第十三章乳中活性物質(zhì)

1、第二章 乳中生理活性物質(zhì) 第一節(jié) 乳中的生理活性物質(zhì)體系一、動(dòng)物的免疫系統(tǒng) 哺乳動(dòng)物的免疫系統(tǒng)由兩個(gè)主要系統(tǒng)組成，即細(xì)胞調(diào)解免疫和體液免疫。當(dāng)外來(lái)抗原如細(xì)菌、病毒、外來(lái)組織和腫瘤刺激時(shí)，兩個(gè)系統(tǒng)都有相應(yīng)的防御機(jī)制。兩個(gè)體系分別來(lái)自淋巴母細(xì)胞產(chǎn)生的兩種類型的淋巴細(xì)胞:T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞。 （一）細(xì)胞調(diào)解免疫系統(tǒng) 淋巴細(xì)胞在胸腺對(duì)T細(xì)胞的差異性形成CMI系統(tǒng)。 T細(xì)胞對(duì)外來(lái)刺激通過(guò)產(chǎn)生不同類型的活化細(xì)胞來(lái)抵御,包括細(xì)胞毒性殺死劑、助劑、抑制劑、記憶細(xì)胞和產(chǎn)生專一性蛋白淋巴因子的細(xì)胞。 （二）體液免疫系統(tǒng) 體液免疫系統(tǒng)包括抗體和補(bǔ)體系統(tǒng)。 抗體是外來(lái)抗原刺激后由來(lái)自B淋巴細(xì)胞的血漿細(xì)胞產(chǎn)生。 血

2、漿細(xì)胞是專一性抗原被抑制后數(shù)十年，如果外來(lái)抗原重新進(jìn)入動(dòng)物體，會(huì)一直保留的B淋巴細(xì)胞。 體液免疫對(duì)細(xì)菌和毒素非常有效。 抗體在血漿細(xì)胞中合成，也有部分在乳腺中合成。 大量存在于血液、組織和乳汁中。 二、乳中生物活性物質(zhì)的分布和濃度 乳中活性物質(zhì)包括免疫球蛋白（Ig）、乳鐵蛋白（Lf）、溶菌酶（LZ）、乳過(guò)氧化物酶（Lp）、血清白蛋白（BSA）、-乳球蛋白（-Lg）、-乳球蛋白（-La）、轉(zhuǎn)鐵蛋白（Tf）、B12結(jié)合蛋白、葉酸結(jié)合蛋白、胰蛋白酶抑制劑和各種生長(zhǎng)刺激因子。第二節(jié) 免疫球蛋白 一、免疫球蛋白的種類與分布 免疫球蛋白分為IgG、IgA、IgD、IgE、IgM五大類。人乳以IgA為主，牛

3、乳則以IgG含量最高。 牛初乳中Ig的含量受多種因素制約。 乳牛的年齡影響乳中Ig的量和類型。較老的乳牛初乳量少且IgG 含量低。 乳中Ig的濃度不受血液中Ig濃度影響，受泌乳階段的影響，如初乳、末乳Ig含量較高。 二、免疫球蛋白的理化性質(zhì) Ig的結(jié)構(gòu)多樣，由重鏈和輕鏈組成丫字結(jié)構(gòu)。 H鏈按抗原性不同可分為、五種鏈，它們分別是IgG、IgA、IgM、IgD、IgE的重鏈。 對(duì)同種免疫球蛋白如IgG的重鏈又稍有不同，把鏈分為1、2、3、4，分別對(duì)應(yīng)IgG1、IgG2、IgG3、IgG4。三、免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)和組成 五種免疫球蛋白(IgG, IgA, IgM, IgEJgD具有類似的基本結(jié)構(gòu)。 在

4、組織結(jié)構(gòu)、氨基酸順序和糖類上也有不同。四、免疫球蛋白在母體和幼體間的轉(zhuǎn)移 對(duì)于在多種病原菌中出生的幼體，母親傳遞給幼體多種抑菌物質(zhì)，Ig是其中最主要的一種。 不同的動(dòng)物在母體和幼體間有不同的轉(zhuǎn)移方式，概括起來(lái)包括以下三種。 第一種途徑是通過(guò)胎盤(pán)把和母親血液中同濃度的IgG轉(zhuǎn)移給幼體的哺乳動(dòng)物如人、猿、家兔等。 第二種途徑是在出生48h以后通過(guò)初乳喂養(yǎng)傳遞免疫球蛋白。這類動(dòng)物包括牛、山羊、羊、豬等有蹄類動(dòng)物，此類動(dòng)物在出生前，無(wú)法從母體中得到Ig。 第三 種途徑是在母親體內(nèi)通過(guò)胎盤(pán)傳遞比母體血清中濃度較低IgG。這類動(dòng)物也需從初乳中獲得免疫球蛋自，狗等屬此類動(dòng)物，它們中IgA和lgM含量較高。

