Laktoferyna – czym jest i jakie ma działanie?

Laktoferynę nie bez powodu nazywa się białkiem multipotencjalnym. Jest to glikoproteina (połączenie białka z częścią cukrową) należąca do rodziny transferyn. Na dzień dzisiejszy przypisuje się jej liczne działania obronne, tj. immunoregulacyjne, przeciwzapalne, bakteriostatyczne, antybakteryjne, antygrzybiczne, antywirusowe, a nawet antynowotworowe.

Poznaj nukleotydy dietetyczne polskiej marki NucleoCare – opracowane naukowo kompozycje najwyższej jakości składników wspierające organizm w szybszej odbudowie komórek odpornościowych i błony śluzowej jelit. Wypróbuj nowoczesną suplementację NucleoCare!

Sprawdź, gdzie kupić

Laktoferyna – co to?

Laktoferyna została odkryta po raz pierwszy w 1939 roku w mleku krowim. Co więcej, w ilości aż 5-krotnie większej, występuje w siarze, mleku wydzielanym i gromadzonym przez gruczoły mlekowe matki w ostatnich dniach ciąży. Jak się okazuje, jest ona głównym elementem odpornościowym w mleku ssaków, chroniącym noworodki przed czynnikami zewnętrznymi. Jej nazwa pochodzi z łaciny, gdzie „lacto” oznacza właśnie mleczny, natomiast „feryna” od łacińskiego „ferrum” to nic innego jak żelazo, ponieważ, laktoferynę cechuje wysokie powinowactwo do żelaza. W 1960 roku potwierdzono naukowo, że laktoferyna jest głównym białkiem wiążącym żelazo w mleku ludzkim. Zdolność do wiązania tego pierwiastka to jedna z najważniejszych jej właściwości.

Gdzie występuje laktoferyna?

Laktoferyna występuje w płynach ustrojowych, wydzielinach śluzowych (układów: pokarmowego, oddechowego oraz moczowo- płciowego), w mleku matki, łzach, ślinie, woskowinie usznej, czyli wszędzie tam, gdzie potrzebujemy szybkiej obrony przeciw-drobnoustrojowej. Występuje również w neutrofilach, których zasadniczą rolą jest zwalczanie bakterii. Stężenie laktoferyny w surowicy krwi jest dość niskie, niemniej znacząco rośnie w sytuacji wystąpienia stanu zapalnego (nawet 1000-krotny wzrost stężenia). Z tego względu może służyć jako wskaźnik diagnostyczny związany z infekcjami bakteryjnymi (przy wirusowych nie obserwuje się jej wzrostu).

Działanie immunomodulujące laktoferyny

Najważniejszą rolą laktoferyny w organizmie jest immunomodulacja, czyli zdolności do pobudzania lub hamowania odpowiedzi układu odpornościowego w związku z pojawiającymi się stanami zapalnymi. Zawdzięcza to swojemu działaniu plejotropowemu:

– zdolności do aktywacji komórek prezentujących antygen, np. limfocytów T i B, makrofagów, komórek dendrytycznych,

– zwiększanie aktywności fagocytarnej (niszczenia mikroorganizmów)

– dzięki dużemu powinowactwu do żelaza, zmniejszanie jego dostępności dla bakterii patogennych, przez co zapobiega ich namnażaniu

– zapobiega powstawaniu stanów zapalnych i późniejszemu uszkadzaniu tkanek, które jest powodowane przez uwalnianie prozapalnych cytokinin i reaktywnych form tlenu. Żelazo jest katalizatorem powstawania reaktywnych form tlenu, dlatego laktoferyna ogranicza ich rozwój.

Działanie bakteriobójcze laktoferyny

Wolne żelazo jest kluczowe dla rozwoju bakterii. Laktoferyna poprzez wiązanie nadmiaru żelaza występującego w organizmie, ogranicza dostęp do jonu metalu patogenom, niezbędnego do ich rozwoju i wzrostu. Zapewnia to ochronę organizmu przed zakażeniem. Taką bakterią jest przede wszystkim Escherichia coli, czy Staphylococcusaureus – gronkowiec złocisty.

Do tej pory środowisko naukowe było przekonane, że tylko powinowactwo do żelaza sprawia, że laktoferyna jest w ten pośredni sposób częścią układu odpornościowego. Okazało się jednak, że laktoferyna również wywiera bezpośredni efekt przeciwbakteryjny. A wszystko dzięki N-końcowego fragmentu naszej omawianej glikoproteiny, który ma silnie dodatni ładunek. Właściwość ta umożliwia laktoferynie wchodzenie w interakcję ze ścianami komórkowymi bakterii, co skutkuje uszkodzeniem ściany komórkowej, doprowadzając do wycieku składników wewnątrzkomórkowych, a w konsekwencji doprowadzając do śmierci bakterii.

