ФИЗИОЛОГИЯ И ФАРМАКОЛОГИЯ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ (ч.1)
Поморцева И.В. Физиология и фармакология молочной сыворотки. Фармакология & Фармакотерапия. 2025; 1:19–30. DOI 10.46393/27132129_2025_1_19–30
В обзоре рассматриваются фармакологические свойства молочной сыворотки. Взаимосвязь между питанием и здоровьем – один из ключевых факторов профилактики заболеваний и хорошего самочувствия. В последнее десятилетие растет интерес к функциональным продуктам питания, одним из которых является молочная сыворотка – уникальный при- родный продукт, содержащий более 200 жизненно важных питательных и биологически активных веществ. Основные составляющие вещества – лактоза, сывороточные белки (альбумины и глобулины), а также витамины и минералы. Сывороточные белки характеризуются питательными свойствами, быстрой усвояемостью, высокой биологической ценностью для организма. Бета-лактоглобулин имеет множество мест связывания минералов, жирорастворимых ви- таминов и липидов, действует как транспортный белок для токоферола и витамина А. Альфа-лактальбумин повышает иммунитет, играет важную роль в когнитивных процессах, повышает серотонинергическую активность мозга, улучша- ет настроение, подавляет чувство голода, регулирует уровень инсулина и нормализует уровень сахара в крови. Являясь источником аминокислот, сывороточные белки способствуют ускорению восстановления после перенесенных заболе- ваний, сохранению чувства сытости и обогащению рациона, что может быть особенно важно для старшего поколения. Сывороточные белки в различных производных формах, а именно в форме концентрата, изолята и гидролизата, об- ладают разнообразными фармакологическими свойствами – противоопухолевой активностью, кардиопротективным, антиоксидантным, антидиабетическим, нейропротективным, антимикробным, иммуномодулирующим и пребиотиче- ским действием. Лактоза стимулирует рост кислотообразующих лактобактерий в кишечном тракте. Лактобактерии помогают бороть- ся с кишечными расстройствами, поэтому лактозу можно использовать в диетотерапии у педиатрических пациентов. Лактоза способствует усвоению ионов магния и цинка, которые даже в малых количествах помогают справляться с диареей. Лактоза имеет низкий гликемический индекс и способствует здоровому пищеварению, укрепляет иммунитет, нормализует обмен кальция и помогает кишечнику усваивать витамины В и С. Употребление продуктов, содержащих лактозу, является профилактикой сердечно-сосудистых заболеваний. Витамины группы B, А, РР, биотин, фолиевая кислота, макроэлементы калий, натрий, фосфор и магний, а также микро- элементы цинк и селен, содержащиеся в молочной сыворотке, поддерживают нормальную работу различных органов и систем организма, способствуют улучшению кровообращения, стабилизируют работу нервной системы, оказывают положительное действие на организм человека в целом. Молочная сыворотка может рассматриваться как полезный функциональный продукт питания при различных неин- фекционных патологических состояниях. Смеси, обогащенные сывороточным протеином, и производные молочной сыворотки могут оказывать благоприятное действие у таких целевых групп, как младенцы, пожилые пациенты, а также пациенты, подверженные риску сердечно-сосудистых заболеваний и страдающие диабетом. В условиях растущего вни- мания к здоровому образу жизни и функциональному питанию наблюдается рост потребности в продуктах, способных обеспечить комплексную пользу для организма. В ответ на формирующиеся потребности разрабатываются многофунк- циональные продукты, сочетающие в себе несколько полезных свойств. Особый интерес представляют напитки на ос- нове молочной сыворотки, обогащенные биологически активными компонентами растительного происхождения.
