شير و معرفي تركيبات آنتي باكتريال آن

 مقدمه:
شير بهترين غداي طبيعي شناخته شده و تنها منبع غذائي نوزاد پستانداران است. براي نوزاد انسان، شير تنها منبع غذايي براي چندين ماه اول زندگي است و در اغلب كشورها شير نقش مهمي در تغذيه بچه هاي در حال رشد دارد. شير مي تواند يك منبع ارزشمند غذايي براي افراد بالغ بويژه افراد مسن باشد. شير به خاطر دو جزء اصلي خود يعني پروتئين و كلسيم در تغذيه انسان بسيار مهم است. پروئتين شير بسادگي قابل هضم است. اما شير بعلت ويژگيها و صفات ممتاز غذايي كه دارد به سرعت در معرض آلودگيهاي گوناگون قرار مي گيرد و به سادگي باعث انتشار تعداد زيادي از عوامل بيماريزا مي گردد و چنانچه در بهداشت آن در مراحل مختلف توليد و جمع آوري و حمل و نقل، تعيير و تبديل در كارخانه توزيع و مصرف، دقت كافي مبذول نگردد ممكن است بيماريها و عوارضي را از حيوان به انسان يا از انسان به انسان منتقل نمايد.
در شير خام مكانيزم دفاعي آنتي ميكروبال طبيعي به شرح ذيل مي باشد:
1- ليزوزيم
2- لاكتوفرين
3- لاكتو پراكسيداز
4- ان استيل- ال- بي- دي گلوكوزآميداز
شير گونه هاي مختلف پستانداران داراي مقادير مختلفي از فاكتورهاي آنتي باكتريال مي باشد. به عنوان مثال شير گاو داراي بالاترين مقادير لاكتوپراكسيداز مي باشد. اما مقادير جزئي از ليزوزيم و لاكتوفرين در شير گاو پيدا مي شود. در حالي كه شير انسان داراي مقادير بالاي لاكتو فرين و ليزوزيم مي باشد و برعكس مقادير لاكتو پراكسيداز در آن بسيار جزئي مي باشد. تعييرات اين پروتئينها ي آنتي باكتريال علاوه براينكه در حفاظت خود پستان گاو تاثير است بلكه همچنين مسائل مرتبط با سلامتي و بهداشتي مصرف كنندگان را تحت تاثير قرار مي دهد.
همانطور كه ذكر گرديد، شير يك منبع غذائي سالم، حاوي انرژي و پروتئين و ويتامين و مواد معدني است بنابراين با توجه به اينكه ارزش غذائي شير بالاست، متخصصان امر در افقهاي تحقيقاتي آتي خود به دنبال افزايش ايمني طبيعي شير به منظور از بين بردن پاتوژنهاي آلوده كننده اين منبع غذائي مي باشند. چرا كه حصول به چنين هدفي در كنترل بيماريهاي اقتصادي مانند ورم پستان و بخصوص در سلامتي انسان تاثير عمده خواهد گذاشت.
پروتئينهاي مختلفي در شير يافت مي شود كه در گزارشات مختلف خاصيت ميكردب كشي آنها به اثبات رسيده است به عنوان مثال ايمينوگلوبولينهاي شير از جمله پروتئينهاي دفاعي و محافظي هستند كه در انتقال آنتي بادي از مادر به نوزادان نقش آفرين هستند. ازآنجايي كه نوزاد نشخواركنندگان به علت ساختار چفت مادر قادر به اكتساب ايمني ذاتي نيستند، بنابراين ايمنوگلوبولينهاي موجود در شير مادر (آغوز) نوازد تازه متولد شده را در برابر عوامل عفوني حفاظت مي كند.
ايمنوگلوبولينها در حقيقت تركيباتي هستند كه در مراحل اوليه تولد نوزاد به عنوان سيستم دفاعي طبيعي ميزبان عمل مي نمايند. نكته جالب در اينجاست كه در پاسخ به حضور عوامل پاتوژن و باكتريها و ويروسها موجود در محيط، ايمينوگلوبولين ويژه و خاص آن پاتوژن ترشح مي شود. در نتيجه ساختار چنين ايمنوگلوبولين قادر است كه پاتوژن وارده را شناسائي كند و در از بين بردن آن با موفقيت عمل كند. غلظت ايمنوگلوبولينها در آغوز در بالاترين مقدار خود مي باشد و به مرور غلظت آن در شير كاهش مي يابد.
