CC BY
73
#
ЛЕКЦИИ ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТОВ
Для корреспонденции
Скидан Игорь Николаевич - кандидат медицинских наук,
руководитель научного отдела компании «Бибиколь-РУС»
Адрес: 141006, Московская область, г. Мытищи,
Олимпийский пр., д. 29, стр. 2
Телефон: (495) 926-06-26
Факс: (495) 926-06-45
E-mail: [email protected]
И.Н. Скидан1, А.Е. Гуляев2, К.С. Казначеев3
Жировые глобулы как детерминанты пищевой и биологической ценности козьего молока
Milk fat globules, as determinants of the nutritional and biological value of goat milk
I.N. Skidan1, A.E. Gulyaev2, K.S. Kaznacheev3
This review summarizes the most complete information on such fundamentally important quality parameters of goat milk as the cellular composition of somatic cells and the structure of cytoplasmic debris in milk. It also focuses on the characterization of an essential component of the energetic value and nutritional content of milk -milk fat globules and milk fat globule membranes. The survey also clarifies some of the terms and meanings of physiological processes associated with the formation of the milk of various ruminants and breast milk.
Keywords: goat milk, somatic cells, cytoplasmic debris, milk fat globule, milk fat globule membrane
1 Компания «Бибиколь-РУС», Московская область, Мытищи
2 Центр наук о жизни «Назарбаев Университет», Астана, Казахстан
3 Новосибирский государственный медицинский университет
1 BibicaLL-RUS Ltd., Moscow Region, Mytishchi
2 Center for Life Sciences «Nazarbayev University», Astana, Republic of Kazakhstan
3 Novosibirsk State Medical University
В обзоре приведены сведения о таких принципиально важных параметрах качества козьего молока, как клеточный состав и состав цитоплазматических включений молока. Основное внимание уделено характеристикам главных составляющих энергетической и пищевой ценности молока - молочному жиру, жировым глобулам молока и мембранам жировых глобул. Также обзор содержит некоторые уточнения терминов и смысловых значений физиологических процессов, связанных с образованием молока различными сельскохозяйственными животными и человеком.
Ключевые слова: козье молоко, соматические клетки, цитоплазмати-ческие включения, жировая глобула молока, мембрана жировой глобулы
История применения человеком молока одомашненных животных начинается в период позднего неолита, когда люди постепенно перешли от охоты на диких животных и собирательства плодов и кореньев к оседлому образу жизни. Используя новые навыки, человек научился воспроизводить животных и растения для производства продуктов питания. Одним из главных достижений неолитической «сельскохозяйственной революции» было приручение жвачных молочных животных - коз и коров. Это, по сути, обеспечило постоянный доступ человека к мясу, шерсти, шкуре и, конечно, молоку. Первые попытки приручения диких коз были предприняты 8-10 тыс. лет назад в зоне так называемого плодородного полумесяца [4, 28]. Таким образом, без преувеличения можно говорить о том, что уже несколько тысяч лет подряд молоко домашних
81
#
коз (Capra aegagrus hircus) и других сельскохозяйственных животных - желанный и ценнейший пищевой ресурс человечества.
Производство и потребление козьего молока в мире
Исторически сложилось, что козы вплоть до относительно недавнего времени выращивались преимущественно на частных подворьях или в мелких фермерских хозяйствах. За исключением отдельных стран, коммерческая продажа жидкого козьего молока была практически неизвестна до Второй мировой войны. После Второй мировой войны козье молоко прежде всего использовали в качестве заменителя коровьего молока для лиц, страдающих аллергией и различными гастроин-тестинальными расстройствами. Причиной нового всплеска интереса к козьему молоку, особенно в странах Западной Европы, США и странах Океании с 1960 по 1970 г., был общемировой тренд «Назад к природе» [45, 50, 80]. В научной литературе рост производства и потребления козьего молока объясняют 4 основными факторами: 1) приростом общей численности населения Земли и, соответственно, увеличившейся потребностью в пище и использовании сельскохозяйственного сырья; 2) повышенным спросом на продукты для здорового питания (англ. health foods), такие, как козий йогурт, козий сыр и др.; 3) альтернативой для людей, страдающих пищевой аллергией и (или) гастроинтестинальными расстройствами; 4) наличием ряда интересных характеристик фракционного состава и физико-химических особенностей [1-3, 14, 50, 76].
В соответствии с данными Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций (Food and Agriculture Organization
Рис. 1. Производство козьего молока в мире, в тоннах (использованы данные FAO Statistics Division, 2011/ http://www.fao. org/statistics/en/)
of the United Nations - FAO), в настоящее время в мире производится примерно 700 млн тонн молока в год, из них около 80% приходится на коровье, 10% -на буйволиное, 2,5% - на козье, 1,5% - на овечье и 1% - на верблюжье молоко [40]. На рис. 1 представлены крупнейшие мировые производители козьего молока. Как видно из рисунка, мировыми лидерами по производству козьего молока являются Индия (26,3%) и Бангладеш (14,3%). Доли лидеров европейских стран, таких, как Франция и Испания, составляют примерно по 4%, а Греции - 3,3% от всего рынка козьего молока [10, 14]. Подсчитано, что производство козьего молока в мире за последние 20 лет выросло более чем на 50%, примерно с 10 млн тонн в 1990 г. до 15,2 млн тонн в 2008 г. [8].
В рамках мировой тенденции развития производства и потребления козьего молока и продуктов на его основе отдельно стоит выделить возросший интерес к продуктам из козьего молока, предназначенным для новорожденных детей, -заменителям женского грудного молока, или так называемым сухим молочным смесям. По нашей оценке, адаптированные молочные смеси на козьем молоке на данный момент занимают примерно 8% всего российского рынка детских смесей, из которых на долю адаптированных смесей на основе цельного козьего молока приходится примерно 7%.
Такое прогрессирующее распространение в диетическом питании козьего молока и продуктов на его основе способствует актуализации проблемы оценки качества козьего молока, в том числе в сравнении с коровьим молоком. Молоко различных млекопитающих, в том числе козы, содержит гетерогенную популяцию клеток, которые, как правило, называют соматическими клетками* (СК). Для оценки качества молока широко используется именно показатель числа СК [79]. Этот удобный к применению на практике показатель молока считается чувствительным маркером состояния здоровья вымени у коров или коз [80-81]. Оценка же пищевой и биологической ценности молока базируется в большей степени на подробной характеристике основных составляющих - жиров, белков и углеводов, а также витаминов и минеральных веществ [5]. В настоящее время появляются данные о наличии корреляции между показателем СК и биологической ценностью молока [20].
Анализ доступных данных литературы по клеточному составу, определяющему гигиеническую оценку и качество молока, а также по характеристике молочного жира, определяющего энергетическую и пищевую ценность козьего молока, и стал основной темой настоящего обзора литературы.
* Соматические клетки - теоретически различные клетки организма млекопитающих (включая человека), за исключением половых или бактериальных клеток.
82 Вопросы питания. Том 84, № 2, 2015
И.Н. Скидан, А.Е. Гуляев, К.С. Казначеев
Соматические клетки в козьем молоке
В настоящее время возникает очевидная необходимость разработки дополнительной нормативно-правовой базы для обеспечения полноценного включения козьего молока в промышленную переработку. Причиной этого является несоответствие состава козьего молока-сырья общепринятым стандартам, ранее разработанным для свежего коровьего молока-сырья. Одними из актуальнейших моментов разрабатываемой гигиенической оценки стали вопросы количества СК в козьем молоке-сырье.
Учитывая тот факт, что существенным отличием козьего молока-сырья от коровьего является повышенное содержание СК, в Российской Федерации специально для козьего молока были разработаны технические условия (ТУ 9837-001-00495220-98 «Молоко козье. Требования при закупках»). В соответствии с техническими условиями козье молоко-сырье подразделяют на три сорта: высший, первый и второй. Содержание СК в молоке высшего и первого сортов не должно превышать 1 000 000 в 1 см3, в молоке второго сорта - 1 500 000 в 1 см3. Для сравнения: в США разрешенный лимит по СК для коровьего молока, установленный Food and Drug Administration (FDA), составляет 750 000 в 1 см3, а для козьего и овечьего молока -1 000 000 в 1 см3. В Европейском союзе, согласно директиве от 1992 г. (Directive 92/46ECC Council, 1992), разрешенный предел содержания СК для коровьего молока составляет 400 000 в 1 см3 и нет ограничений по СК на козье или овечье молоко-сырье [73]. Известно, что у большинства видов млекопитающих преобладающими клетками в молоке являются лейкоциты: лимфоциты, полиморфноядерные нейтрофилы и макрофаги, которые служат важными компонентами защиты молочной железы от бактерий. Одновременно молоко также содержит эпителиальные клетки, апоптические, поврежденные макрофагами и неповрежденные клетки эпителия, не связанные с процессом воспаления.
