牛奶不仅仅是婴儿的食物。母乳经过进化,可以提供数千种不同的分子,包括生长因子、激素、抗体以及微生物。
康奈尔大学的分子营养学家伊丽莎白·约翰逊研究婴儿饮食对肠道微生物组的影响。这些研究可以为儿童和成人的公共卫生难题提供线索。在“The Joy of Why”播客的这一集中,联合主持人 Steven Strogatz 采访了约翰逊,了解了使母乳成为自然界中最奇妙的生物液体之一的微生物成分。
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成绩单
【主题剧】
史蒂文·斯特罗加茨: 牛奶是一种如此亲切、熟悉的物质,它似乎太普通了,没有任何神秘之处。然而实际上,牛奶和哺乳行为是研究人员仍在试图理解的非凡的生物创新。
众所周知,母乳有助于确保哺乳婴儿的健康,但这些好处不仅仅是牛奶营养成分的结果。除了作为营养来源之外,牛奶还可以防止细菌,刺激婴儿发育,并允许妈妈和宝宝进行各种化学对话。母乳含有数千种不同的分子,包括生长因子、激素、抗体和微生物。所有这些共同作用,为人类婴儿提供正常生长和发育所需的物质。但具体如何呢?
我是 Steve Strogatz,这是“The Joy of Why”的播客 广达杂志,我和我的搭档詹娜·莱文 (Janna Levin) 轮流探讨当今数学和科学中一些尚未解答的最大问题。
在本集中,我们将与分子生物学家交谈 伊丽莎白·约翰逊(Elizabeth Johnson) 关于牛奶的奥秘,以及我们如何进化到如此依赖这种全能、纯天然的物质。
[主题结束]
莉兹是康奈尔大学营养科学系分子营养学助理教授,也是霍华德休斯医学研究所弗里曼·赫拉博斯基学者。她专门研究基因组学和代谢组学方法来研究 营养对肠道微生物群的影响,特别关注婴儿营养和婴儿肠道微生物组。莉兹,欢迎来到“为什么的喜悦”。
伊丽莎白·约翰逊: 谢谢你邀请我,史蒂夫。
斯特罗加兹: 我的荣幸。我很高兴见到你。我不认为这完全相关,但我忍不住说我们几乎是隔壁邻居。我们之间只有一栋房子。莉兹是我很好的朋友,也是我尊敬的同事。
约翰逊: 是的,不,我认为这是一个很好的观点。
斯特罗加兹: 好吧,既然已经不公开了,让我承认,我对牛奶作为一门科学学科一无所知。当我为这个节目做一些关于还剩下多少谜题的研究时,我感到很震惊。当我还是个小孩子的时候,当我放学回家时,我会吃牛奶和饼干;也许我会吃花生酱和果冻。所以从这个角度来看,牛奶只是另一种食物。我们先从食物的角度来谈。牛奶的基本营养成分有哪些?
约翰逊: 你所谈论的背景与我过去对牛奶的看法是一样的。并不是说这是给婴儿吃的,而是只是食物,味道还不错的东西。
随着年龄的增长,您会意识到牛奶的特殊性,尤其是当您可能有一个需要牛奶的婴儿时,您开始考虑母乳,那时您就会意识到牛奶的作用比我在喝母乳时真正想到的要多。小时候饼干和牛奶。
它实际上是由婴儿短期营养所需的东西组成的。这是所有哺乳动物的一个非常典型的特征,它们用牛奶来喂养它们的婴儿。因此,当您考虑其中的真正成分时,就会发现其中有糖,即碳水化合物。有脂肪。有蛋白质。有矿物质。在母乳和许多其他乳汁中,还有其他因素,例如免疫因子和其他细胞,以及核酸之类的东西,它们不仅有助于生长,而且还有助于生长。 那段时期的发展 的时间。因此,当你拿起一杯冷牛奶时,它的设计目的实际上比现在要多得多。
斯特罗加兹: 所以,你现在已经打开了大门,了解牛奶可以发挥的更大作用,它不仅仅是一种食物。这就是你在生物学教科书上读过的所有内容,对吗?酶、激素、抗体、干细胞、微生物,甚至不完全是人类的东西?
约翰逊: 是的,完全正确。它是一个很好的营养来源。您正在考虑一些可以让人类在子宫外快速成长和发育的东西,对吗?
但你认为这里还有一个非常好的沟通机会,对吗?那里的很多信息都可以通过胸部喂养的行为来传递。这是一件非常重要的事情,当我们将其视为消费品或只是满足能源需求的东西时,我们就忘记了这一点。
斯特罗加兹: 通过这里的信息,您能给我们举例说明什么样的信息吗?是双向通信吗?他们每个人都在互相交谈吗?
约翰逊: 是的,有一些证据表明它可以是双向的。婴儿的唾液中可能含有唾液信息。您可以想象是否存在可能与乳房或乳房相互作用的病毒或其他颗粒。然后还有通过乳管进入乳汁的任何东西 - 所以哺乳期是乳汁的产生,然后乳汁的排出 - 因此,排出的任何东西都是婴儿可能会消耗的东西,然后是细胞和器官然后婴儿可以处理它。其中一些我们可以称之为信息。
它们可能是小分子或其他化学信号,对于该时期的生长和发育非常重要。我们仍在试图了解这些是什么,因为我们想了解它们对健康是否必要?当您看不到其中一些信号时会发生什么?我们如何考虑利用此类信息以最佳方式喂养婴儿?
斯特罗加兹: 让我们开始探索其中的一些内容。例如,让我们谈谈人与人之间的差异。按理说,每个人的成分不会完全相同。也许脂肪含量会改变,或者转移的抗体不同。但牛奶的个体差异是否比个体差异更大呢?比如说,随着时间的推移,在母乳喂养的过程中?
约翰逊: 哦,绝对是。最著名的例子是初乳。这是“第一奶”,是一种蛋白质含量非常高的浓奶。它看起来有点像黄金,就像液态黄金,而且含量非常少。这就是婴儿在生命的最初时刻所获得的营养。
但在接下来的五到七天内,牛奶会成熟,从这种蛋白质密度很高的物质变成水状、含糖量更高的牛奶,这种牛奶可能会在接下来的几个月里维持生长。 。因此,发生的这种生物过程是哺乳的特征。
但就你的观点而言,我认为我们甚至不知道每个人每天的奶量会有所不同。这就是我的实验室正在努力做的事情。就像您在哺乳期的每一天都观察牛奶一样,它是否非常相似,或者它是否会改变生命前六个月可能发生的许多生活事件?
有一些非常惊人的研究表明饮食有影响。因此,进入牛奶中的特定物质可能取决于此。你可以想象,这存在一些地区特殊性,这使得某些人群的牛奶看起来比其他人群更相似。您仍然会看到差异,不仅是个体之间的差异,而且全天都存在个体时间差异。还有喂食的时间。因此,有“前奶”和“后奶”。
斯特罗加兹: 我不知道这些术语。前奶和后奶?