علاوه بر ايمينوگلوبولينها، 4 پروتئين در شير وجود دارد كه خاصيت آنتي باكتريال آن به اثبات رسده است كه در اين مقاله به طور اجمالي به معرفي و بيان وظايف آنها پرداخته مي شود.
لاكتوفرين:(Lactoferrine)
لاكتوفرين يك گليكوپروئتين متصل شونده به يون آهن مي باشد(80 كيلودالتون) كه اولين بار از شير گاو جدا شده است و متعاقبا در شير انسان نيز وجود آن به اثبات رسيده است. لاكتوفرين به مقادير مختلف از غدد ترشحي موجود در پستانداران مانند شير، بزاق، اشك و مايع مني و از بعضي از گلبولهاي سفيد ترشح مي شود. مقادير لاكتوفرين موجود در شير گاو در حالت طبيعي حدود2/0 گرم در ليتر اندازه گيري شده است. در آغوز غلظت لاكتوفرين در بالاترين حد خود يعني در حدود نيم الي يك گرم در ليترگزارش شده است. در طول دوره خشكي، غلظت لاكتوفرين در غدد ترشحي پستان شروع به افزايش مي نمايد و تا 30 روز بعد از پايان دوره خشكي اين سير افزايشي ادامه دارد.
پيك ميزان ترشح لاكتوفرين در غدد ترشحي پستان حدود 50 الي 100 گرم در ليتر پيش بيني شده است. در شير انسان و در آغوز غلظت لاكتوفرين به ترتيب در حدود 2 الي 4 گرم در ليتر و 6 الي 8 ليتر گزارش شده است.
وظايف لاكتوفرين به قرار ذيل مي باشد:
1- خاصيت آنتي باكتريال
2- دفاع عليه عفونتهاي معده اي- روده اي
3- ايجاد سينرژيسم با بعضي از ايمنوگلوبولينها . پروتئينهاي سيستم دفاعي
4- محرك رشد سلولهاي بدن حيوانات به ويژه لنفوسيتها و سلولهاي روده
علاوه بر موارد فوق، يكي از وظايف لاكتوفرين موجود در شير را كمك به جذب آهن در سطح روده مي دادنند هر چند اين ادعا هنوز از لحاظ علمي به اثبات نرسيده است.
بيشتر ميكروارگانيسمهاي و پاتوژنهاي موجود، براي رشد خود به آهن احتياج دارند فلذا لاكتوفرين با اتصال به آهن از رشد باكتريهاي نيازمند به آهن از طريق غير قابل دسترس كردن آهن جلوگيري مي كند. يك مولكول لاكتوفرين قادر است كه با دو مولكول آهن (Fe+3) متصل شود. گزارش مقالات معتبر متعدد حاكي از اين است كه لاكتوفرين داراي خصوصيات آنتي باكتريال قابل توجهي مي باشد و بر عليه باكتريهاي گرم منفي نيازمند به آهن به خصوص كلي فرمها كه از عوامل اصلي ابتلا گاو به ورم پستان هستند، وارد عمل مي شود. همچنين لاكتوفرين بر عليه تعدادي از باكتريهاي گرم مثبت مانند استرپتوكوكوس اورئوس و ليستريامونوسيتوژنز نيز عمل نموده و در از بين بردن آنها نقش آفرين مي باشد.
باكتريهاي لاكتوژنيك در معده و روده كه نياز چنداني به آهن براي ادامه فعاليت خود ندارند به طور كلي تحت تاثير لاكتوفرين قرار نمي گيرند.
اخيرا گزارشاتي دال بر تاثير لاكتوفرين در از بين بردن استرپتوكوكوس و ويبريون نيز به چشم مي خورد.ثابت شده است كه لاكتوفرين ميزان كلني هاي مونوسيتهاي ميزبان را افزايش مي دهد و باعث كاهش رشد باكتري استرپتوكوكوس اورئوس مي شود. محيط كشت هاي حاوي لاكتوفرين 95 درصد عدد كمتري را در هنگام شمارش مستقيم كلوني هاي ميكروبي از خود نشان دادند.
