Олигосахариды козьего молока: биологическое значение для организма ребенка

Введение. Грудное молоко является лучшим выбором для вскармливания младенца первых лет жизни. Грудное молоко позволяет передавать сигналы от матери к младенцу в рамках тесно связанной системы «мать – грудное молоко – младенец». Примечательно, что изменения, происходящие в каждом компоненте этой триады, влияют на траекторию развития младенца. Помимо обеспечения необходимыми питательными веществами, грудное молоко содержит множество биологически активных компонентов, макро- и микроэлементов, способствующих здоровому росту и развитию, позволяющих сформировать здоровую микробиоту и стимулирующих развитие иммунной системы младенца. Однако в современных реалиях женщинам не всегда удается сохранить исключительно грудное вскармливание. Нередко встает вопрос о правильном выборе молочной смеси для смешанного или искусственного вскармливания младенца. С древних времен козье молоко привлекало внимание родителей как альтернативное питание для детей. Известно, что в Европе XVIII-XIX веков козье молоко использовалось для кормления младенцев, оставленных в больницах для подкидышей, а немецкий писатель Канрад А. Цвейрлян издал книгу под названием «Коза как лучшая и наиболее действенная кормилица», где рассказал о том, что ребенок, оставшийся без матери, был выкормлен именно козьим молоком. Сегодня козье молоко называют супермолочной пищей с уникальными лечебными, питательными, иммунологическими и биологическими свойствами. Оно является источником витаминов, белков и антиоксидантов, может быть использовано для создания искусственной смеси в качестве альтернативы грудному молоку. С точки зрения питательности козье молоко заметно отличается от молока других молочных животных, обладая большей буферной способностью.

Цель работы. В настоящее время существует немало исследований, сравнивающих возможность использования молока разных видов животных (коровье, козье, буйволиное, ослиное, верблюжье и др.). В статье представлены особенности состава козьего молока, сделан акцент на молочных олигосахаридах, которые определяют часть его уникальных свойств, а также схожесть с грудным молоком.

1. Nuzzi G., Trambusti I., DI Cicco M. E., Peroni D. G. Breast milk: more than just nutrition! Minerva Pediatr (Torino). 2021; 73 (2): 111-114. DOI: 10.23736/S2724-5276.21.06223-X. PMID: 33880902.

2. De Weerth C., Aatsinki A.-K., Azad M. B., Bartol F. F., Bode L., Collado M. C., Beijers, R. (2022). Human milk: From complex tailored nutrition to bioactive impact on child cognition and behavior. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 1-38. https://doi.org/10.1080/10408398.2022.2053058.

3. Bode L., Raman A. S., Murch S. H., Rollins N. C., Gordon J. I. Understanding the mother-breastmilkinfant "triad". Science. 2020; 367: 1070-1072.

4. Sprenger N., Tytgat H. L. P., Binia A., Austin S., Singhal A. Biology of human milk oligosaccharides: from basic science to clinical evidence. J Hum Nutr Diet. 2022; 35 (2): 280-299. 10.1111/jhn.12990.

5. Bode L. Human milk oligosaccharides: Every baby needs a sugar mama. Glycobiology, 2012; 22 (9); 1147-1162. https://doi.org/10.1093/glycob/cws074.

6. Bode L. The functional biology of human milk oligosaccharides. Early Hum Dev. 2015; 91 (11): 619-622.

7. Thurl S., Munzert M., Boehm G., Matthews C., Stahl B. Systematic Review of the Concentrations of Oligosaccharides in Human Milk. Nutr. Rev. 2017; 75: 920-933.

8. Moubareck C. A. Human Milk Microbiota and Oligosaccharides: A Glimpse into Benefits, Diversity, and Correlations. Nutrients. 2021; 13 (4): 1123. DOI: 10.3390/nu13041123. PMID: 33805503; PMCID: PMC8067037.

