پژوهشگران با بررسی بیش از هزار و ۵۰۰ نمونه شیر مادر دریافتند که ترکیبات مولکولی آن، علاوه بر تأمین نیازهای تغذیه‌ای نوزاد، اطلاعات ارزشمندی درباره وضعیت تغذیه‌ای مادر، عملکرد غدد پستانی و رشد کودک در اختیار دانشمندان قرار می‌دهد.

شیر مادر تنها مجموعه‌ای از مواد مغذی مورد نیاز نوزاد نیست، بلکه ترکیب پیچیده و متغیر آن بازتاب فرایندهای درونی بدن مادر است. پژوهشی تازه نشان می‌دهد که بررسی مولکول‌های موجود در شیر، راهی برای شناخت بهتر عملکرد غدد پستانی و پیوند میان وضعیت تغذیه‌ای مادر و رشد نوزاد فراهم می‌کند؛ ارتباطی که به رغم دهه‌ها تحقیق درباره فواید شیر مادر، هنوز بسیاری از جنبه‌های آن ناشناخته است.

به گزارش مرکز پزشکی لانگون دانشگاه نیویورک، پژوهشگران دانشکده پزشکی گروسمن این دانشگاه با بررسی نمونه‌های شیر مادران در سه کشور کانادا، پاکستان و بورکینافاسو، الگوهای مولکولی مشترکی شناسایی کرده‌اند که هم با وضعیت تغذیه‌ای مادر ارتباط دارند و هم با رشد نوزاد. نتایج این مطالعه که هشتم اکتبر در نشریه علمی «ساینس» منتشر شد، نشان می‌دهد ترکیبات شیر علاوه بر آشکار کردن وضعیت تغذیه‌ای، اطلاعاتی درباره فعالیت سلول‌های تولیدکننده شیر، بازسازی بافت پستان و عملکرد دستگاه ایمنی در این غدد ارائه می‌دهد.

شیر مادر؛ بازتاب فعالیت‌های پنهان غدد پستانی

غدد پستانی در دوران بارداری دستخوش تغییرات گسترده‌ای می‌شوند تا برای تولید شیر آماده شوند. این تغییرات، از بازسازی بافت و تنظیم فعالیت‌های هورمونی گرفته تا دگرگونی در سوخت‌وساز سلولی و عملکرد دستگاه ایمنی، زمینه را برای شیردهی پس از زایمان فراهم می‌کنند.

با این حال، دانشمندان هنوز کاملا نمی‌دانند که وضعیت عملکرد این غدد چگونه بر ترکیب شیر اثر می‌گذارد و تغییرات حاصل از آن چه ارتباطی با رشد نوزاد دارند.

شیر مادر حاوی هزاران ترکیب مختلف، از جمله پروتئین‌ها، ویتامین‌ها، مواد معدنی، چربی‌ها، کربوهیدرات‌ها، مواد حاصل از سوخت‌وساز سلولی و مولکول‌های مؤثر در عملکرد دستگاه ایمنی است. پژوهش‌های پیشین اغلب هر یک از این ترکیبات را جداگانه بررسی کرده‌اند، اما محققان دانشگاه نیویورک کوشیده‌اند با مطالعه همزمان آنها تصویری جامع‌تر از فعالیت غدد پستانی به دست آورند.

این پژوهش بر سه بخش اصلی عملکرد غدد پستانی متمرکز بود: تولید و ترشح شیر، حفظ سد محافظ میان خون و شیر همراه با بازسازی بافت، و فعالیت‌های ایمنی و ترمیمی.

سلول‌های غدد پستانی از یک سو مسئول ساخت و آزادسازی ترکیبات شیرند و از سوی دیگر تبادل مواد میان خون و شیر را تنظیم می‌کنند. همزمان، سازوکارهای ایمنی و ترمیمی از این بافت محافظت می‌کنند و به بازسازی آن در پی فشارهای جسمی یا آسیب کمک می‌کنند.

لیا شنه‌هیو، استادیار دانشکده پزشکی گروسمن دانشگاه نیویورک و نویسنده ارشد پژوهش، می‌گوید شیر مادر فرصتی کم‌نظیر برای مطالعه فعالیت غدد پستانی فراهم می‌کند، زیرا می‌توان بدون نیاز به روش‌های تهاجمی، از طریق بررسی ترکیبات آن به فرایندهای زیستی این غدد پی برد.

به گفته او، شناسایی الگوهای مشترک در میان مادرانی با شرایط تغذیه‌ای و جغرافیایی متفاوت، روشن می‌کند وضعیت تغذیه و سوخت‌وساز بدن مادر چگونه با ترکیب شیر و رشد نوزاد مرتبط است.

بررسی بیش از هزار و ۵۰۰ نمونه شیر در سه کشور

پژوهشگران برای دستیابی به نتایج روشن هزار و ۵۴۳ نمونه شیر مادر را از سه گروه جمعیتی در کانادا، پاکستان و بورکینافاسو بررسی کردند. انتخاب این جمعیت‌ها امکان مطالعه مادرانی را فراهم کرد که از نظر شرایط زندگی، محیط جغرافیایی و الگوهای تغذیه‌ای تفاوت داشتند.