约翰逊: 是的,当婴儿衔乳时,喂奶可能会持续 30 到 XNUMX 分钟,甚至更长时间。在整个喂养过程中,牛奶的大量营养素成分可能会发生变化。饲料开始时的牛奶将具有不同的常量营养成分,这就是前奶,而不是饲料结束时的后奶。我总是称其为“自然界最有趣的生物流体”,因为我们如何理解它有很多复杂之处。但如果我们以正确的方式对待这些,我们实际上会学到很多信息。
斯特罗加兹: 哦,太好了。我想不出还有什么其他生物液可以与它匹敌。我认为血液很复杂,但牛奶可能是冠军。
约翰逊: 是的。我喜欢用一个词来形容牛奶。就了解人类健康而言,牛奶的迷人之处在于,滋养人类婴儿所需的一切都在这种我们可以量化的物质中。我们可以看看,不必猜测,答案就在那里。当我们更好地分析牛奶并理解要提出的正确问题时,我们就有机会解码其中一些答案。
但这与你我的饮食方式有很大不同,我们自己做决定,我们可能会做出好的决定和坏的决定,而这些决定可能会对我们的健康产生好或坏的影响。但当我们在婴儿期思考母乳时,就会发现母乳的好处就在那里,我们只需要了解其中的原因即可。
斯特罗加兹: 之前您提到了看护者的饮食。事实上,当我谈到这个问题时,我在这里说的“照顾者”包括母亲,但我们也要记住其他人——奶妈、母乳捐赠者、变性人、任何可能提供牛奶的人。
约翰逊: 我通常说照顾者,或哺乳期的父母。当你观察家庭单位时,会发现有很多事情发生。因此,当我们考虑喂养婴儿以及所有喂养婴儿的人时,包容这段时间发生的一切非常重要。
斯特罗加兹: 关于饮食这个问题,看护者的饮食如何影响他们产生的乳汁的成分?
约翰逊: 我认为我们仍在努力确切地了解它是如何运作的。所以你可以从宏观的角度来思考这个问题。在我的实验室,我们专注于牛奶的脂肪部分。在母乳中,它是牛奶中令人着迷的一个值得研究的部分,因为它确实提供了所有的卡路里。它还负责许多尚未量化的极其重要的小分子和化学信号。
因此,当我们考虑牛奶中不同类型的脂肪时,它们可能来自许多不同的地方。它们可以在乳房中合成。它们可以来自流通。但来自循环的脂肪可能与特定母亲或哺乳期父母实际消耗的食物直接相关,因为这可以改变牛奶中脂肪结构的概况。
也许最著名的一些是,比方说,如果你吃了很多富含脂肪的鱼、多不饱和脂肪酸、omega-3 脂肪酸等。根据饮食中这些营养素的消耗,您可以对牛奶中的营养素进行不同的分析。
所以我们正在学习——有些人正在做非常出色的工作——我们想要一个明确的“我们知道你吃了什么”。我们知道它会进入牛奶中,而且我们也知道婴儿会接触到它。我认为,当我们获得工具来不断做得更好时,我们可以更好地了解我们吃的东西如何影响我们合成牛奶的方式。
斯特罗加兹: 有趣的。是的,我并没有真正考虑过这是如何全身心投入制作的。这不仅仅是乳腺。你提到了循环,当然还有饮食。还有哪些我们应该记住的事情?
约翰逊: 有很多因素会导致哺乳变得困难或容易,例如父母的健康状况。感染或其他疾病或紊乱时发生的情况也会影响牛奶中的成分。
不仅要更好地了解营养成分,还要了解如果您服用泰诺或做某些其他事情会怎样?我们仍在尝试了解很多内容,但我认为最棒的是我们已经有了一些关于如何提出这些问题的蓝图,现在只是问它们。
斯特罗加兹: 所以你提到你实验室的大部分工作都与脂肪含量有关。特别是,有一种分子或一类分子我从未听说过,直到我准备好与你们谈论这个问题。我说得对吗? “鞘脂?”
约翰逊: 是的,你说得对。我正想说,你说得对吗?是的!
[STROGATZ 笑]
约翰逊: 如果这样做的目的是让更多的人了解鞘脂,那就太好了。它有这样一个不祥的名字,但它实际上是一类参与体内许多过程的脂质。它们是细胞膜的一部分。它们可以充当结构分子,也可以充当信号分子。但鞘脂对我们来说很酷的一点是它们存在于牛奶的脂肪部分中。它们是由某些有益微生物产生的,作为人类,我们体内也有许多信号通路实际上可以接受这些信号。因此,当我们思考饮食、微生物组和宿主相互作用如何支持健康时,这实际上可能是可以为我们提供一些线索的代谢物或化学信号之一。
斯特罗加兹: 这个词本身有点令人反感和令人生畏。鞘脂。你为什么这么称呼他们?
约翰逊: 是的,我认为这一切都来自于这些脂质最初的研究有多困难。他们像狮身人面像一样难以捉摸、神秘莫测。因此,尽管现在测量其中一些脂质变得更加简单,但这种情况仍然存在。
随着越来越多的人获得测量鞘脂的能力,他们正在发现鞘脂与我们生物学的许多方面之间的联系。从机制上讲,它们在我们试图理解的许多过程中确实非常重要。一旦您了解了这个词并了解了鞘脂,您就无法将它们从您的生活中删除。你无论走到哪里都会看到它们,所以你必须让我知道这是否属实。
斯特罗加兹: 它似乎具有如此多面或多才多艺的作用。你说你可以用它作为构建块,就像结构组件一样。它可以用来传达信息。你提到它可以用来构建细胞膜?
约翰逊: 细胞膜,细胞非常重要的部分。我认为你也可以说鞘脂的某些结构可以用作细胞之间、甚至体内微生物和细胞之间的化学信号。因此,这就是我们一直在努力思考的问题,即我们如何知道饮食中的某些成分去了哪里。
我的实验室一直在努力思考,我们如何知道哪些营养物质与微生物组相互作用,以便我们知道哪些重要的微生物受到饮食的影响,然后哪些是 这些相互作用的后果?因此,我们的微生物可能会吸收并转化这些营养物质。它们在生产什么?这对我们的健康有何影响?我认为这对于婴儿来说非常重要,因为大部分牛奶都是与婴儿肠道微生物相互作用的分子。
据您估计,母乳干物质的近 10% 用于与肠道微生物组进行交流。我们试图弄清楚,是否有更多的分子在这样做?如果没有发生一些化学信号,会产生什么后果?您可能会假设,它们必须具有某种有益的功能。
斯特罗加兹: 收到这条消息后我们会立即回来。
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斯特罗加兹: 欢迎回到“为什么的喜悦”。
所以如果我没听错的话,最天真的观点就是牛奶作为食物。现在我们发现牛奶不仅仅是强健牙齿和骨骼之类的食物。我从你那里听到的是这些鞘脂,只是牛奶中很酷的分子的一个例子。它们可能是一种方式 妈妈与这些细菌交谈 组成微生物组。
约翰逊: 可能,是的,这就是我们正在努力弄清楚的。不仅仅是鞘脂。我们还研究了一些人最喜欢或最不喜欢的营养素——胆固醇。当我们消耗这些脂质时,它们是否会与微生物组相互作用?我们的健康是如何由我们的饮食决定的?
因此,我们确实正处于试图弄清楚谁是重要的以及为什么他们在这种系统中如此重要的阶段。那么,哪些细菌对我们的健康有重要影响,为什么?机制是什么?
那么,我可以给你看一些东西吗?
