母乳质量的变化规律研究进展

邢新新， 牛 然， 赖建强

(中国疾病预防控制中心营养与健康所/中国疾病预防控制中心母乳科学研究重点实验室， 北京 100050)

根据DOHaD 理论, 婴儿期的营养状况对成人期疾病的发生有着重要影响[1]。 母乳作为一种成分众多, 结构复杂, 功能强大的复合物其重要的特征是其构成及构成的可变性[2]。 通过对母乳质和量随时间、 产妇、 婴儿性别等的变化规律及其机制的研究的分析, 增加人们对母乳质量变化规律的认识, 帮助优化母乳成分, 指导母乳喂养行为和促进母婴健康。

1 时间

1.1 泌乳期

母乳是婴儿营养的金标准, 完全可以满足婴儿前6个月的营养需求, 在此期间, 婴儿的身体结构和功能不断变化, 相应的营养需求也随之改变[3]。 人乳的主要特点是它的独特性: 即使在同一名妇女的哺乳期, 母乳特征也不相同。 初乳和成熟乳在成分和量上有很大差异。 在成分上, 初乳中脂肪含量和能量较低, 细胞因子和蛋白质含量较高, 而且其中主要是免疫球蛋白和乳铁蛋白, 随泌乳时间延长, 免疫物质逐渐减少, 乳糖、 脂肪、 能量、 微量元素、 水溶性维生素的含量逐渐增加[4-6]。 这表明初乳对于新生儿的主要作用不是营养, 而是免疫, 以保护婴儿从相对无菌的子宫环境中到暴露在存在许多病原体的宫外环境中, 先赋予其生存的能力, 随着婴儿免疫反应的成熟,对外来免疫刺激物的需求可能会减少, 之后再助其生长[7-9]。 母乳中宏量营养素随泌乳时间变化主要与婴儿的消化系统发育规律以及生物学能量代谢规律相适应, 随着婴儿生长发育, 消化系统逐渐成熟而且对能量的需要量逐渐增加, 乳汁适应性增加合成[10]。 而其生理过程与复杂的激素复合物有关, 其中胰岛素样生长因子IGF-1 可以增加脂解作用, 使脂肪合成的前体物质更多的流向乳腺组织, 增加乳汁中脂肪的含量。 在泌乳量上, 初乳的量最小, 随着泌乳时间延长, 泌乳量逐渐增加, 其增加是为了支持成长中婴儿的发育和营养需求[11]。 因为IGF-1 介导乳腺泌乳过程的调控作用, 乳汁中的IGF-1 浓度与同日泌乳量呈正相关关系, 而成熟乳中的IGF-1 明显高于初乳,相对应的成熟乳阶段的日泌乳量高于初乳阶段[12-14]。 此外, 调控乳汁合成的主要激素——催乳素的水平在妊娠期晚期开始升高, 在哺乳前期持续增加, 所以泌乳量在泌乳期进行性增加[15]。

1.2 一次泌乳过程

在一次哺乳过程中乳汁可分为前段乳(一般定义为哺乳前3 分钟分泌的乳汁) 和后段乳(剩余部分的乳汁)[16], 前段乳外观上比较稀薄、 颜色较淡, 后乳较为粘稠[17]。 在成分上, 后段乳的蛋白质、 脂肪、 总脂肪酸、 视黄醇、 生育酚、 维生素D、 能量、 能量密度含量明显高于前段乳, 而后段乳中乳糖含量明显低于前段乳[18-20], 但各脂肪酸的构成比在前后乳中没有差异[21]。对于前后段乳中蛋白质和脂肪含量的差异有不同的解释: 一种是在一次哺乳初期, 乳房处于充盈状态, 脂肪和蛋白质是被动渗透至乳腺组织, 随着哺乳的进行, 乳腺组织主动分泌脂肪和蛋白质, 使含量继续增多[22]。另一种是根据相关的动物泌乳组织学机制解释为随着乳汁的排空, 乳腺腺泡上皮细胞会从鳞状上皮转变为柱状上皮。 这种变化会导致管腔膜上皮面积减少, 从而相邻的脂肪球会接触, 机械剪切力会将脂肪球从膜壁移入管腔, 而且表面积的减少会阻止脂肪球重新吸附到上皮细胞上, 这种脂肪球分泌的机制可以解释乳脂浓度随着腺体逐渐排空而迅速增加的原因。 而且后乳中脂肪含量的增加是由于乳脂球数量的增加不是体积的增大[23-25]。 后乳中维生素较高可能是由于母乳视黄醇、 α-生育酚、 γ-生育酚和脂肪酸通过乳脂球进入母乳的部分机制相一致, 所以其浓度与母乳总脂肪酸和能量浓度正相关[26]。对于泌乳量, 后段乳的量通常高于前段乳, 而且其分别占24 小时总泌乳量的60% 和40%, 而且这种比例会受到胎龄的影响[27]。 关于造成这种差异是否与乳腺的发育及激素的影响有关尚不明确。 鉴于后乳质量的优越性, 一些新生儿重症监护病房选择用营养更佳的后奶喂养低出生体重的早产儿[28]。 但对于一般的婴儿, 为了保证其得到充足和均衡的营养, 应选择全乳喂养。