9. Jantscher-Krenn E., Zherebtsov M., Nissan C., Goth K., Guner Y. S., Naidu N., Choudhury B., Grishin A. V., Ford H. R., Bode L. The Human Milk Oligosaccharide Disialyllacto-N-Tetraose Prevents Necrotising Enterocolitis in Neonatal Rats. Gut. 2012; 61: 1417-1425.

10. Autran C. A., Kellman B. P., Kim J. H., Asztalos E., Blood A. B., Spence E. C. H., Patel A. L., Hou J., Lewis N. E., Bode L. Human Milk Oligosaccharide Composition Predicts Risk of Necrotising Enterocolitis in Preterm Infants. Gut. 2018; 67: 1064-1070.

11. Jacobi S. K., Yatsunenko T., Li D., Dasgupta S., Yu R. K., Berg B. M., Chichlowski M., Odle J. Dietary Isomers of Sialyllactose Increase Ganglioside Sialic Acid Concentrations in the Corpus Callosum and Cerebellum and Modulate the Colonic Microbiota of Formula-Fed Piglets. J. Nutr. 2016; 146: 200-208.

12. Urashima T., Taufik E. Oligosaccharides in milk: their benefits and future utilization. Media Peternakan. 2011; 33: 189-197.

13. Marques de Almeida M., Haenlein G. F. W. Goat Milk. In Handbook of Milk of Non-Bovine Mammals; John Wiley & Sons, Ltd.: Hoboken, NJ, USA, 2017; pp. 11-41, ISBN 978-1-119-11031-6.

14. Mal G., Singh B., Mane B. G., Sharma V., Sharma R., Bhar R., Dhar J. B. Milk Composition, Antioxidant Activities and Protein Profile of Gaddi Goat Milk. J. Food Biochem. 2018; 42: e12660.

15. Park Y. W. Goat Milk – Chemistry and Nutrition. In Handbook of Milk of Non-Bovine Mammals; John Wiley & Sons, Ltd.: Hoboken, NJ, USA, 2017; pp. 42-83, ISBN 978-1-119-11031-6.

16. Park Y. W., Juárez M., Ramos M., Haenlein G. F. W. Physico-Chemical Characteristics of Goat and Sheep Milk. Small Rumin. Res. 2007; 68: 88-113.

17. Prosser C. G. Compositional and Functional Characteristics of Goat Milk and Relevance as a Base for Infant Formula. J. Food Sci. 2021; 86: 257-265.

18. Trujillo A. J., Casals I., Guamis B. Analysis of Major Caprine Milk Proteins by Reverse-Phase High-Performance Liquid Chromatography and Electrospray Ionization-Mass Spectrometry. J. Dairy Sci. 2000; 83: 11-19.

19. Захарова И. Н., Холодова И. Н., Нечаева В. В. Смеси на основе козьего молока: есть ли преимущества? Медицинский Совет. 2016; (16): 22-26. https://doi.org/10.21518/2079701X-2016-16-22-26.

20. Zhang K., Zhang L., Zhou R., Zhong J., Xie K., Hou Y., Zhou P. Cow's milk αS1-casein is more sensitizing than goat's milk αS1-casein in a mouse model. Food Funct. 2022; 13 (12): 6484-6497. DOI: 10.1039/d2fo01136k. PMID: 35616505.

21. Ponnampalam E. N., Priyashantha H., Vidanarachchi J. K., Kiani A., Holman B. W. B. Effects of Nutritional Factors on Fat Content, Fatty Acid Composition, and Sensorial Properties of Meat and Milk from Domesticated Ruminants: An Overview. Animals (Basel). 2024; 14 (6): 840. DOI: 10.3390/ani14060840. PMID: 38539939; PMCID: PMC10967350.

22. Muehlhoff E., Bennet A., McMahon D. Food and Agriculture Organisation of the United Nations (FAO).

23. Verduci E., D’Elios S., Cerrato L., Comberiati P., Calvani M., Palazzo S., Martelli A., Landi M., Trikamjee T., Peroni D.G. Cow’s Milk Substitutes for Children: Nutritional Aspects of Milk from Different Mammalian Species, Special Formula and Plant-Based Beverages. Nutrients. 2019; 11: 1739. https://doi.org/10.3390/nu11081739.

