Józef Krzyżewski
Instytut Genetyki i Hodowli Zwierząt Polskiej Akademii Nauk w Jastrzębcu
Mleko stanowi cenny produkt spożywczy, który jest źródłem nie tylko łatwo przyswajalnych składników pokarmowych, lecz także znacznej ilości składników charakteryzujących się dużą aktywnością biologiczną, korzystnie wpływających na zdrowie konsumentów. Składniki bioaktywne występują zarówno we frakcji białkowej jak i tłuszczowej mleka, jednakże w tłuszczu jest ich najwięcej.
Tłuszcz w mleku występuje w postaci emulsji złożonej z kuleczek tłuszczowych o bardzo małej średnicy. Dzięki temu łączna ich powierzchnia w 1 litrze mleka zawierającego 3,5% tłuszczu wynosi około 100 m2. Tłuszcz znajdujący się w mleku pod względem budowy chemicznej jest najbardziej złożonym tłuszczem naturalnym. Występuje w nim kilka frakcji. Dominującą frakcją są tłuszcze proste, których udział w całkowitej ilości tłuszczu wynosi 96-99%. W skład pozostałej części wchodzą diacyloglicerole, monoacyloglicerole, fosfolipidy, wolne kwasy tłuszczowe, cholesterol oraz witaminy rozpuszczalne w tłuszczu. Tak więc, tłuszcz zawarty w mleku – wbrew pozorom – nie jest jedynym prostym związkiem chemicznym. Każda cząsteczka tłuszczu składa się z dwóch składników, tj. glicerolu i związanych z nim trzech cząsteczek kwasów tłuszczowych. Dotychczas zidentyfikowano ponad 400 różnych kwasów tłuszczowych występujących w tłuszczu mleka. Zaledwie 15 spośród nich stanowi aż 95% całkowitej puli kwasów tłuszczowych. Udział pozostałych poszczególnych kwasów w tej puli nie przekracza 0,1% a większość pozostałych kwasów występuje w ilościach śladowych. W zależności od tego, jakie kwasy wchodzą w skład cząsteczki tłuszczu, mamy do czynienia z różnymi jego rodzajami. Także z odżywczego punktu widzenia istotną sprawą jest rodzaj kwasów tłuszczowych wchodzących w skład cząsteczki tłuszczu. Tłuszcz w przewodzie pokarmowym pod wpływem odpowiednich enzymów ulega rozkładowi na składniki, z których został utworzony, tj. na glicerol i kwasy tłuszczowe. Kwasy tłuszczowe różnią się między sobą zarówno długością łańcucha węglowego jak i rodzajem i ilością wiązań chemicznych między poszczególnymi atomami węgla, wchodzącymi w skład łańcucha. Ze względu na rodzaj wiązań kwasy tłuszczowe dzielimy na nasycone (z ang. SFA), jednonienasycone (z ang. MUFA) oraz wielonienasycone (z ang. PUFA). Ze względu na długość łańcucha węglowego kwasy tłuszczowe dzielimy na krótko-, średnio- i długołańcuchowe. Kwasy tłuszczowe różniące się zarówno długością łańcucha węglowego jak i rodzajem oraz ilością wiązań chemicznych występujących między atomami węgla charakteryzują się różnymi własnościami i tym samym zróżnicowaną przydatnością w organizmie konsumenta.
