A tejből származó β-kasomorfinok hatása a fiziológiai funkciókra és a kutatás trendjeire: áttekintés

Felülvizsgálati cikk

Teljes cikk
Ábrák és adatok
Hivatkozások
Idézetek
Metrikák
Engedélyezés
Újranyomtatások és engedélyek
PDF

Absztrakt

BEVEZETÉS

β -KASOMORFINOK (BCM)

A kazomorfin szó a szóból származik caso, ami kazeint és a morfin Morphustól, az alvás görög istenétől. [11] Ezek a peptidek a tej β-kazeinjéből származnak, és opioid és farmakológiai aktivitást mutatnak. Ezek a peptidek megkötik a μ-receptorokat, amelyek a központi idegrendszerben, a gyomor-bél traktusban és néhány immunsejtben helyezkednek el. [12] A BCM-ek 4-11 aminosav-peptidek, amelyek inaktív formában vannak titkosítva, és amelyek bármelyikük során felszabadulnak in-vivo vagy in vitro emésztés. Közülük a legaktívabb a BCM-7 és a BCM-5, amelyek a β-kazein f60-66 és f60-64 fragmenseit képviselik. [13]

A β-KAZEIN GENETIKAI VÁLTOZATAI

A β-kazein 209 aminosavat tartalmaz, és ennek a fehérjének legalább 12 variánsa van, amelyek különböző aminosav-pozíciókban különböznek egymástól. [14] A szarvasmarha-β-kazein gén VII. Exonján a hatodik kromoszómán végzett pontmutáció eredményeként a citozinból adeninné történő átalakulás a prolin (kodon; CCT) hisztidinnel (kodon; CAT) való helyettesítését eredményezi a 67. pozícióban. [15] A leggyakoribbak a β-kazein A1 és A2 formái, a hisztidin vagy a prolin aminosav jelenléte alapján a β-kazein 67. pozíciójában. Az A1 „hasonló” tej magában foglalja a β-kazeint A1, B, C, F és G allélokkal, a 67-es maradékon lévő 67-gyel (-Tyr60-Pro61-Phe62-Pro63-Gly64-Pro65-Ile66-His67-), de az aminosavak egyéb pozíciói. Az A2 „hasonló” tejben (-Tyr60-Pro61-Phe62-Pro63-Gly64-Pro65-Ile66-Pro67-) β-kazein van A2, A3, D, H1, H2 és I allélekkel, 67-es prolinmaradékkal, de variánsai az aminosavak más pozícióiban, az 1. ábra szerint. [16, 17] Számos DNS-alapú technika létezik, például egyszálú konformációs polimorfizmus (SSCP), [18] polimeráz láncreakció-korlátozás töredék hossza polimorfizmus (PCR- RFLP) [19] allélspecifikus PCR (AS-PCR), [17] valós idejű PCR TaqMan, [20] és a PCR-amplifikáció által létrehozott restrikciós hely (PCR-ACRS) [21 - 23] ezen allélok szűrésére.

Online közzététel:

Az 1. ábra a β-kazein A1 és A2 „hasonló” változatai.

A β-KAZOMORFINOK Bocsátása

Online közzététel:

2. ábra A BCM-7 felszabadulása a β-kazein A1 variánsából.

Anyatej-helyettesítő tápszerek (IF)

Erjesztett tej

A BCM abszorpciója

Online közzététel:

1. táblázat A BCM-ek felszívódása és szállítása

A BCM-ek fiziológiai jelentősége

A BCM-ekről feltételezik, hogy sok betegségben érintettek, ideértve a szívbetegségeket, az 1-es típusú cukorbetegséget és a hirtelen csecsemőhalál szindrómát. [3 - 5] Átvitt értelemben „az ördögnek a tejben” tekintik. [10] Elérhetők azonban ellentmondásos jelentések, amelyek összekapcsolják ezeket a peptideket az állatok számára előnyös fiziológiai szempontokkal. De az összes rendelkezésre álló információ vagy az embertől származó epidemiológiai adatokon alapul, vagy többnyire az állatkísérletekhez kapcsolódik in vitro. Ezért mélyebb kutatásra van szükség a pontos mechanizmus kiderítéséhez.

