Ολιστική ανάλυση μητρικού πρωτογάλακτος με φασματοσκοπία υπερύθρου

Ανδριάς-Σταματόπουλος, Κωνσταντίνος

Holistic analysis of maternal colostrum using FT-IR spectroscopy

Μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία

Author

Ανδριάς-Σταματόπουλος, Κωνσταντίνος

Date

2022-08-30

Advisor

Zoumpoulakis, Panagiotis

Διπλωματική εργασία (2.073Mb)

Δήλωση συγγραφέα διπλωματικής εργασίας (77.53Kb)

Keywords

Υπέρυθρη ακτινοβολία ; ATR-FTIR ; Μητρικό γάλα ; Μητρικό πρωτόγαλα ; PCA

Abstract

Το μητρικό γάλα είναι ο ιδανικός τρόπος θρέψης για τα νεογνά, όπως είναι εμφανές από τις διάφορες αναλυτικές έρευνες που έχουν διεξαχθεί για τη σύνθεσή του και την επίδρασή του στην ανάπτυξη, υγεία και φυσιολογική λειτουργία του ανοσοποιητικού συστήματος των νεογνών. Η σύνθεση του μητρικού γάλακτος αλλάζει δραματικά κατά τη συνολική διάρκεια της βρεφικής θρέψης, ώστε να καλύψει τις διατροφικές και ανοσολογικές ανάγκες του νεογνού, ανά πάσα περίοδο της γαλουχίας. Λόγω αυτού, απαραίτητη είναι η ανάπτυξη μεθόδων που θα επιτρέψουν την γρήγορη, ορθή και ακριβή διάκριση των διάφορων ειδών μητρικού γάλακτος, όπως το πρωτόγαλα, το μεταβατικό και το ώριμο γάλα. Το πρωτόγαλα, από τη φύση του, διακρίνεται από τα άλλα είδη γάλακτος, κατέχοντας σημαντικό ρόλο στην ενίσχυση και τη καλή διαμόρφωση του ανοσoποιητικού συστήματος του νεογνού. Σε αντίθεση με το ώριμο γάλα, περιέχει περισσότερους ανοσολογικούς παράγοντες, όπως οι ανοσογλοβουλίνες, παρά διατροφικούς, όπως πολλά απαραίτητα αμινοξέα. Σημαντικό ρόλο, επιπλέον, στη διαμόρφωση της μικροχλωρίδας του εντέρου, και κατ’ επέκταση στην ανάπτυξη του ανοσοποιητικού συστήματος, παίζουν οι Ολιγοσακχαρίτες Μητρικού Γάλακτος (Human Milk Oligosaccharides, HMO), με τις πολυποίκιλες λειτουργίες τους, όπως τις ανοσολογικές και τις αντισυγκολλητικές. Σε αυτή την εργασία, έγινε ολιστική ανάλυση δειγμάτων μητρικού πρωτογάλακτος με τη χρήση της φασματοσκοπίας Αποσβένουσας Ολικής Ανάκλασης-Υπέρυθρης Ακτινοβολίας Μετασχηματισμού Fourier (Attenuated Total Reflectance-Fourier Transform Infrared, ATR-FTIR) σε συνδυασμό με την στατιστική Ανάλυση Κύριων Συνιστωσών (Principal Component Analysis, PCA), με σκοπό την ανάλυση της σύνθεσης των μακροθρεπτικών συστατικών τους, καθώς και την διερεύνηση των παραγόντων που επηρεάζουν τη σύνθεσή τους, κατά τη διάρκεια της γαλουχίας. Η κατανόηση της σύνθεσης του μητρικού πρωτογάλακτος, και των λειτουργιών των συστατικών του, θα επιτρέψει τη βελτίωση των κλινικών πρακτικών, τη βελτίωση της διατροφής των νεογνών και την ανάπτυξη εναλλακτικών προϊόντων βρεφικής φόρμουλας, ώστε να είναι δυνατή η θρέψη, σε περίπτωση που το μητρικό γάλα δεν είναι διαθέσιμο. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η ηλικία κύησης, η εθνικότητα, το κάπνισμα και ο Δείκτης Μάζας Σώματος (Body Mass Index, BMI) έπαιξαν σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση της σύνθεσης του μητρικού πρωτογάλακτος, ενώ η ηλικία της μητέρας και ο αριθμός τόκου, παρότι που εκδήλωσαν μεταβολές στη σύνθεση του, αυτές δεν ήταν στατιστικά σημαντικές.

Abstract

Maternal or Breast milk is the ideal source of food for neοnates, as evidenced by the various detailed studies that were conducted on its composition and its effect on growth, development and health of the infant’s immune system. The composition of breast milk changes dramatically during the entirety of infant feeding, in order to fulfill the nutritional and immunological needs of the neonate. Because of this, it is necessary to develop methods that will allow fast, precise and accurate distinction of the different types of breast milk, such as colostrum, transitional and mature milk. Colostrum, by nature, is distinguished from other types of milk, playing an important role in the growth and development of the neonate’s immune system. Unlike mature milk, it mostly contains immunological factors, such as immunoglobulins, rather than nutrients, such as essential amino acids. In addition, Human Milk Oligosaccharides (ΗΜΟ) play an important role in the formation of gut microbiota and in the development of the immune system, due to their numerous immunological and anti-adhesive factors. In this dissertation, a descriptive analysis of maternal colostrum samples was performed using Attenuated Total Reflection-Fourier Transform Infrared (ATR-FTIR) spectroscopy, in combination with Principal Component Analysis (PCA), in order to analyze the composition of their macronutrients, as well as to investigate the factors that affect their composition, during lactation. Better understanding of the composition of breast milk, and the functions of its components, will greatly improve clinical practices, infant nutrition and the development of products based on infant formula, so that adequate nutrition can be provided if breast milk is unavailable. Results suggest that colostrum composition was mainly dependent on gestational age, ethnicity, smoking and Body Mass Index (BMI) rather than on maternal age or parity number, even if the latter exhibited changes in the overall colostrum macronutrient profile.