24. Martinez-Ferez A., Guadix A., Guadix E. M. Recovery of Caprine Milk Oligosaccharides with Ceramic Membranes. J. Membr. Sci. 2006; 276 (1): 23-30.

25. Meyrand M., Dallas D. C., Caillat H., Bouvier F., Martin P., Barile D. Comparison of Milk Oligosaccharides between Goats with and without the Genetic Ability to Synthesize Αs1-Casein. SmallRumin. Res. J. Int. GoatAssoc. 2013; 113 (2-3): 411-420.

26. Gopal P. K., Gill H. S. Oligosaccharides and glycoconjugates in bovine milk and colostrums. Br J Nutr. 2000; 84: S69-S74.

27. Mehra R., Kelly P. Milk Oligosaccharides: Structural and Technological Aspects. Int. Dairy J. 2006; 16: 1334-1340. [CrossRef].

28. Meyrand M., Dallas D. C., Caillat H., Bouvier F., Martin P., Barile D. Comparison of Milk Oligosaccharides between Goats with and without the Genetic Ability to Synthesize As1-Casein. Small Rumin. Res. 2013; 113: 411-420. [CrossRef] [PubMed].

29. Wang B., Brand-Miller J., McVeagh P., Petocz P. Concentration and distribution of sialic acid in human milk and infant formulas. American Journal of Clinical Nutrition. 2001; 74 (4): 510-515. https://doi.org/10.1093/ajcn/74.4.510.

30. Boehm G., Stahl B. Oligosaccharides from Milk. J. Nutr. 2007; 137: 847S-849S. [CrossRef].

31. Martín-Ortiz A., Barile D., Salcedo J., Moreno F. J., Clemente A., Ruiz-Matute A. I., Sanz M. L. Changes in Caprine Milk Oligosaccharides at Different Lactation Stages Analyzed by High Performance Liquid Chromatography Coupled to Mass Spectrometry. J. Agric. Food Chem. 2017; 65: 3523-3531.

32. Bode L., Kunz C., Muhly-Reinholz M., Mayer K., Seeger W., Rudloff S. Inhibition of monocyte, lymphocyte, and neutrophil adhesion to endothelial cells by human milk oligosaccharides. Thromb. Haemost. 2004; 92: 1402-1410.

33. Kitaoka M., Tian J., Nishimoto M. Novel putative galactose operon involving lacto-N-biose phosphorylase in Bifidobacterium longum. Appl Environ Microbiol. 2005; 71: 3158-3162.

34. Huang P., Farkas T., Marionneau S., Zhong,W., Ruvoën-Clouet N., Morrow A. L., Altaye M., Pickering L. K., Newburg D. S., LePendu J., Jiang X. Noroviruses bind to human ABO, Lewis, and secretor histo-blood group antigens: identification of 4 distinct strainspecific patterns. J Infect Dis. 2003; 188: 19-31.

35. Sotgiu S., Arru G., Fois M. L., Sanna A., Musumeci M., Rosati G., Musumeci S. Immunomodulation of fucosyl-lactose and lacto-N-fucopentaose on mononuclear cells from multiple sclerosis and healthy subjects. Int J Biomed. Sci. 2006; 2: 114-120.

36. Park Y. 12-Improving Goat Milk. In Improving the Safety and Quality of Milk; Griffiths M. W., Ed.; Woodhead Publishing Series in Food Science, Technology and Nutrition; Woodhead Publishing: Cambridge, UK, 2010; pp. 304-346, ISBN 978-1-84569-806-5.