Aktywność biologiczną wykazują również peptydy powstałe w wyniku cięcia enzymatycznego glikoproteiny. W żołądku pod wpływem pepsyny laktoferyna ulega hydrolizie do krótszych peptydów – laktoferycyn. Badania sugerują, iż peptyd ten przejawia jeszcze większą bioaktywność niż sama laktoferyna.

Działanie bakteriostatyczne laktoferyny w świetle badań

Badania in vitro wykazały, że laktoferyna, nawet przy niskich stężeniach, uniemożliwiała bakteriom (Escherichia coli, Staphylococcusaureus, Pseudomonasaeruginosa, Streptococcusmutans) formowanie biofilmu, jak i eliminacją już istniejącego. Przy jej suplementacji, zaobserwowano, iż następuje pobudzenie ruchliwości bakterii, a brak żelaza w środowisku przeciwdziałał ich adhezji. Biofilm, to nic innego jak skupisko komórek bakteryjnych, której formowanie zwiększa ich szansę na przeżycie dzięki wytworzeniu warstwy zewnętrznej, chroniącej przed degradacyjną działalnością czynników środowiskowych, w tym antybiotyków i innych środków antybakteryjnych. W konsekwencji wielotorowej działalności laktoferyny zdolność patogenów do tworzenia biofilmów bakteryjnych jest znacznie bardziej ograniczona, co ułatwia ich usunięcie z organizmu (wolne bakterie są chociażby bardziej podatne na antybiotyk). Dlatego laktoferyna może znaleźć zastosowanie w leczeniu infekcji wywołanych przez szczepy, które rozwinęły lekooporność przeciw standardowym antybiotykom. Antybiotykoodporność stanowi jedno z największych wyzwań współczesnej medycyny. Za przyczynę jej podaje się nadużywanie i niewłaściwe stosowanie antybiotyków wśród ludzi, a także ich powszechne stosowanie w hodowli zwierząt. W efekcie w środowisku, w którym żyjemy, pojawiły się szczepy bakterii opornych na działanie powszechnie do tej pory stosowanych antybiotyków.

W analizach eksperymentalnych połączenie opisywanego białka z antybiotykiem umożliwiło zredukowanie dawki leku o niemal połowę. Dlatego też połączenie laktoferyny z tradycyjną farmakoterapią może okazać się skutecznym sposobem w walce z wieloopornymi patogenami.

Warto podkreślić, że laktoferyna odgrywa istotną rolę odpornościową także podczas już trwającej infekcji bakteryjnej. Badania wykazały, że na etapie aktywnego zakażenia, glikoproteina wywiera stymulujący wpływ na cały układ immunologiczny, przyspieszając jego poszczególne elementy do dojrzewania.

Wielotorowy mechanizm działania laktoferyny jest jej olbrzymią zaletą. Zwłaszcza, że sama tylko chelatacja jonów żelaza może okazać się niewystarczająca do zahamowania wzrostu wszystkich bakterii chorobotwórczych. Dotyczy to bakterii, które produkują związki chelatujące żelazo (siderofory), o wyższym powinowactwie z tym pierwiastkiem niż laktoferyna. Do szczepów wydzielających tego typu związki należą Helicobacter Pylori, H. influenzae, L. pneumophila.

Bakterie jelitowe, a laktoferyna

Działanie bakteriostatyczne laktoferyny może wzbudzić niepokój o jej wpływ na korzystne bakterie z przewodu pokarmowego. Jak się okazuje, laktoferyna posiada jednak działanie bifidogenne, co oznacza, że ma pozytywny wpływ na namnażanie probiotycznych bakterii z rodzaju Bifidobacterium (bifidobakterii), które korzystnie wpływają na zachowanie równowagi mikrobiologicznej w jelitach.  Bifidobacterium to jeden z nielicznych rodzajów bakterii, które są oporne na szerokie spektrum przeciwbakteryjnego działania laktoferyny. Dodatkowo glikoproteina ma wręcz promocyjny wpływ na ich rozwój, ponieważ może być dla nich donorem żelaza. Natomiast szczepy Lactobacillus nie potrzebują żelaza do namnażania i laktoferyna nie ma na nie wpływu.

Laktoferyna zatem wspiera wzrost pożądanych bakterii jelitowych, jednocześnie blokując rozwój bakterii chorobotwórczych. Dzięki temu sprzyja eliminacji dysbiozy jelitowej i regulacji działania układu immunologicznego związanego ze śluzówkami GALT.