A BCM-7 funkcionális jelentősége

Online közzététel:

2. táblázat A BCM-7 és -5 jótékony hatása

A BCM-5 funkcionális jelentősége

A BCM-ekkel összefüggő egészségügyi szövődmények

Széles körű bizonyíték korrelálja a BCM-eket a különféle káros biológiai válaszokkal, például az 1-es típusú diabetes mellitusszal; [4] szívbetegségek; [59] neurológiai rendellenességek, például autizmus és skizofrénia; [60] és a hirtelen csecsemőhalál szindróma. [5]

1. típusú cukorbetegség

Szív-és érrendszeri betegségek

Ökológiai vizsgálatok összefüggésbe hozták a BCM-7 bevitelét a szív- és érrendszeri betegségek halálozásával. [4] Chin-Dusting et al. [69] összefüggést találtak az A1 β-kazein fogyasztása és az emberi szív- és érrendszeri betegségek fokozott kockázata között. Az A1 β-kazeinfogyasztásról kiderült, hogy hiperkoleszterinémiát vagy érelmeszesedést okoz, bizonyítva ennek összefüggését a szívbetegségek előfordulásával állatkísérletekben. Kiszámították az összefüggést az iszkémiás szívbetegségek miatti halálozási arány és a tejfehérjék és tejkomponensek fogyasztása között is. [3] A β-kazein A1 tejjel táplált nyulak koleszterinszintje és zsíros csíkokkal borított aorta felületének százalékos aránya magasabb volt, mint az A2 β-kazeiné. [70]

Pszichomotoros fejlődés

Orosz tudósok kimutatták, hogy a BCM-7 a tejkeverékkel táplált csecsemők vérébe jut. A csecsemők gyorsan metabolizálták a BCM-7-et, míg mások lassú metabolizálók voltak. Azoknál a csecsemőknél, akiknél a vér BCM-7 szintje magas maradt a takarmányok között, nagyobb volt a késleltetett pszichomotoros fejlődés kockázata. [41]

Hirtelen csecsemőhalál szindróma (SIDS)

A BCM-7-et több mint 20 éve gyanítják a SIDS kockázati tényezőjeként. BCM-eket találtak a SIDS-ben elhunyt gyermekek agytörzseiben. [71] Lengyel tudósok [42, 72] kimutatták, hogy az apnoe révén akut életveszélyes eseményeket (ALTE) szenvedő csecsemőket a BCM-7 keringő szintje jellemezte, amely háromszor magasabb volt, mint normális gyermekeknél. Ugyanezen gyermekek DPP IV szintje (a BCM-7-et lebontó enzim) a normál gyermekeknél csak 58 ± 3% volt. Noha a csecsemőket szoptatják, a BCM-7 szarvasmarhaféléket még mindig megtalálták a csecsemők vérében. Ez arra utalt, hogy a szarvasmarha BCM-7 anyatejjel került az anya gyomrából a csecsemőjébe. E csoport további munkája során a szarvasmarha BCM-5-et találták a szoptatott gyermekek vérében.

Online közzététel:

3. ábra A BCM-ek immunológiai szerepei különböző sejteken.

A BCM immunológiai perspektívája

A BCM-ekről azt is javasolják, hogy számos immunológiai aktivitást mutassanak, például krónikus gyulladásos reakciókat, például allergiát, mucin termelést, limfocita proliferációt, bőrreakciókat; a javasolt hatásmechanizmust a 3. ábra szemlélteti.

Nyálkaelválasztás és veleszületett immunitás

Bartley és McGlashan [75] egy hipotézist is felvetett azon az elképzelésen alapulva, hogy a BCM-7 mucin expressziót, nyálka szekréciót és felszabadulást okoz a bélben. Feltételezték, hogy az A1 tej fokozhatja a nyálka termelést a légutakban azoknál az egyéneknél, akiknek fokozott a béláteresztő képessége. Konkrétan, a BCM-7 a serlegsejtek μ-opioid receptorain keresztül hat a légúti traktusban a MUC5AC gén expressziójának felsõ szabályozása érdekében, és fokozza a nyálka szekrécióját és olyan tünetek kiváltását, mint az asztma vagy a nátha. De mielőtt ez a korreláció a végső következtetéshez jutna, számos előfeltételt kell figyelembe venni, mint például az A1 fogyasztása az A2 tejjel szemben, és a BCM-7-nek emésztenie kell a bélben, keringenie kell a vérben, és meg kell gyulladnia más szöveteket. Ha ez alátámasztja a hipotézist, akkor csak az tudja megmagyarázni, hogy az asztmás vagy rhinitis tüneteiben szenvedők egy része miért javítja a tejmentes étrendet, és miért ellenzi a veleszületett immunitás kialakulását. A tényleges koncentrációs dózist szintén figyelembe kell venni, mielőtt bármilyen következtetést levonna.

A limfocita szaporodása és a sejtek immunitása

Tejallergia

Összefüggést vizsgáltak a szérum DPP IV aktivitása és az anyatej BCM-tartalma között a csecsemők egészséges és allergiás csoportjai között. Az allergiás csoportban az anyatejben lévő BCM magas szintje megfelel a csecsemőszérumok alacsony DPP IV aktivitásának. Az allergiás csoportba tartozó anyatej alacsonyabb BCM-5 és BCM-7 tartalma úgy tűnik, hogy a BCM átjuthat a bélből a vérbe, és hosszabb felezési ideje lehet az alacsonyabb DPP IV aktivitás miatt. [42, 72] Nemrégiben laboratóriumunkban Reddi et al. [81] szignifikáns hisztamin- és hízósejt-specifikus triptáz-felszabadulást figyelt meg a csontvelőből származó sejtek BCM-5-kel történő inkubálásakor.

