شیر و معرفی ترکیبات آنتی باکتریال آن

شیر بهترین غدای طبیعی شناخته شده و تنها منبع غذائی نوزاد پستانداران است. برای نوزاد انسان، شیر تنها منبع غذایی برای چندین ماه اول زندگی است و در اغلب کشورها شیر نقش مهمی در تغذیه بچه های در حال رشد دارد. شیر می تواند یک منبع ارزشمند غذایی برای افراد بالغ بویژه افراد مسن باشد. شیر به خاطر دو جزء اصلی خود یعنی پروتئین و کلسیم در تغذیه انسان بسیار مهم است. پروئتین شیر بسادگی قابل هضم است. اما شیر بعلت ویژگیها و صفات ممتاز غذایی که دارد به سرعت در معرض آلودگیهای گوناگون قرار می گیرد و به سادگی باعث انتشار تعداد زیادی از عوامل بیماریزا می گردد و چنانچه در بهداشت آن در مراحل مختلف تولید و جمع آوری و حمل و نقل، تعییر و تبدیل در کارخانه توزیع و مصرف، دقت کافی مبذول نگردد ممکن است بیماریها و عوارضی را از حیوان به انسان یا از انسان به انسان منتقل نماید.
در شیر خام مکانیزم دفاعی آنتی میکروبال طبیعی به شرح ذیل می باشد:
۱) لیزوزیم
۲) لاکتوفرین
۳) لاکتو پراکسیداز
۴) ان استیل- ال- بی- دی گلوکوزآمیداز
شیر گونه های مختلف پستانداران دارای مقادیر مختلفی از فاکتورهای آنتیباکتریال می باشد. به عنوان مثال شیر گاو دارای بالاترین مقادیر لاکتوپراکسیداز میباشد. اما مقادیر جزئی از لیزوزیم و لاکتوفرین در شیر گاو پیدا می شود. در حالی کهشیر انسان دارای مقادیر بالای لاکتو فرین و لیزوزیم می باشد و برعکس مقادیر لاکتوپراکسیداز در آن بسیار جزئی می باشد. تعییرات این پروتئینها ی آنتی باکتریال علاوهبراینکه در حفاظت خود پستان گاو تاثیر است بلکه همچنین مسائل مرتبط با سلامتی وبهداشتی مصرف کنندگان را تحت تاثیر قرار می دهد.
همانطور که ذکر گردید، شیر یکمنبع غذائی سالم، حاوی انرژی و پروتئین و ویتامین و مواد معدنی است بنابراین باتوجه به اینکه ارزش غذائی شیر بالاست، متخصصان امر در افقهای تحقیقاتی آتی خود بهدنبال افزایش ایمنی طبیعی شیر به منظور از بین بردن پاتوژنهای آلوده کننده این منبعغذائی می باشند. چرا که حصول به چنین هدفی در کنترل بیماریهای اقتصادی مانند ورمپستان و بخصوص در سلامتی انسان تاثیر عمده خواهد گذاشت.
پروتئینهای مختلفی درشیر یافت می شود که در گزارشات مختلف خاصیت میکردب کشی آنها به اثبات رسیده است بهعنوان مثال ایمینوگلوبولینهای شیر از جمله پروتئینهای دفاعی و محافظی هستند که درانتقال آنتی بادی از مادر به نوزادان نقش آفرین هستند. ازآنجایی که نوزادنشخوارکنندگان به علت ساختار چفت مادر قادر به اکتساب ایمنی ذاتی نیستند، بنابراینایمنوگلوبولینهای موجود در شیر مادر (آغوز) نوازد تازه متولد شده را در برابر عواملعفونی حفاظت می کند.
ایمنوگلوبولینها در حقیقت ترکیباتی هستند که در مراحلاولیه تولد نوزاد به عنوان سیستم دفاعی طبیعی میزبان عمل می نمایند. نکته جالب دراینجاست که در پاسخ به حضور عوامل پاتوژن و باکتریها و ویروسها موجود در محیط،ایمینوگلوبولین ویژه و خاص آن پاتوژن ترشح می شود. در نتیجه ساختار چنینایمنوگلوبولین قادر است که پاتوژن وارده را شناسائی کند و در از بین بردن آن باموفقیت عمل کند. غلظت ایمنوگلوبولینها در آغوز در بالاترین مقدار خود می باشد و بهمرور غلظت آن در شیر کاهش می یابد.
