Tłuszcz mleczny ze względu na budowę i skład jest wyjątkowym składnikiem mleka – fosfolipidy (fosfatydylocholina, sfingomielina, fosfatydyloseryna) zapobiegają degradacji dendrytów i wykorzystywane są do syntezy neurotransmiterów. Antyoksydanty oraz witamina D3 działają ochronnie przeciwko oksydacyjnym uszkodzeniom tkanki nerwowej. W stymulacji układu immunologicznego istotne są: nasycone kwasy tłuszczowe, sprzężony kwas linolowy (CLA), lipidy eterowe, antyoksydanty (β‑karoten, koenzym Q10, α-tokoferol, witaminy: A, K2, D3), a także składniki otoczki kuleczki tłuszczowej (fosfolipidy, butyrofiliny i koroniny). Obecne w tłuszczu mlekowym nienasycone KT intensyfikują przemiany cholesterolu endogennego. Krótko‑ i średniołańcuchowe nasycone KT ograniczają syntezę cholesterolu wątrobowego i trójglicerydów, tym samym zmniejszając ryzyko otyłości. Tłuszcz mlekowy działa immunostymulacyjnie, antymiażdżycowo i antynowotworowo. W konsekwencji mleko posiada duży potencjał prozdrowotny, nieporównywalny z żadnym innym składnikiem diety.

W mleku tłuszcz rozproszony jest w postaci kuleczek tłuszczowych o średnicy od 0,1 do 20 µm (średnio 4 µm). W 1 ml mleka znajduje się ok. 15 mld kuleczek, które otoczone są osłonką lipoproteinową (MFGM – milk fat globule membrane), w której skład wchodzą: białka i enzymy (ok. 41%), fosfolipidy (ok. 27%), triacyloglicerole (14%), cerebrozydy (3%) i cholesterol (ok. 2%). Fosfolipidy to estry glicerolu i kwasu fosforowego, zawierające również kwasy tłuszczowe. Ponadto w ich skład wchodzą zasady organiczne (cholina oraz etanoloamina), zawierające azot. Większość fosfolipidów składa się z dwóch łańcuchów KT – jeden jest łańcuchem kwasu nasyconego i jeden nienasyconego. W cząsteczkach fosfolipidów najczęściej występują kwasy nasycone: palmitynowy (C 16:0) i stearynowy (C 18: 1) oraz nienasycone: oleinowy (C 18:1, n-9), linolowy (C 18:2, n-6) i a-linolenowy (C 18:3, n-3). Najwięcej nienasyconych KT (ponad 60%) zawiera fosfatydyloetanoloamina, natomiast sfingomielina – powyżej 30% KT długołańcuchowych (ponad 18 atomów węgla).

Tłuszcz mleczny charakteryzuje bardzo wysoka strawność, wynosząca 97-99%. Jest ona związana z dużym rozproszeniem kuleczek tłuszczowych, dzięki czemu tłuszcz może być wchłaniany bez wcześniejszej hydrolizy w przewodzie pokarmowym. W odróżnieniu od innych tłuszczów, tłuszcz mleczny charakteryzuje się bardzo zróżnicowanym składem. W jego skład wchodzi ok. 400 różnych KT, o zróżnicowanej liczbie atomów węgla (od 2 do 28), takich jak grupy zawierające parzystą i nieparzystą liczbę atomów węgla, o różnym stopniu nasycenia (nasycone, jedno- i wielonienasycone), o konfiguracji cis i trans, posiadające łańcuchy węgla proste i rozgałęzione. Większość wymienionych KT występuje w bardzo małej ilości (<0,01%), jednak ok. 15 obecnych jest w ilości powyżej 1%. Ok. 40 wraz z izomerami występuje w ilości do 1%. Taka różnorodność jest efektem skomplikowanych procesów ich syntezy zachodzącej de novo w gruczole mlecznym, tkance tłuszczowej i żwaczu. Niezależnie od miejsca powstawania wiele z KT wykazuje szczególne właściwości biologiczne i żywieniowe, niezwykle cenne dla zdrowia człowieka, np.: nasycone krótko- i średniołańcuchowe (SCSFA), kwas wakcenowy (VA), izomery CLA oraz kwasy posiadające nieparzystą liczbę atomów węgla i łańcuchy rozgałęzione (OBCFA).

