Written by Jack Newman, MD, FRCPC
Niektóre z cząsteczek i komórek mleka ludzkiego aktywnie pomagają niemowlętom odeprzeć infekcje.
Lekarze od dawna wiedzą, że niemowlęta karmione piersią mają mniej infekcji niż te, które otrzymują mieszankę. Do niedawna większość lekarzy zakładała, że dzieci karmione piersią radzą sobie lepiej tylko dlatego, że mleko dostarczane bezpośrednio z piersi jest wolne od bakterii. Mleko w proszku, które często musi być mieszane z wodą i umieszczane w butelkach, może łatwo ulec zanieczyszczeniu. Jednak nawet niemowlęta, które otrzymują sterylizowaną mieszankę, cierpią na zapalenie opon mózgowych i infekcje jelit, uszu, dróg oddechowych i moczowych częściej niż dzieci karmione piersią.
Powód, jak się okazuje, jest taki, że mleko matki aktywnie pomaga noworodkom uniknąć choroby na wiele sposobów. Taka pomoc jest szczególnie korzystna w ciągu pierwszych kilku miesięcy życia, kiedy niemowlę często nie jest w stanie wytworzyć skutecznej odpowiedzi immunologicznej przeciwko obcym organizmom. I chociaż nie jest to normą w większości kultur przemysłowych, zarówno UNICEF, jak i Światowa Organizacja Zdrowia zalecają karmienie piersią przez „dwa lata i dłużej”. Rzeczywiście, odpowiedź immunologiczna dziecka nie osiąga swojej pełnej siły aż do wieku pięciu lat lub więcej.
Wszystkie ludzkie dzieci otrzymują pewne pokrycie przed urodzeniem. Podczas ciąży, matka przekazuje przeciwciała swojemu płodowi przez łożysko. Białka te krążą we krwi niemowlęcia przez tygodnie do miesięcy po urodzeniu, neutralizując mikroby lub oznaczając je do zniszczenia przez fagocyty – komórki odpornościowe, które pochłaniają i rozkładają bakterie, wirusy i resztki komórkowe. Jednak niemowlęta karmione piersią zyskują dodatkową ochronę dzięki przeciwciałom, innym białkom i komórkom odpornościowym zawartym w ludzkim mleku.
Po spożyciu te cząsteczki i komórki pomagają zapobiegać przenikaniu mikroorganizmów do tkanek organizmu. Niektóre z tych cząsteczek wiążą się z mikrobami w pustej przestrzeni (świetle) przewodu pokarmowego. W ten sposób blokują one mikrobom możliwość przyczepienia się i przejścia przez błonę śluzową – warstwę komórek, zwaną nabłonkiem, która pokrywa przewód pokarmowy i inne jamy ciała. Inne cząsteczki zmniejszają podaż określonych minerałów i witamin, których szkodliwe bakterie potrzebują do przetrwania w przewodzie pokarmowym. Niektóre komórki odpornościowe w ludzkim mleku to fagocyty, które bezpośrednio atakują mikroby. Inny zestaw produkuje substancje chemiczne, które pobudzają własną odpowiedź immunologiczną niemowlęcia.
Przeciwciała mleka matki
Przeciwciała, które są również nazywane immunoglobulinami, przyjmują pięć podstawowych form, określanych jako IgG, IgA, IgM, IgD i IgE. Wszystkie zostały znalezione w ludzkim mleku, ale zdecydowanie najbardziej obfitym typem jest IgA, a konkretnie forma znana jako wydzielnicza IgA, która występuje w dużych ilościach w jelitach i układzie oddechowym osób dorosłych. Przeciwciała te składają się z dwóch połączonych cząsteczek IgA i tak zwanego składnika wydzielniczego, który wydaje się osłaniać cząsteczki przeciwciał przed degradacją przez kwas żołądkowy i enzymy trawienne w żołądku i jelitach. Niemowlęta karmione butelką mają niewiele środków do walki z połkniętymi patogenami, dopóki nie zaczną wytwarzać wydzielniczego IgA na własną rękę, często kilka tygodni lub nawet miesięcy po urodzeniu.
Sekrecyjne cząsteczki IgA przekazywane ssącemu dziecku są pomocne w sposób wykraczający poza ich zdolność wiązania się z mikroorganizmami i utrzymywania ich z dala od tkanek organizmu. Po pierwsze, zbiór przeciwciał przekazywanych niemowlęciu jest wysoce ukierunkowany przeciwko patogenom znajdującym się w najbliższym otoczeniu dziecka. Matka syntetyzuje przeciwciała, gdy spożywa, wdycha lub w inny sposób wchodzi w kontakt z czynnikiem chorobotwórczym. Każde wytworzone przez nią przeciwciało jest specyficzne dla tego czynnika; to znaczy, że wiąże się z pojedynczym białkiem lub antygenem czynnika i nie traci czasu na atakowanie nieistotnych substancji. Ponieważ matka wytwarza przeciwciała tylko przeciwko patogenom w swoim środowisku, dziecko otrzymuje ochronę, której najbardziej potrzebuje – przeciwko czynnikom zakaźnym, z którymi najprawdopodobniej zetknie się w pierwszych tygodniach życia.