دانشمندان با استفاده از روش‌های پیشرفته تحلیل مولکولی، میزان انواع مواد موجود در شیر، از جمله پروتئین‌ها، ترکیبات حاصل از سوخت‌وساز، ویتامین‌ها، مواد معدنی، کربوهیدرات‌ها و قندهای پیچیده ویژه شیر مادر را اندازه‌گیری کردند، سپس این اطلاعات را با داده‌های مربوط به رشد نوزادان ترکیب کردند و با بهره‌گیری از روش‌های محاسباتی، از جمله یادگیری ماشین، به شناسایی الگوهای تکرارشونده در جمعیت‌های مختلف پرداختند.

در دو آزمایش تغذیه‌ای که شرکت‌کنندگانش تصادفی گروه‌‌بندی شدند، مصرف مکمل‌های غذایی از سوی مادران وضعیت رشد نوزادانی را که در معرض خطر اختلال رشد بودند بهبود بخشید یا حفظ کرد.

تحلیل همزمان داده‌های مولکولی نیز نشان داد برخی تغییرات در ترکیب شیر، هم با دریافت مکمل‌های غذایی مادر و هم با شاخص‌های رشد نوزاد مرتبطند.

این یافته‌ها به پژوهشگران کمک کرد تا از میان هزاران ترکیب موجود در شیر، هفت نشانگر زیستی را شناسایی کنند که اطلاعاتی درباره وضعیت تغذیه‌ای مادر، رشد نوزاد و عملکرد غدد پستانی ارائه می‌دهند.

هفت نشانگر زیستی و نقش احتمالی ویتامین ب۵

چهار مورد از هفت نشانگر شناسایی‌شده، ترکیباتی موسوم به «آسیل‌کارنیتین‌های زنجیره کوتاه» بودند که با نام‌های سی۲، سی۳، سی۴ و سی۵ شناخته می‌شوند. این مولکول‌ها در سوخت و ساز سلولی و تبدیل مواد مغذی به انرژی نقش دارند.

سه نشانگر دیگر شامل لیزین، نوعی اسیدآمینه؛ «۶′-سیالیلاکتوز»، یکی از قندهای پیچیده موجود در شیر مادر؛ و سلنیوم یک ماده معدنی ضروری بودند. بررسی این هفت ترکیب نشان داد که آنها با کارکردهای گوناگون غدد پستانی، از تولید شیر گرفته تا بازسازی بافت و پاسخ‌های ایمنی، ارتباط دارند.

در میان آنها، آسیل‌کارنیتین‌های زنجیره کوتاه ارتباط گسترده‌تری با عملکرد غدد پستانی نشان دادند و به‌ویژه ترکیب سی۵ توجه پژوهشگران را جلب کرد. بر اساس یافته‌ها، افزایش میزان سی۵ با کاهش نشانه‌های مولکولی مرتبط با تولید شیر و در مقابل، افزایش الگوهای زیستی مربوط به بازسازی بافت و فعالیت ایمنی همراه بود.

پژوهشگران برای بررسی علت احتمالی این ارتباط، نقش مواد مغذی مؤثر بر سوخت‌وساز آسیل‌کارنیتین‌ها را مطالعه کردند و به مسیر زیستی وابسته به ویتامین ب۵ رسیدند.

ویتامین ب۵ که با نام «اسید پانتوتنیک» نیز شناخته می‌شود، برای ساخت مولکولی به نام «کوآنزیم آ» ضروری است. این مولکول در سوخت‌وساز چربی‌ها و تولید انرژی در سلول‌ها نقشی اساسی دارد.

دانشمندان احتمال می‌دهند که کمبود ویتامین ب۵ با محدود کردن فعالیت‌های وابسته به کوآنزیم آ، تعادل آسیل‌کارنیتین‌ها را تغییر می‌دهد و به افزایش برخی از آنها، از جمله سی۵، منجر می‌شود.

با این حال، این ارتباط هنوز در حد یک فرضیه علمی است و پژوهش حاضر ثابت نمی‌کند که کمبود ویتامین ب۵ مستقیما موجب اختلال در تولید شیر می‌شود.

آپریل جاوهال، نویسنده ارشد این مطالعه، می‌گوید یافته‌ها از ارتباط نزدیک میان تغذیه مادر، سلامت سوخت‌وساز بدن و عملکرد غدد پستانی حکایت دارند. به گفته او، مسیر مرتبط با ویتامین ب۵، کوآنزیم آ و سی۵ یکی از سازوکارهای احتمالی این ارتباط است که پژوهشگران اکنون در حال بررسی نقش دقیق آن در فرایند شیردهی‌اند.