Ok. 14% nasyconych KT stanowią KT krótko- i średniołańcuchowe. Wchłaniane bez udziału kwasów żółciowych przenikają do krwi równie szybko, jak glukoza i nie podlegają estryfikacji. Zwiększają przyswajalność wapnia, magnezu i żelaza. Wolne krótko- i średniołańcuchowe KT inicjują wzrost, dojrzewanie oraz różnicowanie komórek nabłonka w przewodzie pokarmowym. Krótkołańcuchowe KT (masłowy, propionowy, walerianowy, izowalerianowy), wchłaniane w jelicie cienkim i grubym, regulują adsorpcję wody oraz elektrolitów, są konieczne do tworzenia prawidłowej struktury i funkcjonowania nabłonka, wpływają terapeutycznie na różnego rodzaju patologie, np. stany zapalne. Część krótko- i średniołańcuchowych nasyconych KT trafia do mitochondriów, gdzie w procesie β-oksydacji ulegają utlenianiu z wytworzeniem energii (ATP), niezbędnej do działania nabłonka jelit. Pozostałe KT po przeniknięciu do krwi łączą się z albuminami, które stanowią ich nośnik w układzie krążenia. Wykorzystywane są jako źródło łatwo dostępnej energii, niezbędnej do funkcjonowania serca, wątroby, nerek, płytek krwi, układu nerwowego, mięśni oraz podtrzymania stałej temperatury ciała. Są bardzo wydajnym źródłem energii (dostarczają jej dwa razy więcej niż glukoza), nie powodują wzrostu poziomu lipidów we krwi, a tym samym – nie stanowią ryzyka otyłości. Poza tym KT krótkołańcuchowe hamują syntezę cholesterolu i triacylogliceroli w komórkach wątroby.

Tłuszcz mlekowy zawiera również jednonienasycone kwasy tłuszczowe w ilości ok. 30%. Dominuje (25%) kwas oleinowy (omega-9), który blokuje wchłanianie cholesterolu pokarmowego, obniża poziom LDL-cholesterolu, zmniejsza lepkość krwi. Obecne w tłuszczu mlekowym (w ilości 2-7%) kwasy nienasycone o konfiguracji trans (kwas wakcenowy i skoniugowany kwas linolowy) wykazują działanie przeciwmiażdżycowe i antynowotworowe. Wielonienasycone kwasy tłuszczowe (WNKT) obecne są w tłuszczu mlekowym w niewielkiej ilości (ok. 3%). Kwas linolowy (n-6) oraz linolenowy (n-3) zaliczane są do tzw. niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych (NNKT). Pełnią w organizmie człowieka szereg funkcji biologicznych: determinują strukturę błon komórkowych, są źródłem hormonów tkankowych (tzw. eikozanoidów) i z tego powodu nazywane są witaminą F, ograniczają syntezę triacylogliceroli (TG), regulują wydzielanie insuliny. WNKT są bardzo istotne dla gospodarki lipidowej organizmu. Transportowany w lipoproteinach (HDL, LDL, VLDL) cholesterol występuje w formie estru z cis wielonienasyconym KT. Kwas linolowy (n-6) obniża poziom LDL- cholesterolu 2-3-krotnie skuteczniej niż kwas oleinowy. Z kolei kwas linolenowy (n-3) jest 6-7-krotnie skuteczniejszy w redukcji cholesterolu niż kwas linolowy. Z WNKT w organizmie człowieka powstają długołańcuchowe pochodne: kwas arachidonowy – AA (n-6) oraz eikozapentaenowy – EPA (n-3) i dokozaheksaenowy – DHA (n-3) niezbędne do prawidłowego funkcjonowania siatkówki oka, mózgu i układu nerwowego i sercowo-naczyniowego. W tym najłatwiej strawnym tłuszczu zwierzęcym naszej diety występują także tłuszcze złożone, głównie fosfolipidy, a także cholesterol, karotenoidy oraz witaminy A, D, E, K.

Na szczególną uwagę zasługują zawarte w mleku dwa kwasy, tj. kwas wakcenowy (VA) i sprzężony kwas linolowy (CLA). Ich udział w całkowitej puli wszystkich kwasów tłuszczowych stanowi 2-7%. Odgrywają one istotną 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. 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 ok. 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 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 i 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. VA 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. VA posiada także właściwości przeciwmiażdżycowe i antynowotworowe. Ma też wpływ na zmniejszenie aktywności enzymów, które przekazują sygnały do zapoczątkowania rozwoju nowotworów.

Ryc. 1. Synteza kwasu wakcenowego (VA) i CLA w organizmie przeżuwaczy (Rutkowska E. i in., 2015)