В отличие от коровьего молока, где макрофаги (<60%) являются преобладающим типом СК [15, 69, 71], в молоке коз преобладают полимор-фноядерные нейтрофилы (45-75%) [34]. По данным М. Боутинарда и соавт. (Boutinard М., 2002), в молоке коров с неинфицированным выменем в состав СК входит незначительное количество эпителиальных клеток [15]. В то же время указывается, что от 10 до 20% СК в козьем молоке являются эпителиальными клетками. Для сравнения: СК женского грудного молока могут содержать
от 50 до 90% эпителиальных клеток (foam-клетки и эпителиальные клетки) [15]. Некоторыми исследователями высказано предположение, что наличие эпителиальных клеток в молоке может обусловливаться элиминацией мертвых (отторгшихся) клеток апикальной части секреторного эпителия молочной железы. Однако методом витальной окраски (trypan blue) с подсчетом количества живых клеток установлено, что в грудном молоке может содержаться до 90%, а в козьем - до 40% от общего числа СК живых (непрокрашенных) эпителиальных клеток [15, 43, 92].
Для более детального изучения вопроса, касающегося СК в молоке, мы рекомендуем статью М. Бутинауда и соавт. (Boutinaud M., 2002), где в сравнительном аспекте приведены данные об общем количестве СК, а также подробно описаны типы СК в молоке разных видов сельскохозяйственных животных и человека в разные периоды лактации [15].
Цитоплазматические включения козьего молока
Другой отличительный признак козьего молока от коровьего - цитоплазматические включения (ЦПВ)*, которые попадают в молоко в результате слущивания апикальной части секреторных клеток молочной железы/вымени. Для характеристики таких клеточных фрагментов в англоязычной литературе введен специальный термин «<сhristiesomes» [103]. Показано, что козье молоко содержит многочисленные сhristiesomes с хорошо сохранившимся эндоплазматическим ретикулумом, митохондриями и жировыми глобулами. Большинство ЦПВ не содержат ядер, и только примерно 1% может иметь различные ядерные фрагменты [33]. Число ЦПВ в молоке здоровых коз варьирует от 71 до 306х103 в 1 см3 [15, 34]. Количество ЦПВ в молоке коз варьирует в зависимости от породы коз, периода лактации, окружающей среды, климата или других условий [36, 49].
В коровьем молоке содержатся более плотные ЦПВ с небольшим количеством мелких везикул или многочисленными микроворсинко-подобными структурами с выступами на одном из полюсов. Такие включения состоят из фрагментов эндоплазматического ретикулума, жировых глобул, пузырьков Гольджи и мицелл казеина [16]. Для таких структур в англоязычной литературе можно встретить специальный термин «<sunbursts» [103]. Здесь нужно отметить, что существуют работы, в которых исследователи указывают на отсутствие ЦПВ в молоке [15]. Интерес-
* Также в тексте используются названия «цитоплазматические дебри», «цитоплазматические фрагменты» или «цитоплазматические частицы».
Вопросы питания. Том 84, № 2, 2015 83
Митохондрии
Мерокриновая секреция Апокриновая секреция
Рис. 2. Примеры предполагаемых типов секреции компонентов молока
Мерокриновая секреция (слева) - простой тип секреции, когда секретируемые вещества, достигая апикальной части мембраны клеток, посредством различных механизмов высвобождаются наружу. Секреторные клетки в процессе высвобождения веществ не повреждаются.
Апокриновый тип секреции (справа) - секретируемые вещества, достигая апикальной части мембраны секреторных клеток, отделяются (отщепляются) от поверхности с вовлечением апикальной части цитоплазмы клеток либо части микроворсинок. Секреторные клетки в процессе высвобождения веществ могут частично повреждаться.
ШЭР - шероховатый эндоплазматический ретикулум; ГЭР - гладкий эндоплазматический ретикулум; АЧЦМ - апикальная часть цитоплазматической мембраны секреторных клеток; ЦСК - цитоплазма секреторной клетки; СВ - секретируемые вещества.
но отметить, что ЦПВ женского грудного молока ближе к таковым козьего как по количеству, так и по составу.
Апокриновый и мерокриновый типы секреции молока. Принимая во внимание указанное выше различие по количеству и качеству СК и ЦПВ в молоке козы и коровы, ряд исследователей в 1970-х гг. предположили, что тип секреции молока у этих животных может отличаться, в частности для козы характерен апокриновый тип секреции [101], а для коровы - мерокриновый [103]. Для большего понимания и наглядности этих процессов на рис. 2 в схематичном виде представлены апокриновый и мерокриновый типы секреции.
Одна из наиболее часто цитируемых работ по этой теме - работа, опубликованная учеными из института ARC Institute of Animal Physiology (Англия) в журнале «Nature» в 1970 г. [101]. В этой работе Вудинг и соавт. (Wooding F.B., 1970) пост-
84
роили свою гипотезу в пользу определенного типа секреции молока у испытуемых животных (в том числе коз) на основании анализа ЦПВ в молоке. К сожалению, авторы более поздних работ не приводят убедительных научных данных, подтверждающих или опровергающих ключевые выводы, сделанные Вудингом в 1970-х гг. [1, 3, 37, 72].
Это может быть объяснено сложностями, с которыми сталкиваются исследователи, изучая механизм секреции молока. Существуют методические трудности как в селективном выделении апикальной части мембран секреторных клеток при их исследовании, так и в выборе методов и методик исследований или типов лабораторного оборудования для изучения механизма(ов) секреции. Кроме того, научный интерес к козьему молоку появился позднее, вследствие чего по ряду позиций образовался информационный вакуум, который не устранен и по сию пору.
И.Н. Скидан, А.Е. Гуляев, К.С. Казначеев
Что касается изучения механизма(ов) секреции молока у человека, то здесь на первый план выступают трудности этического характера и ограничения для получения здоровой ткани молочной железы. В дополнение к этому в большинстве опубликованных работ грудное молоко для анализов получили из банка грудного молока, что, по сути, означает нестандартный забор образцов. Такое молоко может собираться в разное время суток, до или после приема пищи, на разных стадиях лактации и т.д. Все это должно существенно влиять на чистоту проводимых экспериментов. Также большое влияние на качество образцов грудного молока может оказывать такой важный параметр, как условия хранения молока, которые сопряжены с количеством циклов замораживания-оттаивания, временными сроками хранения или пастеризацией молока [11].
Значимой доказательной базой механизма(ов) секреции молока могли бы стать данные о молекулярном регулировании секреции молока в организме животных и человека. Особенно важны разработка и использование неин-вазивных методов анализа экспрессии генов в эпителиальных клетках молочной железы. Применение таких современных методов, как молекулярное клонирование, методы анализа со специфическими антителами, анализ аминокислотных последовательностей белков, масс-спектрометрия или исследования в области количественного анализа экспрессии белков в клетках (протеомика), в рамках изучения механизмов секреции отдельных нутриентов молока также позволило бы лучше понимать эти процессы.
Молоко представляет собой водную суспензию различных веществ (полидисперсную систему), прежде всего белков, жиров, углеводов, витаминов и минеральных веществ, которые сначала синтезируются de novo в секреторных клетках и (или) поступают из кровотока (например, ряд жирных кислот) и только потом попадают в просвет секреторного отдела молочных желез (рис. 3). Синтезируемые de novo или приходящие из кровотока вещества, смешиваясь во внеклеточном пространстве между собой, формируют молоко. Известно, что различные компоненты молока могут поступать в просвет секреторного отдела молочных желез по-разному. Жиры и белки экскретируются по типу экзоцитоза [19, 22, 61], лактоза и ряд других низкомолекулярных веществ - при помощи диффузии или активного транспорта [62].
Д. Шеннан и соавт. (Shennan D.B., 2000) указали на 4 типа секреции, которые характерны для эпителиальных клеток молочных желез: трансмембранная секреция в апикальной и (или) базолатераль-ной мембране клеток (вода и ионы), трансцитоз
(иммуноглобулины, гормоны или альбумин), экзо-цитоз (теоретически все растворенные в водной фазе клеток вещества) и, отдельно, секреция липидов [87]. Пятый тип секреции - так называемый парацеллюлярный (параклеточный) транспорт через «запирающие» межклеточные контакты, при котором возможен перенос в том числе и макромолекул, - наблюдается в основном в период беременности или при воспалении груди/вымени (маститах) [87].
Экзоцитоз - хорошо регулируемый процесс, при котором большинство секретирующих клеток способны выделять различные вещества ответ на специфические сигналы. Также известен и конститутивный экзоцитоз, представляющий собой непрерывное выделение различных веществ из клеток с определенной скоростью. В экспериментах Р. Бургон (Burgoyne R.D., 1998) показал, что белки молока обычно секретируются по обоим типам экзоцитоза [19].
Такой вид секреции, как трансцитоз, скорее характерен для некоторых видов белковых макромолекул, в частности для иммуноглобулина А, который переносится через эпителиальный барьер в просвет секреторного отдела молочных желез именно по этому механизму.
