اسید سیالیک

اهمیت اسید سیالیک در تغذیه نوزاد:

اصطلاح اسید سیالیک برای یکی از مونوساکاریدهای موجود در بدن انسان بکار می رود که نام شیمیایی آن ، ان-استیل د-نورامینیک اسید (NANA) است. اصطلاح اسیدهای سیالیک (Sia) به خانواده ای از مونوساکاریدها اطلاق می شود که بیش از 60 عضو دارد و همگی مشتق د-نورامینیک اسید (قند 9 کربنه) هستند (شکل زیر).

Kuhn در سال 1952 (برنده جایز نوبل شیمی در 1938 بخاطر تحقیق بر روی کاروتنوئیدها و ویتامین ها) لقب ویتامین های شیر را به ساکاریدهای شیر داد.
اسیدهای سیالیک ترکیبات زیست ­فعال (بیواکتیو) موجود در شیر انسان است. مقدار آنها در 100 میلی ­لیتر شیر انسان 155-9 میلی­ گرم است. اختلافات موجود در این اعداد به دلایل مختلف از جمله دوره شیردهی و روش آزمایش است.

بیوسنتز اسید سیالیک در بدن:

اسید سیالیک در بدن انسان ساخته می شود اما در مواقعی مثل هنگام یادگیری و تکامل مغز و همچنین در دوران نوزادی (به دلیل کمبود فعالیت آنزیم های سازنده اسید سیالیک) نیاز به اسید سیالیک بیشتر از میزان ساخت آن در بدن است. بنابراین باید از رژیم غذایی تأمین شود.
مقدار اسید سیالیک در مایعات و بافت های مختلف: بیشترین غلظت اسید سیالیک در آغوز (1782-879 میلی گرم در لیتر) ، مدفوع نوزادان تغذیه شده با شیر (1197-412 میلی گرم در لیتر) ، ماده خاکستری مغز (1067-481 میلی گرم در لیتر) ، شیر انسان (1122-208 میلی گرم در لیتر ) ، ماده سفید مغز (453-275 میلی گرم در لیتر) ، بزاق (253-32 میلی گرم در لیتر) است.
گاهی اوقات مقدار نیاز به اسید سیالیک بیشتر از میزان ساخته شده آن در بدن است مثل موارد زیر:

1- بارداری و شیردهی

در دوره های مختلف شیردهی ، مقدار اسید سیالیک نیز تغییر می کند و بیشترین مقدار آن در آغوز است (شکل زیر).

همچنین شیر مادران دارای نوزاد نارس نسبت به نوزاد کامل حاوی مقادیر بیشتری اسید سیالیک است. همچنین مدفوع ، مغز و بزاق نوزادان تغذیه شده با شیر مادر نسبت به شیرخشک ، مقادیر بیشتری اسید سیالیک داشتند. این مشاهدات نشان می دهد که نوزاد تغذیه شده با شیر مادر قادر است که اسید سیالیک موجود در رژیم غذایی را استفاده کند. بنابراین می توان با تکمیل کردن شیر خشک با اسید سیالیک به مزایای موجود در شیر مادر رسید.

تحقیقات نشان داده که مقدار اسید سیالیک موجود در بزاق زنان باردار با پیشرفت حاملگی کاهش می یابد و پس از زایمان ، سریعاً به مقدار نرمال خود می رسد. بنابراین نیاز به اسید سیالیک در این دوره بیشتر می شود.
تحقیقات نشان داده که غلظت اسید سیالیک در سرم و غشای گلبول های قرمز در زنان باردار سالم با پیشرفت حاملگی ، به صورت محسوسی افزایش می یابد و تا 12 هفته پس از زایمان نیز این افزایش ادامه دارد. کمبود یا فقدان اسید­ سیالیک در بافت جنینی باعث کاهش عملکرد جفت می­ شود. در نتیجه روی تکامل عروق جنینی و کارآیی جفت در تبادلات مواد بین جنین و مادر اثر می­ گذارد. این مسئله ممکن است منجر به کاهش رشد و تکامل جنینی شود.

