《Journal of Agriculture and Food Research》：Milk-derived melatonin as a potential bioactive molecule: from livestock physiological regulation to human health implications
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牛奶是一种复杂的乳腺分泌物，含有营养素、激素、抗氧化酶、免疫球蛋白和生长因子。其组成和营养价值并非固定不变，而是受昼夜节律、光周期、季节、泌乳阶段、物种、日粮和生理状态的影响。在家畜中，昼夜节律性主要由褪黑素介导，褪黑素协调内分泌信号、免疫反应和氧化还原稳态。
牛奶是一种复杂的乳腺分泌物，含有营养素、激素、抗氧化酶、免疫球蛋白和生长因子。其组成和营养价值并非固定不变，而是受昼夜节律、光周期、季节、泌乳阶段、物种、日粮和生理状态的影响。在家畜中，昼夜节律性主要由褪黑素介导，褪黑素协调内分泌信号、免疫反应和氧化还原稳态。这些调节功能将光/暗周期与乳腺生理及牛奶的生物活性成分联系起来。牛奶组成的变化反过来可能改变人类对这些成分的膳食暴露，尽管其摄入后的生理相关性仍不确定。在动物源性食品中，牛奶来源的褪黑素已被提议作为一种潜在的膳食计时生物（chronobiotic），并已就其与睡眠和昼夜节律调节的关系进行了研究；然而，其对人类心脏代谢、免疫和神经生理学效应的直接证据仍然有限，且大部分现有证据是间接的。当前文献已广泛论述了褪黑素在家畜和人类中的内分泌、抗氧化及其他生理功能。然而，牛奶来源的褪黑素很少被从家畜生理调节到乳腺分泌、其膳食可利用性以及对人类健康影响的完整通路进行评估。人类摄入牛奶来源褪黑素的生理意义仍不清楚，因为其在牛奶中的浓度取决于家畜循环生理学、乳腺分泌、生产条件和牛奶加工。因此，本综述的目的是评估关于摄入牛奶来源褪黑素对人类健康潜在影响的现有文献，特别关注睡眠和昼夜节律调节。家畜褪黑素生理学、乳腺转移以及影响牛奶来源褪黑素浓度的因素被视为影响人类膳食摄入的近端因素。
引言部分指出，牛奶是一种复杂的生物液体，其组成受物种、品种、遗传、日粮、季节、泌乳阶段、乳房健康和生理状态的影响，因此牛奶生物活性成分的变化为家畜与人类膳食暴露提供了生理联系。褪黑素是家畜节律性的关键内分泌调节因子，其合成受光周期调控，通过视网膜-视交叉上核（SCN）-交感神经通路调节，此外外周组织线粒体也可局部合成褪黑素。牛奶来源的褪黑素为家畜昼夜生理与人类膳食摄入建立了通路，但摄入后的生理意义尚不明确。本综述采用“来源-暴露-结局”框架，评估牛奶来源褪黑素对人类睡眠和昼夜节律调节的潜在影响。
在家畜褪黑素生理学部分，首先讨论了褪黑素与动物繁殖的关联。褪黑素作为光周期依赖的内分泌信号，将环境昼夜变化与家畜繁殖活动联系起来。在雌性中，褪黑素通过抗氧化、抗凋亡和线粒体保护机制支持卵泡和黄体功能；在雄性中，调节促性腺激素释放激素（GnRH）和黄体生成素（LH）分泌，影响精子发生和精子质量。但尚无直接证据将褪黑素介导的繁殖变化与牛奶中褪黑素含量联系起来。其次，氧化应激是家畜面临的主要生理挑战，褪黑素具有双亲性，可直接清除活性氧（ROS）和活性氮（RNS），并间接刺激内源性抗氧化防御，提高超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）、过氧化氢酶（CAT）和谷胱甘肽（GSH），降低丙二醛（MDA）水平。外源性褪黑素可缓解热应激反应，改善母羊氧化状态和泌乳性能。再次，褪黑素通过降低肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-1β（IL-1β）和白细胞介素-6（IL-6）等调节炎症信号，并减轻金黄色葡萄球菌诱导的乳腺炎，降低体细胞数（SCC）。最后，褪黑素对乳腺健康和泌乳性能的影响在不同物种间存在差异，但与降低SCC和增强抗氧化/免疫指标一致相关。