1.3 喂养间隔

对于持续母乳喂养, 喂养频率和喂养间隔也在影响母乳质量。 母乳中的脂肪是最多变的成分, 其含量受2 次喂养的间隔时间的影响, 喂养间隔越长, 下一次喂养时乳汁的脂肪含量越低[29]。 关于这种现象的生理机制尚未见明确报道。 有证据表明, 每天母乳喂养的频率与每天和每周的产奶量呈正相关[30-31]。 其生理过程是当婴儿吸吮乳头时, 乳晕感觉神经末梢将刺激传到中枢神经系统, 促进催乳素和催产素的分泌, 催乳素介导中枢神经系统对乳汁合成和分泌的调节, 催产素直接作用于乳腺腺泡肌上皮细胞使乳汁经导管流向乳头, 即排乳过程[17]。 增加吸吮次数可通过增加乳头刺激强度、 乳腺腺泡压力、 射乳反射次数泌乳细胞中的激素受体表达而增加泌乳量[32-33]。 此外每天喂养间隔时间越长, 每次挤奶的奶量越大, 这可能会使乳母错误的认为如果她们喂养次数少, 就会产奶更多。但是目前的研究发现, 当乳房中存在较多的乳汁时, 在一次喂养过程中, 乳汁很难完全排出[34], 而乳房排空得越不彻底, 随后的乳汁合成速率越低, 这是一种自分泌调控[35]。 所以为了增加每天的泌乳量, 重要的是要优化喂养之间的时间间隔, 以使乳房中残留的乳汁最少。 这将使乳汁合成的自分泌抑制最小化, 并保持母乳合成的最佳速率[36-37]。 而且泌乳量与乳腺中活跃腺泡的数量有关, 活跃和静止腺泡池之间的平衡受喂养频率的影响, 当喂养频率较高时, 会维持腺泡泌乳的稳定性, 增加泌乳量[38]。但是过于频繁的哺乳会增加乳母的疲惫感, 这会降低乳母催产素的释放, 从而抑制泌乳[39]。 所以要选择合适的喂养间隔, 增加母乳喂养的效能。

1.4 昼夜节律

一天内不同的时间母乳质量亦不同。 根据现有的研究证据, 昼夜变化主要影响母乳脂肪含量: 脂肪在白天的表达水平显著高于夜间, 但蛋白质和碳水化合物含量比较稳定, 而脂肪与能量为正相关关系, 所以能量在白天也高于夜间[40-42]。 这与喂养间隔对脂肪含量的影响是同样的道理。 距前一次喂养的间隔越长, 下次喂养的脂肪浓度越低。 一种原因可能是早上的乳房比晚上的乳房丰满, 而前段乳比后段乳的脂肪含量低, 当乳房充盈时很难把乳房全部排空, 因此早上采集到的母乳样本中后乳的比例相应减少, 便影响了结果[43]； 另一种解释为乳腺细胞从血液中摄取催乳素依赖于乳房的丰满度, 催乳素可调节脂质合成, 早上时乳房更为丰盈, 整个腺泡中催乳素的摄取可能受到抑制, 从而影响脂肪含量[44]。而昼夜泌乳量差异一般表现为白天的总泌乳量高于夜间[42], 因为大多数乳母在夜间的哺乳次数少于白天,所以这种昼夜差异可以用喂养频率和喂养间隔对泌乳量的影响机制来解释。 由上述可见, 母乳质量的变化适应昼夜母婴休息的规律。