در طول دوره بارداری مقدار اسید سیالیک در بزاق افزایش می­ یابد. به طوری که میزان اسید سیالیک از 54 میلی­ گرم در لیتر در هفته دهم بارداری به 150 میلی­ گرم در لیتر در هفته 21 و 130 میلی­ گرم در لیتر در هفته 40 می رسد. در این مدت به صورت همزمان ، تجمع اسید سیالیک در مغز جنین نیز تسریع می­ شود. مقدار اسید سیالیک در ادرار در هفته 12 بارداری ، 32 میلی­ مول/مول و در هفته 40-26 به 54 میلی مول/مول می­رسد. این مقدار تا 2 هفته پس از زایمان ثابت می­ ماند. مقدار اسید سیالیک در مایع آمنیوتیک در سه ماهه دوم بارداری 965 و در سه­ ماهه سوم 1458 و پس از زایمان 1802 میلی مول/مول می­رسد. با توجه به این اطلاعات می توان نتیجه گرفت که در یک مادر باردار سالم ، همیشه مقدار کافی اسید سیالیک جهت تغذیه جنین وجود دارد.

2- پیری

تحقیقات نشان داده که مقدار اسید سیالیک در مغز از نوزادی تا 40 سالگی افزایش می یابد و پس از 60 سالگی تدریجاً کاهش می یابد (بالای 90 سالگی کاهش شدید دارد).

اسید سیالیک در شیر انسان:

شیر انسان بهترین غذا برای نوزادان تازه متولد شده است ، اما وقتی تغذیه با شیر مادر ممکن نباشد ، تغذیه با شیر خشک جایگزین می شود. بیشتر اسید سیالیک در شیر به الیگوساکاریدها متصل شده است (%76-69). %28-21 از اسید سیالیک به پروتئین ها و حدود 3% نیز به صورت آزاد و متصل شده به گانگلیوزیدها وجود دارد.

نقش اسید سیالیک در تکامل ادراک (cognitive development):

توجه به اسید سیالیک بعنوان یک ماده مغذی برای تقویت تکامل ادراک ، از آنجا نشأت می گیرد که کشف اسید سیالیک در بافت مغز (خصوصا قشر خاکستری مغز) اتفاق افتاد. اسید سیالیک نقش مهمی در تکامل و عملکرد مغز دارد.

نتایج بررسی 1021 کودک نیوزلندی از تولد تا 18 سالگی نشان داد که در کودکان تغذیه شده با شیر مادر در مقایسه با شیرخشک معمولی نمرات تست IQ ، تست های استاندارد ، ارزیابی معلمین و عملکرد در مدرسه بالاتر بود. همچنین هرچه دوره شیردهی طولانی تر بود ، نمرات این ارزیابی ها بالاتر بود. این مسئله به علت وجود اسید سیالیک در شیر مادر است.

اهمیت اسید سیالیک در تکامل مغز:

سرعت رشد اولیه مغز از تمام اندام­های دیگر و بافت­های بدن بیشتر است و تا سن 2سالگی ، وزن مغز حدود 80% وزن مغز یک فرد بالغ است. به دلیل رشد سریع مغز در نوزادان ، نیاز فوق ­العاده زیاد به تامین مواد مغذی و پیش­ سازها جهت ساخت بافت­ های جدید و رشد سلول وجود دارد. تغذیه نامطلوب در طول این دوره مهم (مراحل اولیه رشد مغز) منجر به اثرات نامطلوب روی عملکرد درک و فهم در دوران بزرگسالی می شود. شیر مادر حاوی مواد مغذی بی­ نظیر جهت رشد مطلوب مغز و عملکرد صحیح درک است. بسیاری از این ترکیبات در شیر گاو و شیرخشک های مخصوص نوزاد وجود ندارد. یکی از این مواد مغذی مهم اسید سیالیک است. اسید سیالیک واحدهای مونوساکاریدی مهم در گانگلیوزیدها ، گلیکوپروتئین های مغز و اسید پلی ­سیالیک است. اسید سیالیک ترکیب مهم الیگوساکاریدهای شیر انسان است که برای رشد و تکامل مغز و ادراک ضروری هستند.

اسید سیالیک در همه بافت­های انسان وجود دارد و مقدار آن در سیستم عصبی مرکزی بیشتر است. مقدار اسید سیالیک در غشاهای سلول عصبی 20 برابر سایر غشاهای سلولی است. گانگلیوزیدهای مغز انسان 6 تا %10 کل چربی مغز را تشکیل می ­دهند.