5、五、免疫球蛋白的生物學(xué)功能 Ig的生物學(xué)功能主要是活化補(bǔ)體，溶解細(xì)胞，中和細(xì)菌毒素，通過(guò)凝集反應(yīng)防止微生物對(duì)細(xì)胞的侵蝕。 Ig的另一種生物功能來(lái)源于Fc受體粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、血小板和巨噬細(xì)胞等和Ig相互作用生成絡(luò)合物，這種絡(luò)合物后期被吞噬，最后被降解。 IgG分子小，較其它類Ig易透過(guò)毛細(xì)血管壁，轉(zhuǎn)入組織液內(nèi)。 它幾乎可以在一切組織器官中與抗原反應(yīng)，IgG能活化補(bǔ)體，發(fā)揮其相關(guān)的生物學(xué)效應(yīng)。 IgG有調(diào)整作用，通過(guò)吞噬細(xì)胞表面Fc片段受體，使抗原與抗原結(jié)合的IgG一起被攝人細(xì)胞而被處理, IgG與ADC細(xì)胞結(jié)合后，可以特異性殺傷靶細(xì)胞，在感染和腫瘤免疫時(shí)發(fā)揮重要作用。 IgM可激活補(bǔ)體，通過(guò)此

6、功能發(fā)揮溶菌和溶細(xì)胞作用，它溶解和凝集作用比IgG強(qiáng)，IgM溶解紅細(xì)胞作用比IgG高1000倍，巨噬細(xì)胞表面有C3b受體，IgM與抗原結(jié)合后補(bǔ)體活化，通過(guò)C3b結(jié)合到巨噬細(xì)胞表面，從而促進(jìn)吞噬作用。 IgA能激活補(bǔ)體交替途徑，能凝集顆?？乖爸泻筒《?，防止微生物附著于黏膜表層，從而有利于有機(jī)體把它們排出體外，它亦可結(jié)合蛋白抗原，防止過(guò)敏反應(yīng)的發(fā)生。 IgE能誘發(fā)生物活性物質(zhì)，增加粘膜的通透性，它通常結(jié)合到肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞膜受體上，如果再與特異性抗原相結(jié)合，就會(huì)引起它們釋放組織胺等生物活性物質(zhì)，引起過(guò)敏反應(yīng)。第三節(jié) 乳鐵蛋白n乳鐵蛋白（Lactoferrin，LF ）是一種具有多種生理功能

7、的 分子量約為 80 KDa 的天然活性糖蛋白。n乳鐵蛋白廣泛存在于哺乳動(dòng)物的乳汁及各種分泌液中，其在乳汁中含量較高，牛初乳中含有800g/mL的LF，常乳中含有100g/mL的LF，遠(yuǎn)高于人體內(nèi)LF的生理濃度。n血液中的LF來(lái)自成熟的中性粒細(xì)胞的次級(jí)顆粒，一般濃度約為2-7g/mL，在體內(nèi)，LF作為活性因子參與到很多生理活動(dòng)之中。是乳中最重要的活性蛋白。N2C1C2N1乳鐵蛋白的結(jié)構(gòu)乳鐵蛋白的結(jié)構(gòu)n牛 LF 由 689 個(gè)氨基酸組成， 含有較多的精氨酸和賴氨酸， 是一種堿性蛋白質(zhì)。nLF的三維結(jié)構(gòu)呈“兩枚銀杏葉”型，分子的N端和C端大約有40% 的氨基酸組成是相似的，具有很好的同源性。每一葉

8、狀結(jié)構(gòu)都含有一個(gè)Fe3+和一個(gè)HCO3- 結(jié)合部位，每一葉都能高親和性地可逆地與鐵結(jié)合。 n第 233、368、476 和 545 位 天冬氨酸殘基上有糖基鏈。乳鐵蛋白的生理功能n 抑菌作用；n 吞噬細(xì)胞的功能；n 細(xì)胞生成調(diào)節(jié)功能；n 補(bǔ)體活性調(diào)整；n 影響NK和ADCC活性； n 調(diào)節(jié)發(fā)炎反應(yīng)，抑制感染部位炎癥；n 還原溶菌酶再生的刺激效應(yīng)；n 在腸道中鐵吸收的刺激和回歸；n抗病毒效應(yīng)；n對(duì)牛瘤胃中微生物的控制；n缺鐵乳鐵蛋白抗氧化作用，它可抑制由于Fe3+引起的脂氧化，F(xiàn)e2+或Fe3+的生物還原劑如抗壞血酸鹽是脂氧化的誘導(dǎo)劑；n淋巴細(xì)胞的生長(zhǎng)刺激；n顆粒細(xì)胞、嗜中性細(xì)胞的調(diào)整；n雙歧桿