Działanie antywirusowe laktoferyny

Laktoferyna ma również zdolność do hamowania replikacji wirusów, co potwierdzają liczne badania naukowe. Glikoproteina hamuje możliwość przyłączania się patogenów do komórki gospodarza (blokowanie dostępnych receptorów), przez co wirus nie może wniknąć do wnętrza komórki. Szczególnie jest skuteczna w inhibicji namnażania wirusów grypy, adenowirusów, czy syncytialnego wirusa oddechowego. Coraz częściej rozważa się suplementację laktoferyny przy SARS-CoV. Co więcej, laktoferyna ma zdolność do hamowania działania odwrotnej transkryptazy, dzięki czemu znajduje zastosowanie jako substancja spowalniająca postęp infekcji wywołanej, m.in. przez wirusa HIV czy HBV.

Działanie antygrzybiczne laktoferyny

Laktoferyna wykazuje działanie przeciwgrzybicze, które, podobnie jak w przypadku działania antybakteryjnego, jest determinowane przez jej dodatnio naładowany N-końcowy łańcuch polipeptydowy. Glikoproteina ma zdolność do łączenia się ze ścianą komórkową grzybów, wpływając na ich dezintegrację. Z tego względu może ona z powodzeniem być stosowana jako substancja wspomagająca leczenie drożdżaków z gatunku Candida albicans, Candida krusei i Candida tropicalis, co potwierdziły badania. Także stosowanie laktoferyny w trakcie antybiotykoterapii, sprzyjającej namnażaniu drożdżaków, będzie wywierało wpływ protekcyjny. 

Laktoferyna w mleku matki

Laktoferyna jest bardzo ważnym składnikiem siary — mleka matki podawanemu noworodkowi w pierwszych dniach jego życia. Właśnie to białko w dużej mierze odpowiada za naturalną odporność dziecka. Jego niedobór natomiast stwierdza się u dzieci, które od pierwszych dni karmi się modyfikowanym mlekiem.

Niedobór żelaza, a laktoferyna

Laktoferyna w postaci suplementu diety znajduje zastosowanie w leczeniu niedoboru żelaza. Niedobór pierwiastka lub jego utajony niedobór (niski poziom ferrytyny) może wywoływać uciążliwe objawy jak zmęczenie, senność, nadmierne wypadanie włosów, bóle głowy, może również prowadzić do anemii. Co ciekawe, zaobserwowano, że w momencie spadku wewnątrzkomórkowych zapasów żelaza, na powierzchni komórek, pojawia się coraz więcej receptorów dla laktoferyny. 

Żelazo to pierwiastek uczestniczący w szerokim spektrum procesów metabolicznych, m.in.  syntezie i rozkładzie hormonów, tworzeniu i naprawie DNA, neutralizacji niebezpiecznych reaktywnych form tlenu czy w reakcjach odpornościowych organizmu, w tym detoksykacji. Mikroelement ten jest także aktywnym składnikiem białek transportujących tlen w organizmie – hemoglobiny we krwi i mioglobiny w mięśniach. Niekorzystne konsekwencje zdrowotne wynikają głównie z niedostatecznego zaopatrzenia tkanek w tlen.

Ocena gospodarki żelaza w organizmie powinna być interpretowana w odniesieniu do wyniku morfologii (parametry czerwonokrwinkowe). W przypadku pojawienia się stanów zapalnych, infekcyjnych czy chociażby obfitych miesiączek, poziom żelaza zaczyna spadać, dlatego najlepszym parametrem oceniającym aktualne zapasy żelaza w organizmie jest oznaczenie poziomu ferrytyny. Przy szukaniu przyczyny niedoborów pierwiastka mogą okazać się pomocne również parametry gospodarki żelaza: TIBC (całkowita zdolność wiązania żelaza) czy transferryna.

Czy laktoferyna może być pomocna w anemii?

Niezależnie od przyczyny niedoboru żelaza, czy chociażby w trakcie szukania źródła problemu, sugeruje się zwiększenie podaży naturalnych źródeł żelaza w diecie (tj. podroby, dziczyzna, zakwas z buraka) wraz z produktami zawierającymi witaminę C (papryka żółta, natka pietruszki, sok z cytryny), przy jednoczesnym suplementowaniu laktoferyny, która istotnie wpływa na wchłanialność żelaza- jego jelitową absorpcję oraz dostawę do niektórych komórek – przede wszystkim magazynujących żelazo komórek miąższowych i makrofagów wątroby. Wysycona żelazem laktoferyna, wiąże się do swoistego receptora na szczytowej powierzchni komórki jelita cienkiego (enterocytu), a następnie wchodzi do komórki i na drodze degradacji uwalnia przyniesione żelazo.

W niektórych sytuacjach potrzebne jest wdrożenie żelaza w postaci suplementu doustnego bądź zastrzyku. Jednakże warto mieć na uwadze, że suplementacja żelazem u osób z niedoborem tego składnika niesie ze sobą ryzyko wystąpienia działań niepożądanych, dlatego powinna każdorazowo być konsultowana ze specjalistą.