گانگلیوزیدها ، از گلیکواسفنگولیپید (سرامید + الیگوساکارید) و یک یا چند واحد اسید سیالیک (متصل به زنجیر قندی) تشکیل شده اند. نام این ترکیبات از سلول های گانگلیون مغز نشات گرفته است زیرا اولین بار در این سلول­ها یافت شده ­اند. تا کنون بیش از 200 نوع گانگلیوزید شناخته شده­ است که تفاوت آنها عمدتا در تعداد و موقعیت اسید سیالیک آنها است. گانگلیوزیدها مولکول­ های آمفی ­پاتیک هستند که دارای بخش آبگریز (سرامید) و بخش آبدوست (زنجیر الیگوساکارید حاوی اسید سیالیک) هستند. ویژگی­های بیولوژیکی گانگلیوزیدها بیشتر تحت تاثیر قسمت الیگوساکاریدی آنها است.

نقش اسید سیالیک در سیستم ایمنی:

اسید سیالیک نقش مهمی در سیستم ایمنی بدن دارد و بعنوان طعمه برای پاتوژن های مهاجم نیز عمل می کند. به طوری که با چسبیدن به پاتوژن ها ، باعث دفع آنها از طریق روده می شود و از بروز بیماری جلوگیری می کند.

نقش اسید سیالیک در جذب مواد  مغذی:

اسید سیالیک نقش مهمی در جذب مواد معدنی و ویتامین ها دارد. به طوری که با اتصال به آنها، باعث جذب سریعتر آنها از طریق روده می شود.

نقش آنتی اکسیدانی اسید سیالیک:

محققین گزارش داده اند که اسید سیالیک آزاد در شرایط فیزیولوژی ماده سمی پراکسید هیدروژن را با استفاده از مکانیسم رادیکال مصرف می کند. در سال 2009 ، محققین گزارش کردند که واکنش بین اسید سیالیک آزاد و لیپید هیدروپراکسیدها نیز صورت می گیرد. لیپید هیدروپراکسیدها از طریق انواع اکسیژن فعال ، باعث استرس اکسیداتیو می شوند و در فرایندهای التهابی مثل تصلب شرائین دخالت دارند.
خاصیت آنتی اکسیدانی "اسید سیالیک" ، این امکان را فراهم می کند که بتوان از این ماده در بیماری هایی که استرس اکسیداتیو نقش مهمی دارد ؛ مثل بیماری دیابت نوع 2 ، سرطان و پیری استفاده کرد.

نقش پری بیوتیکی اسید سیالیک:

فعالیت پری بیوتیکی "اسید سیالیک" بعنوان یک فرضیه است اما برخی شواهد در این خصوص وجود دارد. نورامینیدازهای باکتریایی (مثل بیفیدوباکتریوم بیفیدوم) در روده انسان وجود دارند. این آنزیم ها ، "اسید سیالیک" را آزاد می کنند و در اختیار باکتری های مفید روده قرار می دهد. بر این اساس ، فعالیت پری بیوتیکی بالقوه "اسید سیالیک" روی گونه های "بیفیدوباکتر" مطرح شده است.

منابع:

Wang B, McVeagh P, Petocz P, Brand-Miller J. 2003. Brain ganglioside and glycoprotein sialic acid in breastfed compared with formula-fed infants. Am. J. Clin. Nutr. 78:1024–29.

Christoph H. Röhrig, Sharon S. H. Choi & Nigel Baldwin (2015): The Nutritional Role of Free Sialic Acid, a Human Milk Monosaccharide, and Its Application as a Functional Food Ingredient, Critical Reviews in Food Science and Nutrition.

NEYRA, C., PALADINO, J. & LE BORGNE, M. 2014. Oxidation of sialic acid using hydrogen peroxide as a new method to tune the reducing activity. Carbohydr. Res., 386, 92-98.

LEE, H., GARRIDO, D., MILLS, D. A. & BARILE, D. 2014. Hydrolysis of milk gangliosides by infant-gut associated bifidobacteria determined by microfluidic chips and high-resolution mass spectrometry. Electrophoresis, Epub ahead of print.

Claumarchirant, Lorena, et al. "Evaluation of Sialic Acid in Infant Feeding: Contents and Bioavailability." Journal of agricultural and food chemistry 64.44 (2016): 8333-8342.

Varki, Ajit, and Pascal Gagneux. "Multifarious roles of sialic acids in immunity." Annals of the New York Academy of Sciences 1253.1 (2012): 16-36.