Таким образом, использование термина «секреция» (применительно к молоку в целом) следует считать не совсем корректным. Одновременное наличие различных видов переноса веществ позволяет выделять преимущественный тип секре-
Артериолы и капилляры
Альвеола
Г Жировые глобулы ; Белки Лактоза i Соли Вода
Венулы
Механизмы транспорта: диффузия экзоцитоз
конститутивный трансцитоз трансмембранный транспорт парацеллюлярный транспорт
Секреторные клетки молочной железы
Проводной проток
МОЛОКО
Рис. 3. Схематическое строение альвеолы (секреторный отдел желез), в которой образуется молоко
Белки, жиры, углеводы, витамины и минеральные вещества синтезируются de novo в секреторных клетках молочной железы и (или) поступают из кровотока и только потом попадают в просвет секреторного отдела молочных желез.
85
ции и дает возможность говорить о конкретном механизме секреции отдельных веществ, которые входят в состав молока.
Жировые глобулы молока
Как известно, энергетическая ценность молока как сельскохозяйственных животных, так и человека зависит в основном от жировой составляющей молока. Молочный жир является одним из наиболее важных нутриентов для новорожденных детей, поскольку содержит приблизительно 55% общей энергии молока [64]. Также известно, что жир в молоке некоторых видов морских млекопитающих, таких, как кит, дельфин и морской котик, может занимать более 60% от общего объема молока [61]. По данным литературы, для сельскохозяйственных животных наивысшая энергетическая ценность определена как 5932 кДж/кг для овечьего молока [75], средняя - 3169-3730 кДж/кг для коровьего молока [9] и 3018 кДж/кг для козьего молока [75]. Из доступных данных можно сделать вывод, что ослиное молоко с энергетической ценностью от 1842 до 2051 кДж/кг является одним из самых низкокалорийных среди всех сельскохозяйственных молочных животных [48]. Для сравнения: человеческое молоко имеет энергетическую ценность, по разным оценкам, от 2407 до 2843 кДж/кг на 1 л [25, 85].
Современная концепция синтеза жира молока начала зарождаться в 1950-х гг. с подробного описания физиологии лактации у коз. Работа под редакцией Поджака и соавт. (Popjak G., 1951) считается одной из первых, в которой изучен липогенез de novo (т.е. синтез короткоцепочечных жирных кислот) с включением меченного [14С]-ацетата [72]. Как известно, липидная фракция молока весьма неоднородна. Большая часть всех липидов козьего молока - это триглицериды (ТГ), которые в основном представлены в виде жировых глобул молока (ЖГМ)*. В молоке выделяют следующие фракции свободных липидов: 96,8% - триглицериды, 2,2% - диацилглицерины и 0,9% - моно-ацилглицерины. Связанные липиды состоят в основном из двух фракций: 46,8% - нейтральные липиды и 53,2% - полярные липиды [23, 74, 99]. В молоке жвачных животных определяют до 400 различных жирных кислот, причем многие из них определяются в следовых количествах [41, 53].
Установлено, что ТГЦ синтезируются на наружной поверхности мембран гладкой эндоплазмати-ческой сети (ГЭС) секреторных клеток молочных
желез (СКМЖ) из веществ-предшественников, в основном из жирных кислот и глицерина. Синтезируемые на ГЭС жировые микроглобулы** до момента попадания в цитоплазму СКМЖ могут сливаться между собой, образовывая глобулы более крупных размеров. В англоязычной литературе такой процесс называется droplet-droplet fusion [29, 31]. Размер таких глобул в секреторной клетке может варьировать от 0,2 до 8 мкм [61, 70]. В англоязычной литературе такие частицы известны под названием сytoplasmic lipid droplets, или CLD [54, 61, 96]. Высвобождаясь с поверхности ГЭС, жировые глобулы устремляются к апикальному полюсу, обращенному к внешней среде СКМЖ. Механизмы, с помощью которых ЖГМ продвигаются к апикальной части мембраны, встраиваются и затем высвобождаются из апикальной части мембраны СКМЖ, недостаточно изучены. Однако не исключено участие в этом процессе микротрубочек и других элементов цитоскелета [67]. Установлено, что ЖГМ способны высвобождаться из апикальной части СКМЖ на любом участке, включая вершины микроворсинок. В экспериментах in vitro Т. Кинан (Keenan T.W., 1974) показал, что ЖГМ могут сливаться друг с другом в присутствии кальция, ганглиозидов и белковых компонентов [55].
Было показано, что после инфузии колхицина внутрь вымени козы отмечалось существенное снижение секреции составных компонентов молока [51]. Полагают, что секреция ЖГМ может контролироваться либо через взаимодействие белка бутирофилина на плазматической мембране СКМЖ с одноименным белком, входящим в состав мембраны ЖГМ [83], либо посредством связывания бутирофилина ЖГМ с бутирофилин-ксантиноксидоредуктазным комплексом в апикальной части СКМЖ [52]. В эксперименте на мышах выявлена важная роль гена, кодирующего фермент, участвующий в синтезе липидов [89]. Например, инактивация гена, кодирующего диа-цилглицеринацилтрансферазу, которая катализирует ацил-КоА-зависимые реакции этерификации в биосинтезе ТГ, приводит к прекращению процесса лактации у мышей. Кроме того, предполагается, что одиночный нуклеотидный полиморфизм гена альфа-Б1-казеина козы CSN1S1 и его «нулевые» аллельные варианты проявляются в переформатировании всей внутриклеточной секреции и транспорта ЖГМ [21], а также биосинтеза определенных олигосахаридов [65] или жирных кислот [24, 86]. Выявлено, что гормоны пролактин и окси-тоцин влияют как на выход ЖГМ из клеток, так и на формирование окончательного размера глобул [70].
* Голландский исследователь Антони ван Левенгук был первым, кто наблюдал жировые глобулы молока под микроскопом в 1674 г. [58]. ** В научной литературе жировыми микроглобулами молока считаются частицы жира размером <0,5 мкм [14].
86 Вопросы питания. Том 84, № 2, 2015
#
И.Н. Скидан, А.Е. Гуляев, К.С. Казначеев
Наиболее противоречивые данные описывают конечный этап - попадание ЖГМ в просвет секреторного отдела молочной железы. Ряд исследователей, рассуждая о возможном механизме высвобождения ЖГМ, говорят об апокриновом или мерокриновом типе секреции [103], об апикальном механизме [61], о процессе почкования (англ. budding process) [13], процессе пузырения или отделения (англ. shedding, blebbing) [64] или о процессе отщепления (англ. pinched off) [83].
Таким образом, несмотря на то что общее представление о синтезе и секреции ЖГМ сформировано достаточно давно, все еще мало известно о многих молекулярных механизмах, участвующих в образовании ЖГМ, внутриклеточном транспорте ЖГМ и их механизме(ах) секреции. На рис. 4 отражена общепринятая точка зрения на механизм(ы) образования, транспорта и секреции ЖГМ. Здесь нужно подчеркнуть, что существует и альтернативная гипотеза, впервые предложенная Вудингом (Wooding F.B., 1971), согласно которой в транспорте ЖГМ участвуют секреторные везикулы цитоплазмы, которые, обволакивая ЖГМ, способны облегченно сливаться с апикальной частью мембраны СКМЖ (см. рис. 4). После слияния с мембраной СКМЖ образовавшиеся вакуоли, содержащие казеиновые мицеллы и ЖГМ, способны высвобождаться наружу по типу псевдо-экзоцитоза [102]. Для детального ознакомления с наиболее цитируемой литературой по данному вопросу мы рекомендуем следующих авторов: Aoki, 1994 [6]; Bargmann, 1959 [12]; Franke, 1981 [42]; Heid, 2005 [52]; Keenan, 1988 [56]; Mather, 1983, 1998 [61-62]; Patton, 1988 [77]; Wooding, 1970, 1971, 1977 [103-105].
Интересно отметить, что по форме поверхности зрелые ЖГМ представлены двумя типами: (1) равномерно округлой или овальной формы и (2) несимметричной формы, с выпуклым образованием на одном из полюсов. Выпуклое образование на полюсе второго типа ЖГМ в англоязычной литературе имеет специальный термин «cytoplasmic descents» (см. рис. 4) [35, 102]. В сytoplasmic сrescents часть цитоплазмы секреторных клеток заключена между листком мембраны ЖГМ и поверхностью глобулы. При этом объем descents может варьировать от небольшой полости, заполненной матриксом цитоплазмы, до полости, по объему равной или даже превосходящей объем основного образования ЖГМ. При помощи метода электронной микроскопии в сrescents были обнаружены все основные органеллы и фрагменты мембран СКМЖ. Несмотря на то что сrescents обнаруживаются на ЖГМ разных видов молочных животных и человека, их процентное соотношение к общему количеству ЖГМ может быть разным: менее 1% в коровьем молоке [44], от 1 до 5% в козьем молоке [68] и от 3 до 8% в грудном молоке [44, 77].
