Биологические и химические свойства женского молока

а) Количественные различия состава женского молока и молока различных животных. Состав женского молока отличается от молока различных животных по количественным взаимоотношениям белков, жиров, углеводов, минеральных солей и воды.

Из табл. 7 видно, что общее количество белка в женском молоке приблизительно в 2 раза меньше, чем в молоке коровы и буйволицы, а количество углеводов больше почти в 2 раза. В среднем принято считать, что количество белка в женском молоке равно 1,5 г, жира 3,5 г, углеводов 7,5 г на 100 мл молока. Энергетическая ценность 100 мл женского молока составляет 69 ккал. В среднем содержание основных ингредиентов зрелого молока в течение лактации мало изменяется (X. С. Морарь). Однако имеются довольно значительные индивидуальные колебания содержания отдельных ингредиентов, например, белка от 9 до 20 г/л, жира от 15 до 50 г/л, углеводов от 63 до 79 г/л. В значительной степени эти колебания зависят от времени взятия пробы молока. Содержание жира до кормления колеблется от 9 до 55 г/л, а после кормления - от 37 до 97 г/л (Е. Е. Качалова и др.).

Количественные различия содержания основных ингредиентов, входящих в состав женского и коровьего молока (как продукта, наиболее часто используемого для кормления ребенка при отсутствии женского молока), особенно выявляются при разведении коровьего молока при приготовлении молочных смесей (табл. 8).

Таблица 8. Распределение общей энергетической ценности молока

Как видно из табл. 8, если при естественном вскармливании за счет белка ребенок покрывает 8% общей энергетической ценности, то при вскармливании цельным коровьим молоком - 20%, а молочными смесями - 10-12%. В то же время за счет жира при естественном вскармливании покрывается 47% его энергетической потребности, а при вскармливании молочными смесями- 29-34%. Доля углеводов в общей энергетической ценности женского молока составляет 49%, а в цельном коровьем молоке всего 29%. В молочных смесях доля углеводов составляет 53-60% их энергетической ценности. Кроме количественных различий состава молока, имеются и качественные.

б) Качественные различия женского молока и молока животных. В состав грудного молока входит много различных белков, среди которых 18 идентичны белкам сыворотки крови. При электрофорезе белка женского молока удается выделить 5 фракций, а при электрофорезе белков коровьего молока - 3, реже - 4 фракции. Состав белковых фракций зависит также от того, подвергалось ли молоко нагреванию, о чем свидетельствуют данные Г. С. Коробкиной (табл. 9).

Таблица 9. Состав белковых фракций молока (по Г. С. Коробкиной)

В составе общего количества белка грудного молока содержание лактоальбумина, лактоглобулинов и иммуноглобулинов значительно больше, чем казеиногена. В составе же белков коровьего молока содержится преимущественно казеиноген. Отношение альбумин к казеинноген в женском молоке соответствует 3 : 2, в коровьем молоке - 1:4. Когда казеиноген поступает с пищевым комком в желудок, он под влиянием желудочного сока (соляной кислоты и лабфермента, выделяемого железами желудка) превращается в казеин, т. е. створаживается. Молекула казеина женского молока равна 30 ммк, коровьего 102 ммк (рис. 7). При створаживании женского молока, благодаря наличию мелкодисперсных белков, хлопья получаются мелкими, что значительно увеличивает поверхность, доступную для воздействия желудочного сока. Створаживание молока также зависит от буферных свойств молока. Этим объясняется более легкое переваривание и усвоение белков женского молока, чем белков коровьего молока. Кроме того, благодаря биологической близости строения белков женского молока к белкам сыворотки крови, часть белков (приблизительно ¹/₃) всасывается слизистой оболочкой желудка и переходит в кровь в неизмененном состоянии.

Рис. 7. Распределение по величине частиц казеина в женском (1), коровьем (2) и козьем (3) молоке. По оси ординат - содержание частиц, %; по оси абсцисс - размер частиц казеина, нм