斯特罗加兹: 哦,你想给我看点东西吗?
约翰逊: 我可以给你看点东西吗,史蒂夫?因为我认为我们一直在努力做的就是让大家能够真正看到这一切的发生。
约翰逊: 所以我们在这里看到的是微生物组的图片。微生物组是微生物的集合,在本例中是细菌。所以非常小的事情。这张照片是用我们实验室里的显微镜拍摄的。
你可以看到有些微生物是蓝色的,有些微生物是红色的。红色的是我们实际上能够引入营养素标签的那些。在这种情况下,它是胆固醇。这种胆固醇被消耗了。然后我们就可以遵循这个标签。标签变成红色。所以你看到的任何红色微生物都吸收了胆固醇。任何蓝色的人都对那个特定时间的胆固醇不感兴趣。
斯特罗加兹: 你说的是放射性标记意义上的标签?
约翰逊: 相同的概念,但这是荧光。所以红色是红色荧光。因此,这对我们来说很重要,因为它可以让我们真正识别出与你所吃的食物相互作用的微生物和不与食物相互作用的微生物。
斯特罗加兹: 很酷。让我强调这一点,因为生物学的大部分内容都是关于看到那些难以看到的东西,但这对神经生物学有巨大的帮助,现在显然在营养学方面,那些看不见的东西,你——通过这些标签技巧——可以现在跟踪并看看发生了什么。
约翰逊: 是的,这就是为什么他们为这些事情颁发诺贝尔奖,因为它可以帮助像我这样的人提出我们想问的问题。这看起来很简单,但它给了我们一些线索,表明我们正在朝着正确的方向前进。然后我们可以问很多可能不依赖于荧光信号但允许我们进入其中涉及的化学途径的事情。然后我们拥有可以物理分离它们的机器,我们可以识别所有红色微生物。
因此,您可能认为这很微不足道,但这实际上有助于我们真正开始讨论我们正在讨论的一些问题的基础。这些营养素对微生物组重要吗?如果它们被消耗并被转化,至少它们会产生某种效果。
斯特罗加兹: 好吧,关于微生物组的整个事情,也许对你来说并不陌生。但对于我们很多公众来说,我们并没有真正考虑过微生物组,直到,我不知道,是在过去的一两年左右。
约翰逊: 研究微生物组并在康奈尔大学教授它的最酷之处在于,当你走进课堂时,人们会相信你。他们会说,“微生物组很重要。”你不必卖掉它。 “我的肠道健康就是我的整体健康。”当我问班上的学生“你们中有多少人服用了益生菌?”或者“你们做了多少,你们中有多少人吃过益生元?”,所有的手都举了起来。
所以有一种感觉非常重要,但具体重要的是什么呢?我们吃的什么东西实际上具有这些作用?所以它让我们知道……你知道,史蒂夫,我不知道,你服用过益生菌吗?
斯特罗加兹: 我想我有。我对它非常熟悉,因为我经常把它们送给我的狗默里。
约翰逊: 是的。当默里服用这些益生菌之类的东西时,我们如何决定哪一种是有益的?为了给出这些答案,我们必须从基础知识开始,比如——我不想过于简化,但是:什么是有益的微生物,它们在什么环境下支持健康而不是支持健康?因此,如果我们想知道我们服用的益生菌对我们是否有效,我认为我们需要了解分子和生化水平上的一些非常具体的相互作用。
斯特罗加兹: 现在,我吃酸奶算不算?
约翰逊: 这很重要。你得到了益生菌、益生元。在营养科学中,我们真正考虑饮食和微生物组之间的紧密联系,因为有时你可以有微生物,但它们需要某些营养素才能在肠道中生存,如果你不提供这些,那么就没有意义潜在地服用益生菌。
然后还有您可能正在服用的营养素,您可能认为它们具有有益的作用,但如果您没有实际作用于该膳食物质的微生物,那么您也不会得到这种效果保健作用。著名的例子是膳食纤维。
所以我们经常问“他们是谁、做了什么?”当我们考虑饮食微生物组的相互作用时,这实际上让我们更深入地了解什么对促进健康可能很重要。
斯特罗加兹: 因此,在谈论纤维时,让我稍微转向一项不同的研究,该研究来自您的实验室,该研究与根据婴儿粪便诊断婴儿疾病有关[笑],如果我可以这样说的话。
约翰逊: 你说对了,史蒂夫。你是一位家长。这些年来你已经看过一些尿布了。他们看起来都一样吗?不,他们不是。
当我们谈论喂养婴儿和照顾婴儿时,最重要的事情之一是他们并不总是以您可以理解的方式告诉您他们需要什么。但这些尿布中含有大量信息,基本上是微生物和代谢物。如果我们能够了解这里发生的事情,那么我们可能会获得有关婴儿健康状况如何实时变化的线索。如果我们有更多关于什么是健康尿布和什么是不健康尿布的信息,那么也许治疗方法可以更加敏感。
我们都可能用谷歌搜索过,“绿色可以吗?这里发生了什么?”这实际上是最受欢迎的家长搜索之一。我们认为我们可以更加严格地对待这一点,因为我们有工具实际上可以确定这是否可以?最棒的是您永远不会失去样品。因此,我们的团队和世界各地的许多其他团体确实能够开始提出“我们如何了解婴儿健康?”的问题。通过生命最初几个月微生物组的发育。
斯特罗加兹: 您究竟想要进行什么样的研究?那么,你收集了一些粪便,然后你会做什么来分析它呢?
约翰逊: 我们可以分离微生物,然后使用 DNA 测序来了解该微生物的分类。然后我们还可以查看其中的所有小分子或化学物质。所以这可能是已消化的东西、未消化的东西、肠细胞的组合。我们还可以衡量这一点,并尝试解释这在婴儿背景下可能意味着什么。
最著名的例子之一是,在某些婴儿肝脏疾病中,他们会停止产生胆汁。因此,如果您可以测量胆汁并且它在那里,那就太好了,如果您测量胆汁并且它不在那里,那就表明了这一点。此外,当没有胆汁时,粪便会变成完全不同的颜色。但在日常生活中,我们可能会丢失很多信息,只是因为我们还无法解码它。
斯特罗加兹: 好的。所以听起来我们可以在微生物组本身上花费很多时间。但我想回到牛奶,因为这里有很多有趣的事情可以和你们讨论。以这种方式喂养的典型时间是多少?什么时候该转向其他营养素?
约翰逊: 这是一个很好的问题,因为我认为引导它是件好事。因此世界卫生组织和疾病预防控制中心的建议是六个月内纯母乳喂养。然后引入辅食。不同的人有不同的做法。但在一段时间内仍然以牛奶作为婴儿的主要热量来源,然后可能在一岁时引入牛奶。然后还鼓励母乳喂养,如果这对你有用的话。因此,实际上并没有什么时候你必须停止这种行为。
但我想你会问我一个价值万亿美元的问题:与接触婴儿配方奶粉相比,接触母乳对健康的长期影响是什么?今天给婴儿喂奶,我是否可以在五年内避免过敏性哮喘?或者是否存在真正依赖时间的、非常重要的发育过程,并且这些过程可以带来终生健康?我们能否真正确定这些是什么,以便它们出现在每种形式的婴儿营养中?我想了很多,什么是重要的。
即使作为父母,你也会想:“天啊,如果我昨天把它们摔到了他们的头上,那有那么重要吗?或者不是?或者“不,他们把它从地上舔掉了!这很重要吗?”就我是否为他们未来的成功创造合适的环境而言,我真正需要担心的事情是什么?