Мембрана жировом п*,, Cytoplasmic crescent глобулы ^
Жировая глобула
АЧЦМ
Секреторные везикулы ГЭР Ядро
ШЭР
Микроглобула жира
Аппарат Гольджи
Митохондрии
Рис. 4. Схематическое изображение механизмов образования, транспорта и секреции жировых глобул молока
1 - образование жировой микроглобулы на наружной поверхности мембран гладкой эндоплазматической сети;
2 - жировые микроглобулы могут сливаться с образованием более крупных частиц;
3 - в продвижении жировых глобул через цитоплазму к внутренней поверхности цитоплазматической мембраны секреторных клеток могут участвовать микротрубочки и другие элементы цитоскелета;
4 - жировая глобула в окружении апикальной части плазматической мембраны секреторных клеток отщепляется в просвет секреторного отдела молочной железы.
ШЭР - шероховатый эндоплазматический ретикулум; ГЭР -гладкий эндоплазматический ретикулум; АЧЦМ - апикальная часть цитоплазматической мембраны секреторных клеток.
Помимо полиморфизма форм ЖГМ существуют выраженные различия в размерах ЖГМ у разных видов молочных животных и человека. Одни из самых больших ЖГМ выявлены в буйволином молоке, средний диаметр их примерно 9 мкм (8,7 мкм). Коровье молоко по размеру ЖГМ занимает промежуточное положение со средним диаметром 3,95 мкм. Глобулы наименьших размеров выявлены в верблюжьем (2,99 мкм) и козьем (3,19 мкм) молоке [10].
Следует учитывать, что размер ЖГМ даже у одного животного не является однозначной величиной и может варьировать в достаточно широких пределах. Как правило, в молоке можно выделить несколько фракций ЖГМ, значимо отличающихся по размерам. В табл. 1 приведены распределение по размерам фракций (%) и средний диаметр (мкм) жировых глобул коровьего и козьего молока. Как видно из таблицы, более 73% от всех ЖГМ в козьем молоке варьируют в диапазоне 0,1-4 мкм, при этом более 25% всех ЖГМ занимают глобулы диаметром 0,1-1 мкм. И наоборот, глобулы размером 0,1-1 мкм в коровьем молоке не обнаруживаются. Для сравнения: ЖГМ у человека имеют в целом бимодальное распределение по размеру с диаметром самых мелких глобул не более 0,4 мкм, а самых больших - 3 мкм.
87
Таблица 1. Распределение по размерам (%) и средний диаметр (мкм) жировых глобул коровьего и козьего молока (адаптировано по [10])
Средний диаметр жировых глобул, мкм Коровье молоко, % Козье молоко, %
От 0,1 до 1 - 25,40
От 1 до 2 19,01 26,86
От 2 до 4 49,40 21,02
От 4 до 6 19,61 4,53
От 6 до 8 3,59 13,04
От 8 до 10 5,09 6,34
От 10 до 12 0,15 2,89
От 12 до 14 - -
От 14 до 16 3,14 -
От 16 до 18 - -
Средний диаметр 3,95 3,19
Установлена обратная корреляция между размером ЖГМ и способностью липолитических ферментов участвовать в их расщеплении. Жировые глобулы козьего молока занимают площадь поверхности 21,778 см2/мл, тогда как в коровьем молоке -17,117 см2/мл. Следовательно, более высокодисперсная по жиру смесь, такая как козье молоко, с более высокой площадью поверхности ЖГМ для доступа липолитических ферментов наиболее легкоусвояема для человека [32, 94].
Мембрана жировой глобулы молока
Особого внимания заслуживает уникальное образование - мембрана, окружающая ЖГМ. В англоязычной литературе для описания мембраны, окружающей ЖГМ, часто используют словосочетание «milk fat globule membrane» или применяют аббревиатуру MFGM*. Для удобства изложения текста на русском языке мы посчитали уместным использовать русскоязычный аналог этого термина - мембрана жировой глобулы молока, или сокращенно МЖГМ.
Как и многие другие липиды, ЖГМ образуются в результате слияния первичных липидных капель с вовлечением фосфолипидного монослоя мембраны ГЭС. Однако в отличие от других липидных образований, синтезирующихся на ГЭС, жировые глобулы разных размеров транспортируются к поверхности клетки, где они отсекаются в альвеолярное пространство, полностью окруженные слоем плазматической мембраны. Мембрана ЖГМ
представляет собой биополимер, состоящий из сложного липидно-белкового комплекса и сахаров. Фактически образования из зрелых ЖГМ представлены фосфолипидной трехслойной мембраной [22, 27, 35, 66]. С внутренней стороны МЖГМ состоит из монослоя цитоплазматического листка ГЭС, а с внешней стороны молекулы липидов организованы в классическую двухслойную мембрану (би-слой). Показано, что толщина МЖГМ в поперечном сечении варьирует от 10 до 20 нм [35]. Мембрана жировых глобул составляет 2-6% от общей массы ЖГМ. Полагают, что МЖГМ выступает в качестве эмульгатора, а также защищает ЖГМ от слипания и ферментативной деградации.
На рис. 5 представлено схематическое строение типичной МЖГМ. Следует подчеркнуть, что данные о составе МЖГМ сильно варьируют и зависят в основном от выбранных исследователем процедур для выделения и очистки МЖГМ. Многие ученые разделяют мнение о том, что МЖГМ имеют структуру, напоминающую мембраны клеток, где присутствуют такие компоненты, как фосфоли-пиды, гликопротеиды, гликолипиды (например, цереброзиды и ганглиозиды), глицериды, свободные жирные кислоты и холестерин [39, 88]. Около 65% от общего количества фосфолипидов в козьем молоке находятся в составе МЖГМ [95]. К полярным липидам МЖГМ относят глицерофос-фолипиды (фосфатидилэтаноламин, фосфатидил-холин, фосфатидилсерин и фосфатидилинози-тол) и сфинголипиды (сфингомиелин). Одними из широко представленных сложных липидов МЖГМ (примерно треть всех полярных липидов) являются сфинголипиды, которым, например, в эукариоти-ческих клетках отведена важная роль в передаче клеточного сигнала, клеточном распознавании и др. Холестерин липопротеинов в ЖГМ и МЖГМ составляют соответственно около 80 и 10% всех стеринов молочного жира [76].
Интересно отметить, что в 100 г козьего молока содержится примерно в 2 раза меньше холестерина, чем в коровьем молоке (16,90-18,09 мг холестерина в козьем молоке против 25,60-31, 40 мг в коровьем) [46, 57, 90]. В табл. 2 представлен общий состав жиров козьего молока и их распределение между ЖГМ и МЖГМ.
Как сказано выше, МЖГМ - хорошо структурированное образование, которое кроме липидов имеет в своем составе мембран-специфичес-кие белки. Среди белков МЖГМ особенно следует отметить те, которые обладают высокой биологической активностью, - ксантиноксида-зу, бутирофилин и гамма-глутамилтранспепти-дазу [30, 38, 54, 84]. В работе Рейнхарт и соавт. (Reinhart T.A., 2006), используя сочетание методов
* В 1840 г. F.M. Ascherson впервые описал мембрану жировой глобулы молока [7].
88 Вопросы питания. Том 84, № 2, 2015
И.Н. Скидан, А.Е. Гуляев, К.С. Казначеев
Мембрана жировой глобулы молока
Глицерофосфолипиды: глицерофосфоинозитол, глицерофосфоэтаноламин, фосфатидилсерин, глицерофосфохолин
Сфинголипиды: сфингомиелин
Гликосфинголипиды: цереброзиды, ганглиозиды
Ксантиндегирогеназа/ Оксидоредуктаза
Бутирофилин
Гликозилированные белки: MUC1, MUC15, CD36, PAS6/7 и др.