37. Mollova D., Vasileva T., Bivolarski V., Iliev I. The Enzymatic Hydrolysis of Human Milk Oligosaccharides and Prebiotic Sugars from LAB Isolated from Breast Milk. Microorganisms. 2023; 11 (8): 1904. DOI: 10.3390/microorganisms11081904. PMID: 37630464; PMCID: PMC10458952.

38. Salli K., Hirvonen J., Siitonen J., Ahonen I., Anglenius H., Maukonen J. Selective Utilization of the Human Milk Oligosaccharides 2'-Fucosyllactose, 3-Fucosyllactose, and Difucosyllactose by Various Probiotic and Pathogenic Bacteria. J Agric Food Chem. 2021; 69 (1): 170-182. DOI: 10.1021/acs.jafc.0c06041. Epub 2020 Dec 31. PMID: 33382612.

39. Henrick B. M., Rodriguez L., Lakshmikanth T., Pou C., Henckel E., Arzoomand A., Olin A., Wang J., Mikes J., Tan Z., Chen Y., Ehrlich A. M., Bernhardsson A. K., Mugabo C. H., Ambrosiani Y., Gustafsson A., Chew S., Brown H. K., Prambs J., Bohlin K., Mitchell R. D., Underwood M. A., Smilowitz J. T., German J. B., Frese S. A., Brodin P. Bifidobacteria-mediated immune system imprinting early in life. Cell. 2021; 184 (15): 3884-3898.e11. DOI: 10.1016/j.cell.2021.05.030. Epub 2021 Jun 17. PMID: 34143954.

40. Boulangé C. L., Pedersen H. K., Martin F. P., Siegwald L., Pallejà Caro A., Eklund A. C., Jia W., Zhang H., Berger B., Sprenger N., Heine R. G., Cinnamon Study Investigator Group. An Extensively Hydrolyzed Formula Supplemented with Two Human Milk Oligosaccharides Modifies the Fecal Microbiome and Metabolome in Infants with Cow's Milk Protein Allergy. Int J Mol Sci. 2023; 24 (14): 11422. DOI: 10.3390/ijms241411422. PMID: 37511184; PMCID: PMC10379726.

41. Kiskini A., Difilippo E. Oligosaccharides in goat milk: structure, health effects and isolation. Cell Mol Biol (Noisy-le-grand). 2013; 59 (1): 25-30. PMID: 24200018.

42. Nayik Gulzar Ahmad, Yash D. Jagdale, Sailee A. Gaikwad, Anupama N. Devkatte, Aamir Hussain Dar, Mohammad Javed Ansari. Nutritional Profile, Processing and Potential Products: A Comparative Review of Goat Milk. 2022; Dairy 3, no. 3: 622-647. https://doi.org/10.3390/dairy3030044.

43. Boehm G., Stahl B. Oligosaccharides from Milk. J. Nutr. 2007; 137: 847-849.

44. Han Y., Ma H., Liu Y., Zhao Y., Li L. Effects of goat milk enriched with oligosaccharides on microbiota structures, and correlation between microbiota and short-chain fatty acids in the large intestine of the mouse. J Dairy Sci. 2021; 104 (3): 2773-2786. DOI: 10.3168/jds.2020-19510. Epub 2021 Jan 15. PMID: 33455783.

45. Prudden A. R., Liu L., Capicciotti C. J., Wolfert M. A., Wang S., Gao Z., Meng L., Moremen K. W., Boons G.-J. Synthesis of Asymmetrical Multiantennary Human Milk Oligosaccharides. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2017; 114 (27): 6954-6959.

46. Newburg D. S., Ruiz-Palacios G. M., Altaye M., et al. Innate protection conferred by fucosylated oligosaccharides of human milk against diarrhea in breastfed infants. Glycobiology. 2004; 14: 253-263.

47. Martin M. J., Lara-Villoslada F., Morales M. E. Microencapsulation of Bacteria: A Review of Different Technologies and Their Impact on the Probiotic Effects. Innovative Food Science & Emerging Technologies. 2015; 27: 15-25. http://dx.doi.org/10.1016/j.ifset.2014.09.010.

