杏鑫测速地址_王加启研究员:在COVID-19全球大流行背景下了解牛奶在调节人体内环境平衡中的作用

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责任编辑:食品科学

中国农业农村部食物与营养发展研究所王加启研究员于9月28日在Trends in Food Science & Technology上在线发表了文章《Understanding the role of milk in regulating human homeostasis in the context of the COVID-19 global pandemic》,该文综述了生病状态下,牛奶在调节人体内环境平衡中的作用。王加启研究员为本文通信作者。

临床资料表明,不同年龄段的SARS-CoV-2感染者表现出不同的症状。有证据表明,COVID-19感染者的营养紊乱应得到系统和紧急的治疗,同时也应考虑到COVID-19的症状可能因营养不良而加重。

现有的流行病学证据表明,早期食用牛奶和/或母乳与较低的过敏、呼吸道感染和哮喘患病率有关。牛奶不仅提供生命所需的能量和营养,而且通过调节免疫系统和肠道微生物生态系统的平衡,在维持健康方面发挥着重要作用。在这里,中国农业农村部食物与营养发展研究所的Guangxu Ren, Guangyan Cheng, Jiaqi Wang讨论牛奶在调节人体内环境平衡方面的一些潜在作用,为全球COVID-19大流行期间家庭和/或医院的个人护理提供新的见解和参考。

1.1、细胞因子风暴:压垮骆驼的最后一根稻草

感染SARS-CoV-2的患者的症状从轻微症状到严重的呼吸衰竭并伴有多器官损伤。 据报道,患有严重疾病的患者血浆中促炎细胞因子的浓度增加,包括白介素( interleukin,IL)-6,IL-7,粒细胞集落刺激因子(granulocyte-colony stimulating factor,G-CSF),单核细胞趋化蛋白1(monocyte chemoattractant protein 1,MCP1),巨噬细胞炎症蛋白 (macrophage inflammatory protein,MIP)1α和肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α。这些发现表明,细胞因子风暴与COVID-19严重程度呈正相关。在以前的冠状病毒暴发中也观察到了这种细胞因子风暴,包括严重急性呼吸综合征(severe acute respiratory syndrome ,SARS)冠状病毒(SARS-CoV)和中东呼吸综合征(Middle East respiratory syndrome,MERS)冠状病毒(MERS-CoV)。因此,有效抑制或减轻细胞因子释放综合征(cytokine release syndrome,CRS)对于降低SARS-CoV-2感染患者的死亡率非常重要。

1.2人类在生命的早期阶段已经进化到可以处理过度炎症

出生后的过度炎症反应在一定程度上是被母乳控制住的,母乳的成分是为满足婴儿早期对免疫和营养的需要而量身定做的。母乳除了直接提供免疫蛋白(即抗体和溶菌酶),还可以通过乳铁蛋白等生物活性物质调节免疫系统。作为免疫稳态的天然调节剂,乳铁蛋白是一种细胞分泌的介质,在哺乳动物的先天性和适应性免疫功能之间架起桥梁。最近的研究表明,乳铁蛋白可以与低密度脂蛋白受体相关蛋白2(lipoprotein receptor-related protein 2 ,LRP-2)受体结合,后者表达于髓系细胞表面,包括中性粒细胞和单核细胞。乳铁蛋白与LRP-2的结合导致髓系细胞活化,随后启动NF-ĸB介导的级联反应,将髓样细胞转化为髓源性抑制细胞(myeloid-derived suppressor cells,MDSCs)。乳铁蛋白诱导的MDSCs是免疫稳态的重要调节因子,通过直接分泌调节性细胞因子,包括活性氧( reactive oxygen species,ROS)、一氧化氮(nitric oxide,NO)、精氨酸酶、前列腺素E2和IL-10,或通过间接协调其他免疫细胞,包括树突状细胞、T调节细胞、巨噬细胞、自然杀伤性T细胞、CD4+T细胞和CD8+T细胞来减轻过度炎症。

1.3牛奶是一种维持肠道内环境平衡的天然食物

乳铁蛋白是母乳中主要的乳清蛋白,已被证明具有广泛的抗菌和免疫调节功能,并在保护新生儿免受感染方面发挥着关键作用。另一方面,需要适当的微生物来训练免疫系统。作为哺乳动物的第一种食物,牛奶含有大量的生物活性蛋白质、生长因子、细胞和其他成分,这些成分可以调节免疫系统和肠道微生态系统的发育。重要的是,牛奶可以完美地平衡这一矛盾。事实上,牛奶刺激了一个平衡良好且多样化的微生物群的增殖,这最初会影响子宫内Th2为主的反应向Th1/Th2平衡反应的转变,并通过特定的母乳刺激的微生物物(双歧杆菌、乳杆菌和拟杆菌)激活T调节细胞。母乳中的短链脂肪酸(short-chain fatty acids ,SCFAs)激活调节性T细胞和细菌基因上的受体,从而优先介导肠道紧密连接的表达和抗炎作用。母乳的其他成分(防御素、乳铁蛋白、糖肽、酪蛋白巨肽等)可以抑制病原体,并进一步促进微生物群落的组成。

1.4营养缺乏可能加重老年COVID-19患者的症状

当免疫系统试图消除SARS-CoV-2时,需要大量营养物质来支持免疫细胞的增殖和抗病毒细胞因子的合成。不幸的是,高体温会抑制食欲和消化酶的活性。这两个因素都导致了营养缺乏。如果不能及时补充营养,肌肉组织将首先降解,以弥补蛋白质的缺乏。老年人肌萎缩和肠道微生态失调,会加重营养不良。