2 产妇特征

2.1 产妇年龄

除了已经证实高龄产妇有更高的患妊娠期合并症和不良妊娠结局的风险, 产妇年龄对母乳质量也有影响。 与成年母亲的乳汁相比, 青春期母亲乳汁中的蛋白质含量更高[45-46], 对此可能的解释为年龄增长可能会导致女性乳腺结构或功能衰退, 另一种解释为由于营养不良的母亲血清中催乳素水平较高, 相对于乳汁的储备量, 更重要的是为产奶提供更多的营养, 而青春期母亲体内的催乳素水平较高, 这说明他们可能与营养不良的母亲一样要保证乳汁的营养价值, 催乳素对分泌细胞的刺激增加了乳汁中的蛋白质合成[47-48]。 除蛋白质外, 高龄孕妇的初乳中脂肪、 碳水化合物、 视黄醇和β-胡萝卜素高于年轻产妇[49-51]。 碳水化合物尤其乳糖的含量在年轻产妇含量较低的原因可能是其乳腺结构和功能尚未成熟, 乳糖只能通过扩散的方式进入乳汁, 而脂肪和视黄醇的升高的机制解释尚不明确,推测可能是高龄产妇为其婴儿提供了某些选择优势。 此外, 随着年龄的增长, 泌乳量不足的概率逐渐增加。 原因可能为年长产妇泌乳Ⅱ期(产妇自觉乳房突然有胀满感,并开始大量泌乳[52]) 启动延迟有关[53], 延迟时间越长,泌乳量越少, 而且血液催乳素水平随年龄增长而下降[54]。此外, 泌乳量和乳中水分的减少也可能与脂肪浓度的相对增加有关。 产妇分娩后应尽早开奶, 并辅以挤奶刺激乳腺泌乳, 提高泌乳量[55]。

2.2 地域、 种族

不同地区间的差异主要是地理和文化差异, 这些差异对食物成分和消费及种族、 宗教信仰和阳光照射都有影响[56]。 目前的研究发现, 地域、 种族对母乳成分的影响主要是在脂肪酸的含量和构成比例上, 其他母乳成分相对一致[57]。 在许多国家的母乳中, 饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸的比例是相对恒定的, 而一些多不饱和脂肪酸的水平, 特别是DHA, 是高度可变的, 如鱼类或鱼产品消费水平高的国家DHA 水平一般较高[58-60]。 国内关于地域对母乳脂肪酸的研究发现, 沿海地区母乳中单不饱和脂肪酸含量低于内陆, 部分多不饱和脂肪酸含量高于内陆地区, 北方地区部分饱和脂肪酸显著高于南方地区[61]。 以上差异推测可能是由不同种族和地区的生活方式, 主要是饮食因素所引起的。 尚未发现地域、 种族影响除脂质外其他母乳成分的结果较为一致的相关研究。 而且, 据报道地域、 种族与产妇泌乳量无直接关系[62]。 但有研究发现, 地域、 种族会影响母乳喂养率, 关于是否会因此间接影响泌乳量, 需要进一步研究证明[63]。

2.3 分娩方式

先前的研究已经证明, 阴道分娩对胎儿的系统发育和母亲健康都有很大益处, 而分娩方式对母乳成分的影响表现为阴道分娩较剖宫产的乳母初乳中脂肪、 蛋白质、 总能量高, 成熟乳中K-酪蛋白、 乳铁蛋白和β-酪蛋白的浓度较高, 而碳水无差别[64-66]。 引起这种差异的生理机制为当自然分娩时分娩疼痛和子宫收缩刺激下丘脑催产素神经元, 这种冲动不仅投射到垂体后叶, 还投射到大脑中包括正中隆起在内的其他区域, 以影响催乳素分泌, 从而影响母乳成分。 其次剖宫产术前会限制饮食, 术后肠道功能不会立刻恢复, 不能直接恢复正常饮食, 从而导致暂时的营养不足, 影响母乳合成。 此外有研究在阴道分娩的乳汁样本中发现了较高的细菌多样性和丰富性[67], 这预示着自然分娩的婴儿有更完善的免疫系统发育。 多数研究发现, 剖宫产产妇的泌乳量明显少于自然分娩的产妇[68]。 因为催乳素的水平会在妊娠和哺乳期间升高, 而剖宫产的产妇大多数未到临产期就分娩, 而且剖宫产没有经历阴道分娩的应激反应, 在哺乳期间其催乳素和催产素水平较低, 此外剖宫产引起的疼痛会影响产妇的饮食、 睡眠、 延迟与婴儿的接触, 不能较早的建立和强化泌乳反射, 从而影响泌乳量[69-70],自然分娩对这些方面影响较小。 虽然部分研究所选取乳母的种族、 不同地域的饮食等因素差异致结果不尽相同, 但都证明了阴道分娩比剖宫产产妇的乳汁质量更高, 更有利于婴儿的生长发育。