在褪黑素向牛奶转移的部分，早期研究表明牛奶褪黑素遵循循环褪黑素的昼夜模式，夜间奶浓度高于日间奶。药代动力学研究显示，外源性静脉注射后，山羊奶中褪黑素在15至30分钟内达到血清浓度。奶牛的数据最丰富，而绵羊、水牛等物种的直接转移数据有限但存在功能性证据。牛奶来源褪黑素作为潜在膳食计时信号，其跨物种证据不均衡：奶牛最强，山羊有药代动力学和受体证据，绵羊和水牛主要为生理效应，驴有初步检测，马、骆驼和牦牛数据缺乏。
在人体健康意义部分，牛奶中天然褪黑素浓度远低于药理学剂量，不能直接进行剂量-效应外推。一些人体试验显示，每日饮用夜间奶（约5至20 ng褪黑素）可能影响活动和睡眠，但受季节影响。褪黑素在生理浓度下也可能具有昼夜节律效应。睡眠相关结局的证据最为直接：Valtonen等发现老年人每日饮用0.5 L富含褪黑素的夜间奶可改善睡眠质量和日间活动；Bae等的双盲随机对照试验显示，富含褪黑素的奶粉（每包含1 ng褪黑素和58.24 mg色氨酸）改善了轻度失眠者的睡眠质量；另一项试验中夜间奶改善睡眠质量但不影响睡眠时间。神经保护和抗衰老方面，目前缺乏牛奶来源褪黑素对人类的直接证据，动物研究中的褪黑素给药保护线粒体功能并减少凋亡，但不能外推至牛奶摄入。心脏代谢和免疫方面，现有证据来自褪黑素补充剂研究，补充剂可改善部分心脏代谢标志物，但天然牛奶来源的褪黑素是否具有临床意义的免疫效应尚不明确。
影响牛奶来源褪黑素浓度的因素包括昼夜节律、季节、光周期、地理位置、品种、遗传、产奶量、加工方法和分析方法。夜间或清晨采集的牛奶褪黑素浓度显著高于日间奶，差异可达数倍至十倍。冬季较长的夜晚导致较高的褪黑素浓度，夏季较低。自然黑暗条件下夜间奶褪黑素高于人工光照条件。荷斯坦奶牛夜间奶褪黑素高于娟姗牛，高产奶牛可能因稀释效应而浓度降低。加工方面，一项研究显示超高温灭菌（UHT）处理并未显著降低褪黑素水平，但另一研究观察到UHT奶低于生奶或夜间奶粉。分析方法是造成结果不一致的主要原因，免疫测定如酶联免疫吸附测定（ELISA）易受基质干扰，而液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）等色谱方法特异性更高。
知识空白和未来展望方面，褪黑素从血液转移到牛奶的机制仍未知，需通过24小时配对血浆和牛奶采样研究转移率和清除动力学。乳腺局部合成褪黑素的贡献尚不清楚，需评估泌乳乳腺组织中芳香烷基胺N-乙酰转移酶（AANAT）和N-乙酰血清素O-甲基转移酶（ASMT）的表达和活性。加工和储存对褪黑素的影响仍需使用单一批次牛奶进行分组研究，以百分比保留率表示结果。最关键的是牛奶中痕量褪黑素的人体生物利用度，未来应采用随机交叉试验，测定血浆褪黑素和尿液6-硫酸褪黑素以确认吸收和暴露。跨物种研究需标准化光周期、泌乳阶段和采样时间，并使用经过验证的LC-MS/MS方法。
结论部分指出，牛奶中褪黑素浓度受多种因素影响，但转移到牛奶的机制和乳腺局部合成作用仍不明确。现有证据不能证明牛奶来源的褪黑素单独引起睡眠相关改善，其低剂量摄入的系统暴露尚未充分描述。因此，牛奶来源褪黑素应被视为候选膳食计时生物成分，而非已确立的功能生物活性分子。
