Mleko matki jest bogate w związki bioaktywne, które odgrywają kluczową rolę w prawidłowym rozwoju niemowląt. Jednym z takich składników jest inozytol, który występuje w postaci wolnej jako myo-inozytol lub w postaci związanej jako fosforan inozytolu i fosfatydyloinozytol. Mio-inozytol jest dostarczany w typowej diecie dorosłego człowieka w ilości około 1 g dziennie. Dodatkowo może być wytwarzany endogennie w różnych narządach organizmu. W mózgu występuje zarówno w postaci wolnej, która może przekraczać barierę krew-mózg, jak i w postaci metabolitów, które uczestniczą w szeregu procesów komórkowych. Mózg noworodka jest szczególnie wrażliwy na czynniki żywieniowe zaraz po urodzeniu, ze względu na zwiększoną przepuszczalność bariery jelitowej i bariery krew-mózg. Badania wskazują, że obecność inozytolu w mleku matki wspomaga prawidłowy rozwój i funkcjonowanie układu nerwowego u dziecka.
Naukowcy z University of California San Diego w ramach badania Global Exploration of Human Milk (GEHM), przeprowadzili zbiórkę mleka kobiecego i przeanalizowali je pod kątem zawartości wolnego mio-inozytolu i całkowitego inozytolu. Stężenie wolnego mio-inozytolu i inozytolu całkowitego oznaczono metodą chromatografii HPAEC/PAD (ang. high-performance anion-exchange chromatography/pulsed amperometric detection). Próbki mleka zostały zebrane od matek uczestniczących w badaniu GEHM z trzech różnych ośrodków w Meksyku, Szanghaju i Cincinnati, aby zweryfikować hipotezę, że mikroelementy obecne we wszystkich próbkach – niezależnie od diety, rasy i lokalizacji – mogą mieć znaczenie biologiczne. Mleko pobierano w 2, 4, 13, 26 i 52 tygodniu, o ile matki kontynuowały karmienie piersią.
W celu zbadania wpływu mio-inozytolu na rozwijający się mózg naukowcy przeprowadzili szereg dodatkowych eksperymentów, korzystając z różnych modeli, m.in. hodowli komórkowej ludzkich neuronów czy też komórek nerwowych pochodzących od gryzoni. Równolegle prowadzono badania na modelu mysim, w którym gryzoniom podawano mio-inozytol w ilości porównywalnej z dawką zawartą w mleku kobiecym. Następnie opracowano hodowlę skrawków organotypowych hipokampa mysich noworodków, dzięki której możliwe było zachowanie integralności narządu i lepsze odwzorowanie wpływu inozytolu na jego funkcje. W metodzie tej skrawki hipokampa zostały przeniesione na podłoże i poddane barwieniu immunohistochemicznemu z wykorzystaniem markerów synaptycznych – presynaptycznego białka strefy aktywnej Fagot i pobudzającego białka postsynaptycznego Homera. Tak przygotowane preparaty oglądano pod mikroskopem konfokalnym.
Oszacowano, że stężenie mio-inozytolu w mleku matki było najwyższe w drugim tygodniu laktacji i wynosiło 180 ± 41 μg/mL, a następnie stopniowo malało. Zawartość inozytolu była podobna we wszystkich badanych obszarach geograficznych. Zależnie od czynników, takich jak genetyka, żywienie i ogólny stan zdrowia, poziom inozytolu w mleku poszczególnych kobiet może się różnić.
Wykazano, że suplementacja mio-inozytolem zwiększa obszary postsynaptyczne w hodowanych neuronach gryzoni. Efekt ten został również zaobserwowany w ludzkich neuronach glutaminergicznych. Dzięki wykorzystaniu hodowli eksplantatów organotypowych badacze ustalili, że podawanie inozytolu skutkowało zwiększeniem liczby i rozmiaru synaps pobudzających.
Podsumowując, wyniki badań potwierdzają rolę inozytolu w rozwoju mózgu niemowląt i wskazują na znaczenie mleka matki w promowaniu prawidłowego tworzenia połączeń neuronalnych u dziecka. Wyniki tego badania mogą stanowić wskazówkę przy opracowywaniu zaleceń dietetycznych dla dzieci oraz udoskonalaniu preparatów dla niemowląt, które nie mogą być karmione piersią.