Итак, в составе женского молока содержится значительное количество мелкодисперсных белков (альбуминов), в составе коровьего молока преобладают крупнодисперсные белки (казеиноген). Альбумины содержат много серы, в то время как казеиноген - много фосфора. В зависимости от содержания фосфора казеин коровьего молока разделяется на три фракции: α-фракция содержит около 1% фосфора, β-фракция - около 0,7%, а γ-фракция-всего 0,05%. Как видно из табл. 9, фракции казеина женского и пастеризованного коровьего молока почти идентичны, в то время как в пастеризованном донорском молоке преимущественно находятся γ- и β-фракции казеина. Женское молоко в отличие от коровьего молока содержит большое количество иммуноглобулинов, особенно секреторного иммуноглобулина А. Так, в молозиве его концентрация составляет около 1200 мг%, что в 5-10 раз выше, чем в сыворотке крови. В дальнейшем содержание иммуноглобулина А в грудном молоке постепенно уменьшается, но даже к концу лактации удается обнаружить этот белок. В основе защитного действия иммуноглобулина А лежит его антиадсорбционное свойство, благодаря которому бактерии не прикрепляются к поверхности эпителиальных клеток слизистой оболочки кишечника, без чего патогенность соответствующих возбудителей не реализуется. Установлено также, что иммуноглобулин А ингибирует нейроамидазную активность стрептококков.

Секреторный иммуноглобулин А, содержащийся в женском молоке, обладает высокой устойчивостью к низким величинам рН желудочного содержимого, действию протеолитических ферментов. Трипсин, эластаза и химотрипсин (ферменты поджелудочной железы) не расщепляют секреторный иммуноглобулин. В то же время длительное нагревание и особенно кипячение молока полностью разрушают иммуноглобулин А. Поэтому донорское молоко практически не содержит иммуноглобулинов и этим значительно уступает грудному молоку.

Известно, что все белки построены из аминокислот. Среди последних имеются так называемые "жизненно необходимые", без которых человек не может существовать, так как их синтез в организме не происходит и человек получает их из пищи. В раннем детском возрасте незаменимыми являются не восемь (как для взрослого человека), а 9 аминокислот (8 + гистидин). Установлено, что в течение первых недель жизни ребенок не способен также синтезировать и цистин, который для этого возраста по праву должен быть причислен к "жизненно важным". Хотя все виды молока содержат необходимые аминокислоты, однако их соотношение в женском молоке более соответствует потребностям ребенка первого года жизни (табл. 10).

Таблица 10. Среднее содержание аминокислот в женском и коровьем молоке (по Фомону, 1975)

Как видно из табл. 10, содержание аминокислот в женском молоке почти в 3 раза меньше, чем в коровьем. В женском молоке содержится относительно меньше и незаменимых аминокислот. В то же время соотношение отдельных аминокислот в женском и коровьем молоке различно. В коровьем молоке преобладают "ветвистые" (изолейцин, лейцин) и "ароматические" (фенилаланин) аминокислоты (рис. 8).

Рис. 8. Соотношение незаменимых аминокислот в женском и коровьем молоке (за 1 принято содержание триптофана). Светлые столбики - женское молоко; заштрихованные - коровье молоко, а - гистидин; б - изолейцин; в - лейцин; г - лизин; д - метионин; е - фенилаланин; ж - треонин; з - валин; и - цистин

Различия содержания аминокислот в женском молоке и молочных смесях еще более увеличиваются. Потребность же грудных детей в основных аминокислотах при естественном вскармливании ниже, чем при искусственном (табл. 11).

Таблица 11. Суточная потребность детей в аминокислотах первых трех месяцев жизни (по Албанезе)

Особое значение приобретают гидролитические ферменты, участвующие в расщеплении белка. У. М. Мирзакаримов (1974) изучал активность пепсиногена, трипсина и антитрипсина в женском молоке на протяжении лактации. Оказалось, что активность этих ферментов варьирует в широких пределах и зависит от индивидуальных особенностей. В молозиве их активность выше, чем в зрелом молоке, в котором она снижается лишь после 9-го месяца лактации (табл. 12).

Таблица 12. Активность некоторых гидролитических ферментов женского молока по месяцам лактации (по У. М. Мирзакаримову, 1974)

(Примечание. Числитель для первородящих, знаменатель для повторнородящих женщин.)

Протеолитическая активность женского молока имеет существенное значение, особенно для детей первых месяцев жизни, так как у них отмечается низкая ферменто-образующая функция главных клеток желудка, синтезирующих пепсиноген, и поджелудочной железы, образующей трипсин. Таким образом, некоторое ограничение у детей первых месяцев жизни собственного пищеварения по А. М. Уголеву (1967) по типу полостного (дистантного) или мембранного (контактного) уравновешивается усилением аутолитического пищеварения благодаря наличию ферментов, содержащихся в женском молоке. Это подтверждается наибольшей активностью протеаз, обнаруживаемых именно у тех женщин, у которых содержание белка в молоке было наибольшим.

Наряду с азотом, входящим в состав белков молока, имеется так называемый небелковый азот. Его содержание в женском и коровьем молоке приблизительно одинаково - 32 мг на 100 мл молока. Небелковый азот женского молока состоит преимущественно из азота мочевины и мочевой кислоты.

