Wpływ Laktoferyny na przewód pokarmowy – korzystne działanie na mikrobiotę

Laktoferyna jest multipotencjalną glikoproteiną obecną w ziarnistościach granulocytów obojętnochłonnych (neutrofilów) oraz we wszystkich wydzielinach ssaków, a także w siarze. Ma udowodnionych wiele działań (link do poprzedniego artykułu), w tym przeciwbakteryjne, przeciwwirusowe, przeciwgrzybicze, immunoregulacyjne (w zależności od potrzeby może aktywować lub wyciszać układ odpornościowy) oraz przeciwnowotworowe. Również jedną z dobrze potwierdzonych właściwości laktoferyny jest jej działanie prebiotyczne w zaburzeniach mikrobioty przewodu pokarmowego, gdzie poprzez wielokierunkowe działania normalizuje jej skład.

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

Mikrobiota jelitowa

Mikrobiota jelitowa jest to zespół komensalnych, symbiotycznych (pożytecznych) i patogennych mikroorganizmów zasiedlających ciało człowieka. Tworzą ją przede wszystkim bakterie oraz grzyby, archea, pierwotniaki i wirusy. Najliczniejsze społeczności mikroorganizmów żyją w miejscach kontaktu ze środowiskiem zewnętrznym, a więc na skórze i błonach śluzowych: przewodu pokarmowego, dróg oddechowych i moczowo-płciowych. Przewód pokarmowy, a szczególnie jelito grube, zamieszkuje ok. 40 bilionów bakterii, co stanowi 99% wszystkich „naszych” bakterii. Mówi się nawet, że człowiek jest pewnego rodzaju ekosystemem, w którym mikroorganizmy symbiotyczne, komensalne i patogenne, konkurują ze sobą zarówno o miejsce adhezji do nabłonka jelitowego, jak i o substancje odżywcze.

Bakterie przewodu pokarmowego

W poszczególnych odcinkach układu pokarmowego, ze względu na panujące w nich zróżnicowane warunki, funkcje, występuje odmienna ilość i jakość mikroorganizmów.

Jama ustna jest zamieszkana przez 10⁸ jtk/g (jednostek tworzących kolonie w jednym gramie treści). Przełyk i górne odcinki przewodu pokarmowego charakteryzują się stosunkowo szybkim transportem treści pokarmowej, co nie sprzyja rozwojowi mikroorganizmów. W żołądku i dwunastnicy bardzo niskie pH ogranicza zasiedlanie wielu gatunków bakterii. Bytują tu głównie w pewnych ilościach gram ujemne Helicobacter pylori, Lactobacillus, Streptococcus oraz drożdżak Candida albicans. W jelitach liczba bakterii stopniowo rośnie od 10⁵ jtk/g w jelicie czczym (Bacteroides, Lactobacillus oraz Streptococcus) do 10⁸ jtk/g w jelicie krętym (głównie Bacteroides, Clostridium, Enterococcus, Lactobacillus iVeillonella, Enterobacteriaceae).

Jednak najliczniejszy i najbardziej aktywny zespół mikroorganizmów zamieszkuje jelito grube. Według danych, masa bakterii w jelicie wynosi 1,5–2 kg i należą one do czterech typów: Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria i Actinobacteria.

W jelicie grubym wyróżniamy:

— bakterie bezwzględnie beztlenowe (większościowo): Bacteroides, Clostridium, Ruminococcus, Fusobacterium, Butyrivibrio, Peptostreptococcus, Eubacterium oraz Bifidobacterium;

— bakterie tlenowe i względnie beztlenowe: Gram-ujemne pałeczki należące do rodziny Enterobacteriaceae, pałeczki Gram-dodatnie Lactobacillus, ziarniaki z rodzaju Enterococcus iStreptococcus;

— grzyby (niewiele) z rodzaju Candida spp.

Na mikrobiotę składają się zarówno bakterie symbiotyczne (pożyteczne), jak i zwykle niegroźne, obojętne, choć potencjalnie chorobotwórcze w określonych sytuacjach (tzw. bakterie oportunistyczne) oraz bezwzględnie groźne bakterie patogenne. Tych ostatnich jest najmniej i są zwykle utrzymywane w ryzach przez pożyteczne symbionty oraz układ immunologiczny, co chroni nas przed różnymi chorobami.

