Молоко тюленей почти в два раза полезнее грудного: смогут ли наши дети получить его формулу в смеси

В тюленьем молоке нашли 240 новых олигосахаридов – биохимики

В мире морских млекопитающих нередко встречаются удивительные биологические механизмы, которые долгое время остаются вне поля зрения исследователей. Одна из таких тайн связана с молоком тюленей, способным обеспечивать стремительное развитие новорожденных детенышей в суровых северных условиях. Недавнее исследование проливает свет на то, насколько сложным может быть его состав и почему это открывает новые возможности для науки и медицины. Об этом сообщает журнал Nature Communications.

Уникальная сложность молока тюленей

Ученые давно подозревали, что молоко морских млекопитающих содержит особый набор питательных веществ, необходимых для быстрого взросления и защиты детенышей от неблагоприятных факторов. Новый анализ подтвердил эти предположения, а заодно показал, что состав молока длинномордых тюленей превосходит по разнообразию молочных сахаров даже грудное молоко человека. Исследователи обнаружили примерно на треть больше типов олигосахаридов, чем в стандартной пробе человеческого молока. Это важно, потому что сахара играют ключевую роль в поддержании иммунитета и развитии микрофлоры кишечника.

"Наш анализ показывает, что молоко серого тюленя уникально. Мы идентифицировали 332 различные сахарные молекулы, или олигосахарида, по сравнению с примерно 250 в грудном молоке человека. Две трети из них ранее были совершенно неизвестны науке. У некоторых из них невиданный ранее размер – до 28 сахарных звеньев, что превосходит крупнейшие известные олигосахариды грудного молока из 18 остатков", – рассказывает Даниэль Бояр, старший преподаватель биоинформатики Гётеборгского университета.

Исследователи отмечают, что подобное разнообразие сахаров может быть следствием эволюционного давления: детеныши тюленей должны быстро окрепнуть, чтобы пережить экстремальные условия Северной Атлантики. За 17 дней, которые длится лактация, организм малыша должен получить максимум поддержки для формирования иммунной защиты и запуска пищеварительных процессов. Такой короткий период вскармливания делает молоко особенно насыщенным биологически активными компонентами, среди которых олигосахариды занимают центральное место.

Защита от бактерий и формирование иммунитета

В молоке всех млекопитающих содержатся сложные сахара, способные связываться с разными патогенами и блокировать их воздействие на организм. Эта защитная функция давно известна, однако точное разнообразие подобных молекул у животных оставалось мало изученным. Причина проста: исследований, посвящённых молоку диких видов, единицы. Новая работа стала прорывом, поскольку впервые ученым удалось проследить изменения состава олигосахаридов у дикого животного на всём протяжении лактации.

"Впервые нам удалось проанализировать олигосахариды в молоке дикого млекопитающего на протяжении всего периода лактации. Это важно, потому что состав молока меняется по мере взросления детеныша", – говорит Бояр.

Эти данные позволяют лучше понять, как природа адаптировала питание тюленей к их высокорисковой среде обитания. Сахара, обнаруженные в молоке, взаимодействуют с белками иммунной системы и способны направлять реакции организма на потенциальные угрозы. Такое открытие делает тюленье молоко ценным источником биологически активных молекул для дальнейших исследований.

Как меняется состав молока

В течение всего периода вскармливания ученые брали образцы молока у пяти диких тюленей на побережье Шотландии. Масс-спектрометрический анализ позволил детально охарактеризовать 240 олигосахаридов. Искусственный интеллект помог сопоставить полученные данные и выявить закономерности изменения состава в динамике. Как и у человека, молоко тюленей постепенно адаптируется под нужды растущего организма, что делает его особенно интересным объектом изучения.

"Эти сахара связываются с различными белками, например, в иммунной системе. Мы протестировали вновь открытые молекулы на человеческих иммунных клетках и обнаружили, что они могут регулировать реакцию на различные угрозы. Полученные данные позволяют предположить, что дикие морские млекопитающие, подверженные экстремальным условиям среды и высокой опасности извне, развили столь сложное молоко, чтобы защитить своих быстрорастущих детенышей", – объясняет исследователь.

Особое внимание привлекли несколько углеводов с выраженной способностью подавлять болезнетворные бактерии. Это открывает возможности для разработки новых компонентов детских смесей, которые помогут укреплять иммунитет младенцев, особенно тех, кто по разным причинам не может получать грудное молоко. Не исключено, что некоторые соединения будут применяться и во взрослых продуктах – например, для поддержки здоровья желудочно-кишечного тракта.

"Наше исследование подчеркивает нераскрытый биомедицинский потенциал, скрытый в малоизученных диких видах. Наша научная группа – единственная в мире, которая анализирует молочные сахара таких неисследованных млекопитающих с помощью масс-спектрометрии на столь глубоком уровне. Мы уже сделали это для десяти разных видов, и каждый раз находим уникальные сахарные молекулы. Мы продолжим работу. У нас в морозильнике есть молоко еще от 20 видов", – заключил Бояр.

Сравнение молока тюленей и человеческого молока

Исследователи подчеркивают, что у обоих видов молоко служит одной цели – защите и развитию малыша. Однако существует несколько заметных отличий. Эти различия не делают одно молоко лучше другого, но показывают, насколько разнообразной может быть стратегия эволюции. Молоко тюленей характеризуется высокой концентрацией жиров и сахаров, тогда как человеческое содержит больше белков и антител, обеспечивающих длительную поддержку иммунитета. Также тюлени адаптируются к краткому периоду вскармливания, поэтому их молоко требует максимальной плотности питательных веществ.

Молочные смеси сегодня стремятся приблизиться к составу человеческого молока, но открытие уникальных олигосахаридов у тюленей позволяет расширить представление о том, какие компоненты могут оказаться полезными для детей. Оно также помогает понять механизмы работы иммунитета у разных видов и использовать эти знания в создании новых медицинских продуктов.

Плюсы и минусы использования олигосахаридов в питании

Использование сложных сахаров в пищевых добавках и молочных смесях имеет свои особенности. Польза заключается в способности олигосахаридов формировать здоровую микрофлору и подавлять патогенные бактерии. Однако важным остаётся вопрос безопасности и долгосрочного влияния на организм.

Перед созданием новых продуктов необходимо провести масштабные исследования, чтобы определить концентрации и возможные сочетания молекул. Также важно учитывать, что сложность структуры сахаров может усложнять производство и увеличивать стоимость готового продукта. Тем не менее потенциал применения подобных соединений остаётся значительным, особенно в области профилактики заболеваний и поддержки иммунитета.

• К плюсам можно отнести природное происхождение молекул, их доказанные иммунные свойства, способность защищать от бактерий и участие в формировании микробиома.
• Среди минусов – сложность получения, необходимость глубоких исследований и возможная высокая стоимость добавок.
• Перспективным направлением остаётся разработка технологий синтеза олигосахаридов, что позволит удешевить производство.
• Также важно учитывать индивидуальные особенности организма, поскольку реакция на биологически активные вещества может различаться.

Советы по выбору продуктов с пребиотиками

Многие продукты питания уже содержат олигосахариды в качестве пребиотиков. Чтобы выбрать качественный вариант, важно учитывать несколько простых рекомендаций. Они помогут правильно подобрать смесь или добавку, исходя из потребностей организма.