Монослой из эндоплазматического ретикулума
Мембрана (бислой)
Холестерин
Микродомен липидного бислоя, обогащенный холестерином
Рис. 5. Строение типичной мембраны жировой глобулы молока
Мембрана жировой глобулы молока имеет структуру, напоминающую мембраны клеток, где присутствуют такие компоненты, как фосфолипиды, гликопротеины, гликолипиды (например, цереброзиды и ганглиозиды), глицериды, свободные жирные кислоты, холестерин и ряд биоактивных белков. Рисунок был заимствован и адаптирован из Milk Fat Globule: http://www.dolcera.com/wiki/ images/MFGM_STR.gif
Таблица 2. Общий состав жиров козьего молока и их распределение между жировой глобулой молока и мембраной жировой глобулы молока (адаптировано по [53], [54] и [99])
Липиды Общий жир (гхкг-1) Фракционный состав
ЖГМ, % МЖГМ, %
Нейтральные глицериды
Триацилглицерол 38,3-39,3 100 -
Диацилглицерол 0,11-0,90 ~90 ~10
Моноацилглицерол 0,01-0,17 След. количества След. количества
Свободные жирные кислоты 0,04-0,18 60 ~10
Фосфолипиды 0,08-0,44 - 65
Цереброзиды 0,4 - 70
Ганглиозиды 0,004 - ~70
Стерины - 80 10
Холестерин 0,12-0,18 - -
Эфиры холестерина (эстеры) <0,008 - -
Каротиноиды + витамин А 0,0008 ~95 ~5
SDS гель-электрофореза, масс-спектрометрии и высокоэффективной жидкостной хроматографии, обнаружили более 120 белков в МЖГМ [82]. Как и в МЖГМ коровьего молока, в МЖГМ
козьего молока были также обнаружены белки муцин-1, синтазы жирных кислот, ксантинокси-даза, бутирофилин, лактадгерин и адипофилин. Однако при подробном анализе белков МЖГМ
89
Таблица 3. Потенциальное положительное влияние компонентов мембран жировых глобул молока (МЖГМ) на здоровье человека. Данные таблицы были заимствованы и адаптированы из [54]
#
Белки Молекулярная масса, кгхмоль-1 Эффект на здоровье человека
Муцин-1 (MUC1) 160 Антивирусное действие (ротавирусы)
Муцин-15 (MUC15 или PASIII) 94-100 Антивирусное действие
Бутирофилин (BTN) 66 Снижение развития множественного (рассеянного) склероза
Ксантиноксидаза(ХО) 155 Антимикробное действие
Кластер дифференцировки (CD36 или PAS IV) 78 Гликопротеины - действуют как рецепторы из-за высокого уровня углеводов
Белок, связывающий жирные кислоты (FABP) 15 Противоопухолевая активность
BRCA1 и BRCA2 210 Снижают риск развития рака молочной железы
Лактадгерин (PAS 6/7) 43-59 Роль в эпителизации, клеточной поляризации, движении клеток, синаптической активности в ЦНС, защите от вирусных инфекций в кишечнике
Адипофилин (ADPH) 52 Синтез компонентов молока
Другие компоненты мембраны жировой глобулы молока
Ингибитор ß-глюкуронидазы Снижает риск развития рака прямой кишки
Ингибитор Helicobacter pylori Предохраняет от заболеваний желудка
Фактор, снижающий холестерин (Cholesterolemia-lowering factor) Антихолестериновое действие
Витамин Е и каротиноиды Антиоксидантное действие
Фосфолипиды Снижают риск развития рака прямой кишки, оказывают антихолестериновое действие
Сфингомиелины Подавляют гастроинтестинальные патогены, обладают антидепрессантной и антистрессовой активностью, снижают риск развития болезни Альцгеймера
Фосфопротеины Источник органических фосфатов
Ф
в козьем молоке впервые установлено присутствие О-гликанов в белках синтазы жирных кислот и ксантиноксидазе.
Другим отличительным признаком МЖГМ козьего молока является то, что белок лактадгерин состоит только из одной полипептидной цепи (протеин с молекулярной массой 55 кДа), тогда как в коровьем молоке этот белок представлен 2 полипептидными цепями [22]. Показано присутствие белка казеина, ассоциированного с МЖГМ в козьем молоке, в то время как при анализе коровьего молока не найдено такой связи.
В настоящее время появились данные, что поверхность МЖГМ отличается у разных видов животных и человека. Например, в молоке кобылы и женском грудном молоке на МЖГМ часто образуются выпячивания (до 1 мкм), которые содержат гликопротеиновые филаменты, в основе которых белок муцин [17]. В то же время МЖГМ в коровьем, козьем и овечьем молоке более гладкая [18]. Показано, что МЖГМ с «заякоренным» на поверхности гликокаликсом взаимодействует с микробиотой человека, поддерживая в кишечни-
90
ке оптимальное количество полезной микрофлоры [26, 47]. Кроме того, в статье Джименец-Флорес и соавт. (Jimenez-Flores Я., 2008) обобщили сведения о потенциальном положительном влиянии компонентов МЖГМ на здоровье человека (табл. 3) [54]. Здесь крайне важно сделать особый акцент на благотворном влиянии МЖГМ на здоровье и развитие новорожденных детей. Показано, что комплекс МЖГМ способствует облегченному переносу важных сигнальных липидов и биоактивных белков в ЖКТ новорожденных, что способствует нормальному развитию иммунной системы, ЦНС и структур кишечника, а также регулированию многих метаболических процессов [59-60, 63, 91, 100, 104].
В силу специфических особенностей технологии производства большинства детских адаптированных смесей как на коровьем, так и на козьем молоке молочный жир и, соответственно, МЖГМ удаляются из молочного сырья в процессе приготовления. При такой технологии используется исключительно обезжиренное молоко с последующим добавлением в смеси растительного
И.Н. Скидан, А.Е. Гуляев, К.С. Казначеев
жира в качестве основного источника жирных кислот. Однако на российском рынке присутствуют детские адаптированные смеси, изготовленные на основе цельного козьего молока, в процессе производства которых молочный жир сохраняется*. Уникальность таких смесей состоит еще и в том, что они содержат оптимальное соотношение жировых компонентов животного и растительного происхождения (50:50). В качестве примера на рисунке 6 представлен жировой состав одной из смесей на основе новозеландского козьего молока. Весьма важное значение в таких смесях имеют натуральный жир козьего молока, источник ценных коротко- и среднецепочечных жирных кислот и различных компонентов МЖГМ, а также растительные жиры, которые содержат в большом количестве ряд полиненасыщенных жирных кислот**. Таким образом, сочетание жировых компонентов животного и растительного происхождения в таких смесях предопределяет возможность использования их с максимальной эффективностью при вскармливании новорожденных.
В последние годы в мире активно обсуждается возможность дополнительного внесения МЖГМ в молочные смеси, предназначенные для новорожденных детей. Сегодня некоторые МЖГМ-фракции коммерчески доступны или хорошо описаны в виде патентов. Примерами могут служить такие комплексы, как Lacprodan® MFGM-10 (Arla Foods Ingredients, Viby, Denmark) или патент WO 2004/1 12509 -молочная смесь, содержащая МЖГМ для улучшения созревания физиологических барьеров у новорожденных детей, патент US 2008/0003330 A1 - концентрат сывороточных белков, обогащенный МЖГМ для обеспечения головного мозга новорожденных детей биоактивными липидами с целью улучшения когнитивного развития и функций головного мозга, патент W02011069987 -комбинация пробиотиков и МЖГМ для улучшения питательных и биоактивных свойств молочной смеси.
Весьма интересны также рандомизированные клинические исследования по применению МЖГМ. После назначения молочных смесей, обогащенных МЖГМ, снижалось количество диарей, улучшались клиническая картина в случаях кровавых диарей у детей [105] и когнитивные функции у них [93]. Относительно недавно появились сравнительные результаты пилотного исследования микрофлоры слюны, после того как новорож-
100 -,
75 -
% 50-
25 -
Другие Смеси на цельном Грудное смеси новозеландском молоко козьем молоке
■ Молочный жир □ Растительный жир
Рис. 6. Пример жирового компонента детских адаптированных смесей на основе цельного новозеландского козьего молока
Уникальность смесей на основе цельного новозеландского козьего молока состоит в том, что они содержат оптимальное соотношение жировых компонентов животного и растительного происхождения (50:50). Рисунок любезно предоставлен профессором К. Проссером («Dairy Goat Co-operative», Новая Зеландия)
денные были вскормлены женским грудным молоком (1-я группа), обычной адаптированной молочной смесью (2-я группа) или адаптированной молочной смесью с добавлением МЖГМ (3-я группа). Так, у новорожденных 1-й группы в слюне преобладали молочнокислые бактерии L. gasseri, в частности L. gasseri - 78,8%, L. fermen-tum - 8,7%, L. reuteri - 7,2%, L. casei/rhamnosus -3,3%, L. paracasei - 1,3% и L. plantarum - 0,7%. В ротовой полости новорожденных 3-й группы обнаружен более высокий уровень молочнокислых бактерий типа L. gasseri, чем у новорожденных, получавших стандартную молочную смесь [98]. Авторы исследования сделали вывод, что у новорожденных, вскормленных адаптированной молочной смесью с добавлением МЖГМ, профиль молочнокислых бактерий в целом был ближе к группе детей, получавших грудное молоко.
В другой работе показано, что 4-месячное применение смесей, обогащенных МЖГМ, в объеме не менее 200 мл в день было безопасно и хорошо переносилось детьми дошкольного возраста [97]. Еще одним важным результатом этого исследования стала возможность иммунологической
0
* Более детальная информация размещена на официальном сайте компании «Бибиколь РУС», раздел «Адаптированные смеси НЭННИ®».
** Показано, что исключительно важные для оптимального роста и развития ребенка полярные липиды, в частности фосфогли-церолы, сфинголипиды и гликолипиды, входящие в состав МЖГМ, сохраняются в результате переработки козьего молока-сырья и присутствуют во всех готовых смесях НЭННИ®. Hodgkinson AJ, Smolenski G, Agnew M, Humphrey R and Prosser CG. Goat milk fat globules: Membrane structure and associated proteins and lipids. Научно-исследовательская работа была выполнена по заказу Министерства по науке и инновациям (Новая Зеландия), грант № C10X0705, 2014.