В настоящее время хорошо известно, что вза- имосвязь между питанием и здоровьем является одним из ключевых факторов профилактики заболеваний и улучшения самочувствия. Рост числа неинфекцион- ных патологий, а именно диабета и сердечно-сосуди- стых заболеваний, признан серьезной угрозой обще- ственному здравоохранению [1]. Малоподвижный образ жизни и неправильное питание привели к тому, что распространение неинфекционных заболеваний сегодня стало серьезной проблемой, поскольку с ними связан значительный уровень смертности во всем мире. Помимо изменения образа жизни и исполь- зования пищевых добавок, употребление функцио- нальных продуктов питания становится популярным средством профилактики неинфекционных заболева- ний [2]. Поэтому за последнее десятилетие интерес ис- следователей к функциональным продуктам питания значительно возрос, а количество различных форм та- кого питания стремительно растет [3]. Одним из функциональных продуктов питания является молочная сыворотка, образующаяся как по- бочный продукт при производстве сыра или при свер- тывании молока. Это уникальный природный продукт, в котором содержится более 200 жизненно важных пи- тательных и биологически активных веществ. Историки утверждают, что молочная сыворотка появилась несколько тысяч лет назад благодаря коче- вым народам. Кочевникам приходилось перевозить молоко в бурдюках, где в течение дня оно сквашива- лось и бродило на жаре, а ночью остывало и расслаи- валось. Некоторым народам пришелся по вкусу такой напиток, и они начали намеренно сквашивать молоко. В Древней Греции (460 г. до н.э.) молочную сыворотку считали лечебным продуктом. Великий ученый и врач Гиппократ использовал благотворное действие сыво- ротки при лечении туберкулеза, желтухи, кожных бо- лезней. Древнейший римский писатель и агроном Ли- ций Юний Модерат Колумелла (I в. до н.э.) предложил употреблять сыворотку при ревматизме, нарушениях пищеварения, камнях в почках и мочевом пузыре. Из- вестно, что в ванны с сывороткой погружалась египет- ская царица Клеопатра, а благородные римлянки убла- жали кожу тела растираниями на основе сыворотки. В Средние века свою лепту в прославление сыворотки и ее практическое применение внес известный швей- царский ученый и врач эпохи Возрождения Парацельс. В XVIII в. в Европе появилось более 160 курортов, где лечили молочной сывороткой. Обычной процедурой была ванна из сыворотки. В те времена врачи про- писывали своим клиентам до 4 л сыворотки в день. В XIX в. австрийская императрица Элизабет и ее муж Франц-Иосиф I ввели моду на молочную сыворотку. Для богатой знати было «шиком» пройти курс лечения сывороткой в Мерано или Бадене. По составу молочная сыворотка на 94% пред- ставлена водой, а остальные 6% включают все лучшее, что есть в молоке: лактозу, сывороточные белки (аль- бумины и глобулины), а также витамины и минералы. Лактоза составляет 70% от общего количества сухого остатка, а 0,7% – сывороточные белки [4]. Сывороточные белки Хорошо известно, что белок жизненно необхо- дим для поддержки и восстановления тканей организ- ма, он служит структурным компонентом ферментов и помогает в усвоении витаминов и минералов. Так, при дефиците белка может значительно нарушаться процесс усвоения железа. Питательная ценность бел- ка зависит от его аминокислотного состава и способ- ности усваиваться организмом. Cывороточные белки характеризуются ценными питательными свойства- ми и быстрой усвояемостью [5]. Их основными ком- понентами являются бета-лактоглобулины (35–65%) и альфа-лактальбумины (12–25%). К второстепенным ингредиентам относятся иммуноглобулины (8%), сы- вороточные альбумины (5%) и лактоферрин (1%) (табл. 1) [6, 7]. Бета-лактоглобулин составляет примерно 50% от общего содержания сывороточных белков. Этот белок имеет множество мест связывания минералов, жирорастворимых витаминов и липидов и действует как транспортный белок для таких липофильных соединений, как токоферол и витамин А [8]. Альфа-лак- тальбумин – один из основных белков молочной сыворотки, который может повышать иммунитет. Альфа-лактальбумин богат аминокислотами: лизи- ном, лейцином, тирозином, триптофаном и цистеи- ном. Аминокислоты являются важными элементами для поддержания упругости кожи и продления моло- дости и красоты. Лейцин, валин и изолейцин необ- ходимы организму для восполнения потерь энергии, расщепляя не свой внутренний белок, а запасы под- кожного жира [9]. Доказано, что альфа-лактальбумин в 2–4 раза превосходит яичный белок и в 5 раз – ка- зеин в отношении усиления иммунитета. Альфа-лак- тальбумин играет важную роль в когнитивных процессах, увеличивая соотношение триптофана в плазме крови к сумме других крупных нейтральных аминокислот, может повышать уровень серотонинер- гической активности мозга и улучшать когнитивные функции у лиц, подверженных стрессу [10]. Трипто- фан обладает некоторым успокаивающим действием, так как снижает уровень кортизола, и даже улучшает настроение, так как увеличивает концентрацию се- ротонина [11, 12]. Триптофан и тирозин также спо- собствуют подавлению чувства голода, регулируют уровень инсулина и нормализуют