Wpływ mikrobioty na stan zdrowia

Mikrobiota jelitowa zatem jest niezwykle istotna zarówno w procesach wchłaniania i trawienia, w efekcie których powstają ważne metabolity, tj. witaminy (symbionty wytwarzają witaminy B i K), hormony, czy nawet neuroprzekaźniki (m.in. serotoninę). Dodatkowo kształtuje odporność, czy odpowiada za nasz metabolizm. Udowodniono, że stan flory bakteryjnej układu pokarmowego ma wpływ na wiele schorzeń metabolicznych, autoimmunologicznych, chorób nowotworowych oraz zaburzeń psychicznych.

Ostatnie lata badań nad mikrobiotą jelitową przyniosły zaskakujące dowody na możliwość jej komunikowania się oraz wpływu na ośrodkowy układ nerwowy (OUN), a więc również na procesy psychiczne i zachowanie. Posiadamy niezwykle rozbudowany system nerwów w obrębie jelita, który może być modulowany poprzez neurotransmitery wytwarzane przez bakterie. W ten sposób jelito stale komunikuje się z układem nerwowym, jak i odwrotnie. Tworzy się tzw. oś mózg-jelita-mikrobiota, która decyduje o wielu aspektach naszego zdrowia.

Oznacza to, że prawidłowa struktura ilościowa i jakościowa bakterii bytujących w mikrobiocie (tzw. stan eubiozy) jest sprawą priorytetową dla każdego z nas, która ma istotny wpływ na homeostazę i dobrostan organizmu.

Mleko matki a mikroflora jelitowa

Nasza flora bakteryjna kształtuje się już w okresie życia płodowego. Profil bakterii jelitowych w dużej mierze zależy od formy porodu, ale i statusu zdrowotnego, diety, bakterii jelitowych matki. Podkreśla się istotny wpływ tzw. pierwszych 1000 dni, kiedy kształtuje się mikroflora jelitowa dziecka. Najbardziej korzystny dla mikrobioty jest poród naturalny, podczas którego płód, przechodząc przez drogi rodne, jest zasiedlany fizjologiczną mikrobiotą pochwy matki. Kolejnym ważnym elementem jest karmienie piersią.

To jak będzie się dalej kształtować mikrobiota jelitowa, zależy w dużej mierze od takich czynników jak: wiek, dieta, styl życia, stres, używki, przyjmowanie licznych leków (m.in. antybiotyków) oraz wiele innymi czynników środowiskowych, czy chorób.

Na początku naszego życia, mikroflorę jelitową w dużej mierze regulują różnorodne czynniki obecne w mleku matki, bogate w związki mikrobiostatyczne i -bójcze oraz prebiotyczne. Należy do nich również laktoferyna. Jej największe ilości zaobserwowano właśnie w tzw. siarze – pierwszym mleku matki, gęstym i żółtawym, które utrzymuje się przez kilka godzin po porodzie, zawierające cenne składniki odżywcze wpływające na odporność dziecka.

Podczas odstawienia od mleka matki wykazano obniżenie w jelicie ilości czynników regulujących mikrobiotę (nazywany stresem odstawiennym). W późniejszym wieku możemy liczyć jedynie na własne, endogenne białko wydzielane przez błony śluzowe i neutrofile.

Laktoferyna w przewodzie pokarmowym

Laktoferyna występuje naturalnie w naszym przewodzie pokarmowym. Podczas zapalenia jelita zaobserwowano wzrost laktoferyny wytwarzanej lokalnie, co wykazało zarówno jej większą syntezę przez komórki nabłonkowe jelita, jak i uwalnianie przez naciekające śluzówkę neutrofile w reakcji na stan zapalny.

Co więcej, stwierdzono, że poziom laktoferyny w kale koreluje nie tylko z nasileniem choroby, ale też może być wskaźnikiem skutecznego leczenia przewlekłych nieswoistych chorób zapalnych jelita.

Laktoferyna i jej wpływ na nabłonek jelitowy

Liczne badania naukowe wykazały korzystne działanie laktoferyny na nabłonek jelitowy. Białko to stymuluje wzrost, różnicowanie i aktywność wydzielniczą komórek nabłonkowych, co poprawia procesy trawienia oraz wchłaniania składników odżywczych. Chroni również przed działaniem patogenów, jak i alergenów pokarmowych. Dodatkowo laktoferyna ochrania nabłonek przed niekorzystnym działaniem reaktywnych form tlenu, toksyn bakteryjnych czy ksenobiotyków.