علاوه بر ایمینوگلوبولینها، ۴ پروتئین درشیر وجود دارد که خاصیت آنتی باکتریال آن به اثبات رسده است که در این مقاله به طوراجمالی به معرفی و بیان وظایف آنها پرداخته می شود.
● لاکتوفرین:(Lactoferrine)
لاکتوفرین یک گلیکوپروئتین متصل شونده به یون آهن می باشد(۸۰ کیلودالتون) کهاولین بار از شیر گاو جدا شده است و متعاقبا در شیر انسان نیز وجود آن به اثباترسیده است. لاکتوفرین به مقادیر مختلف از غدد ترشحی موجود در پستانداران مانند شیر،بزاق، اشک و مایع منی و از بعضی از گلبولهای سفید ترشح می شود. مقادیر لاکتوفرینموجود در شیر گاو در حالت طبیعی حدود۲/۰ گرم در لیتر اندازه گیری شده است. در آغوزغلظت لاکتوفرین در بالاترین حد خود یعنی در حدود نیم الی یک گرم در لیترگزارش شدهاست. در طول دوره خشکی، غلظت لاکتوفرین در غدد ترشحی پستان شروع به افزایش می نمایدو تا ۳۰ روز بعد از پایان دوره خشکی این سیر افزایشی ادامه دارد.
پیک میزانترشح لاکتوفرین در غدد ترشحی پستان حدود ۵۰ الی ۱۰۰ گرم در لیتر پیش بینی شده است. در شیر انسان و در آغوز غلظت لاکتوفرین به ترتیب در حدود ۲ الی ۴ گرم در لیتر و ۶الی ۸ لیتر گزارش شده است.
وظایف لاکتوفرین به قرار ذیل می باشد:
۱) خاصیتآنتی باکتریال
۲) دفاع علیه عفونتهای معده ای- روده ای
۳) ایجاد سینرژیسمبا بعضی از ایمنوگلوبولینها . پروتئینهای سیستم دفاعی
۴) محرک رشد سلولهای بدنحیوانات به ویژه لنفوسیتها و سلولهای روده
علاوه بر موارد فوق، یکی از وظایفلاکتوفرین موجود در شیر را کمک به جذب آهن در سطح روده می دادنند هر چند این ادعاهنوز از لحاظ علمی به اثبات نرسیده است.
بیشتر میکروارگانیسمهای و پاتوژنهایموجود، برای رشد خود به آهن احتیاج دارند فلذا لاکتوفرین با اتصال به آهن از رشدباکتریهای نیازمند به آهن از طریق غیر قابل دسترس کردن آهن جلوگیری می کند. یکمولکول لاکتوفرین قادر است که با دو مولکول آهن (Fe+۳) متصل شود. گزارش مقالاتمعتبر متعدد حاکی از این است که لاکتوفرین دارای خصوصیات آنتی باکتریال قابل توجهیمی باشد و بر علیه باکتریهای گرم منفی نیازمند به آهن به خصوص کلی فرمها که ازعوامل اصلی ابتلا گاو به ورم پستان هستند، وارد عمل می شود. همچنین لاکتوفرین برعلیه تعدادی از باکتریهای گرم مثبت مانند استرپتوکوکوس اورئوس و لیستریامونوسیتوژنزنیز عمل نموده و در از بین بردن آنها نقش آفرین می باشد.
باکتریهای لاکتوژنیکدر معده و روده که نیاز چندانی به آهن برای ادامه فعالیت خود ندارند به طور کلی تحتتاثیر لاکتوفرین قرار نمی گیرند.
اخیرا گزارشاتی دال بر تاثیر لاکتوفرین در ازبین بردن استرپتوکوکوس و ویبریون نیز به چشم می خورد.ثابت شده است که لاکتوفرینمیزان کلنی های مونوسیتهای میزبان را افزایش می دهد و باعث کاهش رشد باکتریاسترپتوکوکوس اورئوس می شود. محیط کشت های حاوی لاکتوفرین ۹۵ درصد عدد کمتری را درهنگام شمارش مستقیم کلونی های میکروبی از خود نشان دادند.