9、菌的生長(zhǎng)刺激；n對(duì)單核白血球遷移阻礙因子生成的促進(jìn)作用。乳鐵蛋白的分離方法乳鐵蛋白的分離方法 (一)色譜法n吸附色譜法 n離子交換色譜法n親合色譜法：不容基質(zhì)連接物隔離臂連接物配體，基質(zhì)多用瓊脂糖，隔離臂多為有一定長(zhǎng)度且可連接基質(zhì)的有機(jī)物如NH2-(CH2)-NH2(n=611)。n(二)超濾法第四節(jié)第四節(jié) 乳中的細(xì)胞增殖因子乳中的細(xì)胞增殖因子n（一）表皮生長(zhǎng)因子（一）表皮生長(zhǎng)因子（EGFEGF）n EGF是一種具有上皮細(xì)胞增殖作用的蛋白質(zhì)類增殖因子。n EGF是人乳中特有的生長(zhǎng)因子，牛乳(包括初乳)不含該類生長(zhǎng)因子，它在人乳中的含量為10ngmLlugmL，它隨泌乳期的變化而變化。n人乳、人

10、血清中均含有EGF，乳中EGF在分娩兩周內(nèi)含量較高，隨泌乳期延長(zhǎng)含量迅速下降。n（二）類胰島素生長(zhǎng)因子（二）類胰島素生長(zhǎng)因子(IGF)(IGF)n IGF的結(jié)構(gòu)和氨基酸組成和胰島素的結(jié)構(gòu)有相似性，決定了其與胰島素有相似和不相似的功能。n IGF-1主要在肝臟、腎臟、肺、肌肉、小腸、腦、心臟中，其分泌刺激物是激素、胰島素、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。n目標(biāo)組織是肌肉、腎臟、腦和其他組織。n作用是誘導(dǎo)細(xì)胞分化、增殖、誘導(dǎo)蛋白質(zhì)、RNA合成，刺激糖、氨基酸循環(huán)。n（三）轉(zhuǎn)移生長(zhǎng)因子（三）轉(zhuǎn)移生長(zhǎng)因子(TGF)(TGF)nTGF因?yàn)槠鋵?duì)轉(zhuǎn)移細(xì)胞有生長(zhǎng)刺激作用而得名。n人乳中TGF活性在分娩初期相對(duì)較高，隨著泌乳時(shí)間延長(zhǎng)

11、含量下降，1個(gè)月后基本上沒(méi)有。nTGF的生理功能：有免疫抑制作用（飲食性過(guò)敏反應(yīng)、胃腸感冒疾病的形成機(jī)理、腸內(nèi)細(xì)菌和消化管淋巴球的關(guān)系均有十分重要的意義。）；對(duì)血管新生有抑制作用（血管新生時(shí)細(xì)胞轉(zhuǎn)移、細(xì)胞增殖均受TGF的抑制。）。n（四）成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子（四）成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(FGF)(FGF)n FGF是從牛的腦和下垂體中分離出來(lái)的。n對(duì)線維芽細(xì)胞、間葉素細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞和上皮細(xì)胞有增殖作用的活性生長(zhǎng)因子，它對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞也有較強(qiáng)的活性。nFGF分酸性FGF(pH=56)和堿性FGF(pH=9.0)，二者的氨基酸排列順序有53是相同的。n（五）細(xì)胞增殖因子的開(kāi)發(fā)利用（五）細(xì)胞增殖因子的開(kāi)發(fā)利用n加強(qiáng)對(duì)乳中增殖因子的結(jié)構(gòu)、類型、生理功能的研究，以期對(duì)它們有和乳中其它功能性蛋白質(zhì)性質(zhì)有相近水平的了解，為其開(kāi)發(fā)利用提供借鑒和幫助。n建立乳中增殖因子含量、活性的測(cè)定方法，如免疫擴(kuò)散技術(shù)用于定量或效價(jià)測(cè)定，HPLC、柱色譜用于定量等，為開(kāi)發(fā)的細(xì)胞增殖因子產(chǎn)品中增殖因子的測(cè)定作好準(zhǔn)備。n研究乳中細(xì)胞增殖因子的理化特性，如熱變性規(guī)律(溫度