خوكچه هايي كه در ساعات صفر، 8 ، 20 ساعت بعد از تولد استفاده كردند حدود 74 درصد داراي ميزان زنده ماني بيشتري نسبت به گروه شاهد بودند.
در سالهاي اخير توالي كامل ژن لاكتوفرين شناسائي و در بانكهاي جهاني مورد ثبت قرار گرفته و اكنون مشخصات كامل اين ژن در دست مي باشد. ژن لاكتوفرين(LF) داراي 17 اگزون و با طولي در حدود 5/34 كيلوباز ميباشد.
لاكتوپراكسيداز(lactoperoxidase):
پراكسيداز آنزيمي است كه قادر به كشتن باكتريها از طريق انجام واكنش اكسيداتيو مي باشد. فعال شدن اين آنزيم و ترشح آن در غدد برون ريزي مانند اشك، بزاق ، بيني و برونشها و ترشحات روده اي رخ مي دهد.آنزيم پراكسيدازي كه در شير ترشح مي شود به نام لاكتوپراكسيداز معروف مي باشد. لاكتوپراكسيداز يك پروتئين دفاعي است كه در گروه ايمينوگلوبولينها قرار نمي گيرد و نقش مهمي در حفاظت سيستم پستاني بر عليه ميكروبهاي آلوده كننده اين سيستم دارد.
مقادير لاكتوپراكسيداز در شير بسيار اندك است اما در حدود 5 الي 6 روز بعد از زايمان به سرعت ميزان آن افزايش مي يابد. غلظت اين آنزيم در شير انسان تقريبا 20 برابر كمتر از شير گاو مي باشد.
لاكتوپراكسيداز به خودي خود خاصيت ميكروب كشي ندارد بهر حال اين آنزيم همراه با هيدروژن پراكسيداز و تيوسيونالات اثرات ضد باكتريالي خود را ميانجيگري مي كند.
بوسيله واكنش هيدروژن پراكسيداز و تيوسيونالات با يكديگر در حضور لاكتوپراكسيداز، تركيب جديدي تحت عنوان هيپوتيوسيونولات(Hypothiocyanate) بوجود مي آيد كه خاصيت شديد ميكروب كشي دارد و از متابوليسم باكتريها به طور معني دار جلوگيري مي كند.
ليزوزيم:(Lysozyme)
ليزوزيم يكي ديگر از آنزيمهاي موجود درشير بعضي از گونه ها بويژه در انسان مي باشد.بطوركلي دو نوع ليزوزيم وجود دارد:
نوع اول ليزوزيمي است كه عمدتا در سفيده تخم مرغ وجود دارد و تحت عنوان C- ليزوزيم معروف است و نوع دوم آن در سفيده غاز به طور عمده وجود دارد و به G- ليزوزيم معروف است.
در انسان و تك سميها نوع C ليزوزيم بيشتر مد نظر است ولي گاو تقريبا حاوي هر دو نوع ليزوزيم مي باشد. ليزوزيم خاصيت ضد باكتريال دارد و از طريق تخريب پيونهاي گلوكوسيدي بين پپيتدگليكان(جزء اصلي ديواره سلولي باكتريها) باعث از بين رفتن ديواره سلولي پاتوژنها مي شود. فعاليت ليزوزيم در شير گاو هنوز در پرده اي از ابهام است ولي غلظت بالاي آن در شير انسان(12/0 گرم در ليتر) گزارش شده است. در آ‎غوز انسان مقادير ليزوزيم در بالاترين حد خود گزارش شده است.
ان استيل ال- بي- دي گلوكوزآميدازN-Acetyle-B-D-Glacosaminidase):
اين آنزيم با حرف اختصاصي(NAGase)نشان داده مي شود. اين آنزيم به عنوان يك نشانگر(انديكاتور) براي تشخيص ورم پستان مورد استفاده قرار مي گيرد.اين آنزيم در ترشحات رحمي گاو نيز يافت شده است و وظيفه اصلي آن هنوز در پردهاي از ابهام است بهر حال تا حدودي خصوصيات ضد ميكروبي آن كشف شده است. در طول شيردهي، شير گاو داراي مقادير جزئي از اين آنزيم مي باشد. در موارد بروز عفونت و بخصوص در اواسط دوره خشكي پيك اين آنزيم قابل مشاهده است. در زمان بروز ورم پستان حضور اين آنزيم در محل عفونت قابل مشاهده مي باشد.