Вопросы питания. Том 84, № 2, 2015 91
и эмоционально-поведенческой коррекции детей дошкольного возраста при употреблении молочных смесей, обогащенных МЖГМ.
Заключение
Таким образом, расширяющееся использование в диетическом и обыденном питании козьего молока и продуктов на его основе актуализирует вопросы оценки безопасности козьего молока, его пищевой и энергетической ценности по сравнению с коровьим и женским молоком. Анализ доступной литературы позволяет предполагать, что клеточный состав козьего молока и состав его цитоплазматических включений могут быть связаны с типом секреции молока, но совершенно очевидно, что требуются дополнительные доказательства этой гипотезы, причем полученные современными методами. Это же в полной мере относится и к предположениям относительно схожести типа секреции молока у козы и человека.
Следует признать, что и характеристика компонентов молочного жира козьего молока также
далека от завершения. Если установленные особенности собственно жировых глобул козьего молока в достаточной степени убедительно определяют его более легкую усвояемость по сравнению с коровьим молоком, то проблемы со значимостью характеристик мембран жировой глобулы молока решаются не столь однозначно. Как объекты фундаментального научного исследования, жировые глобулы козьего молока и их мембраны привлекательны сами по себе, а имеющиеся данные о вероятном благотворном влиянии комплекса мембран жировой глобулы козьего молока на здоровье на развитие новорожденных делают их чрезвычайно интересными и в прикладном аспекте, хотя, естественно, требуют получения дальнейших доказательств в клинических исследованиях.
Авторы обзора выражают глубокую признательность художнику-дизайнеру Зенкевич Татьяне Владимировне за рисунки, помогающие раскрыть существо обсуждаемой проблемы.
Сведения об авторах
Скидан Игорь Николаевич - кандидат медицинских наук, руководитель научного отдела компании «Бибиколь-РУС» (Московская область, Мытищи) E-mail: [email protected]
Гуляев Александр Евгеньевич - доктор медицинских наук, профессор, ведущий научный сотрудник Центра наук о жизни «Назарбаев Университет» (Республика Казахстан, Астана) E-mail: [email protected]
Казначеев Константин Сергеевич - кандидат медицинских наук, сотрудник кафедры педиатрии и неона-тологии ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава России E-mail: [email protected]
Литература (№ 6-105 - см. Reference)
Боровик Т.Э., Семенова Н.Н., Лукоянова О.Л. и др. О возможности использования козьего молока и адаптированных смесей на его основе в детском питании // Вопр. соврем. педиатр. - 2013. -Т. 12, № 1. - С. 8-16.
Булатова Е.М., Пирцхелава Т.Л., Богданова Н.М. Опыт применения современной формулы на основе козьего молока в питании детей первого года жизни // Вопр. соврем. педиатр. - 2005. -№ 4. - С. 6-11.
Проссер К. Состав детских формул на основе козьего молока, результаты клинической эффективности и безопасности их применения у детей // Рос. вестн. перинатол. и педиатр. - 2013. - № 5. - С. 15-22. Скидан И.Н, Гуляев А.Е., Зеленкин И.В., Скидан Т.Н. Исторический экскурс в проблематику вскармливания детей // Вопр. питания. -2014. - Т. 83, № 2. - С. 68-78.
Тутельян В.А., Конь И.Я., Каганов Б.С. Питание здорового и больного ребенка: Пособие для врачей. - 7-е изд. - М., 2013. - 261 с.
3
4
2.
5
References
Borovik T.E., Semenova N.N., Lukoyanova O.L. et al. On the possibility of goat's milk and adapted goat milk formulas usage in children feeding // Voprosy sovremennoy pediatrii. - 2013. - Vol. 12, N 1. -P. 8-16. (in Russian)
Bulatova E.M, Pirtskhelava T.L., Bogdanova N.M. An experience of use of modern goat milk formula in nutrition of infants // Voprosy sovremennoy pediatrii. - 2005. - N 4. - P. 6-11. (in Russian)
Prosser K. Composition and clinical evidence of the safety and efficacy of an infant formula based on goat milk // Rossiys-kiy vestnik perinatologii i pediatrii. - 2013. - N 5. - P. 15-22. (in Russian)
Skidan I.N, Gulyaev A.E., Zelenkin I.V., Skidan T.N. Historical Journey to Infant Feeding // Vopr. Pitan. - 2014. - Vol. 83, N 2. - P. 68-78. (in Russian)
92
2.
4.
И.Н. Скидан, А.Е. Гуляев, К.С. Казначеев
5. Tutelyan V.A., Kon' I.Ya, Kaganov B.S. Nutrition for healthy and 26. sick children: a guide for physicians. - 7th ed. - Moscow, 2013. -
261 p. (in Russian)
6. Aoki N, Kuroda H, Urabe M. et al. Production and characterization 27. of monoclonal antibodies directed against bovine milk fat globule membrane (MFGM) // Biochim. Biophys. Acta. - 1994. - Vol. 1199. -
P. 87-95. 28.
7. Ascherson F.M. On the physiological utility of the fats and on a new theory of cell formation based on their cooperation and suggested by 29. several new facts. A translation by Emil Hatschek // The Foundations
of Colloid Chemistry. E. Benn. - London, 1925. - P. 13-27. Original in Arch. Anat., Physiol. und wissensch. Med. - 1840. - Vol. 7. -P. 44. 30.
8. Aziz M. A. Present status of the world goat populations and their productivity // Lohmann Information. - 2010. - Vol. 45, N 2. -
P. 42-53. 31.
9. Barlowska J., Litwinczuk Z, Kedzierska-Matysek M, Litwinczuk A. Polymorphism of caprine milk as1 -casein in relation to performance of four polish goat breeds // Pol. J. Vet. Sci. - 2007. - Vol. 10. -
P. 159-164. 32.
10. Barlowska J, Szwajkowska M, Litwi Z. Nutritional value and technological suitability of milk from various animal species used for dairy production // Compr. Rev. Food Sci. Food Safety. - 2011. - Vol. 10. - 33. P. 291-302.
11. Ballard O. Human milk composition: nutrients and bioactive factors // Pediatr. Clin. North Am. - 2013. - Vol. 60, N 1. - P. 49-74. 34.
12. Bargmann W, Knoop A. Uber die morphologie der milchsekretion. I. Licht und Elektronenmik roskopische studien an der milchdruse der ratte // Z. Zellforsch. Mikrosk. Anat. - 1959. - Bd 49. -
S. 344-388. 35.
13. Bauman D.E, Mather I.H, Wall R.J, Lock A.L. Major advances associated with the biosynthesis of milk // J. Dairy Sci. - 2006. - Vol. 89,
N 4. - P. 1235-243. 36.
14. Boehm G, Stahl B. Oligosaccharides from milk // J. Nutr. - 2007. -Vol. 137, N 3. - Suppl. 2. - P. 847-849.
15. Boutinaud M, Rulquin H, Keisler D. et al. Use of somatic cells from 37. goat milk for dynamic studies of gene expression in the mammary gland // J. Anim. Sci. - 2002. - Vol. 80. - P. 1258-1269.
16. Brooker B.E. The epithelial cells and cell fragments in human milk // Cell Tissue Res. - 1980. - Vol. 210, N 2. - P. 321-332.
17. Buchheim W, Welsch U, Huston G. Glycoprotein filament removal 38. from human milk fat globules by heat treatment // Pediatrics. -1988. - Vol. 81. - P. 141-146.
18. Buchheim W, Welsch U, Patton S. Electron microscopy and carbo- 39. hydrate histochemistry of the human milk fat globule membrane // Biology of Human Milk / Ed. L.A. Hnason. - New York, NY, Raven Press, 1988. - P. 27-44. 40.
19. Burgoyne R.D, Duncan J.S. Secretion of milk proteins // J. Mammary Gland Biol. Neoplasia. - 1998. - Vol. 3, N 3. - P. 275-286.
20. Chen S.X., Wang J.Z., Van Kessel J.S. et al. Effect of somatic 41. cell count in goat milk on yield, sensory quality, and fatty acid profile of semisoft cheese // J. Dairy Sci. - 2010. - Vol. 93, N 4. -
P. 1345-1354. 42.
21. Cebo C, Caillat P., Bouvier F., Martin P. Major proteins of the goat milk fat globule membrane // J. Dairy Sci. - 2010. - Vol. 93. -P. 868-876.
22. Cebo C. Milk fat globule membrane proteomics: A «snapshot» 43. of mammary epithelial cell biology // Food Technol. Biotechnol. -2012. - Vol. 50, N 3. - P. 306-314.
23. Cerbulis J., Parks O.W, Farrell H.M. Composition and distribution
of lipids of goats' milk // J. Dairy Sci. - 1982. - Vol. 65. - P. 2301. 44.