При грудном вскармливании большое значение имеют количество и состав жира, так как 47% энергетической ценности женского молока покрывается за счет жира. Жиры оказывают большое влияние на рост, развитие ребенка. Как видно из табл. 7, количество жира в женском молоке такое же, как в коровьем, и почти в 2 раза меньше, чем в молоке буйволицы.

Основным компонентом жира женского молока являются триглицериды, в которых стеариновая кислота присоединяется к глицеролу в наружном положении, а пальмитиновая - во внутреннем. Поскольку у детей первых месяцев жизни активность липазы поджелудочной железы низка, а концентрация конъюгированных желчных солей близка к критической нижней границе нормы, то гидролиз жира и особенно растворение насыщенных жирных кислот с длинной углеродной цепью (стеариновой и пальмитиновой) затруднены. В грудном молоке имеется более низкое содержание пальмитиновой кислоты, что способствует более легкому гидролизу и полной абсорбции (пиноцитоз) продуктов частичного гидролиза жира - 2-моноглицеридов. В триглицеридах коровьего молока большее число молекул, в которых пальмитиновая кислота связана с глицеролом в 2-й и 3-й позициях и при гидролизе липазой поджелудочной железы образуются свободные жирные кислоты, которые легко омыляются кальцием (содержание которого особенно велико в коровьем молоке) и выводятся. Таким образом, пищевая ценность триглицеридов коровьего молока, выражаемая коэффициентом усвоения, ниже, чем женского. Коэффициент усвоения жира женского молока на 1-й неделе жизни составляет 90%, а коровьего - 60%. В дальнейшем коэффициент усвоения жира молока повышается, причем сохраняются различия. Так, коэффициент усвоения жира женского молока достигает 95%, а коровьего - 80-85%.

Хотя количество жира в женском и коровьем молоке почти одинаково (3,5-3,8%), однако по своему составу жир женского молока значительно отличается от жира коровьего молока (рис. 9).

Рис. 9. Среднее содержание жирных кислот в женском и коровьем молоке. I - женское молоко; II - коровье молоко; а - эссенциальные; б - другие ненасыщенные; в - насыщенные

Как видно из рис. 9, в составе жира женского молока преобладают ненасыщенные эссенциальные жирные кислоты, которые не синтезируются в организме человека и особенно ребенка первого года жизни. Они составляют 11 % содержания всех жирных кислот. В коровьем молоке эссенциальные жирные кислоты содержатся в незначительном количестве. Это объясняется тем, что при сычужном пищеварении, свойственном жвачным животным, происходит гидрогенизация полиненасыщенных жирных кислот, которые поступают с кормом.

Высокое содержание ненасыщенных жирных кислот обеспечивает низкую точку плавления жира женского молока.

В составе жира женского молока имеются жирные кислоты, цепи которых образованы от 4 до 22 углеродных атомов, что отражается на функции желудочно-кишечного тракта, так как низшие насыщенные жирные кислоты могут раздражать кишечник (табл. 13).

Как видно из табл. 13, содержание низших насыщенных жирных кислот (с углеродной цепью до 10 атомов углерода) в жире коровьего молока в 5 раз больше, чем в жире женского молока. В то же время в женском молоке содержание линолевой и арахидоновой кислот значительно выше, чем в жире коровьего молока. Последние относятся к группе незаменимых кислот, так как в организме они не синтезируются. Содержание линолевой кислоты в женском молоке составляет 5%, в то время как в коровьем молоке - всего 0,5%. В молочных смесях вследствие разведения коровьего молока содержание линолевой кислоты еще более уменьшается. Это имеет существенное значение. Во-первых, в настоящее время установлено, что наличие эссенциальных ненасыщенных жирных кислот значительно повышает процент усвояемости белка (выделение азота с калом значительно уменьшено). Этим частично объясняется более низкая потребность в белке при естественном вскармливании, чем при искусственном. При естественном вскармливании ребенку на первом году жизни для правильного развития достаточно 2,0-2,5 г белка на 1 кг массы тела; при вскармливании коровьим молоком потребность в белке почти в 2 раза выше (3,5-4,0 г белка на 1 кг массы тела). Кроме того, непредельные жирные кислоты способствуют проявлению физиологического действия витаминов (тиамин, аскорбиновая кислота), повышают сопротивляемость организма к инфекциям и т. д.