48. Kunz C., Rudloff S. Health promoting aspects of milk oligosaccharides. Int. Dairy J. 2006; 16: 1341-1346.

49. Daddaoua A., Puerta V., Requena P., MartinezFerez A., Guadix E., de Medina F.S., Zarzuelo A., Suarez M. D., Boza J. J., Martinez-Augustin O. Goat milk oligosaccharides are anti-inflammatory in rats with hapteninduced colitis. J Nutr. 2006; 136: 672-676.

50. Leong A., Liu Z., Almshawit H., Zisu B., Pillidge C., Rochfort S., Gill H. Oligosaccharides in goats' milk-based infant formula and their prebiotic and anti-infection properties. Br J Nutr. 2019; 122 (4): 441-449. DOI: 10.1017/S000711451900134X. PMID: 31196229.

51. Hawke K., Louise J., Collins C., Zhou S. J., Brown A., Gibson R., Makrides M. Growth Patterns during the First 12 Months of Life: Post-Hoc Analysis for South Australian Aboriginal and Caucasian Infants in a Randomised Controlled Trial of Formula Feeding. Asia Pac. J. Clin. Nutr. 2017; 26 (3): 464-470.

52. Tannock G. W., Lawley B., Munro K., Gowri Pathmanathan S., Zhou S. J., Makrides M., Gibson R. A., SullivanT., Prosser C. G., Lowry D., Hodgkinson A. J. Comparison of the Compositions of the Stool Microbiotas of Infants Fed Goat Milk Formula, Cow Milk-Based Formula, or Breast Milk. Appl. Environ. Microbiol. 2013; 79 (9): 3040-3048.

53. Lawley B., Munro K., Hughes A., Hodgkinson A. J., Prosser C. G., Lowry D., Zhou S. J., Makrides M., Gibson R. A., Lay C., Chew C., Lee P. S., Wong K. H., Tannock G. W. Differentiation of Bifidobacterium Longum Subspecies Longum and Infantis by Quantitative PCR Using Functional Gene Targets. Peer J. 2017; 5: No. e3375.

54. Tannock G. W., Lee P. S., Wong K. H., Lawley B. Why Don’t All Infants Have Bifidobacteria in Their Stool? Front. Microbiol. 2016; 7: 834.

55. Tolenaars L., Romanazzi D., Carpenter E., Gallier S., Prosser C. G. Minor dietary components intrinsic to goat milk and goat milk formulas. International Dairy Journal. 2021; 117: Article 105012. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2021.105012.

56. Pundir S., Gridneva Z., Pillai A., Thorstensen E. B., Wall C. R., Geddes D. T.,Cameron-Smith D. Human milk glucocorticoid levels are associated with infant adiposity and head circumference over the first year of life. Frontiers in Nutrition. 2020; 7(September): 1-8. https://doi.org/10.3389/fnut.2020.00166.

57. Kyogashima, M., Ginsburg, V., Krivan, H. C. Escherichia Coli K99 Binds to N-Glycolylsialoparagloboside and N-GlycolylGM3 Found in Piglet Small Intestine. Arch. Biochem. Biophys. 1989; 270 (1): 391-397.

58. Bü hrer C., Ensenauer R., Jochum F., Kalhoff H., Koletzko B., Lawrenz B., Mihatsch W., Posovszky C., Rudloff S. Infant Formulas with Synthetic Oligosaccharides and Respective Marketing Practices: Position Statement of the German Society for Child and Adolescent Medicine e.V. (DGKJ), Commission for Nutrition. Mol. Cell. Pediatr. 2022; 9 (1): 14.

59. Холодова И. Н., Титова Т. А., Кудаярова Л. Р., Кулакова Г. А., Нечаева В. В., Фетисова Т. Г. и др. Смеси на основе козьего молока: возможно ли их использование в питании детей первых месяцев жизни. Практическая медицина. 2017; 10 (111): 35-43.