Dominującą pozycją w tłuszczu mlekowym są kwasy tłuszczowe nasycone. Ich udział wynosi 60-65% w puli wszystkich kwasów. Większość spośród nich (45-50%) to kwasy długołańcuchowe, które są niezastąpionym składnikiem takich związków jak fosfolipidy, lipoproteiny i glikoproteiny. Związki te występują w każdej komórce organizmu zwierząt i człowieka. Pełnią bardzo pożyteczną funkcję – bez ich udziału organizm nie mógłby istnieć. Warto jednakże zaznaczyć, że wśród kwasów nasyconych są też i takie, którym przypisuje się tzw. działanie aterogenne, poprzez wpływ na wzrost poziomu cholesterolu we krwi i zwiększenie jej krzepliwości. Dzięki osadzaniu się na wewnętrznych ścianach naczyń krwionośnych złogów cholesterolu w postaci tzw. blaszek miażdżycowych, następuje zmniejszenie ich przekroju, co utrudnia przepływ krwi. W skrajnych przypadkach prowadzi to do nadciśnienia tętniczego, choroby wieńcowej czyli niedokrwiennej serca, zawału serca lub udaru mózgu. Trzeba jednakże wyraźnie zaznaczyć, że dzieje się tak w przypadku, gdy tych kwasów nasyconych w diecie znajdzie się zbyt dużo. W przypadku spożywania „normalnych” ilości mleka i produktów mleczarskich obawa taka nie istnieje. Nadto te niekorzystne skutki związane z właściwościami tych kwasów są niwelowane przez działanie innych kwasów tłuszczowych znajdujących się w tłuszczu mleka. Podejmowane są jednakże określone wysiłki zmierzające do zmiany proporcji między poszczególnymi kwasami tłuszczowymi występującymi w mleku na korzyść kwasów nienasyconych. Kwasy tłuszczowe krótko- i średniołańcuchowe w całkowitej puli kwasów stanowią około 14%. Ze względu na niewielkie rozmiary ich cząsteczek, podobnie jak glukoza, są szybko wchłaniane z przewodu pokarmowego do krwi. Pełnią one bardzo ważne funkcje w organizmie, ponieważ zwiększają przyswajalność wapnia, magnezu i żelaza. Ponadto wpływają pobudzająco na wzrost, dojrzewanie oraz różnicowanie komórek tkanki nabłonkowej, która wyścieła wnętrze wszystkich części przewodu pokarmowego. Cztery spośród krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych, tj. masłowy, propionowy, walerianowy oraz izowalerianowy wchłaniane w jelicie cienkim i grubym regulują poziom wody i elektrolitów w przewodzie pokarmowym. Ponadto są niezbędne do tworzenia prawidłowej struktury i funkcjonowania nabłonka oraz wpływają leczniczo na różnego rodzaju stany zapalne. Pewna część kwasów krótko- i średniołańcuchowych trafiając do komórek uczestniczy w procesach przemian biochemicznych, prowadzących do wytworzenia energii niezbędnej do prawidłowego funkcjonowania nabłonka jelit. Część spośród krótko- i średniołańcuchowych kwasów tłuszczowych po wchłonięciu do krwi uczestniczy w transporcie albumin. Niektóre spośród kwasów tłuszczowych należących do omawianej grupy są źródłem łatwo dostępnej energii, zużywanej do utrzymywania temperatury ciała na fizjologicznym poziomie, jak również niezbędnej do podtrzymywania pracy serca, wątroby, nerek, układu nerwowego oraz mięśniowego. Należy podkreślić, że kwasy tłuszczowe są bardzo wydajnym źródłem energii, gdyż w jednakowej ilości, np. w jednym gramie dostarczają jej dwa razy więcej niż cukry. Poza tym nie przyczyniają się do wzrostu poziomu lipidów we krwi i tym samym nie sprzyjają występowaniu otyłości. Ponadto kwasy tłuszczowe o krótkich łańcuchach węglowych wpływają hamująco na syntezę cholesterolu i triacylogliceroli w komórkach wątroby.