Tej intolerancia

Sokan, akik A2 tejet isznak, ezt azért teszik meg, mert könnyebben emészthetők. Az A2 tej azonban tartalmaz laktózt, amelyet gyakran a tej intolerancia legfontosabb kérdésének tartanak. Ennek a látszólagos ellentmondásnak a valószínű magyarázata kettős. Először is, az A1p-kazeinből felszabaduló BCM-7 lelassítja az élelmiszerek átjutását az emésztőrendszeren (csakúgy, mint más opioidok), hosszabb időt biztosítva a laktóz fermentációhoz. Másodszor, sok ember intoleráns, kifejezetten a BCM-7 iránt. Ehhez a hipotézishez azonban intenzív kutatásra van szükség, hogy ezt a tényt minden kétséget kizáróan bebizonyítsa.

A2 Corporation Ltd.. [68] Új-Zélandon 2000-ben hozták létre, hogy a tehenek teszteljék a β-kazein A1 és A2 genetikai variánsait, és csak az A2 változattal forgalmazzák a tejet. A kívánt β-kazein A2 genotípusok alkalmazásának legegyszerűbb módja a bika spermájának szelektív elosztása. Lehetővé teszi olyan tehénállományok kifejlesztését, amelyek csak A2-es változatú tejet termelnek. 2003 óta Új-Zélandon és Ausztráliában prémium márkaként értékesítik az A2 tejet, amely fehérje minőségben természetes választást kínál. A vállalat megkezdte az A2 tej forgalmazását Ázsiában és az Egyesült Államokban is.

A BCM-ek IPARI ALKALMAZÁSAI

Géntechnikai technikákat alkalmaztak BCM-ek és analógjaik előállítására a mikrobiális fúziós fehérje enzimatikus vagy kémiai hasításával, hogy felszabaduljanak ezek a peptidek. [82] Ezen rekombináns BCM-ek előállításának célja az állatok teljesítményének, például a súlygyarapodás vagy a tejhozam növelése. Eddig nem sikerült sikert elérni az emberi táplálkozásban. Ennek ellenére a gyógyszergyárak néhány módosított BCM-et előállítottak annak érdekében, hogy nagyobb fájdalomcsillapító hatékonyságuk, megváltozott mellékhatásaik és hosszabb hatásuk legyen. A fájdalomcsillapító vagy hasmenés ellenes aktivitás jelentős növekedését a kutyáknál az L- D-aminosavakkal történő szubsztitúciójával érhettük el. A kémiailag módosított erős opioid peptidek példái közé tartozik a morficeptin és a kazokefamid. A természetes BCM-ek módosítása magában foglalja a kapott analógok fokozott affinitását az opioid receptorok iránt, megváltozott farmakokinetikát, különösen proteolitikus/peptideolitikus enzimekkel történő inaktiválást; a szubsztituált BCM-ekről kiderült, hogy ellenállóbbak az enzimatikus támadásokkal szemben, és nagyobb opioid-hatékonyságot mutatnak, mint a természetes peptidek. [84]

KÖVETKEZTETÉSEK

A tejből származó β-kasomorfinok az egészséggel kapcsolatos élelmiszer-tulajdonságok IV. osztályába sorolhatók, ahogyan azt Rahman és McCarthy javasolja [85], de az egészség és a jólét előmozdításának hatékonysága vita tárgyát képezi. Egyrészt az opioid peptidek különféle fiziológiai rendellenességekkel társultak, másrészt ezek a peptidek a test különböző szabályozási folyamatainak potenciális modulátorai. A negatív adatok vagy epidemiológiai eredetűek, vagy állatkísérletekből származnak, és egyes bizonyítékok az emberi betegségekkel vagy a funkcionális jelentőséggel kapcsolatban nem elég erősek ahhoz, hogy mély vizsgálatot igényelnek. A funkcionális tulajdonságok ilyen eltérései problémát jelentenek a fogyasztók és az érdekelt felek számára is. Ezért folytatni kell a kutatásokat a BCM-eknek az emberi egészségben és a kockázatértékelésben betöltött szerepének feltárásában in-vivo továbbfejlesztett diagnosztikai technikákkal végzett kísérletek az alternatív β-kazein variánsokkal etetett állatok vérében a BCM jelenlétének igazolására. Ezért elengedhetetlen a tejfehérje eredetű opioid peptidek fiziológiai jelentőségének és emésztés közbeni felszabadulásának teljes megértése, hogy elkerüljük a zavart a fogyasztók fejében az A1 és A2 „hasonló” tej biztonságos használatához.