Laktoferyna wykazała, w stosunku do układu pokarmowego działanie przeciwwirusowe, przeciwgrzybicze oraz przeciwbakteryjne. Równolegle 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.

W wielu badaniach zaobserwowano ochronne działanie białka w stanach endotoksemii, bakteriemii, nieswoistego zapalenia jelita grubego oraz po resekcji części jelita, sepsy i martwiczego zapalenia jelita u noworodków. Prawdopodobny mechanizm działania obejmuje hamowanie lub zabijanie komórek drobnoustrojów, immunomodulacja, oraz wzrost szczelności nabłonka jelitowego poprzez stymulację wytwarzania białek połączeń ścisłych.

Laktoferyna jako prebiotyk

Laktoferyna w licznych badaniach (w hodowlach komórkowych, na zwierzętach i na ludziach) wykazała aktywność prebiotyczną, co wpływało na równowagę mikrobioty jelitowej i chroniło przed namnażaniem patogenów i rozwojem stanu zapalnego. Laktoferyna, zarówno pochodzenia ludzkiego, jak i w suplementach diety (np. bydlęca) działały prebiotycznie na wiele szczepów bakterii symbiotycznych w mikrobiocie przewodu pokarmowego oraz bakterii uznanych za probiotyki. Wykazano chociażby promocyjny wpływ laktoferyny na szczepy z grupy Bifidobacterium, ponieważ może być dla nich donorem żelaza. Ponadto odkryto prebiotyczne działanie peptydów powstających podczas rozkładu enzymatycznego laktoferyny.

Udowodniono również, że laktoferyna wydzielana i obecna na błonach śluzowych w drogach rodnych matki, sprzyja zasiedlaniu i tworzeniu biofilmu przez bakterie symbiotyczne kolonizujące ten nabłonek.

Jedno z pionierskich badań pod kierunkiem włoskiego prof. Paolo Manzoniego wykazało korzystny wpływ probiotyków podawanych z laktoferyną na zdrowie wcześniaków. Badanie objęło 472 noworodków z bardzo niską masą urodzeniową, którym podawano doustnie bydlęcą laktoferynę (w dawce 100mg/dzień), laktoferynę + probiotyki LGG lub placebo. W ciągu 30–45 dni obserwacji w obu grupach suplementowanych glikoproteiną istotnie rzadziej występowała późna sepsa i śmierć z tego powodu, zakażenia bakteryjne, grzybicze, NEC i retinopatia wcześniacza. Nieco lepsze efekty obserwowano po łącznym podaniu laktoferyny z probiotykami.

Laktoferyna a zaparcia

Badanie kliniczne wykazało również pozytywny wpływ laktoferyny wraz ze szczepem bakterii Lactobacillus brevis subsp. coagulans u dorosłych kobiet z tendencją do zaparć. Laktoferynę (w dawce 100mg/dzień) lub laktoferynę + probiotyk, podawano doustnie w tabletkach zabezpieczonych przed działaniem kwasu solnego przez 2 tygodnie. Stwierdzono normalizację częstotliwości wypróżnień oraz poprawę konsystencji i barwy stolca. W próbkach kału wykryto więcej bifidobakterii i ścisłych beztlenowców.

Laktoferyna w dietoterapii

Laktoferynę znajdziemy w produktach nabiałowych bądź w suplementach diety. W mleku krowim i kozim ilości glikoproteiny nie są duże i nie przekraczają 0,1–0,3 mg/ml (co daje w szklance mleka 25–75 mg). Mimo to, nawet te niewielkie ilości, wykazują aktywność i wpływają chociażby regulacyjnie na układ immunologiczny.

Istotną kwestią jest jakość i sposób spożywania produktów nabiałowych. Laktoferyna jako białko jest to związek wrażliwy na denaturację, czyli uszkodzenie struktury przestrzennej podczas ogrzewania w wysokiej temperaturze. Mleko pasteryzowane standardowo (w temperaturze 72–80°C przez 15 sekund) zachowuje większość (80–90%) aktywnej glikoproteiny. Jednakże w mleku czy jego przetworach sterylizowanych w ultrawysokiej temperaturze, czyli podczas obróbki UHT (135°C przez klika sekund w podwyższonym ciśnieniu) oraz mleku suszonym rozpyłowo (mleko w proszku) nie znajdziemy laktoferyny.