W badaniu oceniającym wpływ podaży laktoferyny u ciężarnych kobiet z niedoborem żelaza i anemią z niedoboru żelaza, zaobserwowano, że laktoferyna podawana w dawce 100 mg 2x dziennie przez 30 dni, nie tylko przyczyniła się do poprawy parametrów hematologicznych, ale również wpłynęła na zmniejszenie stanu zapalnego. Dodatkowo zaobserwowano rzadsze występowanie efektów ubocznych suplementacji siarczanu żelaza przy stosowaniu glikoproteiny.

Badania zatem potwierdziły skuteczność laktoferyny podawanej doustnie, w zapobieganiu i leczeniu niedoboru żelaza.

Suplementacja laktoferyną

Laktoferyna jest obecnie istotnym elementem dietoterapii wspierającej układ odpornościowy, regenerację nabłonka jelitowego, czy zwiększenie przyswajalności żelaza. W okresie zwiększonej podatności na zakażenia, laktoferyna mogłaby się stać stałym suplementem u osób o słabej odporności, w początkowej fazie infekcji (celem przyspieszenia procesu zdrowienia i ograniczenia objawów) lub przy anemii z niedoboru żelaza.

Laktoferyna jako naturalny składnik mleka matki, może być używana już od pierwszych dni życia niemowlęcia. Podaż laktoferyny na chwilę obecną uznana jest za bezpieczną i nie wywołującą efektów ubocznych. Powinny na nią uważać jedynie osoby uczulone na jej składniki, np. na białka mleka krowiego, z którego jest często pozyskiwana. Kobiety w ciąży bądź karmiące powinny jej suplementację skonsultować z lekarzem. Podaje się minimalny okres dawkowania przez okres około 2 – 3 miesięcy.

Warto dodać, że laktoferyna ulega denaturacji w wysokiej temperaturze, z tego powodu nie należy stosować ją z gorącymi płynami. 

Laktoferyna ludzka i wołowa cechują się bardzo wysoką zgodnością pod względem budowy (ok. 77%), przy niemal identycznej funkcjonalności. Dlatego z uwagi na łatwiejsze pozyskiwanie, często laktoferyna wołowa jest wykorzystywana do badań czy dodawana do suplementów diety. W ostatnim czasie przedmiotem badań stała się laktoferyna wielbłądzia, która wykazuje potencjalnie skuteczne działanie w zapobieganiu zapaleniu wątroby czy rozwojowi cukrzycy typu 1 i 2.

Podsumowanie

Laktoferyna jest niezwykłym białkiem multipotencjalnym. Jej wszechstronne właściwości sprawiają, że jest ona z pewnością doskonałym środkiem stymulującym odporność, przeciwdziałającym zakażeniom o różnorodnej etiologii, przy jednoczesnym braku działań niepożądanych.

Bibliografia:

1. Gajda-Morszewski P., Śpiewak K. Laktoferyna – białko multipotencjalne. Zeszyty Naukowe Towarzystwa Doktorantow UJ Nauki Ścisłe, Nr 10 (1/2015).
2. Farnaud S., Evans R.W. Lactoferrin – a multifunctional protein with antimicrobial properties. Mol. Immunol. 2003; 40 (7): 395–405.
3. Groves M.L. The Isolation of a Red Protein from Milk. Journal of the American Chemical Society 1960; 82 (13): 33–45.
4. Beddek A.J., Schryvers A.B. The Lactoferrin Receptor Complex in Gram Negative Bacteria, BioMetals 2010, No. 23 (3), 377–386.
5. Naidu A.S. Lactoferrin: natural, multifunctional, antimicrobial. Boca Raton: CRC Press. 2000; 1–2.
6. Sanchez L., Calvo M., Brock J.H. Biological role of lactoferrin. Arch. Dis. Child. 1992; 67 (5): 657–61.
7. Al-Sheikh H. Wpływ laktoferyny i żelaza na wzrost ludzkich patogennych gatunków Candida, Pakistan Journal of Biological Sciences 2009.
8. Artym J., Laktoferyna – niezwykłe białko, Warszawa 2012, 258.
9. Małaczewska J., Rotkiewicz Z., Lactoferrin – A Multipotential Protein, Medycyna Weterynaryjna 2007, nr 63 (2), 136–139.
10. Strate van der B.W.A. et al. Antiviral Activities of Lactoferrin, Antiviral Research 2010, No. 52 (3), 225–239.
11. Wakabayashi H. et al. Lactoferrin for Prevention of Common Viral Infections, Journal of Infection and Chemotherapy 2014, No. 20 (11), 666–671.
12. Mazińska B, Hryniewicz W. Antybiotykooporność: przyczyny i konsekwencje, Postępy Mikrobiologii; 2020; 59 (3): 249-257.