答案可能是,婴儿非常强壮,所以我们的担心可能超过了我们应该担心的程度。
斯特罗加兹: 现在回答这些有关长期影响的问题是否还为时过早?这个主题是否太年轻,或者我们已经有了一些线索?
约翰逊: 我想还是有一些线索的我的意思是,有一些流行病学研究表明喂养方式和结果之间存在相关性,甚至基于喂养方式和结果的微生物组组成也存在相关性。但我认为现在还为时过早,因为这些研究很难进行。一些研究真正具有挑战性的是喂养婴儿非常困难。
这通常不像母乳与配方奶或这个与那个那样。有不同的时间,比如你可能到了三个月,也可能到了六个月,也可能有一个月的独食。
如果我们想真正正确地回答这些问题,我们就需要捕捉到如此多的变化。然后我们需要能够在很长一段时间内密切关注群体,以开始解决其中一些问题。这需要大量资源。
斯特罗加兹: 那么,在比母乳更广泛的背景下,如果我们谈论其他种类的哺乳动物奶呢?例如,我们很多人一直在喝牛奶,这有什么不同?其他动物的乳汁是否能起到母乳所没有的作用,反之亦然?
约翰逊: 是的,我认为有一些相似之处,但也有很多不同之处。如果你考虑一下牛奶的功能,那就是培育特定物种的婴儿,而奶牛和婴儿的体型不同,它们的生长轨迹也不同。所以你可以想象这可以反映在牛奶中。
因此,当你想到牛奶时,它富含蛋白质,而母乳则富含碳水化合物。不同种类动物奶中的营养物质转移有各种不同的策略。但牛奶中确实含有许多构成母乳的成分。因此,当我们考虑使用牛奶作为替代品时,这是很有意义的。
斯特罗加兹: 因此,我们通常喝巴氏杀菌牛奶。有些人不这样做,对吧?我想区别在于,如果经过巴氏灭菌,你就杀死了所有或大部分随之而来的微生物。您可能还含有一些营养物质。
约翰逊: 还有经过巴氏灭菌的人类捐赠母乳。因此,我们要全面思考我们如何看待捐赠母乳,以及捐赠母乳中的那些活因素以及可能在高温下变性的物质。在不同类型的巴氏灭菌方法中,分子可能会改变其构象。有很多非常聪明的人正在思考这样做的后果。
斯特罗加兹: 我确信我们许多听众脑海中浮现的另一个问题与乳糖不耐症有关。我在某处读到,成年人分解乳糖的能力,当然,乳糖是动物奶中的主要糖,这是一个相对现代的特征。直到大约 6,000 年前我们才开始能够做到这一点。从历史上看,只有婴儿才有可以消化母乳的乳糖酶。
所以,我想我的问题是,如果一万年前的成年人根本不能喝牛奶,但现在我们大多数人都可以,除了少数例外,我们是否知道是什么引发了这种变化?我们是否认为存在一些有利的基因突变并开始传播?
约翰逊: 是的。我的理解是乳糖酶处于新生儿启动子的作用下。所以这是一个在婴儿期表达的基因,然后就关闭了。但随后你可能会发生一种突变,但这种突变并不能阻止这种情况的发生。这可以让乳糖酶在成年期表达。有些人基于追踪这种特定突变的遗传学,在这种特定能力的传播方面做了一些非常好的工作。您的一些微生物也可以代谢乳糖。回到肠道微生物组,它是如何参与乳糖酶持久性等的。
斯特罗加兹: 有趣的。您已经稍微谈到了这一点,但您提到了牛奶与配方奶的比较。当然,许多父母或照顾者都会考虑这个问题。您的研究是否能让我们深入了解这一重要对话?
约翰逊: 是的,我想如果你来到我的实验室,史蒂夫,我们已经分析了我们能得到的各种公式。我们谈论婴儿配方奶粉是一回事,但有许多不同的配方。因此,在我们的实验室中,我们对摄入的母乳进行定量,并对护理人员可能使用的任何配方奶粉进行定量。
您可以非常清楚地看到不同类型配方奶之间以及配方奶和母乳之间营养成分的差异,并真正尝试了解是否存在微生物组需要接触的一组基本营养素。您喂养婴儿的任何东西,我们都会在实验室进行测量。
为什么谈论这个话题如此困难是因为每个人都在评估。就像我在皮尤会议上发表的演讲一样,之后人们会说:“什么公式?我做了什么? “我打电话给我的妻子,我告诉她我们做的都是错的!”我不希望这成为信息。我希望传达的信息更多的是人们正在做正确的事情。我们只是想要更多信息。
斯特罗加兹: 我知道对于医学、人口、公共卫生以及各种事情来说,这里都存在着重要的问题。但就作为一名科学家的乐趣而言,是什么让你在研究中感到快乐呢?
约翰逊: 哦,哇,这么多东西。提出我们认为有趣的问题。然后还与我一起工作的科学家团队合作。看到创造力和韧性,因为这些问题很难。
【主题剧】
我想给你看的照片,我们拿到那张照片的那天,我站在周围看着电脑屏幕,我想,“是这个吗?这就是我们想的那样吗?”这种兴奋确实推动了我们所做的很多艰苦工作。
斯特罗加兹: 那太棒了。太感谢了。我们一直在与康奈尔大学分子生物学家莉兹·约翰逊进行交谈。再次感谢 Liz 进行关于牛奶和微生物组的富有洞察力的对话。
约翰逊: 非常感谢你邀请我,史蒂夫。
【主题剧】
斯特罗加兹: 感谢收听。您可以在 Quanta Magazine dot org [quantamagazine.org] 上找到更多内容,包括 Liz 的微生物组荧光标记图片。
如果您正在享受“The Joy of Why”并且尚未订阅,请在您正在收听的地方点击订阅或关注按钮。您还可以对该节目发表评论——它可以帮助人们找到这个播客。
“The Joy of Why”是一个播客 广达杂志,一份独立编辑的出版物,由 西蒙斯基金会。西蒙斯基金会的资助决定不会影响本播客或其他内容的主题选择、嘉宾或其他编辑决定 广达杂志.
《为什么的喜悦》的制作人 PRX制作公司;制作团队包括 Caitlin Faulds、Livia Brock、Genevieve Sponsler 和 Merritt Jacob。 PRX Productions 的执行制片人是乔斯林·冈萨雷斯 (Jocelyn Gonzales)。摩根教堂和埃德温奥乔亚提供了额外的帮助。
从 广达杂志、John Rennie 和 Thomas Lin 提供编辑指导,并得到 Matt Carlstrom、Samuel Velasco、Nona Griffin、Arleen Santana 和 Madison Goldberg 的支持。
我们的主题音乐来自APM Music。播客名称是朱利安·林想出来的。剧集艺术由 Peter Greenwood 创作,我们的徽标由 Jaki King 和 Kristina Armitage 创作。特别感谢哥伦比亚新闻学院和康奈尔广播工作室的伯特·奥多姆-里德。
我是你们的主持人,史蒂夫·斯特罗加茨。如果您对我们有任何疑问或意见,请发送电子邮件至 [电子邮件保护].