Po drugie, przeciwciała dostarczone niemowlęciu ignorują pożyteczne bakterie normalnie występujące w jelitach. Flora ta służy do wypierania wzrostu szkodliwych organizmów, zapewniając w ten sposób kolejny środek odporności. Naukowcy nie wiedzą jeszcze, skąd układ odpornościowy matki wie, by wytwarzać przeciwciała tylko przeciwko patogennym, a nie normalnym bakteriom, ale jakikolwiek może być ten proces, sprzyja on tworzeniu „dobrych bakterii” w jelitach dziecka.
Sekrecyjne cząsteczki IgA dalej chronią niemowlę przed szkodą, ponieważ, w przeciwieństwie do większości innych przeciwciał, odstraszają choroby bez wywoływania stanu zapalnego – procesu, w którym różne substancje chemiczne niszczą mikroby, ale potencjalnie ranią zdrowe tkanki. W rozwijających się jelitach niemowlęcia błona śluzowa jest niezwykle delikatna, a nadmiar tych substancji chemicznych może wyrządzić znaczne szkody. Co ciekawe, wydzielnicza IgA może prawdopodobnie chronić inne powierzchnie błony śluzowej niż te w jelitach. W wielu krajach, szczególnie na Bliskim Wschodzie, w zachodniej części Ameryki Południowej i w północnej Afryce, kobiety wkładają mleko do oczu swoich niemowląt, aby leczyć infekcje tam występujące. Nie wiem, czy to remedium zostało kiedykolwiek naukowo przetestowane, ale istnieją teoretyczne powody, by sądzić, że zadziała. Prawdopodobnie działa przynajmniej przez pewien czas, inaczej praktyka by wymarła.
Obfitość pomocnych cząsteczek
Kilka cząsteczek w ludzkim mleku oprócz wydzielniczego IgA zapobiega przyczepianiu się mikrobów do powierzchni błon śluzowych. Oligosacharydy, które są prostymi łańcuchami cukrów, często zawierają domeny, które przypominają miejsca wiązania, przez które bakterie dostają się do komórek wyściełających przewód jelitowy. W ten sposób cukry te mogą przechwytywać bakterie, tworząc nieszkodliwe kompleksy, które dziecko wydala. Ponadto, mleko ludzkie zawiera duże cząsteczki zwane mucynami, które zawierają dużo białka i węglowodanów. One również są w stanie przylgnąć do bakterii i wirusów i wyeliminować je z organizmu.
Cząsteczki w mleku mają również inne cenne funkcje. Każda cząsteczka białka zwanego laktoferyną, na przykład, może wiązać się z dwoma atomami żelaza. Ponieważ wiele bakterii chorobotwórczych rozwija się na żelazie, laktoferyna powstrzymuje ich rozprzestrzenianie się poprzez uniemożliwienie dostępu do żelaza. Jest ona szczególnie skuteczna w hamowaniu namnażania się organizmów, które często powodują poważne choroby u niemowląt, w tym Staphylococcus aureus. Laktoferyna zakłóca również proces, w którym bakterie trawią węglowodany, co dodatkowo ogranicza ich wzrost. Podobnie, białko wiążące B12, jak sama nazwa wskazuje, pozbawia mikroorganizmy witaminy B12. Czynnik Bifidus, jeden z najstarszych znanych czynników odporności na choroby w ludzkim mleku, promuje wzrost pożytecznego organizmu o nazwie Lactobacillus bifidus. Wolne kwasy tłuszczowe obecne w mleku mogą uszkadzać błony wirusów otoczkowych, takich jak wirus ospy wietrznej, które są pakietami materiału genetycznego zamkniętego w białkowych otoczkach. Interferon, znajdujący się szczególnie w siarze – skąpym, czasem żółtawym mleku, które matka wytwarza w ciągu pierwszych kilku dni po porodzie – ma również silne działanie przeciwwirusowe. A fibronektyna, obecna w dużych ilościach w siarze, może sprawić, że niektóre fagocyty staną się bardziej agresywne, tak że połkną mikroby, nawet jeśli nie zostały one oznaczone przez przeciwciała. Podobnie jak wydzielnicze IgA, fibronektyna minimalizuje stan zapalny; wydaje się również pomagać w naprawie tkanki uszkodzonej przez stan zapalny.
Obrona komórkowa
Jak w przypadku cząsteczek obronnych, komórki odpornościowe są obfite w ludzkim mleku. Składają się one z białych krwinek, czyli leukocytów, które same zwalczają infekcje i aktywują inne mechanizmy obronne. Najbardziej imponująca ich ilość znajduje się w siarze. Większość z tych komórek to neutrofile, rodzaj fagocytów, które normalnie krążą w krwiobiegu. Niektóre dowody sugerują, że neutrofile nadal działają jako fagocyty w jelitach niemowlęcia. Jednak są one mniej agresywne niż neutrofile we krwi i praktycznie znikają z mleka matki sześć tygodni po urodzeniu. Być może pełnią więc jakąś inną funkcję, np. chronią pierś przed infekcją.