خوکچه هایی که درساعات صفر، ۸ ، ۲۰ ساعت بعد از تولد استفاده کردند حدود ۷۴ درصد دارای میزان زندهمانی بیشتری نسبت به گروه شاهد بودند.
در سالهای اخیر توالی کامل ژن لاکتوفرینشناسائی و در بانکهای جهانی مورد ثبت قرار گرفته و اکنون مشخصات کامل این ژن در دستمی باشد. ژن لاکتوفرین(LF) دارای ۱۷ اگزون و با طولی در حدود ۵/۳۴ کیلوباز میباشد.
● لاکتوپراکسیداز(lactoperoxidase):
پراکسیداز آنزیمی است که قادر به کشتنباکتریها از طریق انجام واکنش اکسیداتیو می باشد. فعال شدن این آنزیم و ترشح آن درغدد برون ریزی مانند اشک، بزاق ، بینی و برونشها و ترشحات روده ای رخ می دهد.آنزیمپراکسیدازی که در شیر ترشح می شود به نام لاکتوپراکسیداز معروف می باشد. لاکتوپراکسیداز یک پروتئین دفاعی است که در گروه ایمینوگلوبولینها قرار نمی گیرد ونقش مهمی در حفاظت سیستم پستانی بر علیه میکروبهای آلوده کننده این سیستم دارد.
مقادیر لاکتوپراکسیداز در شیر بسیار اندک است اما در حدود ۵ الی ۶ روز بعد اززایمان به سرعت میزان آن افزایش می یابد. غلظت این آنزیم در شیر انسان تقریبا ۲۰برابر کمتر از شیر گاو می باشد.
لاکتوپراکسیداز به خودی خود خاصیت میکروب کشیندارد بهر حال این آنزیم همراه با هیدروژن پراکسیداز و تیوسیونالات اثرات ضدباکتریالی خود را میانجیگری می کند.
بوسیله واکنش هیدروژن پراکسیداز وتیوسیونالات با یکدیگر در حضور لاکتوپراکسیداز، ترکیب جدیدی تحت عنوانهیپوتیوسیونولات(Hypothiocyanate) بوجود می آید که خاصیت شدید میکروب کشی دارد و ازمتابولیسم باکتریها به طور معنی دار جلوگیری می کند.
● لیزوزیم:(Lysozyme)
لیزوزیم یکی دیگر از آنزیمهای موجود درشیر بعضی از گونه ها بویژه در انسان میباشد.بطورکلی دو نوع لیزوزیم وجود دارد:
▪ نوع اول لیزوزیمی است که عمدتا درسفیده تخم مرغ وجود دارد و تحت عنوان C- لیزوزیم معروف است
▪ نوع دوم آن در سفیدهغاز به طور عمده وجود دارد و به G- لیزوزیم معروف است.
در انسان و تک سمیها نوع C لیزوزیم بیشتر مد نظر است ولی گاو تقریبا حاوی هر دو نوع لیزوزیم می باشد. لیزوزیم خاصیت ضد باکتریال دارد و از طریق تخریب پیونهای گلوکوسیدی بینپپیتدگلیکان(جزء اصلی دیواره سلولی باکتریها) باعث از بین رفتن دیواره سلولیپاتوژنها می شود. فعالیت لیزوزیم در شیر گاو هنوز در پرده ای از ابهام است ولی غلظتبالای آن در شیر انسان(۱۲/۰ گرم در لیتر) گزارش شده است. در آ‎غوز انسان مقادیرلیزوزیم در بالاترین حد خود گزارش شده است.