牛奶对婴儿有什么作用? |广达杂志
由柏拉图重新发布
介绍
牛奶不仅仅是婴儿的食物。母乳经过进化,可以提供数千种不同的分子,包括生长因子、激素、抗体以及微生物。
康奈尔大学的分子营养学家伊丽莎白·约翰逊研究婴儿饮食对肠道微生物组的影响。这些研究可以为儿童和成人的公共卫生难题提供线索。在“The Joy of Why”播客的这一集中,联合主持人 Steven Strogatz 采访了约翰逊,了解了使母乳成为自然界中最奇妙的生物液体之一的微生物成分。
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众所周知,母乳有助于确保哺乳婴儿的健康,但这些好处不仅仅是牛奶营养成分的结果。除了作为营养来源之外,牛奶还可以防止细菌,刺激婴儿发育,并允许妈妈和宝宝进行各种化学对话。母乳含有数千种不同的分子,包括生长因子、激素、抗体和微生物。所有这些共同作用,为人类婴儿提供正常生长和发育所需的物质。但具体如何呢?
我是 Steve Strogatz,这是“The Joy of Why”的播客 广达杂志,我和我的搭档詹娜·莱文 (Janna Levin) 轮流探讨当今数学和科学中一些尚未解答的最大问题。
在本集中,我们将与分子生物学家交谈 伊丽莎白·约翰逊(Elizabeth Johnson) 关于牛奶的奥秘,以及我们如何进化到如此依赖这种全能、纯天然的物质。
[主题结束]
莉兹是康奈尔大学营养科学系分子营养学助理教授,也是霍华德休斯医学研究所弗里曼·赫拉博斯基学者。她专门研究基因组学和代谢组学方法来研究 营养对肠道微生物群的影响,特别关注婴儿营养和婴儿肠道微生物组。莉兹,欢迎来到“为什么的喜悦”。
伊丽莎白·约翰逊: 谢谢你邀请我,史蒂夫。
斯特罗加兹: 我的荣幸。我很高兴见到你。我不认为这完全相关,但我忍不住说我们几乎是隔壁邻居。我们之间只有一栋房子。莉兹是我很好的朋友,也是我尊敬的同事。
约翰逊: 是的,不,我认为这是一个很好的观点。
斯特罗加兹: 好吧,既然已经不公开了,让我承认,我对牛奶作为一门科学学科一无所知。当我为这个节目做一些关于还剩下多少谜题的研究时,我感到很震惊。当我还是个小孩子的时候,当我放学回家时,我会吃牛奶和饼干;也许我会吃花生酱和果冻。所以从这个角度来看,牛奶只是另一种食物。我们先从食物的角度来谈。牛奶的基本营养成分有哪些?
约翰逊: 你所谈论的背景与我过去对牛奶的看法是一样的。并不是说这是给婴儿吃的,而是只是食物,味道还不错的东西。
随着年龄的增长,您会意识到牛奶的特殊性,尤其是当您可能有一个需要牛奶的婴儿时,您开始考虑母乳,那时您就会意识到牛奶的作用比我在喝母乳时真正想到的要多。小时候饼干和牛奶。
它实际上是由婴儿短期营养所需的东西组成的。这是所有哺乳动物的一个非常典型的特征,它们用牛奶来喂养它们的婴儿。因此,当您考虑其中的真正成分时,就会发现其中有糖,即碳水化合物。有脂肪。有蛋白质。有矿物质。在母乳和许多其他乳汁中,还有其他因素,例如免疫因子和其他细胞,以及核酸之类的东西,它们不仅有助于生长,而且还有助于生长。 那段时期的发展 的时间。因此,当你拿起一杯冷牛奶时,它的设计目的实际上比现在要多得多。
斯特罗加兹: 所以,你现在已经打开了大门,了解牛奶可以发挥的更大作用,它不仅仅是一种食物。这就是你在生物学教科书上读过的所有内容,对吗?酶、激素、抗体、干细胞、微生物,甚至不完全是人类的东西?
约翰逊: 是的,完全正确。它是一个很好的营养来源。您正在考虑一些可以让人类在子宫外快速成长和发育的东西,对吗?
但你认为这里还有一个非常好的沟通机会,对吗?那里的很多信息都可以通过胸部喂养的行为来传递。这是一件非常重要的事情,当我们将其视为消费品或只是满足能源需求的东西时,我们就忘记了这一点。
斯特罗加兹: 通过这里的信息,您能给我们举例说明什么样的信息吗?是双向通信吗?他们每个人都在互相交谈吗?
约翰逊: 是的,有一些证据表明它可以是双向的。婴儿的唾液中可能含有唾液信息。您可以想象是否存在可能与乳房或乳房相互作用的病毒或其他颗粒。然后还有通过乳管进入乳汁的任何东西 - 所以哺乳期是乳汁的产生,然后乳汁的排出 - 因此,排出的任何东西都是婴儿可能会消耗的东西,然后是细胞和器官然后婴儿可以处理它。其中一些我们可以称之为信息。
它们可能是小分子或其他化学信号,对于该时期的生长和发育非常重要。我们仍在试图了解这些是什么,因为我们想了解它们对健康是否必要?当您看不到其中一些信号时会发生什么?我们如何考虑利用此类信息以最佳方式喂养婴儿?
斯特罗加兹: 让我们开始探索其中的一些内容。例如,让我们谈谈人与人之间的差异。按理说,每个人的成分不会完全相同。也许脂肪含量会改变,或者转移的抗体不同。但牛奶的个体差异是否比个体差异更大呢?比如说,随着时间的推移,在母乳喂养的过程中?
约翰逊: 哦,绝对是。最著名的例子是初乳。这是“第一奶”,是一种蛋白质含量非常高的浓奶。它看起来有点像黄金,就像液态黄金,而且含量非常少。这就是婴儿在生命的最初时刻所获得的营养。
但在接下来的五到七天内,牛奶会成熟,从这种蛋白质密度很高的物质变成水状、含糖量更高的牛奶,这种牛奶可能会在接下来的几个月里维持生长。 。因此,发生的这种生物过程是哺乳的特征。
但就你的观点而言,我认为我们甚至不知道每个人每天的奶量会有所不同。这就是我的实验室正在努力做的事情。就像您在哺乳期的每一天都观察牛奶一样,它是否非常相似,或者它是否会改变生命前六个月可能发生的许多生活事件?
有一些非常惊人的研究表明饮食有影响。因此,进入牛奶中的特定物质可能取决于此。你可以想象,这存在一些地区特殊性,这使得某些人群的牛奶看起来比其他人群更相似。您仍然会看到差异,不仅是个体之间的差异,而且全天都存在个体时间差异。还有喂食的时间。因此,有“前奶”和“后奶”。
斯特罗加兹: 我不知道这些术语。前奶和后奶?