Kwasy tłuszczowe jednonienasycone stanowią ok. 30% w puli wszystkich kwasów tłuszczowych. Pełnią one także pożyteczne funkcje w organizmie. Główną pozycję stanowi kwas oleinowy, który zapobiega wchłanianiu cholesterolu znajdującego się w dostarczanym pożywieniu, co powoduje obniżenie poziomu niepożądanej frakcji LDL-cholesterolu oraz zmniejszenie lepkości krwi. W ten sposób zapobiega występowaniu chorób układu krążenia krwi. Na szczególną uwagę zasługują zawarte w mleku dwa kwasy, tj. kwas wakcenowy i skonjugowany kwas linolowy (CLA); ich udział w całkowitej puli wszystkich kwasów tłuszczowych stanowi 2-7%. Odgrywają one bardzo pożyteczną rolę w organizmie ze względu na ich działanie przeciwmiażdżycowe i antynowotworowe. CLA występuje wyłącznie w tłuszczu mlekowym w ilości 2,9-11,3 mg/g tłuszczu. Tak znaczna różnica w jego zawartości jest związana z systemem żywienia krów, tj. z rodzajem skarmianej paszy. Bardzo korzystny wpływ tego kwasu na zdrowie konsumentów jest uwarunkowany wysoką aktywnością antyoksydacyjną w zapobieganiu utleniania wielu czynnych substancji znajdujących się w organizmie. Aktywność tego kwasu jako antyutleniacza jest około 100-krotnie większa w porównaniu z witaminą E, której również przypisuje się bardzo duże zdolności antyoksydacyjne. Wyniki wielu badań, przeprowadzonych zarówno w laboratoriach na hodowlach komórkowych jak i na żywych zwierzętach dowiodły, że CLA skutecznie hamuje namnażanie komórek nowotworowych, zapobiega powstawaniu zmian miażdżycowych w naczyniach krwionośnych oraz rozwojowi cukrzycy typu II, zmniejsza ilość tłuszczu w organizmie, sprzyja prawidłowej mineralizacji kości, zwiększa odporność immunologiczną organizmu oraz niszczy drobnoustroje chorobotwórcze. O działaniu antynowotworowym CLA świadczą wyniki doświadczeń przeprowadzonych na zwierzętach laboratoryjnych (myszach i szczurach). Wykazano, że jeśli zawartość CLA w tłuszczu diety mieści się w przedziale 0,05-1,5%, wówczas hamuje on wywołane sztucznie na drodze chemicznej nowotwory skóry, sutka, żołądka i okrężnicy. Własność ta jest prawdopodobnie uwarunkowana wysoką aktywnością antyutleniającą oraz korzystnym oddziaływaniem na komórki krwi, tj. limfocyty i makrofagi. Kwas wakcenowy występuje w mleku w niewielkich ilościach (1,5-7% w całej puli kwasów tłuszczowych). W połączeniu z fosfolipidami i glikolipidami tworzy błony komórkowe, a więc jest odpowiedzialny za sprawność wszystkich narządów i tkanek występujących w organizmie. Z niego powstaje CLA. Kwas wakcenowy posiada także właściwości przeciwmiażdżycowe i antynowotworowe. Oddziaływuje on również na zmniejszenie aktywności enzymów, które przekazują sygnały do zapoczątkowania rozwoju nowotworów. Bardzo ważną funkcję pełnią nienasycone kwasy tłuszczowe występujące w fosfolipidach, których udział w tłuszczu mleka stanowi zaledwie ok. 1%. Obok sfingolipidów, fosfolipidy wchodzą w skład otoczki kuleczki tłuszczowej. Fosfolipidy ze względu na zwartość w nich wielonienasyconych kwasów tłuszczowych oraz zdolność wiązania kationów pełnią również funkcje antyutleniaczy. W ten sposób zabezpieczają błonę śluzową przewodu pokarmowego, mózg, wątrobę, śledzionę i nerki przed destrukcyjnym działaniem tzw. reaktywnych form tlenu, które powstają w organizmie jako produkt uboczny w procesie przemiany materii. Fosfolipidy są receptorami dla niektórych hormonów i czynników wzrostu. W badaniach klinicznych udowodniono, że niektóre spośród fosfolipidów posiadają właściwości antynowotworowe. Wyniki doświadczeń przeprowadzonych na ludzkich komórkach raka okrężnicy dowiodły, że sfingomielina przyczyniała się do zahamowania ich rozwoju; po upływie 4 tygodni zmiany nowotworowe uległy zmniejszeniu o 54%. Podobne wyniki badań uzyskano na myszach, którym wszczepiono ludzkie komórki nowotworowe.