شناخت سلامت مادر از طریق تغییرات در ترکیبات شیر

یکی از جنبه‌های مهم این پژوهش، امکان بررسی مکرر وضعیت غدد پستانی بدون نیاز به نمونه‌برداری از بافت آنهاست. از آنجا که شیر مادر را می‌توان در مراحل مختلف شیردهی جمع‌آوری کرد، دانشمندان قادر خواهند بود تغییرات مولکولی آن را در طول زمان دنبال کنند و به شناخت دقیق‌تری از فعالیت این غدد برسند.

این رویکرد همچنین امکان مطالعه پیوند میان دوران بارداری و شیردهی را فراهم می‌کند. غدد پستانی از ماه‌ها پیش از تولد نوزاد، تحت تأثیر تغییرات هورمونی، ایمنی و سوخت‌وسازی برای تولید شیر آماده می‌شوند، اما بخش اصلی عملکرد آنها تنها پس از زایمان آشکار می‌شود.

پژوهشگران از این منظر، غدد پستانی را یکی از مهم‌ترین پیوندهای زیستی میان مادر و نوزاد پس از تولد می‌دانند؛ نقشی که از جهاتی می‌توان آن را با عملکرد جفت در دوران بارداری مقایسه کرد.

همان‌طور که جفت در دوران بارداری میان وضعیت جسمانی مادر و رشد جنین ارتباط برقرار می‌کند، غدد پستانی نیز پس از زایمان از طریق تولید شیر، بخشی از شرایط تغذیه‌ای و زیستی مادر را با نیازهای نوزاد پیوند می‌دهند.

تفاوت مهم در آن است که شیر مادر امکان مطالعه این ارتباط را به‌صورت مکرر و بدون مداخله تهاجمی فراهم می‌کند.

پژوهشگران اکنون در تلاش‌اند با توسعه روش‌های آزمایشگاهی و محاسباتی، مشخص کنند آیا کمبود برخی مواد مغذی، سوخت‌وساز غدد پستانی و تولید شیر را محدود می‌کند یا نه. بررسی مسیر ویتامین ب۵، کوآنزیم آ و سی۵ از جمله محورهای اصلی این تحقیقات است.

آنها همچنین در حال بررسی آغوز (نخستین شیر تولیدشده پس از زایمان) و شیر روزهای بعد هستند تا دریابند تغییرات مولکولی این دوره چگونه با تکامل عملکرد غدد پستانی و آغاز شیردهی کامل ارتباط دارد.

آیا تغذیه مادر ترکیبات شیر را تغییر می‌دهد؟

این پژوهش یکی از دو مطالعه مرتبطی است که با همکاری کنسرسیوم بین‌المللی ترکیب شیر انجام شده و نتایج آنها در نشریه «ساینس» منتشر شده است.

این طرح پژوهشی بین‌المللی که با همکاری مگان آزاد از دانشگاه مانیتوبا و حمایت مالی بنیاد گیتس اجرا شد، بیش از هزار جفت مادر و نوزاد را در بر گرفت و به شناسایی بیش از ۲۵ هزار ویژگی مولکولی در شیر مادر انجامید.

در حالی که پژوهش دانشگاه نیویورک بر ارتباط ترکیبات شیر، عملکرد غدد پستانی و رشد نوزاد تمرکز داشت، مطالعه دوم این پرسش را بررسی کرد که کدام ترکیبات شیر مادر را می‌توان از طریق بهبود تغذیه او تغییر داد.

نتایج مطالعه دوم نشان داد که مصرف مکمل‌های غذایی در دوران شیردهی میزان چند نوع ویتامین گروه ب را در شیر افزایش می‌دهد، اما بسیاری از ترکیبات دیگر آن نسبتا ثابت باقی می‌مانند.

این تفاوت از آن جهت اهمیت دارد که نشان می‌دهد ترکیبات شیر مادر صرفا متأثر از غذاهایی نیست که او مصرف می‌کند. برخی ترکیبات شیر به تغییرات تغذیه‌ای واکنش نشان می‌دهند، در حالی که برخی دیگر ممکن است بیشتر تحت تأثیر وضعیت زیستی و عملکرد طبیعی غدد پستانی باشند.

شنه‌هیو با اشاره به این یافته‌ها تأکید می‌کند که شناخت تفاوت میان این دو گروه از ترکیبات، برای طراحی مداخلات تغذیه‌ای مؤثر ضروری است، زیرا افزایش دریافت یک ماده مغذی لزوما به معنای تغییر همه اجزای شیر یا بهبود مستقیم رشد نوزاد نیست.

به گفته او، هدف نهایی پژوهشگران آن است که شیر مادر را نه صرفا یک ماده غذایی، بلکه در ارتباط با سازوکارهای زیستی تولیدکننده آن بشناسند. چنین شناختی به شناسایی مسیرهایی کمک می‌کند که وضعیت تغذیه‌ای و سوخت‌وساز بدن مادر را با عملکرد غدد پستانی و رشد نوزاد پیوند می‌دهند.

این تحقیقات با حمایت بنیاد گیتس، مؤسسات ملی بهداشت آمریکا، نهادهای پژوهشی کانادا و چند مؤسسه علمی و خیریه دیگر انجام شده است.