约翰逊: 是的,当婴儿衔乳时,喂奶可能会持续 30 到 XNUMX 分钟,甚至更长时间。在整个喂养过程中,牛奶的大量营养素成分可能会发生变化。饲料开始时的牛奶将具有不同的常量营养成分,这就是前奶,而不是饲料结束时的后奶。我总是称其为“自然界最有趣的生物流体”,因为我们如何理解它有很多复杂之处。但如果我们以正确的方式对待这些,我们实际上会学到很多信息。
斯特罗加兹: 哦,太好了。我想不出还有什么其他生物液可以与它匹敌。我认为血液很复杂,但牛奶可能是冠军。
约翰逊: 是的。我喜欢用一个词来形容牛奶。就了解人类健康而言,牛奶的迷人之处在于,滋养人类婴儿所需的一切都在这种我们可以量化的物质中。我们可以看看,不必猜测,答案就在那里。当我们更好地分析牛奶并理解要提出的正确问题时,我们就有机会解码其中一些答案。
但这与你我的饮食方式有很大不同,我们自己做决定,我们可能会做出好的决定和坏的决定,而这些决定可能会对我们的健康产生好或坏的影响。但当我们在婴儿期思考母乳时,就会发现母乳的好处就在那里,我们只需要了解其中的原因即可。
斯特罗加兹: 之前您提到了看护者的饮食。事实上,当我谈到这个问题时,我在这里说的“照顾者”包括母亲,但我们也要记住其他人——奶妈、母乳捐赠者、变性人、任何可能提供牛奶的人。
约翰逊: 我通常说照顾者,或哺乳期的父母。当你观察家庭单位时,会发现有很多事情发生。因此,当我们考虑喂养婴儿以及所有喂养婴儿的人时,包容这段时间发生的一切非常重要。
斯特罗加兹: 关于饮食这个问题,看护者的饮食如何影响他们产生的乳汁的成分?
约翰逊: 我认为我们仍在努力确切地了解它是如何运作的。所以你可以从宏观的角度来思考这个问题。在我的实验室,我们专注于牛奶的脂肪部分。在母乳中,它是牛奶中令人着迷的一个值得研究的部分,因为它确实提供了所有的卡路里。它还负责许多尚未量化的极其重要的小分子和化学信号。
因此,当我们考虑牛奶中不同类型的脂肪时,它们可能来自许多不同的地方。它们可以在乳房中合成。它们可以来自流通。但来自循环的脂肪可能与特定母亲或哺乳期父母实际消耗的食物直接相关,因为这可以改变牛奶中脂肪结构的概况。
也许最著名的一些是,比方说,如果你吃了很多富含脂肪的鱼、多不饱和脂肪酸、omega-3 脂肪酸等。根据饮食中这些营养素的消耗,您可以对牛奶中的营养素进行不同的分析。
所以我们正在学习——有些人正在做非常出色的工作——我们想要一个明确的“我们知道你吃了什么”。我们知道它会进入牛奶中,而且我们也知道婴儿会接触到它。我认为,当我们获得工具来不断做得更好时,我们可以更好地了解我们吃的东西如何影响我们合成牛奶的方式。
斯特罗加兹: 有趣的。是的,我并没有真正考虑过这是如何全身心投入制作的。这不仅仅是乳腺。你提到了循环,当然还有饮食。还有哪些我们应该记住的事情?
约翰逊: 有很多因素会导致哺乳变得困难或容易,例如父母的健康状况。感染或其他疾病或紊乱时发生的情况也会影响牛奶中的成分。
不仅要更好地了解营养成分,还要了解如果您服用泰诺或做某些其他事情会怎样?我们仍在尝试了解很多内容,但我认为最棒的是我们已经有了一些关于如何提出这些问题的蓝图,现在只是问它们。
斯特罗加兹: 所以你提到你实验室的大部分工作都与脂肪含量有关。特别是,有一种分子或一类分子我从未听说过,直到我准备好与你们谈论这个问题。我说得对吗? “鞘脂?”
约翰逊: 是的,你说得对。我正想说,你说得对吗?是的!
[STROGATZ 笑]
约翰逊: 如果这样做的目的是让更多的人了解鞘脂,那就太好了。它有这样一个不祥的名字,但它实际上是一类参与体内许多过程的脂质。它们是细胞膜的一部分。它们可以充当结构分子,也可以充当信号分子。但鞘脂对我们来说很酷的一点是它们存在于牛奶的脂肪部分中。它们是由某些有益微生物产生的,作为人类,我们体内也有许多信号通路实际上可以接受这些信号。因此,当我们思考饮食、微生物组和宿主相互作用如何支持健康时,这实际上可能是可以为我们提供一些线索的代谢物或化学信号之一。
斯特罗加兹: 这个词本身有点令人反感和令人生畏。鞘脂。你为什么这么称呼他们?
约翰逊: 是的,我认为这一切都来自于这些脂质最初的研究有多困难。他们像狮身人面像一样难以捉摸、神秘莫测。因此,尽管现在测量其中一些脂质变得更加简单,但这种情况仍然存在。
随着越来越多的人获得测量鞘脂的能力,他们正在发现鞘脂与我们生物学的许多方面之间的联系。从机制上讲,它们在我们试图理解的许多过程中确实非常重要。一旦您了解了这个词并了解了鞘脂,您就无法将它们从您的生活中删除。你无论走到哪里都会看到它们,所以你必须让我知道这是否属实。
斯特罗加兹: 它似乎具有如此多面或多才多艺的作用。你说你可以用它作为构建块,就像结构组件一样。它可以用来传达信息。你提到它可以用来构建细胞膜?
约翰逊: 细胞膜,细胞非常重要的部分。我认为你也可以说鞘脂的某些结构可以用作细胞之间、甚至体内微生物和细胞之间的化学信号。因此,这就是我们一直在努力思考的问题,即我们如何知道饮食中的某些成分去了哪里。
我的实验室一直在努力思考,我们如何知道哪些营养物质与微生物组相互作用,以便我们知道哪些重要的微生物受到饮食的影响,然后哪些是 这些相互作用的后果?因此,我们的微生物可能会吸收并转化这些营养物质。它们在生产什么?这对我们的健康有何影响?我认为这对于婴儿来说非常重要,因为大部分牛奶都是与婴儿肠道微生物相互作用的分子。
据您估计,母乳干物质的近 10% 用于与肠道微生物组进行交流。我们试图弄清楚,是否有更多的分子在这样做?如果没有发生一些化学信号,会产生什么后果?您可能会假设,它们必须具有某种有益的功能。
斯特罗加兹: 收到这条消息后我们会立即回来。
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斯特罗加兹: 欢迎回到“为什么的喜悦”。
所以如果我没听错的话,最天真的观点就是牛奶作为食物。现在我们发现牛奶不仅仅是强健牙齿和骨骼之类的食物。我从你那里听到的是这些鞘脂,只是牛奶中很酷的分子的一个例子。它们可能是一种方式 妈妈与这些细菌交谈 组成微生物组。
约翰逊: 可能,是的,这就是我们正在努力弄清楚的。不仅仅是鞘脂。我们还研究了一些人最喜欢或最不喜欢的营养素——胆固醇。当我们消耗这些脂质时,它们是否会与微生物组相互作用?我们的健康是如何由我们的饮食决定的?
因此,我们确实正处于试图弄清楚谁是重要的以及为什么他们在这种系统中如此重要的阶段。那么,哪些细菌对我们的健康有重要影响,为什么?机制是什么?
那么,我可以给你看一些东西吗?
斯特罗加兹: 哦,你想给我看点东西吗?