● ان استیل ال- بی- دیگلوکوزآمیداز N-Acetyle-B-D-Glacosaminidase):
این آنزیم با حرفاختصاصی(NAGase)نشان داده می شود. این آنزیم به عنوان یک نشانگر(اندیکاتور) برایتشخیص ورم پستان مورد استفاده قرار می گیرد.این آنزیم در ترشحات رحمی گاو نیز یافتشده است و وظیفه اصلی آن هنوز در پردهای از ابهام است بهر حال تا حدودی خصوصیات ضدمیکروبی آن کشف شده است. در طول شیردهی، شیر گاو دارای مقادیر جزئی از این آنزیم میباشد. در موارد بروز عفونت و بخصوص در اواسط دوره خشکی پیک این آنزیم قابل مشاهدهاست. در زمان بروز ورم پستان حضور این آنزیم در محل عفونت قابل مشاهده می باشد.
مطالعات متعدد نشان می دهد که فعالیتهای باکتریهای:
▪ Actionmyces pyogenes
▪ Staphylococuse aureus
▪ Streptococcus agalactia
▪ Psendomonas aeroginosa
برعکس این آنزیم بر دو باکتری
▪ Escherichia coli
▪ Enterobacter aerogens
بی تاثیر است.
● جنبه های کاربردی قضیه:
ترکیبات آنتی باکتریال کاربردهای مهمی در تولید حیوانات شیری و تولیدات حاصل ازتولید و وضعیت سلامتی انسان دارند. براساس خصوصیات کاربردی و فیریولوژیکیلاکتوفرین، بعضی از ایده های کاربردی استفاده از این پروتینهای محافظ طبیعی ایجادمی شود:
سلامتی غذا و نوشیدنیهای حاوی لاکتوفرین و مواد نیروزا برای ورزشکاراندر حال توسعه است و لاکتوفرین در فرمولاسیون شیر خشک و غذای بچه مورد استفاده قرارمی گیرد. فعالیت محدود لیزوزیم موجود در شیر گاو در هنگام ابتلا به ورم پستانافزایش می سابد.
حرارت شیر گاو در حدود ۷۵ درجه به مدت ۱۵ دقیقه باعث کاهش ۲۵درصدی فعالیت این آنزیم می شود بهر حال لیزوزیم موجود در شیر انسان نسبت به گاو درمقابل حرارت پایداری بیشتری دارد.
لیزوزیم قادر به محدود کردن مهاجرتنوتروفیلها به طرف بافتهای عفونی می شود . به عنوان یک ترکیب ضدعفونی کننده شناختهشده است.
خصوصیات آنتی باکتریال سیستم لاکتوپراکسیداز نیز کاربردهای زیادی دردامپزشکی و تولیدات دامی پیدا کرده است.
نبود سیستم خنک کننده و یخچال دربسیاری از مزارع چینی باعث شده است که ضایعات شیر در طول مدت حمل و نقل و ذخیره شیراز معضلات اساسی صنعت پرورش گاوشیری در چین باشد.
دانشمندان چینی به دامدارانآموزش می دهند که چگونه از سیستم لاکتوپراکسیداز در جهت نگهداری شیر نهایت استفادهرا نمایند.بطوری که افزودن مقادیر کمی از تی.سینولات سدیم و پرکربنات به شیر خام وتازه دوشیده شده ، بطور موثر باعث کاهش معنی دار شایعات شیر می شوند.
با یکهزینه نازل و با افزودن ۱۰ درصد از این دو ماده به ۱۰۰پوند شیر ، ضایعات شیر کاهشمی یابد بدون اینکه در مزه شیر تعییر محسوسی ایجاد شود و یا عوارض جانبی خاصی بههمراه داشته باشد.
از دیگر کاربردهای عملی می توان به افزودن لاکتوپراکسیداز بهشیر جایگزین گوساله به عنوان جانشین مناسبی برای آنتی بیوتیک اشاره کرد. عملکردبهبود یافته گوساله، بوسیله فعال شدن سیستم پراکسیداز ثابت شده است.
فعالیتلیزوزیم باعث محدود کردن مهاجرت نوتروفیلها به بافتهای آسیب دیده می باشد.امروزهلیزوزیم را به عنوان یک افزودنی در بیمارستان در غذای بچه بکار می برند.تحقیقاتمحدودی هم نشان می دهد که لیزوزیم باعث کاهش عفونتهای معده ای و روده ای می گردد.

منبع: http://vetmed.blogfa.com/post-۲۷.aspx

منبع : سایت دام‌آوران