24. Chilliard Y, Rouel J., Leroux M. Goat's alpha-s1 casein genotype influences its milk fatty acid composition and delta-9 desaturation ratios // Anim. Feed Sci. Technol. - 2006. - Vol. 131, N 3. - P. 474-487. 45.
25. Claeys W.L., Verraes C, Cardoen S. et al. Consumption of raw or heated milk from different species: An evaluation of the nutritional and potential health benefits // Food Control. - 2014. - Vol. 42. -P. e188-e201.
Clare D.A., Zheng Z, Hassan H. et al. Antimicrobial properties of milk fat globule membrane fractions // J. Food Prot. - 2008. - Vol. 71, N 1. - P. 126-133.
Contarini G., Povolo M. Phospholipids in milk fat: composition, biological and technological significance, and analytical strategies // Int. J. Mol. Sci. - 2013. - Vol. 14, N 2. - P. 2808-2831. Curry A. The milk revolution // Nature. - 2013. -Vol. 500, N 7460. -P. 20-22.
Deeney J.T., Valivullah H.M., Dapper C.H. et al. Microlipid droplets in milk secreting mammary epithelial cells: evidence that they originate from endoplasmic reticulum and are precursors of milk lipid globules // Eur. J. Cell Biol. - 1985. - Vol. 38. - P. 16-26. Dewettinck K, Rombaut R., Thienpont N. et al. Nutritional and technological aspects of milk fat globule membrane material // Int. Dairy J. - 2008. - Vol. 18. - P. 436-457.
Dylewski D.P., Dapper C.H., Valivullah H.M. et al. Morphological and biochemical characterization of possible intracellular precursors of milk lipid globules // Eur. J. Cell Biol. - 1984. - Vol. 35. -P. 99-111.
D'Urso S., Cutrignelli M.I., Calabro S. et al. Influence of pasture on fatty acid profile of goat milk // J. Anim. Physiol. Anim. Nutr. -
2008. - Vol. 92, N 3. - P. 405-410.
Dulin A.M., Paape M.J., Wergin W.P. Differentiation and enumeration of somatic cells in goat milk // J. Food Prot. - 1982. - Vol. 45. -P. 435-439.
Dulin A.M., Paape M.J,, Schultze W.D., Weinland B.T. Effect of parity, stage of lactation, and intramammary infection on concentration of somatic cells and cytoplasmic particles in goat milk // J. Dairy Sci. - 1983. - Vol. 66. - P. 2426-2433.
El-loly M.M. Composition, Properties and Nutritional Aspects of Milk Fat Globule Membrane - a Review // Pol. J. Food Nutr. Sci. -2011. - Vol. 61, N 1. - P. 7-32.
Escobar E.N. Somatic Cells in Goat Milk. 2007. http://www.mc. vanderbilt.edu/histo/Basic/Tissue/Gland.epith.Top.html. 9/8/2007.
Eveua C.N., laublancc A.R., Irandad G.M. et al. Is the apocrine milk secretion process observed in the goat species rooted in the perturbation of the intracellular transport mechanism induced by defective alleles at the as1-Cn locus? // Reprod. Nutr. Dev. - 2002. -Vol. 42. - P. 163-172.
Evers J.M. The milkfat globule membrane - compositional and structural changes post secretion by the mammary secretory cell // Int. Dairy J. - 2004. - Vol. 14. - P. 661-674. Fauquant C., Briard-Bion V., Leconte N. et al. Membrane phospholipids and sterols in microfiltered milk fat globules // Eur. J. Lipid Sci. Technol. - 2007. - Vol. 109, N 12. - P. 1167-1173. Faye B., Konuspayeva G. The sustainability challenge to the dairy sector - the growing importance of non-cattle milk production worldwide // Int. Dairy J. - 2012. - Vol. 24. - P. 50-56. FoxP.F. Milk: An overview // Milk Proteins - from Expression to Food / Eds A. Thompson, M. Boland, H. Singh. - New York: Academic Press,
2009. - P. 1-53.
Franke W.W., Heid H.W., Grund C. et al. Antibodies to the major insoluble milk fat globule membrane associated protein: Specific location in apical regions of lactating epithelial cells // J. Cell Biol. - 1981. - Vol. 89. - P. 485-494.
Gaffney E.V., Polanowski F.P., Blackburn S.E., Lambiase J.P. Origin, concentration and structural features of human mammary gland cells cultured from breast secretions // Cell Tissue Res. - 1976. -Vol. 172. - P. 269-279.
Gail E. Huston, Stuart Patton. Factors related to the formation of cytoplasmic crescents on milk fat globules // J. Dairy Sci. -1990. - Vol. 73, N 8. - P. 2061-2066.
Gerosa S., Skoet J. Milk availability: trends in production and demand and medium-term outlook // ESA Working Paper No 12-01: Agricultural Development Economics Division Food and Agriculture Organization of the United Nations, 2012. - P. 1-39. (www.fao. org/economic/esa).
93
ЛЕКЦИИ ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТОВ
#
46. Gorban A.M.S., Izzeldin O.M. Study on cholesterylester fatty acids in camel and cow milk lipid // Int. J. Food Sci. Technol. - 1999. -Vol. 34, N 3. - P. 229-234.
47. Guillaume B, Payken H.F., Sharpe J.P., Jimeinez-Flores R. Characterization of lactobacillus reuteri interaction with milk fat globule membrane components in dairy products // J. Agric. Food Chem. -2010. - Vol. 58, N 9. - P. 5612-5619.
48. Guo HY, Pang K, Zhang X.Y. et al. Composition, physicochemical properties, nitrogen fraction distribution, and amino acid profile of donkey milk // J. Dairy Sci. - 2007. - Vol. 90, N 4. - P. 1635-1643.
49. Haskell R.S. Caprine Milk Quality and Mastitis - WDGA Caprine Field Day. - Arlington, WL: Arlington Field Station, 2005. - P. 11-12.
50. Haenlein G.F.W. Goat milk in human nutrition // Small Ruminant Res. - 2004. - Vol. 51. - P. 155-163.
51. Henderson A.J., Peaker M. The effect of colchicine on milk secretion, mammary metabolism and blood flow in the goat // Q. J. Exp. Physiol. -1980. - Vol. 65. - P. 367-378.
52. Heid H.W, Keenan T.W. Intracellular origin and secretion of milk fat globules // Eur. J. Cell Biol. - 2005. - Vol. 84. - P. 245-258.
53. Jensen R.G. The composition of bovine milk lipids: January 1995 to December 2000 // J. Dairy Sci. - 2002. - Vol. 85. - P. 295-250.
54. Jimenez-Flores R, Brisson G. The milk fat globule membrane as an ingredient: why, how, when? // Dairy Sci. Technol. - 2008. - Vol. 88, N 1. - P. 5-18.
55. Keenan T.W. Composition and synthesis of gangliosides in mammary gland and milk of the bovine // Biochim. Biophys. Acta. - 1974. -Vol. 337. - P. 255-270.
56. Keenan T.W,, Mather I.H., Dylewski D.P. Physical equilibria: lipid phase // Fundamentals of Dairy Chemistry / Ed. N.P. Wong. - New York: Van Nostrand Reinhold Co., 1988. - P. 511-582.
57. Khan B.B., Iqbal A. The water buffalo: an underutilized source of milk and meat, a review // Pak. J. Zool. - 2009. - Vol. 9. - P. 517-521.
58. Leewenhoeck. 1674. More microscopical observations // Philos. Transact. - Vol. 9. - P. 23-24.
59. Liao Y, Alvarado R, Phinney B, Lonnerdal B. Proteomic characterization of human milk fat globule membrane proteins during a 12-month lactation period // J. Proteome Res. - 2011. - Vol. 10. -P. 3530-3541.
60. Lopez C. Milk fat globules enveloped by their biological membrane: Unique colloidal assemblies with a specific composition and structure // Curr. Opin. Colloid Interface Sci. - 2011. - Vol. 16. -P. 391-404.
61. MatherI.H., Keenan T.W. Origin and secretion of milk lipids // J. Mammary Gland Biol. Neoplasia. - 1998. - Vol. 3. - P. 259-273.
62. Mather I.H., Keenan T.W. Function of endomembranes and the cell surface in the secretion of organic milk constituents // Biochemistry of Lactation / Ed. T.B. Mepham. - Amsterdam: Elsevier, 1983. -P. 231-283.
63. McJarrowP., SchnellN, Jumpsen J., Clandinin T. Influence of dietary gangliosides on neonatal brain development // Nutr. Rev. - 2009. -Vol. 67. - P. 451-463.
64. Mizuno K, Nishida Y, Taki M. et al. Is increased fat content of hindmilk due to the size or the number of milk fat globules? // Int. Breastfeeding J. - 2009. - Vol. 4. - P. 7.
65. Meyrand M, Dallas D.C., Caillat H. et al. Comparison of milk oligo-saccharides between goats with and without the genetic ability to synthesize as1-casein // Small Ruminant Res. - 2013. - Vol. 113, N 2-3. - P. 411-420.