уровень сахара в крови [13, 14]. Лактоферрин – это фракция гликопротеина, ко- торая играет важную роль в транспорте железа в орга- низме. Лактоферрин усиливает действие антибактери- альных и противогрибковых средств [15]. Лактопероксидаза – природный фермент се- мейства пероксидаз. Лактопероксидаза инактивиру- ет или убивает широкий спектр микроорганизмов посредством ферментативной реакции. В фермента- тивной реакции участвуют два кофактора – перекись водорода и тиоцианат-ионы, которые вместе с лакто- пероксидазой образуют лактопероксидазную систему. Активация ферментов лактопероксидазной системы приводит к образованию гипотиоцианата, который и отвечает за антимикробное действие [16]. Гликомакропептид обладает многими биоло- гическими и физиологическими свойствами, таки- ми как снижение желудочной секреции, уменьшение зубного налета и кариеса, ингибирование агрегации тромбоцитов и др. [17]. Сывороточные протеины имеют высокую биоло- гическую ценность для организма. Являясь источником аминокислот, способствуют ускорению периода вос- становления после перенесенных заболеваний, со- хранению чувства сытости и обогащению рациона, что может быть особенно важно для старшего поко- ления. Доказано, что сыворочный протеин в его раз- личных производных формах (концентрат, изолят и гидролизат) обладает разнообразными фармако- логическими свойствами – противоопухолевой ак- тивностью, кардиопротективным, антиоксидантным, антидиабетическим, нейропротективным, антими- кробным, иммуномодулирующим и пребиотическим действием (рисунок) [18]. Антиоксидантное и противовоспалительное действие Воспалительный, или окислительный, стресс является причиной целого ряда заболеваний, таких как пневмония, муковисцидоз, диабет, онкологиче- ские заболевания, атеросклероз, инфаркт миокарда, старение и множество других дегенеративных забо- леваний [19]. Являясь предшественником антиокси- данта глутатиона, сывороточный протеин обладает исключительной способностью сводить на нет небла- гоприятное воздействие стресса. Гипербарическая обработка сывороточного протеина ускоряла высво- бождение биоактивных пептидов, повышала уровень внутриклеточного глутатиона и уменьшала выработку интерлейкина 8 in vitro (считается, что этот цитокин участвует в патогенезе заболеваний дыхательных пу- тей) [20]. Замечено, что в течение месяца приема ди- етических добавок с молочной сывороткой в дозе 20 г в сутки у пациентов с муковисцидозом значительно снижался уровень С-реактивного белка в сыворотке крови [21]. Обзор фактических данных свидетельству- ет, что сывороточный протеин усиливает синтез глу- татиона в нейронах и положительно влияет на течение нейродегенеративных заболеваний [22]. Противоопухолевое действие В нескольких исследованиях показано, что сы- вороточный протеин может быть полезен пациентам с онкологическими заболеваниями. У крыс с раком толстой кишки, получавших гидролизат сывороточ- ного протеина, развивалось значительно меньше ма- кро- и микроскопических опухолей по сравнению с группой, получавшей необработанный сывороточ- ный протеин [23]. Противоопухолевый эффект сы- вороточного протеина был исследован с использо- ванием клеток меланомы В16F10 в качестве модели. Экспрессия каспазы-3 значительно повышалась в сре- де, содержащей изолят сывороточного протеина [24]. Каспаза-3 является одним из членов семейства каспаз (цистеин-аспарагиновых протеаз), которые представ- ляют собой протеолитические ферменты, известные своей ключевой ролью в апоптозе и контроле вос- паления [25]. Апоптоз, или запрограммированная смерть клетки, – это процесс, посредством которого внутренние или внешние факторы, активируя гене- тическую программу, приводят к гибели клетки и ее эффективному удалению из ткани. Пациентка 48 лет с рецидивирующим раком шейки матки получала сы- вороточный протеин (по 10 г трижды в день) и вну- тримышечные инъекции тестостерона энантата еже- недельно до и во время стандартной химиотерапии. В результате комбинированной терапии наблюдалось повышение мышечной массы тела, физической актив- ности и качества жизни пациентки с рецидивирую- щим раком шейки матки [26]. Иммуномодулирующее действие Концентраты сывороточного протеина повыша- ют врожденный иммунитет слизистых оболочек в ран- нем возрасте и играют защитную роль при некоторых иммунных нарушениях [27]. В исследованиях на мы- шах показано влияние концентрата сывороточного белка на показатели крови, цитокиновый профиль плазмы, пролиферацию и миграцию иммунных кле- ток [28]. Обнаружено, что in vitro миграция T-клеток, В-клеток и дендритных клеток в направлении двух цитокинов значительно увеличилась в группе, полу- чавшей сывороточный протеин, по сравнению с кон- тролем. Хорошо известно, что псориаз – хроническое аутоиммунное заболевание, вызывающее утолщение кожи, появление сухих чешуек и красных пятен. В ис- следовании проведена оценка влияния биоактивного изолята сывороточного белка на уровень глутатиона и, как следствие, снижение тяжести системного вос- паления, вызванного псориазом. Прием 20 г в день изолята сывороточного протеина улучшал состояние пациентов [29].