或乳清蛋白复合物(含38g蛋白)。结果表示,仅补充牛初乳对老年人增加腿部抗压强度和减少骨吸收是有益的。骨吸收的减少也说明牛初乳有益抑制骨钙溶出,防止钙流失,预防骨质疏松。

 

两个关键的随机对照试验也表明,牛初乳在支持生长发育方面发挥潜在作用。在Beirut等人[13]进行的一项前瞻性随机对照试验中,267名健康的9个月幼儿在3个月的时间内补充APS牛初乳 (5.7g)和全蛋粉(4.3g),与对照组相比,APS牛初乳组幼儿的线性生长迟缓发生率比对照组更低,这一结果一直被监测到孩子17个月龄。另外,在此之前的先导试验中,儿童补充全蛋粉,但没有APS牛初乳,试验最后产生了混合的、不一致的结果,表明APS牛初乳是这些结果所必需的。因此,Bierut等人表示牛初乳及其生物活性成分可能是改善孩子发育迟缓的重要原因

 

 

总的来说,牛初乳不仅能够提供维持骨骼健康的基础营养素,例如钙、镁、VD等,也能通过其他活性成分调节骨代谢,例如生长因子、乳铁蛋白、骨桥蛋白等。对于儿童,牛初乳有益促进生长发育,对于绝经后妇女和中老年,牛初乳有益改善骨质疏松,保持骨骼“年轻态”

 

产品应用上,虽然牛初乳的免疫健康更被熟知,但从配方本身功能上来说,牛初乳能与额外添加的钙、VD、VK、CBP等成分共同发挥骨骼益处,让产品如虎添翼。

 

 

参考资料:

[1] BOYLE W J,SIMONET W S D,LACEY L. Osteoclast differentiation and activation[J]. Nature,2003,423(6937):337-342.

[2] 宋方茗, 刘倩, 徐家科. 骨重建在细胞水平上的研究进展[J]. 广西医科大学学报, 2019, 36(12):15.

[3] 褚赞波, 邹荣鑫, 黄海燕,等. 破骨细胞功能调控与骨吸收抑制剂[J]. 中华骨质疏松和骨矿盐疾病杂志, 2018, 11(5):6.

[4] Mussano F, Bartorelli Cusani A, Brossa A, et al. Presence of osteoinductive factors in bovine colostrum[J]. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 2014, 78(4): 662-671.

[5] Playford R J, Weiser M J. Bovine colostrum: Its constituents and uses[J]. Nutrients, 2021, 13(1): 265.

[6] Chen XW, Li YH, Zhang MJ, et al. Lactoferrin ameliorates aging-suppressed osteogenesis via IGF1 signaling. J Mol Endocrinol. 2019;63(1):63–75.

[7] 李依璇. 乳铁蛋白通过TGF-β受体及维生素D受体调控骨生成的分子机制[D]. 中国农业大学, 2018.

[8] 丁祎, 崔宇, 张令强. 调控骨骼形成的信号通路[J]. 中国生物化学与分子生物学报.

[9] Kydonaki E K, Freitas L, Fonseca B M, et al. Bovine colostrum supplementation improves bone metabolism in an osteoporosis-induced animal model[J]. Nutrients, 2021, 13(9): 2981.

[10] Du M, Xu W, Yi H, et al. Protective effects of bovine colostrum acid proteins on bone loss of ovariectomized rats and the ingredients identification[J]. Molecular nutrition & food research, 2011, 55(2): 220-228.

[11] Du M, Wang K, Wu C, et al. Effects of bovine colostrum acid protein on bone loss and hemobiochemistry indexes in rats[J]. Dairy science & technology, 2009, 89(5): 449-461.

[12] Duff W R D, Chilibeck P D, Rooke J J, et al. The effect of bovine colostrum supplementation in older adults during resistance training[J]. International journal of sport nutrition and exercise metabolism, 2014, 24(3): 276-285.

[13] Bierut T, Duckworth L, Grabowsky M, Ordiz M, Laury M, Callaghan-Gillespie M, Maleta K, Manary M. 2021. The Effect of Bovine colostrum/Egg Supplementation compared with corn/soy flour in young Malawian children: a Randomized, Controlled clinical trial. Am J Clin Nutr 2;113(2):420-427.