结论

在人类生命的早期,牛奶及其生物活性成分可以有效地调节过度的免疫反应。牛奶既能为特殊条件下的生命活动提供营养,又能通过乳成分维持健康的肠道微环境。这一证据为全球covid-19大流行期间家庭和/或医院的个人护理提供了新的见解和参考。

图1 牛奶对COVID-19患者体内平衡的影响

通信作者简介

王加启研究员

博士,博士生导师,研究员。

  国家973项目首席科学家;中国农业科学院二级岗位杰出人才;农业部有突出贡献中青年专家。国家百千万工程人才;享受国务院特殊津贴待遇。

  主要从事反刍动物营养与牛奶质量改良研究。

  人物履历

  1988年获安徽农业技术师范学院(现为安徽科技学院)畜牧专业学士学位;

  1990年获西北农林科技大学饲料科学专业硕士学位;

  1993获中国农业大学反刍动物营养学专业博士学位;

  1994年于英国Rowett研究所从事博士后研究;

  先后赴法国、英国、意大利、日本、美国、加拿大、澳大利亚、印度、马来西亚、新西兰等国访问和学术交流;

  历任中国农业科学院北京畜牧兽医研究所副所长、中国农业科学院人事局副局长;

  中国农业科学院畜牧研究所科技创新一级岗位,反刍动物营养室主任;

  动物营养学国家重点实验室主任;

  2019年5月,农业农村部食物与营养发展研究所所长、党委副书记。

  承担课题

  1、”十五”国家奶业重大专项”奶牛现代集约饲养关键技术研究与产业化开发”

  2、国际科技合作重点项目”奶牛安全饲用微生物及其人工瘤胃评价技术研究”

  3、国家农业结构调整重大专项”牛奶高效生产与质量安全控制重大关键技术”

  研究成果

  1、”瘤胃微生物脲酶抑制剂的研究与应用”完成了脲酶抑制剂合成和推广应用工作,1998年获得我国第一个反刍动物新饲料添加剂证书。

  2、2005年完成”奶牛合成共轭亚油酸(CLA)的调控机理研究极其产品开发”成果通过农业部成果鉴定。

  3、2004年完成”奶牛规范化饲养与牛奶品质营养调控技术研究应用”成果通过农业部成果鉴定。以我国华北地区奶牛养殖为对象,针对不同养殖模式,集成养殖示范技术路线,推动了奶牛养殖进程。

  4、2005年完成农业行业标准《巴氏杀菌乳和灭菌乳中复原乳的鉴定》,解决了监管巴氏乳、UHT生产企业添加复原乳且不正确标识的技术瓶颈,促进了液态乳生产企业标准生产,保护奶农和广大消费者的权益。

  获得荣誉

  2012年,”优质乳生产的奶牛营养调控与规范化饲养技术及应用”获国家科技进步二等奖(第1完成人);

  2012年,”增加牛奶共轭亚油酸(CLA)含量的营养调控方法及饲料”获第十四届中国专利优秀奖(第1完成人);

  2010年,”天津市优质原料奶生产技术集成与示范”获天津市科学技术进步奖(推广类)二等奖(第1完成人);

  2008年,”奶牛合成优质活性蛋白机理及应用”获北京市科学技术三等奖(第1完成人);

  2007年,《农业良好生产规范》获中国标准创新贡献奖三等奖(奶牛部分第1完成人);

  2006年,”奶牛合成共轭亚油酸的调控机理研究及其产品开发”获北京市科学技术一等奖(第1完成人);

  2006年,”奶牛饲养标准化技术推广项目”获北京市农业技术推广奖二等奖(第1完成人);

  2005年,”农牧交错带贫困地区肉羊舍饲、农牧民增收与生态恢复模式研究”获辽宁省科技进步三等奖(第1完成人);

  2003年,”反刍动物新型饲料添加剂预混料与高效饲养技术推广应用”获全国农牧渔业丰收奖一等奖(第1完成人);

  1999年,”瘤胃微生物脲酶抑制剂的合成与应用”获国家科技进步二等奖(第1完成人) 。

Abstract

Understanding the role of milk in regulating human homeostasis in the context of the COVID-19 global pandemic

Guangxu Ren, Guangyan Cheng, Jiaqi Wang

Although data from clinical observation have directly shown that children aged 0–14 years are less susceptible to severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) infection than those who are between 15 and 64 years old, due to a lack of biological evidence of differences in cell entry receptors between age groups, it remains debatable whether children are actually less susceptible than adults. To date, studies on COVID-19 have consistently shown that pediatric patients generally have relatively milder cytokine release syndrome and lower mortality rates than adults. Interestingly, similar phenomena of relatively mild symptoms in children have been observed in previous outbreaks of coronaviruses, including SARS-CoV and MERS-CoV. In fact, in the early stage of life, there are many mechanisms that spontaneously regulate excessive inflammatory responses. Milk, as the main food of infants, not only provides necessary energy and nutrients but also plays an important role in regulating homeostasis related to the immune system, gut microecology and nutrition balance. This review discusses some roles of milk in regulating human homeostasis, especially in the disease states. These clues provide new insight and references for personal care at home and/or in the hospital during the global COVID-19 pandemic.

该文章《Understanding the role of milk in regulating human homeostasis in the context of the COVID-19 global pandemic》于《Trends in Food Science & Technology》2020年928日在线发表。


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