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小分子,大能量!牛初乳中的20+生长因子

 

牛初乳除了是免疫球蛋白的天然食物来源,其还含有250多种其他活性功能成分,这其中就包括已被发现的20多种生长因子,例如代表性的IGF、EGF、TGF等。

 

这些生长因子已被证明在促进机体正常生长、修复受损胃肠道、调节免疫、调节骨骼代谢发育、平衡血糖、促进受伤组织愈合等方面发挥重要作用。本篇文章便让我们走进这些“小分子、大能量”的生长因子。

 

 

关键生长因子

 

牛初乳含有的关键生长因子包括:

 

○ IGFs 胰岛素样生长因子,包括IGF-I和IGF-II

○ EGF 表皮生长因子

○ TGFs 转化生长因子,包括TGF-α、TGF-β1和TGF-β2

○ PDGF 血小板衍生生长因子

○ VEGF 血管内皮生长因子

○ FGFs 成纤维细胞生长因子,包括FGF1和FGF2

○ NGF 神经生长因子

○ BTC β细胞素

○ MFG-E8 乳脂球表皮生长因子8

 

目前已发现牛初乳中有20多种肽类生长因子,这些生长因子浓度在产后最初几个小时分泌的乳汁中最高,并随着泌乳期的延长而显著下降。因而,产犊后24小时内收集的初乳其原生生长因子水平优于72小时收集的初乳和7天后收集的普通常乳

 

图片来源:牛初乳营养组成和功能特性研究进展

 

此外,这些生长因子的分子量也基本上小于50kDa,主要的IGF、EGF、TGF-α分子量都在10kDa以下。它们虽然含量是微量的,但却易被吸收而发挥显著的生理活性,且牛初乳中的一部分生长因子可以抵抗比巴氏杀菌更高温度的热处理

 

牛初乳部分活性成分的分子量分布

图片来源:Bovine Colostrum: Its Constituents and Uses

 

 

不同生长因子的功能

 

IGFs是牛初乳中含量最高的生长因子,主要以游离形式存在;在成熟乳中则主要以结合形式存在。牛乳和人乳IGFs具有100%的序列同源性。IGFs 具有促进细胞增殖分化、促进骨骼肌细胞生长发育、促进神经再生、加速骨骼愈合、促进肠道发育、增加葡萄糖利用以及介导生长激素的促生长作用等多种生物活性。

 

特别是IGF-I和IGF-II的结构与胰岛素原相似,在高浓度的情况下,IGF可以发挥胰岛素样作用。Kim J H等人研究表明,每天早晚空腹各服牛初乳5g,一天共10g,能够使2型糖尿病人(16人,50岁左右)餐后2小时和8小时的血糖水平都持续下降,4周后受试者的总胆固醇和甘油三酯水平也均显著下降。并且,来自牛初乳的IGF不会提高人体正常循环内的IGF水平。一项研究便测量了服用高剂量牛初乳(40 g/天)对受试者体内IGF水平的影响,结果显示血浆IGF水平并没有显著增加。IGFs生长因子在高温和酸性条件下都相对稳定。因此,它们能够在商业牛奶加工和胃酸的恶劣条件下存活下来,以保持它们的生物活性。

 

牛初乳中TGFβ的浓度较高,约为成熟乳的20倍,TGFβ有35个 亚基,在免疫调节、细胞增殖、维持胃肠道完整性以及促进骨骼发育等方面均具有重要作用。EGF含有 53 个氨基酸残基,具有加速伤口愈合、调节炎症反应、促进胃肠道组织修复以及细胞增殖分化等功能。将EGF与早产儿的胃液孵育后,EGF仍能保持完整,但是EGF 对成年人胃液不稳定,会降解成EGF-49,造成其生物学活性降低。EGF对肠消化的稳定性则依赖于是否存在其他食物蛋白,空腹时摄入EGF会被胰蛋白酶快速降解,而当其与酪蛋白等其他蛋白共存时,EGF则可以保持其原有活性,说明牛乳酪蛋白等可以在一定程度上保护EGF,使其摄入后能正常发挥生物学功能。

 

由于这些生长因子是碱性化合物,因此阳离子交换色谱技术可以有效地用于牛乳中生长因子的提取。膜技术如微滤 (MF) 已经成功地用于从初乳中提取免疫球蛋白和一些生长因子,而超滤技术则可用于分离乳清中的 IGF-I 和 IGF-II。牛乳生长因子提取物具有广泛应用领域,如用于治疗胃肠道紊乱、皮肤病以及促进伤口愈合等

 

图片来源:牛初乳中免疫球蛋白的稳定性研究与膨化冻干乳制品制备

 

总的来说,牛初乳中除了免疫球蛋白,其生长因子也是一类能够发挥胃肠道修复、免疫调节、骨骼代谢调控、受损组织伤口修复等作用的关键活性成分。且一些生长因子能够耐受更高的温度处理,这一特性使它们能够在加工后依然维持较好的生物活性,从而在摄入后发挥一定功效。

 

牛初乳是人类古老的饮食成分,当前补充牛初乳的研究没有报告严重的不良事件。毒理学、临床前和临床实验也证明儿童、非孕妇成人和运动员等在一定剂量范围内摄入牛初乳的安全性,其中儿童的剂量范围约为500 mg/d~3 g/d,成年人和运动员的剂量范围约为400 mg/d~20 g/d。因此,科学合理地摄入牛初乳不仅能为青少年儿童的身体健康和生长发育提供营养支持,还能满足中老年人、运动员等特殊人群的营养和健康需求。

 

参考文献:

[1] 牛初乳营养组成和功能特性研究进展 2023

[2] 牛初乳中免疫球蛋白的稳定性研究与膨化冻干乳制品制备 2022

[3] Growth factors from bovine milk and colostrum: composition, extraction and biological activities 2006

[4] Colostrum and milk-derived peptide growth factors for the

treatment of gastrointestinal disorders 2000

[5] Bovine Colostrum: Its Constituents and Uses 2021

[6] Health-promoting effects of bovine colostrum in Type 2 diabetic patients can reduce blood glucose, cholesterol, triglyceride and ketones 2009