3 胎儿特征

3.1 性别

男性和女性婴儿有不同的生长和神经发育轨迹, 母乳作为满足各自营养需求的生物液体, 质量也会有所不同[71]。 目前普遍认为, 男婴的母亲生产的乳汁能量和脂肪含量要高于女婴[72-74], 而且男婴母乳的营养密度、碳水化合物、 钾、 磷也高于女婴母乳, 未发现乳糖的性别差异[75-77]。 男婴母乳能量较高可能是由于男婴生长速度较快, 需要更高的能量来促进其生长发育。 而且男孩的肌肉和体重比女孩大, 肌肉、 骨骼中含有大量的钾、磷, 所以男孩对磷、 钾的需求量也更大。 另外有研究发现, 怀男婴的孕妇比怀女婴孕妇多摄入约10% 的能量,这也表明了男婴甚至男性胎儿对母亲有更高的要求[78]。另一方面, 在生长发育过程中, 男性对环境压力的应激反应能力较差, 更容易受到外界压力的影响, 所以母亲会为男婴提供更多的能量以保护男婴免受环境的伤害。除了营养成分, 男婴还有相对较高的乳汁摄入量, 这与男婴的高生长速度是一致的[42、79]。 关于其生理过程, 一方面是为大多数产妇及其家庭对婴儿的性别有所期待,当分娩的是女婴时会影响产妇的情绪, 这种冲动传到中枢神经会抑制下丘脑发出冲动的频次, 垂体释放泌乳素减少, 从而使得女婴母乳的量少于男婴[80], 而且由于女婴比男婴的每日喂养次数少[74], 其泌乳量的减少可以用喂养间隔和喂养频率对泌乳量的影响机制来解释。

3.2 胎龄

早产儿与足月儿相比, 出生体重较低, 身体各器官发育不够成熟, 需要更多的营养物质满足其快速生长发育的需求。 所以早产儿母乳中的碳水化合物、 蛋白质、 脂肪和能量密度都显著高于足月乳, 但其钙、 磷等矿物质含量明显较低。 随着泌乳时间的延长, 早产和足月乳的脂质和能量密度逐渐增加, 蛋白质含量均呈下降趋势, 这与泌乳期对母乳成分的作用一致[81-84]。 而对于不同分娩时间造成的母乳成分差异可能与较短的妊娠期和乳腺发育不成熟相关的生殖激素、 雌激素、 孕激素、 催乳素和一些代谢激素的平衡和代谢调节的差异有关[85], 具体机制还需进一步探索。 早产母乳的营养价值和生物学功能更适合早产儿的需求, 但单靠母乳一般无法满足早产儿的高营养需求,纯母乳喂养的早产儿生长障碍、 发育不良的风险更高, 所以要给予营养强化剂[86]。 此外早产儿母亲比足月儿母亲的产乳量低, 其机制一方面可能因为早产儿母亲在分娩后往往会因为婴儿脆弱性经历更大的心理困扰和压力, 而母亲感知的压力可影响催乳素的合成从而影响泌乳量[87]；另一方面是与足月分娩母亲相比, 早产母亲的基础催乳素水平较低, 从而影响了泌乳量[88]。

3.3 产次

与初产妇相比, 经产妇母乳中蛋白质和皮质醇含量较低, 碳水化合物、 脂质和能量较高, 而且脂溶性维生素视黄醇和α-生育酚以及总饱和脂肪酸的含量, 而总不饱和和单不饱和脂肪酸与产次呈负相关[89-90]。 母亲身体中的蛋白质储备随着怀孕次数的增加逐渐消耗[91]。 与产次相关的脂肪浓度的增加可归因于多次妊娠引起的乳腺组织学和解剖学变化以及孕妇年龄的影响[92-93]。 经产妇与初产妇相比, 催乳素水平减少。 而且神经因子多巴胺(一种催乳素抑制因子) 释放和活性增加, 这些变化降低了经产妇的产乳作用和代谢活性[94]。 经产妇的母乳和血浆中视黄醇水平都高于初产妇, 这表明先前的哺乳经历可能会导致肠道视黄醇吸收、 乳腺吸收、 视黄醇储备动员更高, 而经产妇含有α-生育酚的组织(如脂肪组织) 的流动性增加[95-96]。 虽然经产妇催乳素水平低于初产妇, 但经产妇乳腺组织中催乳素受体的表达水平高于初产妇, 经产妇初乳的量要多于初产妇[97]。

4 结论

总之, 母乳是人类生物进化的产物, 是婴儿正常生长发育的物质基础, 母乳质量的动态变化对于满足婴儿营养需求和促进健康发展是必然的, 而且随着时代的变迁母乳也在不断变化。 目前由于不同的母乳喂养方式、昼夜饮食习惯、 种族、 母乳采集方法、 营养素的测量技术以及人群特征等因素的影响, 很多研究的结果不尽相同。 为更好地指导孕产妇合理膳食、 不断提高纯母乳喂养率、 让母婴双方在母乳喂养过程中享受互爱与健康效应, 未来我们要深入开展母乳科学研究、 破解营养密码, 掌握母乳质量发展规律, 也为制定妇幼营养健康政策提供依据。