66. Murgiano L, Timperio A.M., Zolla L. et al. Comparison of Milk Fat Globule Membrane (MFGM) Proteins of Chianina and Holstein Cattle Breed Milk Samples Through Proteomics Methods // Nutrients. -2009. - Vol. 1. - P. 302-315.
67. Nickerson S.C., Smith J.J., Keenan T.W. Role of microtubules in milk secretion - action of colchicine on microtubules and exocytosis of secretory vesicles in rat mammary epithelial cells // Cell Tissue Res. - 1980. - Vol. 207, N 3. - P. 361-376.
68. Newburg D. Bioactive Components of Human Milk. Advances in Experimental Medicine and Biology. - New York: Kluwer Academic / Plenum Publisher, 2001. - Vol. 501. - P. 345.
69. Ostensson K, Hageltorn M, Astrom G. Differential cell counting in fraction-collected milk from dairy cows // Acta Vet. Scand. -1988. - Vol. 29. - P. 493-500.
70. Ollivier-Bousquet M. Milk lipid and protein traffic in mammary epithelial cells: joint and independent pathways // Reprod. Nutr. Dev. -2002. - Vol. 42. - P. 149-162.
71. Ostensson K. Variations during lactation in total and differential leukocyte counts, N-acetyl-d-glucosaminidase, antitrypsin and serum albumin in foremilk and residual milk from non-infected quarters in the bovine // Acta Vet. Scand. - 1993. - Vol. 34. - P. 83-93.
72. Paape M.J., Capuco A.V. Cellular defense mechanisms in the udder and lactation of goats // J. Anim. Sci. - 1997. - Vol. 75, N 2. -P. 556-565.
73. Paape M.J., Wiggans G.R., Bannerman D.D. et al. Monitoring goat and sheep milk somatic cell counts // Small Ruminant Res. - 2007. -Vol. 68, N 1-2. - P. 114-125.
74. Park Y.W. Goat milk-chemistry and nutrition // Handbook of Milk of Non-bovine Mammals / Eds Y.W. Park, G.F.W. Haenlein. - Oxford, England; Ames, Iowa: Blackwell Publishing Professional, 2006. -P. 34-58.
75. Park Y.W. Rheological characteristics of goat and sheep milk // Small Ruminant Res. - 2007. - Vol. 68. - P. 73-87.
76. Parodi P.W. Milk fat in human nutrition // Aust. J. Dairy Technol. -2004. - Vol. 59. - P. 3-59.
77. Patton S, Huston G.E. Incidence and characteristics of cell pieces on human milk fat globules // Biochim. Biophys. Acta. - 1988. -Vol. 965. - P. 146-151.
78. Popjak G, French T.H., Folley S.J. Utilization of acetate for milk-fat synthesis in the lactating goat // Biochem. J. - 1951. - Vol. 48. -P. 411-416.
79. PMO, 2003. Grade «A» Pasteurized Milk Ordinance, U.S. Department of Health and Human Services, Public Health Service, Food and Drug Administration, www.cfsan.fda.gov/acrobat/pmo03.pdf.
80. Raynal-Ljutovac K, Gaborit P., Lauret A. The relationship between quality criteria of goat milk, its technological properties and the quality of the final products // Small Rumin. Res. 2005, 60:167-77.
81. Raynal-Ljutovac K, Pirisi A, De Cremoux R, Gonzalo C. Somatic cells of goat and sheep milk: analytical, sanitary, productive and technological aspects // Small Ruminant Res. - 2007. - Vol. 68. -P. 126-144.
82. Reinhardt T.A., Lippolis J.D. Bovine milk fat globule membrane proteome // J. Dairy Res. - 2006. - Vol. 73, N 4. - P. 406-416.
83. Robenek H, Hofnagel O, Buers I. et al. Butyrophilin controls milk fat globule secretion // Proc. Natl Acad. Sci. USA. - 2006. - Vol. 103, N 27. - P. 10385-10390.
84. Rombaut R, Dewettinck K. Properties, analysis and purification of milk polar lipids // Int. Dairy J. - 2006. - Vol. 16. - P. 13621373.
85. Shamsia S.M. Nutritional and therapeutic properties of camel and human milks // Int. J. Gen. Mol. Biol. - 2009. - Vol. 1. - P. 52-58.
86. Silanikove N, Leitner G, Merin U, Prosser C. Recent advances in exploiting goat's milk: quality, safety and production aspects // Small Ruminant Res. - 2010. - Vol. 89. - P. 110-124.
87. Shennan D.B, Peaker M. Transport of milk constituents by the mammary gland // Physiol. Rev. - 2000. - Vol. 80. - P. 925-951.
88. Singh H. The milk fat globule membrane - a biophysical system for food applications // Curr. Opin. Colloid Interface Sci. - 2006. -Vol. 11. - P. 154-163.
89. Smith S.J., Cases S., Jensen D.R. et al. Obesity resistance and multiple mechanisms of triglyceride synthesis in mice lacking Dgat // Nat. Genet. - 2000. - Vol. 25. - P. 87-90.
90. Strzalkowska N, Bagnicka E, Jozwik A. et al. Relationship between the number of lipolytic bacteria season of the year and susceptibility of goat milk to lipolysis // Vet. Med. - 2006. - Vol. 62. -P. 343-346.
91. Tanaka K, Hosozawa M, Kudo N. et al. The pilot study: sphingo-myelin-fortified milk has a positive association with the neurobe-havioural development of very low birth weight infants during
94
И.Н. Скидан, А.Е. Гуляев, К.С. Казначеев
infancy, randomized control trial // Brain Dev. - 2013. - Vol. 35. - 98. P. 45-52.
92. Thompson P.A., Kadlubar F.F., Vena S.M. et al. Exfoliated ductal epithelial cells in human breast milk: a source of target tissue DNA 99. for molecular epidemiologic studies of breast cancer // Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev. - 1998. - Vol. 7. - P. 37-42.
93. Timby N, Domel^f E, Hernell O. et al. Neurodevelopment, nutrition, and 100. growth until 12-mo of age in infants fed a low-energy, low-protein formula supplemented with bovine milk fat globule membranes: a randomized controlled trial // Am. J. Clin. Nutr. - 2014. - Vol. 99, N 4. - P. 860-868. 101.
94. Tomotake H, Okuyama R, Katagiri M. et al. Comparison between Holstein cow's milk and Japanese-Saanen goat's milk in fatty acid composition, lipid digestibility and protein profile // Biosci. Biotech- 102. nol. Biochem. - 2006. - Vol. 70, N 11. - P. 2 7 71-2 7 74.
95. Tzboula-Clarke A. Goat milk // Encyclopedia of Dairy Sciences / 103. Eds H. Roguiski, J. Fuquay, P. Fox. - Amsterdam: Academic Press, 2003. - P. 1270-1279.
96. Valivullah M, Bevan D.R., Peat A, Keenan T.W. Milk lipid globules: 104. Control of their size distribution // Proc. Natl Acad. Sci. USA. - 1988. -
Vol. 85. - P. 8775-8779.
97. Veereman-Wauters G., Staelens S., Rombaut R. et al. Milk fat globule 105. membrane (INPULSE) enriched formula milk decreases febrile episodes and may improve behavioral regulation in young children // Nutrition. - 2012. - Vol. 28, N 7-8. - P. 749-752.
Vestman N.R., Timby N, Holgerson P.L. et a!. Characterization and
in vitro properties of oral lactobacilli in breastfed infants // BMC
Microbiol. - 2013. - Vol. 13. - P. 193-205.
Walstra P., Geurts T.J., Noomen A. et al. Colloidal particles of milk //
Dairy Technology: Principles of Milk Properties and Processing. -
New York, NY: Marcel Dekker, 1999. - P. 727.
Wang B., Yu B., Karim M. et al. Dietary sialic acid supplementation
improves learning and memory in piglets // Am. J. Clin. Nutr. -
2007. - Vol. 85. - P. 561-569.
Wooding F.B., Peaker L. Theories of milk secretion: evidence from e electron microscopic examination of milk // Nature. - 1970. -Vol. 226, N 5247. - P. 762-764.
Wooding F.B. The mechanism of secretion of the milk fat globule // J. Cell Sci. - 1971. - Vol. 9. - P. 805-821. Wooding F.B, Morgan G., Craig H. «Sunbursts» and «christies-omes»: cellular fragments in normal cow and goat milk // Cell Tissue Res. - 1977. - Vol. 185. - P. 535-545.
Wong W.W., Hachey D.L., Insull W. et al. Effect of dietary cholesterol on cholesterol synthesis in breast-fed and formulafed infants // J. Lipid Res. - 1993. - Vol. 34. - P. 1403-1411. Zavaleta N., Kvistgaard A.S., Graverholt G. et al. Efficacy of an MFGM-enriched complementary food in diarrhea, anemia, and micronu-trient status in infants // J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. - 2011. -Vol. 53, N 5. - P. 561-568.
95