Во-вторых, состав жирных кислот оказывает влияние на деятельность центральной нервной системы. В эксперименте на животных установлено, что при кормлении их жирами, преимущественно содержащими насыщенные жирные кислоты, в центральной нервной системе начинает преобладать процесс возбуждения над процессом торможения. Особое значение имеет арахидоновая кислота, цепь которой состоит из 20-22 атомов углерода; эта кислота входит в состав нервной ткани и, таким образом, влияет на ее функцию.

В-третьих, экспериментами и клиническими наблюдениями установлено, что линолевая кислота регулирует проницаемость сосудов. При кормлении твердыми жирами повышается проницаемость сосудистой стенки, происходит более быстрое старение соединительной ткани, вследствие чего образуются коллагеновые волокна. Более высокое содержание миристиновой и лауриновой кислот в жире коровьего молока способствует повышению уровня холестерина в сыворотке крови.

В-четвертых, многие дериваты ненасыщенных жирных кислот выполняют роль гормонов. В женском молоке содержатся простагландины PGE и PGF₂, их дериваты PGE₂ и PGF₂ и их разновидности.

Большое значение в жире женского молока имеет высокая концентрация фосфатидов. В жире молозив-ного молока содержится 6,1% фосфатидов, в зрелом - 1,7%, а в конце лактации - 0,8%; в жире коровьего молока фосфатиды содержатся в пределах 0,049-0,058%. Фосфатиды обусловливают замыкание привратника при переходе пищи в двенадцатиперстную кишку, что создает более равномерную эвакуацию из желудка, более раннее и обильное поступление в кишечник желчи и более интенсивную резорбцию жира в верхних отделах тонкого кишечника. Фосфатиды, среди которых основное место занимает лецитин, ограничивают отложение балластного жира и способствуют синтезу белка в организме.

Имеется также различие в расщеплении и всасывании жиров. Абсорбционный коэффициент жира женского молока даже у детей первых дней жизни составляет более 90%, в то время как абсорбционный коэффициент коровьего молока бывает менее 60%. Это объясняется двумя причинами. С одной стороны, в женском молоке содержится фермент - липаза, оптимум действия которой лежит при рН 7,0. Ее активность в течение почти всего периода лактации относительно мало изменяется, колеблясь от 3,0 до 3,5 ед/мл (У. М. Мирзакаримов, 1974). Следовательно, расщепление жира женского молока начинается в желудке, так как кислотность желудочного сока у детей низкая. Средняя активность липазы - трибутиразы в женском молоке в 20-25 раз выше, чем в коровьем молоке, а по Б. С. Сумцову (1958), активность липазы-трибутиразы в 100 раз больше. Трибутиразная активность грудного молока так велика, что при расчете на сухую массу она равна активности препаратов панкреатина (Сумцов Б. М., 1959). Расщепление липазой жира молока ведет к появлению активной кислотности в желудке, что способствует регуляции эвакуаторной функции желудка и более раннему выделению панкреатического сока. Следовательно, переваривание жира, его усвоение при естественном вскармливании происходит легче, напряженность пищеварения уменьшается. Жир относится к тем продуктам, для переваривания которых необходимо наибольшее время.

Другой причиной более лучшей усвояемости жира женского молока является стереохимическое расположение жирных кислот в триглицеридах, гидролиз которых осуществляется липазой поджелудочной железы в присутствии желчных кислот. Липаза проявляет большую активность при наружном расположении стеариновой кислоты. Пальмитиновая же кислота, количество которой в жире коровьего молока выше, чем в женском, располагается кнутри и поэтому абсорбция ее менее эффективна. Кроме того, высокое сочетание кальция в коровьем молоке способствует образованию трудно абсорбируемых соединений с жирными кислотами, поэтому чем меньше ребенок, тем больше жира должен получать он на 1 кг массы.