Kolejnym najczęściej występującym leukocytem w mleku jest makrofag, który jest fagocytarny jak neutrofile i pełni szereg innych funkcji ochronnych. Makrofagi stanowią około 40 procent wszystkich leukocytów w siarze. Są one znacznie bardziej aktywne niż neutrofile w mleku, a ostatnie eksperymenty sugerują, że są one bardziej ruchliwe niż ich odpowiedniki we krwi. Poza tym, że są fagocytujące, makrofagi w mleku matki wytwarzają lizozym, zwiększając jego ilość w przewodzie pokarmowym niemowlęcia. Lizozym jest enzymem, który niszczy bakterie, rozbijając ich ściany komórkowe.
Dodatkowo makrofagi w przewodzie pokarmowym mogą pobudzać limfocyty do działania przeciwko najeźdźcom. Limfocyty stanowią pozostałe 10 procent białych krwinek w mleku. Około 20 procent tych komórek to limfocyty B, które dają początek przeciwciałom; reszta to limfocyty T, które zabijają zainfekowane komórki bezpośrednio lub wysyłają sygnały chemiczne, które mobilizują jeszcze inne składniki układu odpornościowego. Limfocyty mleka wydają się zachowywać inaczej niż limfocyty krwi. Te w mleku, na przykład, rozmnażają się w obecności Escherichia coli, bakterii, która może wywołać zagrażającą życiu chorobę u niemowląt, ale są one znacznie mniej wrażliwe niż limfocyty krwi na czynniki stanowiące mniejsze zagrożenie dla niemowląt. Limfocyty mleka wytwarzają również kilka substancji chemicznych, w tym interferon gamma, czynnik hamujący migrację i czynnik chemotaktyczny monocytów, które mogą wzmocnić odpowiedź immunologiczną niemowlęcia.
Dodatkowe korzyści
Kilka badań wskazuje, że niektóre czynniki zawarte w ludzkim mleku mogą sprawić, że układ odpornościowy niemowlęcia dojrzeje szybciej niż w przypadku sztucznego karmienia. Na przykład, dzieci karmione piersią wytwarzają wyższy poziom przeciwciał w odpowiedzi na szczepienia. Ponadto, niektóre hormony w mleku (takie jak kortyzol) i mniejsze białka (w tym naskórkowy czynnik wzrostu, czynnik wzrostu nerwów, insulinopodobny czynnik wzrostu i somatomedyna C) działają w celu zamknięcia nieszczelnej błony śluzowej noworodka, czyniąc ją stosunkowo nieprzepuszczalną dla niechcianych patogenów i innych potencjalnie szkodliwych czynników. Rzeczywiście, badania na zwierzętach wykazały, że postnatalny rozwój jelita następuje szybciej u zwierząt karmionych mlekiem matki. A zwierzęta, które również otrzymują siarę, zawierającą najwyższe stężenie naskórkowego czynnika wzrostu, dojrzewają jeszcze szybciej.
Inne nieznane związki w ludzkim mleku muszą stymulować własną produkcję wydzielniczej IgA, laktoferyny i lizozymu przez dziecko. Wszystkie te trzy cząsteczki znajdują się w moczu dzieci karmionych piersią w większych ilościach niż u dzieci karmionych butelką. Jednak dzieci karmione piersią nie mogą wchłonąć tych cząsteczek z ludzkiego mleka do swoich jelit. Wydaje się, że cząsteczki te muszą być produkowane w błonie śluzowej dróg moczowych młodych ludzi. Innymi słowy, wydaje się, że karmienie piersią indukuje lokalną odporność w drogach moczowych.
Na poparcie tego poglądu, ostatnie badania kliniczne wykazały, że niemowlę karmione piersią ma mniejsze ryzyko nabycia infekcji dróg moczowych. Wreszcie, niektóre dowody sugerują również, że nieznany czynnik w ludzkim mleku może powodować, że niemowlęta karmione piersią produkują więcej fibronektyny na własną rękę niż dzieci karmione butelką.
Wszystkie rozważane rzeczy, mleko matki jest naprawdę fascynującym płynem, który dostarcza niemowlętom znacznie więcej niż tylko odżywianie. Chroni je przed infekcjami, dopóki same nie będą w stanie się ochronić.
Dalsza lektura
Slade HB, Schwartz SA. Mucosal immunity: the immunology of breast milk.
J Allergy Clin Immunol 1987 Sep;80(3 Pt 1):348-58.
Immunology of Milk and the Neonate. Edited by J. Mestecky et al. Plenum Press, 1991.
Cunningham AS, Jelliffe DB, Jelliffe EF. Karmienie piersią i zdrowia w 1980s: globalny przegląd epidemiologiczny. J Pediatr 1991 May;118(5):659-66.
Goldman AS. The immune system of human milk: antimicrobial, antiinflammatory and immunomodulating properties. Pediatr Infect Dis J 1993 Aug;12(8):664-71.
Goldman AS.