Na rynku dostępne są zarówno produkty z samą laktoferyną (izolowaną z mleka), jak i w połączeniu z prebiotykiem (np. inuliną czy GOS), a także z probiotykami (jako symbiotyki). Również warto wspomnieć o siarze/ colostrum, suplemencie zawierającym w swym składzie oprócz laktoferyny, czynniki odpornościowe i wzrostu. Suplementy z laktoferyną są skuteczne oraz bezpieczne po podaniu doustnym, co potwierdzono w licznych badaniach, także klinicznych. Białko jest względnie oporne na trawienie, dociera do jelita głównie w postaci fragmentów peptydowych.

Egzogenna laktoferyna polecana jest szczególnie osobom z dysbiozą jelitową, osobom przyjmującym antybiotyki lub inne leki (IPP, NSAID, metformina, doustne preparaty żelaza), osobom z chorobami metabolicznymi czy autoimmunologicznymi oraz osobom stosującym dietę wysoko przetworzoną. Wraz z odpowiednio dobraną dietą, jak i probiotykami, laktoferyna może istotnie wpłynąć na stan mikroflory jelitowej, a także odporność i ogólny metabolizm. Ważne by pamiętać, że styl życia, żywienie, leki, przyczyniają się do rozwoju dysbiozy jelitowej i tym samym mają wpływ na brak homeostazy w organizmie oraz zapoczątkowanie chorób.

Bibliografia:

1. Alexander D.B., Iigo M., Abdelgied M. Ozeki K., Tanida S., Joh T., Takahashi S., Tsuda H.: Bovine lactoferrin and Crohn’s disease: a case report. Biochem. Cell Biol. 95, 133–141 (2017)
2. Artym J., Zimecki M.: Rola laktoferyny w zakażeniach i zapaleniu. Forum Zakażeń, 4, 329–345 (2013)
3. Artym J.: Laktoferyna – niezwykłe białko. Wydawnictwo Borgis, Warszawa (2012)
4. Buccigrossi V., de Marco G., Bruzzese E., Ombrato L., Bracale I., Polito G., Guarino A.: Lactoferrin induces concentration dependent functional modulation of intestinal proliferation and differentiation. Pediatr. Res. 61, 410–414 (2007)
5. Chissov V.I., Iakubovskaia R.I., Nemtsova E.R., Osipova N.A., Edeleva N.V., Utkin M.M., Zviagin A.A.: Antioxidants treatment of severe post-operative pyoinflammatory and septic complications. Khirurgiia (Mosk), 11, 14–19 (2008)
6. Drago-Serrano M.E., Compos-Rodriguez R., Carrero J.C., de la Garza M.: Lactoferrin: balancing ups and downs of inflammation due to microbial infections. Int. J. Mol. Sci. 18, pii: E501 (2017)
7. Li L., Ren F., Yun Z., An Y., Wang C., Yan X.: Determination of the effects of lactoferrin in a preclinical mouse model of experimental colitis. Mol. Med. Rep. 8, 1125–1129 (2013)
8. Jenssen H., Hancock R.E.: Antimicrobial properties of lactoferrin. Biochimie, 91, 19–29 (2009)
9. Kruzel M.L., Zimecki M., Actor J.K.: Lactoferrin in a context of inflammation-induced pathology. Front. Immunol. 8, 1438 (2017)
10. Panasiuk A., Kowalińska J.: Mikrobiota przewodu pokarmowego. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2019
11. Troost F.J., Saris W.H., Brummer R.J.: Recombinant human lactoferrin ingestion attenuates indomethacin-induced enteropathy in vivo in healthy volunteers. Eur. J. Clin. Nutr. 57, 1579–1585 (2003)
12. Wang B., Timilsena Y.P., Blanch E., Adhikari B.: Lactoferrin: structure, function, denaturation and digestion. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 59, 580–596 (2019)
13. Wołkowicz T., Januszkiewicz A., Szych J.: Mikrobiom przewodu pokarmowego i jego dysbiozy jako istotny czynnik wpływający na kondycję zdrowotną organizmu człowieka. Med. Dośw. Mikrobiol. 66, 223–235 (2014)