Количество молочного сахара (лактозы) в женском молоке больше, чем в молоке животных. Имеются и качественные различия, которые заключаются в различном изомерном строении молочного сахара. В женском молоке содержится β-лактоза, в коровьем - α-лактоза. β-лактоза женского молока в противоположность α-лактозе коровьего молока медленнее усваивается в тонком кишечнике и успевает дойти до толстого кишечника, где стимулирует рост грамположительной бактериальной флоры, β-лактоза стимулирует синтез витаминов группы В и влияет на состав липидов, уменьшая содержание нейтральных жиров и увеличивая содержанке лецитина (С. Л. Берман). При хроматографии молока было показано, что лактоза не является единственным сахаром. В молоке содержатся и другие углеводы, которые находятся как в свободном состоянии, так и в виде комплексов с белками и липидами. По данным К. В. Орехова (1976), наряду с лактозой в женском молоке обнаруживаются сахароза, реже мальтоза, а из моносахаридов - фруктоза. Последние определяются не во всех пробах молока. Интересно отметить, что увеличение содержания сахара в зрелом молоке по сравнению с молозивом в основном происходит за счет лактозы, в то время как содержание сахарозы, например, уменьшается. Большое значение имеет наличие в женском молоке олигоаминосахара, который стимулирует рост бифидобактерий, благодаря чему получил название бифидус-фактора. Бифидогенность грудного молока в 40 раз выше коровьего. Этому наряду с β-лактозой способствует олигоаминосахар, а также некоторые полипептиды белков женского молока и соединения, связанные с коэнзимом А и пантотенатом кальция. Преимущественное содержание лактозы среди Сахаров имеет важное биологическое значение, так как наличие в ней моносахарида - галактозы, которая предпочтительнее, чем глюкоза, используется в период новорожденности и прямо способствует синтезу галактозоцереброзидов мозга.

Различия состава углеводов женского и коровьего молока возрастают в молочных смесях, для приготовления которых используется не только разведение коровьего молока, но и обогащение сахарозой, состоящей из двух моносахаридов - глюкозы и фруктозы. Поэтому при искусственном вскармливании удельный вес галактозы уменьшается за счет увеличения содержания глюкозы и фруктозы. Это имеет определенное биологическое значение, так как при метаболизме фруктозы образующийся триозофосфат может усиливать ацидоз за счет гиперлактацидемии. Это должно учитываться особенно у новорожденных. В дальнейшем роль фруктозы более очевидна, так как она принимает участие в синтезе некоторых веществ (сфинголипидов, нуклеиновых кислот, гликопротеинов и т. д.) и очищении организма при помощи глюкуроноконъюгации. Кроме того, уменьшение содержания лактозы оказывает определенное влияние на бактериальную флору кишечника, которая состоит преимущественно из грамотрицательных бактерий.

Благодаря низкой относительной молекулярной массе сахара обладают высокой осмотической активностью, особенно в просвете тонкого кишечника, где происходит процесс всасывания. В женском молоке содержатся преимущественно дисахариды (лактоза), которые обладают в 2 раза большей энергетической ценностью и меньшей осмомолярностью, чем моносахариды. Это обеспечивает осмотическое равновесие, которое в комбинации с электролитами определяет осмомолярность содержимого кишечника в 300 мосм/л, что является оптимальным для резорбции пищевых веществ. Повышение осмомолярности возникает при обогащении молочных смесей сахарами, что является нежелательным.

Женское и коровье молоко имеет также различный минеральный состав (табл. 14).

Как видно из табл. 14, общее количество минеральных солей в женском молоке меньше, чем в коровьем. Это имеет существенное значение, так как позволяет избегать задержки осмотически активных ионов в организме ребенка первых месяцев жизни, имеющего низкую экскреторную функцию почек. Кроме того, полагают, что ранняя перегрузка натрием способствует в более старшем возрасте развитию гипертонии. Имеется довольно значительная разница в соотношении отдельных элементов. Например, в женском молоке соотношение между фосфором и кальцием равно 1:2, в то время как в коровьем молоке 1:1. Это соотношение имеет отношение к их всасыванию (усвоению из пищи). Коэффициент усвоения кальция женского молока (отношение кальция усвоенного к количеству кальция пищевого рациона) составляет более 60%, а коровьего молока всего 20%, что имеет существенное значение для процесса минерализации костной ткани. На коэффициент усвоения кальция оказывает существенное влияние витамин D, активность которого в женском молоке выше, чем в коровьем (см. с. 33). Новорожденные получают минеральные вещества из пищи, так как у них в организме отсутствуют депо кальция и фосфора (Васильева Л. П., 1968). Оптимальные показатели обмена наблюдаются тогда, когда с женским молоком дети получают от 0,03 г/кг до 0,050 г/кг массы кальция и фосфора, а магния более 0,006 г/кг массы в сутки. Женское молоко значительно богаче коровьего молока железом, медью, цинком. Несмотря на эти преимущества, потребность ребенка в кальции, железе и меди не может быть полностью покрыта только женским молоком. Поэтому необходима коррекция естественного вскармливания по этим минеральным веществам.

Соотношение между катионами и анионами и их качественный состав в значительной мере определяют рН молока. Женское молоко имеет в основном амфотерную реакцию. рН женского молока равно 6,8-7,4, коровьего молока 6,4-6,8. Еще более кислую реакцию имеют кисломолочные смеси (кефир и его ра