约翰逊: 我可以给你看点东西吗,史蒂夫?因为我认为我们一直在努力做的就是让大家能够真正看到这一切的发生。
约翰逊: 所以我们在这里看到的是微生物组的图片。微生物组是微生物的集合,在本例中是细菌。所以非常小的事情。这张照片是用我们实验室里的显微镜拍摄的。
你可以看到有些微生物是蓝色的,有些微生物是红色的。红色的是我们实际上能够引入营养素标签的那些。在这种情况下,它是胆固醇。这种胆固醇被消耗了。然后我们就可以遵循这个标签。标签变成红色。所以你看到的任何红色微生物都吸收了胆固醇。任何蓝色的人都对那个特定时间的胆固醇不感兴趣。
斯特罗加兹: 你说的是放射性标记意义上的标签?
约翰逊: 相同的概念,但这是荧光。所以红色是红色荧光。因此,这对我们来说很重要,因为它可以让我们真正识别出与你所吃的食物相互作用的微生物和不与食物相互作用的微生物。
斯特罗加兹: 很酷。让我强调这一点,因为生物学的大部分内容都是关于看到那些难以看到的东西,但这对神经生物学有巨大的帮助,现在显然在营养学方面,那些看不见的东西,你——通过这些标签技巧——可以现在跟踪并看看发生了什么。
约翰逊: 是的,这就是为什么他们为这些事情颁发诺贝尔奖,因为它可以帮助像我这样的人提出我们想问的问题。这看起来很简单,但它给了我们一些线索,表明我们正在朝着正确的方向前进。然后我们可以问很多可能不依赖于荧光信号但允许我们进入其中涉及的化学途径的事情。然后我们拥有可以物理分离它们的机器,我们可以识别所有红色微生物。
因此,您可能认为这很微不足道,但这实际上有助于我们真正开始讨论我们正在讨论的一些问题的基础。这些营养素对微生物组重要吗?如果它们被消耗并被转化,至少它们会产生某种效果。
斯特罗加兹: 好吧,关于微生物组的整个事情,也许对你来说并不陌生。但对于我们很多公众来说,我们并没有真正考虑过微生物组,直到,我不知道,是在过去的一两年左右。
约翰逊: 研究微生物组并在康奈尔大学教授它的最酷之处在于,当你走进课堂时,人们会相信你。他们会说,“微生物组很重要。”你不必卖掉它。 “我的肠道健康就是我的整体健康。”当我问班上的学生“你们中有多少人服用了益生菌?”或者“你们做了多少,你们中有多少人吃过益生元?”,所有的手都举了起来。
所以有一种感觉非常重要,但具体重要的是什么呢?我们吃的什么东西实际上具有这些作用?所以它让我们知道……你知道,史蒂夫,我不知道,你服用过益生菌吗?
斯特罗加兹: 我想我有。我对它非常熟悉,因为我经常把它们送给我的狗默里。
约翰逊: 是的。当默里服用这些益生菌之类的东西时,我们如何决定哪一种是有益的?为了给出这些答案,我们必须从基础知识开始,比如——我不想过于简化,但是:什么是有益的微生物,它们在什么环境下支持健康而不是支持健康?因此,如果我们想知道我们服用的益生菌对我们是否有效,我认为我们需要了解分子和生化水平上的一些非常具体的相互作用。
斯特罗加兹: 现在,我吃酸奶算不算?
约翰逊: 这很重要。你得到了益生菌、益生元。在营养科学中,我们真正考虑饮食和微生物组之间的紧密联系,因为有时你可以有微生物,但它们需要某些营养素才能在肠道中生存,如果你不提供这些,那么就没有意义潜在地服用益生菌。
然后还有您可能正在服用的营养素,您可能认为它们具有有益的作用,但如果您没有实际作用于该膳食物质的微生物,那么您也不会得到这种效果保健作用。著名的例子是膳食纤维。
所以我们经常问“他们是谁、做了什么?”当我们考虑饮食微生物组的相互作用时,这实际上让我们更深入地了解什么对促进健康可能很重要。
斯特罗加兹: 因此,在谈论纤维时,让我稍微转向一项不同的研究,该研究来自您的实验室,该研究与根据婴儿粪便诊断婴儿疾病有关[笑],如果我可以这样说的话。
约翰逊: 你说对了,史蒂夫。你是一位家长。这些年来你已经看过一些尿布了。他们看起来都一样吗?不,他们不是。
当我们谈论喂养婴儿和照顾婴儿时,最重要的事情之一是他们并不总是以您可以理解的方式告诉您他们需要什么。但这些尿布中含有大量信息,基本上是微生物和代谢物。如果我们能够了解这里发生的事情,那么我们可能会获得有关婴儿健康状况如何实时变化的线索。如果我们有更多关于什么是健康尿布和什么是不健康尿布的信息,那么也许治疗方法可以更加敏感。
我们都可能用谷歌搜索过,“绿色可以吗?这里发生了什么?”这实际上是最受欢迎的家长搜索之一。我们认为我们可以更加严格地对待这一点,因为我们有工具实际上可以确定这是否可以?最棒的是您永远不会失去样品。因此,我们的团队和世界各地的许多其他团体确实能够开始提出“我们如何了解婴儿健康?”的问题。通过生命最初几个月微生物组的发育。
斯特罗加兹: 您究竟想要进行什么样的研究?那么,你收集了一些粪便,然后你会做什么来分析它呢?
约翰逊: 我们可以分离微生物,然后使用 DNA 测序来了解该微生物的分类。然后我们还可以查看其中的所有小分子或化学物质。所以这可能是已消化的东西、未消化的东西、肠细胞的组合。我们还可以衡量这一点,并尝试解释这在婴儿背景下可能意味着什么。
最著名的例子之一是,在某些婴儿肝脏疾病中,他们会停止产生胆汁。因此,如果您可以测量胆汁并且它在那里,那就太好了,如果您测量胆汁并且它不在那里,那就表明了这一点。此外,当没有胆汁时,粪便会变成完全不同的颜色。但在日常生活中,我们可能会丢失很多信息,只是因为我们还无法解码它。
斯特罗加兹: 好的。所以听起来我们可以在微生物组本身上花费很多时间。但我想回到牛奶,因为这里有很多有趣的事情可以和你们讨论。以这种方式喂养的典型时间是多少?什么时候该转向其他营养素?
约翰逊: 这是一个很好的问题,因为我认为引导它是件好事。因此世界卫生组织和疾病预防控制中心的建议是六个月内纯母乳喂养。然后引入辅食。不同的人有不同的做法。但在一段时间内仍然以牛奶作为婴儿的主要热量来源,然后可能在一岁时引入牛奶。然后还鼓励母乳喂养,如果这对你有用的话。因此,实际上并没有什么时候你必须停止这种行为。
但我想你会问我一个价值万亿美元的问题:与接触婴儿配方奶粉相比,接触母乳对健康的长期影响是什么?今天给婴儿喂奶,我是否可以在五年内避免过敏性哮喘?或者是否存在真正依赖时间的、非常重要的发育过程,并且这些过程可以带来终生健康?我们能否真正确定这些是什么,以便它们出现在每种形式的婴儿营养中?我想了很多,什么是重要的。
即使作为父母,你也会想:“天啊,如果我昨天把它们摔到了他们的头上,那有那么重要吗?或者不是?或者“不,他们把它从地上舔掉了!这很重要吗?”就我是否为他们未来的成功创造合适的环境而言,我真正需要担心的事情是什么?