Również niezmiernie ważną grupą są występujące w niewielkiej ilości (około 3% w puli wszystkich kwasów) tzw. wielonienasycone kwasy tłuszczowe, tj. linolowy (należący do rodziny n-6) oraz kwas linolenowy (należący do rodziny n-3). Pełnią one w organizmie człowieka szereg bardzo ważnych funkcji biologicznych: uczestniczą w tworzeniu właściwej struktury błon komórkowych, są źródłem hormonów tkankowych, tzw. eikozanoidów (zwanych również witaminą F), wpływają hamująco na syntezę tłuszczu (triacylogliceroli) we krwi oraz mają wpływ na wydzielanie insuliny. Na szczególne podkreślenie zasługuje optymalny stosunek kwasów tłuszczowych z rodziny n-6 do kwasów z rodziny n-3 występujących w mleku, wynosi bowiem 3,5: 1. Wielonienasycone kwasy tłuszczowe odgrywają ważną rolę w gospodarce tłuszczowej organizmu. Cholesterol transportowany w połączeniach z białkami (HDL, LDL, VLDL) występuje w połączeniu z wielonienasyconymi kwasami tłuszczowymi. Kwas linolowy należący do rodziny n-6 obniża niepożądaną frakcję cholesterolu (LDL) z 2-3 – krotnie większą efektywnością niż kwas oleinowy. Podobnie kwas linolenowy (n-3) w porównaniu z kwasem linolowym 6-7 razy skuteczniej zmniejsza zawartość cholesterolu we krwi. Wielonienasycone kwasy tłuszczowe są niezbędnym substratem do syntezy długołańcuchowych kwasów tłuszczowych, tj. kwasu arachidonowego (n-6), eikozapentaenowego – EPA (n-3) i dokozaheksaenowego – DHA (n-3). Wymienione długołańcuchowe kwasy tłuszczowe są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania siatkówki oka, mózgu i całego układu nerwowego oraz układu krążenia. Zawartość kwasów nienasyconych sprawia, że tłuszcz mleka jest trawiony aż w 97-99%.
W tłuszczu mleka w śladowych ilościach występują lipidy eterowe. Odznaczają się one bardzo dużą aktywnością antyutleniającą, wspomagają niszczenie drobnoustrojów przez białe ciałka krwi i pobudzają apoptozę („zaplanowaną śmierć”) komórek nowotworowych.
Oprócz kwasów posiadających łańcuch węglowy prosty w tłuszczu mlekowym występują również kwasy tłuszczowe posiadające łańcuch węglowy rozgałęziony. Przykładem może być kwas 13-metylotetradekanowy, który jest syntetyzowany w żwaczu. Posiada podobne własności jak wspomniane wyżej lipidy eterowe.
Kwas masłowy ułatwia leczenie nowotworów sutka, okrężnicy oraz jelita grubego. Ponadto wywołuje programowaną śmierć komórek nowotworowych wątroby. Podobne własności do kwasu masłowego posiadają kwasy octowy i propionowy. Wyniki badań klinicznych wykazały, że w leczeniu raka okrężnicy i jelita grubego skuteczną metodą jest stosowanie w odpowiednich proporcjach mieszaniny krótko- i średniołańcuchowych nasyconych kwasów tłuszczowych. Antynowotworowym działaniem charakteryzują się eikozanoidy, które powstają z kwasu linolowego, należącego do rodziny n-3. Mechanizm prozdrowotnego działania krótko- i średniołańcuchowych kwasów zawartych w tłuszczu mlekowym polega na pobudzaniu funkcji nabłonka jelitowego. Prostaglandyny zawarte w tłuszczu mlekowym wiążą toksyny bakterii i rotawirusów oraz hamują wzrost niektórych grup patogenów w przewodzie pokarmowym. Dzięki opisanym własnościom tłuszcz mlekowy skutecznie ochrania także nabłonek dróg oddechowych przed działaniem aktywnych form tlenu, co zostało udowodnione w badaniach przeprowadzonych na 2978 dzieciach chorych na astmę. Warunkiem korzystnego leczniczego efektu jest regularne spożywanie pełnotłustych produktów mlecznych. Badania przeprowadzone na palaczach wykazały również korzystny wpływ picia mleka, przejawiający się zmniejszeniem częstości występowania zapalenia oskrzeli oraz łagodniejszym jego przebiegiem.