Oprócz CLA, który jest najbardziej aktywnym antyoksydantem, tłuszcz mlekowy zawiera: β‑karoten, witaminę A oraz E w postaci α‑tokoferolu. Działanie antyoksydacyjne wykazują również: koenzym Q10, fosfolipidy, lipidy eterowe, witamina D3 i cholesterol. Witamina A i β‑karoten unieczynniają tlen singletowy, a także nadtlenki organiczne, powstające w procesie peroksydacji lipidów. Są bardziej aktywne niż witamina C i E, dzięki czemu skuteczniej zmniejszają peroksydację WNKT w strukturach komórkowych. W przypadku małych stężeń tlenu w komórkach organizmu bardziej skutecznym antyoksydantem jest β‑karoten. Jego przeciwutleniające działanie polega na stabilizacji lipidowych rodników nadtlenkowych. Działanie antyoksydacyjne witaminy A i jej pochodnych uzupełnia witamina E. Jednym z ważniejszych antyoksydantów tłuszczu mlekowego jest α‑tokoferol, który ochrania błony komórkowe i lipoproteiny osocza krwi przed działaniem reaktywnych form tlenu (RFT). Działanie witaminy E polega na zmiataniu wolnych rodników organicznych, terminacji peroksydacji lipidów i wygaszaniu tlenu singletowego. W wyniku tych reakcji powstaje mało reaktywny rodnik tokoferylowy, który jest regenerowany z udziałem koenzymu Q10 lub witaminy C. Ponadto witamina E wspomaga antyoksydacyjne działanie enzymów, zależnych od glutationu (GSH), współdziała z selenem i aminokwasami siarkowymi w obrębie błon komórkowych, działa ochronnie na witaminę A oraz regeneruje β‑karoten. Witamina D3 (cholekalcyferol) odpowiedzialna jest za regulację wchłaniania wapnia i fosforu w jelicie cienkim, utrzymanie ich stałego poziomu w osoczu krwi i prawidłowy przebieg mineralizacji kości i zębów. Podobnie jak cholesterol, witamina D3 i jej najbardziej aktywny metabolit – 1,25-dihydroksycholekalcyferol (1,25(OH) D3 – mogą hamować peroksydację lipidów. Koenzym Q10 bierze udział w powstawaniu ATP, co zwiększa wydajność energetyczną komórek oraz tkanek organizmu. Najbardziej wrażliwy na niedobór koenzymu Q10 jest mięsień sercowy. Koenzym Q10 jest bardzo aktywnym antyoksydantem – chroni błony komórkowe i lipoproteiny LDL przed peroksydacją skuteczniej niż α‑tokoferol czy β‑karoten. Ponadto zapobiega inicjacji, a także propagacji peroksydacji WNKT lipidów i fosfolipidów w błonach mitochondrialnych. Łącząc się z białkami, stabilizuje błony mitochondrialne, wspomaga działanie witaminy E.

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. Nieparzyste i rozgałęzione kwasy tłuszczowe (OBCFA) tłuszczu mlecznego wywodzą się w dużym stopniu od bakterii opuszczających żwacz. W badaniach wykazano, że kwas 13-metylotetradekanowy skutecznie hamuje rozwój komórek nowotworowych wielu organów: wątroby, płuc, trzustki, prostaty i gruczołu mlecznego. W doświadczeniach przeprowadzonych na myszach wykazano efektywne hamowanie wzrostu ortotopowych nowotworów w wątrobie i prostacie wskutek podawania 13-MTD. Autorzy postulują, że 13-MTD może być lekiem chemoterapeutycznym, stosowanym u ludzi podczas terapii nowotworów. W ostatnich pracach wykazano, że KT z grupy rozgałęzionych (BCFA) są składnikiem wielu tkanek i płynów ustrojowych organizmu ludzkiego: przewodu pokarmowego niemowląt, mleka ludzkiego, lipidów skóry, płynu owodniowego i smółki (zawartość jelit noworodków) oraz mazi płodowej (biała substancja okrywająca ciało noworodka w czasie porodu – występuje tylko w organizmie kobiety). W badaniach przeprowadzonych na zwierzętach (szczurach) stwierdzono malejącą liczbę zachorowań na martwicze zapalenie jelit w przypadku, gdy podawano mleko z dodatkiem BCFA. Dowiedziono także, iż kwasy z tej grupy istotnie wpływają na odpowiednie funkcjonowanie tkanek oraz prawidłowy rozwój płodu.

Tłuszcz mlekowy zawiera komplet witamin lipofilnych. Witamina A wpływa na funkcjonowanie odporności wrodzonej, zapewnia ciągłość błon śluzowych układu pokarmowego, oddechowego, moczowo‑płciowego, wpływa na aktywność i liczbę makrofagów, przyspiesza gojenie się ran. Infekcjom wirusowym oraz powstawaniu wolnych rodników zapobiega β‑karoten. Długotrwałe stosowanie β‑karotenu w diecie skutkuje wzrostem liczby limfocytów, a także aktywności komórek „natural killers” (NK). Immunostymulująco działa witamina E, której stężenie w limfocytach jest 10‑krotnie większe niż w erytrocytach. Witamina D3 działa przeciwzapalnie, jest odpowiedzialna za produkcję cytokin przez limfocyty Th1, indukcję różnicowania monocytów, wydzielanie przeciwciał przez limfocyty B oraz hamowanie proliferacji limfocytów T.  W stymulacji układu odpornościowego istotne są liczne składniki otoczki kuleczki tłuszczowej (fosfolipidy, białka, peptydy, enzymy), które są aktywne zarówno w promowaniu wzrostu komórek organizmu, jak i generowaniu komórkowych mechanizmów obronnych. Infekcjom bakteryjnym i wirusowym zapobiegają nasycone długołańcuchowe KT, a także butyrofiliny i koroniny, które oddziaływują na leukocyty, makrofagi, neutrofile oraz komórki tuczne.

Obecnie skład tłuszczu mlecznego i funkcje kwasów tłuszczowych są na nowo redefiniowane. Bez wątpienia tłuszcz mlekowy jest najcenniejszym tłuszczem w diecie człowieka. Ze względu na wszechstronne prozdrowotne właściwości powinien być traktowany jako nutraceutyk, czyli żywność, która leczy.