答案可能是,婴儿非常强壮,所以我们的担心可能超过了我们应该担心的程度。
斯特罗加兹: 现在回答这些有关长期影响的问题是否还为时过早?这个主题是否太年轻,或者我们已经有了一些线索?
约翰逊: 我想还是有一些线索的我的意思是,有一些流行病学研究表明喂养方式和结果之间存在相关性,甚至基于喂养方式和结果的微生物组组成也存在相关性。但我认为现在还为时过早,因为这些研究很难进行。一些研究真正具有挑战性的是喂养婴儿非常困难。
这通常不像母乳与配方奶或这个与那个那样。有不同的时间,比如你可能到了三个月,也可能到了六个月,也可能有一个月的独食。
如果我们想真正正确地回答这些问题,我们就需要捕捉到如此多的变化。然后我们需要能够在很长一段时间内密切关注群体,以开始解决其中一些问题。这需要大量资源。
斯特罗加兹: 那么,在比母乳更广泛的背景下,如果我们谈论其他种类的哺乳动物奶呢?例如,我们很多人一直在喝牛奶,这有什么不同?其他动物的乳汁是否能起到母乳所没有的作用,反之亦然?
约翰逊: 是的,我认为有一些相似之处,但也有很多不同之处。如果你考虑一下牛奶的功能,那就是培育特定物种的婴儿,而奶牛和婴儿的体型不同,它们的生长轨迹也不同。所以你可以想象这可以反映在牛奶中。
因此,当你想到牛奶时,它富含蛋白质,而母乳则富含碳水化合物。不同种类动物奶中的营养物质转移有各种不同的策略。但牛奶中确实含有许多构成母乳的成分。因此,当我们考虑使用牛奶作为替代品时,这是很有意义的。
斯特罗加兹: 因此,我们通常喝巴氏杀菌牛奶。有些人不这样做,对吧?我想区别在于,如果经过巴氏灭菌,你就杀死了所有或大部分随之而来的微生物。您可能还含有一些营养物质。
约翰逊: 还有经过巴氏灭菌的人类捐赠母乳。因此,我们要全面思考我们如何看待捐赠母乳,以及捐赠母乳中的那些活因素以及可能在高温下变性的物质。在不同类型的巴氏灭菌方法中,分子可能会改变其构象。有很多非常聪明的人正在思考这样做的后果。
斯特罗加兹: 我确信我们许多听众脑海中浮现的另一个问题与乳糖不耐症有关。我在某处读到,成年人分解乳糖的能力,当然,乳糖是动物奶中的主要糖,这是一个相对现代的特征。直到大约 6,000 年前我们才开始能够做到这一点。从历史上看,只有婴儿才有可以消化母乳的乳糖酶。
所以,我想我的问题是,如果一万年前的成年人根本不能喝牛奶,但现在我们大多数人都可以,除了少数例外,我们是否知道是什么引发了这种变化?我们是否认为存在一些有利的基因突变并开始传播?
约翰逊: 是的。我的理解是乳糖酶处于新生儿启动子的作用下。所以这是一个在婴儿期表达的基因,然后就关闭了。但随后你可能会发生一种突变,但这种突变并不能阻止这种情况的发生。这可以让乳糖酶在成年期表达。有些人基于追踪这种特定突变的遗传学,在这种特定能力的传播方面做了一些非常好的工作。您的一些微生物也可以代谢乳糖。回到肠道微生物组,它是如何参与乳糖酶持久性等的。
斯特罗加兹: 有趣的。您已经稍微谈到了这一点,但您提到了牛奶与配方奶的比较。当然,许多父母或照顾者都会考虑这个问题。您的研究是否能让我们深入了解这一重要对话?
约翰逊: 是的,我想如果你来到我的实验室,史蒂夫,我们已经分析了我们能得到的各种公式。我们谈论婴儿配方奶粉是一回事,但有许多不同的配方。因此,在我们的实验室中,我们对摄入的母乳进行定量,并对护理人员可能使用的任何配方奶粉进行定量。
您可以非常清楚地看到不同类型配方奶之间以及配方奶和母乳之间营养成分的差异,并真正尝试了解是否存在微生物组需要接触的一组基本营养素。您喂养婴儿的任何东西,我们都会在实验室进行测量。
为什么谈论这个话题如此困难是因为每个人都在评估。就像我在皮尤会议上发表的演讲一样,之后人们会说:“什么公式?我做了什么? “我打电话给我的妻子,我告诉她我们做的都是错的!”我不希望这成为信息。我希望传达的信息更多的是人们正在做正确的事情。我们只是想要更多信息。
斯特罗加兹: 我知道对于医学、人口、公共卫生以及各种事情来说,这里都存在着重要的问题。但就作为一名科学家的乐趣而言,是什么让你在研究中感到快乐呢?
约翰逊: 哦,哇,这么多东西。提出我们认为有趣的问题。然后还与我一起工作的科学家团队合作。看到创造力和韧性,因为这些问题很难。
【主题剧】
我想给你看的照片,我们拿到那张照片的那天,我站在周围看着电脑屏幕,我想,“是这个吗?这就是我们想的那样吗?”这种兴奋确实推动了我们所做的很多艰苦工作。
斯特罗加兹: 那太棒了。太感谢了。我们一直在与康奈尔大学分子生物学家莉兹·约翰逊进行交谈。再次感谢 Liz 进行关于牛奶和微生物组的富有洞察力的对话。
约翰逊: 非常感谢你邀请我,史蒂夫。
【主题剧】
斯特罗加兹: 感谢收听。您可以在 Quanta Magazine dot org [quantamagazine.org] 上找到更多内容,包括 Liz 的微生物组荧光标记图片。
如果您正在享受“The Joy of Why”并且尚未订阅,请在您正在收听的地方点击订阅或关注按钮。您还可以对该节目发表评论——它可以帮助人们找到这个播客。
“The Joy of Why”是一个播客 广达杂志,一份独立编辑的出版物,由 西蒙斯基金会。西蒙斯基金会的资助决定不会影响本播客或其他内容的主题选择、嘉宾或其他编辑决定 广达杂志.
《为什么的喜悦》的制作人 PRX制作公司;制作团队包括 Caitlin Faulds、Livia Brock、Genevieve Sponsler 和 Merritt Jacob。 PRX Productions 的执行制片人是乔斯林·冈萨雷斯 (Jocelyn Gonzales)。摩根教堂和埃德温奥乔亚提供了额外的帮助。
从 广达杂志、John Rennie 和 Thomas Lin 提供编辑指导,并得到 Matt Carlstrom、Samuel Velasco、Nona Griffin、Arleen Santana 和 Madison Goldberg 的支持。
我们的主题音乐来自APM Music。播客名称是朱利安·林想出来的。剧集艺术由 Peter Greenwood 创作,我们的徽标由 Jaki King 和 Kristina Armitage 创作。特别感谢哥伦比亚新闻学院和康奈尔广播工作室的伯特·奥多姆-里德。
我是你们的主持人,史蒂夫·斯特罗加茨。如果您对我们有任何疑问或意见,请发送电子邮件至 [电子邮件保护].
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