Z przedstawionych informacji wynika, że obecność w tłuszczu mleka kwasów tłuszczowych o zróżnicowanej budowie i biologicznej aktywności na poziomie komórkowym może być wykorzystana nie tylko w profilaktyce ale także i w leczeniu wielu schorzeń tzw. dietozależnych. Przyczyniają się one także do wzmocnienia systemu odpornościowego organizmu. Dzięki własnościom antyutleniającym chronią tłuszcze strukturalne znajdujące się w błonach komórkowych organizmu konsumentów zapobiegając ich utlenieniu i tym samym zniszczeniu tych komórek. W ten sposób ochraniają układ nerwowy, krążenia, oddechowy i odpornościowy. Na szczególne podkreślenie zasługuje działanie antynowotworowe krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych, CLA, kwasu wakcenowego, lipidów estrowych oraz kwasu 13-metylotetradekanowego. Należy także docenić przeciwmiażdżycowe działanie niektórych składników tłuszczu mlekowego, co jest nie bez znaczenia, mając na uwadze lawinowy wzrost w cywilizowanym świecie tzw. dietozależnych schorzeń metabolicznych.
Warto podkreślić, że tłuszcz mlekowy jest doskonale zbilansowany pod względem ilości i wzajemnych proporcji kwasów tłuszczowych. Jeśli w przeciętnej diecie człowieka 35% energii pokryjemy w postaci kwasów tłuszczowych zawartych w mleku, to jednocześnie pokryjemy w 100% zapotrzebowanie dorosłego człowieka na wieloniennasycone kwasy tłuszczowe, także z rodziny n-3 i n-6, zwłaszcza w przypadku, gdy krowy będą korzystały z pastwiska lub będą żywione zielonkami w oborze.
Reasumując należy podkreślić, że tłuszcz mlekowy zapobiega wielu schorzeniom, m.in. wrzodom żołądka i wielu chorobom nowotworowym. To korzystne działanie tłuszczu mlekowego na przewód pokarmowy potwierdzają wyniki badań przeprowadzonych w USA na 1200 dzieciach w wieku 1-16 lat. Dzieci pijące mleko o obniżonej zawartości tłuszczu były aż 5-krotnie bardziej narażone na nieżyt żołądkowo-jelitowy w porównaniu z dziećmi spożywającymi mleko pełnotłuste. Podobne rezultaty uzyskano w przypadku badania wpływu tłuszczu mlekowego na astmę. Zapobieganie stanom zapalnym nabłonka dróg oddechowych oraz śluzówki jelita pod wpływem tłuszczu mlekowego, oznacza jednocześnie zapobieganie chorobom nowotworowym. Wbrew od dawna lansowanym zaleceniom dietetyków tłuszcz mlekowy nie stanowi zagrożenia miażdżycą, ponieważ zarówno zawarte w nim nasycone kwasy jak i cholesterol nie wpływają na podwyższenie zawartości cholesterolu we krwi człowieka, ani też nie sprzyjają gromadzeniu się blaszek miażdżycowych w świetle naczyń krwionośnych, co mogłoby skutkować wzrostem ciśnienia krwi, w efekcie prowadzącego do zawału serca i udaru mózgu.