Przegląd Mleczarski 12/2024 – Laktoferyna w chorobach zapalnych jelit
Laktoferyna, glikoproteina występująca naturalnie w mleku, zwłaszcza w siarze, jest jednym z najczęściej badanych składników o potencjalnym działaniu terapeutycznym w chorobach przewodu pokarmowego. Dzięki swoim właściwościom przeciwzapalnym, przeciwdrobnoustrojowym, immunomodulującym i antyoksydacyjnym, zyskuje coraz większe uznanie w kontekście wspierania zdrowia jelit. Badania wskazują, że może ona nie tylko łagodzić objawy chorób zapalnych jelit, ale również wspomagać odbudowę bariery jelitowej i modulować mikrobiotę [1].
Choroby zapalne jelit (ang. Inflammatory Bowel Disease, IBD), takie jak wrzodziejące zapalenie jelita grubego i choroba Leśniowskiego-Crohna, stanowią istotne wyzwanie dla współczesnej medycyny. Charakteryzują się przewlekłym stanem zapalnym błony śluzowej jelit, prowadzącym do znacznego pogorszenia jakości życia pacjentów. Choć w ostatnich dekadach opracowano wiele terapii farmakologicznych, ich skuteczność bywa ograniczona, a stosowanie może wiązać się z poważnymi skutkami ubocznymi. W tym kontekście rośnie zainteresowanie substancjami naturalnymi, które mogą wspierać konwencjonalne leczenie [2].Charakterystyka laktoferyny
Laktoferyna, glikoproteina wiążąca żelazo, należąca do rodziny białek transferynowych została, wyizolowana w 1939 r. z mleka krowiego, a w 1960 r. wykazano, że jest głównym białkiem wiążącym żelazo w mleku ludzkim. Laktoferyna znajduje się również w wydzielinach śluzowych, takich jak łzy, ślina, wydzielina z nosa i oskrzeli, żółć, płyny żołądkowo-jelitowe i mocz. Obecna jest w osoczu w stosunkowo niskich stężeniach, gdzie pochodzi głównie z neutrofili [1]. Jej struktura i właściwości chemiczne są kluczowe dla biologicznej aktywności, zwłaszcza w kontekście działania przeciwdrobnoustrojowego i immunomodulującego. Laktoferyna jest białkiem glikozylowanym, co oznacza, że posiada kowalencyjnie przyłączone reszty cukrowe – wpływa to istotnie na stabilizację struktury białka, ułatwia interakcje z innymi molekułami, np. receptorami komórkowymi oraz może wzmacniać działanie przeciwdrobnoustrojowe. Występuje ona w różnych formach, zależnie od stopnia związania żelaza:
- Apo-laktoferyna: forma pozbawiona żelaza.
- Holo-laktoferyna: forma nasycona jonami żelaza.
Ludzka laktoferyna różni się od krowiej m.in. liczbą glikozylowanych reszt i specyficznością receptorową, co może wpływać na działanie biologiczne. Złożona struktura laktoferyny warunkuje jej zdolność do wiązania żelaza, interakcji z komórkami układu odpornościowego, a także bezpośredniego działania na bakterie, wirusy i grzyby. Jej funkcje biologiczne wynikają z harmonijnego działania domen oraz miejsc wiążących żelazo i cukry [1].
Choroby zapalne jelit
Nieswoiste zapalenie jelit rozumiane jest jako przewlekła choroba zapalna przewodu pokarmowego, która jest spowodowana zmiennością genetyczną i czynnikami środowiskowymi. Zazwyczaj dzieli się je na dwa podtypy: chorobę Leśniowskiego-Crohna (CHLC) i wrzodziejące zapalenie jelita grubego (WZJG), w oparciu o kliniczne cechy patologiczne [2].
Tabela 1. Porównanie choroby Leśniowskiego-Crohna (CHLC) i wrzodziejącego zapalenia jelita grubego (WZJG) [3]
| Objaw | CHLC | WZJG |
| Lokalizacja zmian | Cały przewód pokarmowy, od jamy ustnej po odbyt | Jelito grube i odbytnica |
| Rodzaj zmian | Ogniskowe, pełnościenne | Powierzchniowe |
| Charakter zmian | Zmiany „skaczące” naprzemiennie obszary zdrowe i chore | Zmiany ciągłe |
| Objawy z przewodu pokarmowego | Biegunka, zaparcia, ból brzucha, przetoki, zwężenie światła jelit | Biegunka z domieszką krwi i śluzu, bóle brzucha, nagłe, silne parcie na stolec |
Chociaż pacjenci z IBD są bardzo zainteresowani żywieniem, tylko 8-16% z nich jest zadowolonych z informacji, które otrzymują od swoich lekarzy, a nawet połowa z nich nigdy nie otrzymała porady dietetycznej. Co ciekawe, próbując modyfikować swoje nawyki żywieniowe, pacjenci koncentrują się raczej na unikaniu pewnych pokarmów, zamiast na zwiększeniu spożycia składników diety o przypuszczalnie bardziej korzystnych właściwościach. W szczególności, pacjenci z IBD zgłaszają unikanie pikantnych potraw, warzyw, owoców, orzechów, mleka i nabiału, czerwonego mięsa, pokarmów bogatych w błonnik, kawy i roślin strączkowych [3].
Badanie przeprowadzone na populacji kanadyjskiej wskazuje, że pacjenci z IBD wykazują tendencję do zastępowania diety bogatej w składniki odżywcze napojami zawierającymi cukier. Takie zachowanie nie jawi się jako bezpieczne, ale raczej napędza ograniczenie określonych grup pokarmów, tym samym prowadząc do zwiększenia ryzyka niedożywienia. Potencjalnie, największe ryzyko niedoborów odnosi się do żelaza, witaminy B12, wapnia i witaminy D. Częstość występowania niedożywienia w IBD wynosi między 6 a 16%, co stanowi 5-krotny wzrost ryzyka niedożywienia w porównaniu z populacją zdrową [2].
Laktoferyna w leczeniu IBD
Stan zapalny jest mechanizmem odporności wrodzonej, wywoływanym przez złożoną odpowiedź biologiczną jelit, jak i innych tkanek organizmu w stronę szkodliwych bodźców. Obecnie badania nad patogenezą IBD skupiają się na patofizjologii przewodu pokarmowego, immunologii błony śluzowej i mikrobiologii. Do czynników silnie powiązanych z rosnącą częstością występowania IBD scharakteryzowano dietę wysoko przetworzoną, bogatą w tłuszcz i cukier [4].
Główne objawy IBD obejmują ból brzucha, biegunkę, a czasami utratę masy ciała. U pacjentów zauważa się niedobory zarówno w makroskładnikach odżywczych, jak i w mikroelementach niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania organizmu.
Niezależnie od dostępności wielu nowych leków do terapii, remisja kliniczna jest nadal osiągana u mniej niż 50% pacjentów, a nawet początkowo reagujący pacjenci, ostatecznie rozwinęli brak odpowiedzi na leczenie. Według specjalistów, rola diety w leczeniu klinicznym pacjentów z IBD jest niedoceniana. Dieta jest uważana za jeden z głównych czynników determinujących mikrobiotę jelitową, a niezrównoważona dieta może prowadzić do dysbiozy i wielu innych skutków mogących oddziaływać negatywnie na homeostazę gospodarza. Ponadto wiadomo, że dysbioza bezpośrednio lub pośrednio indukuje zapalenie jelit i sprzyja rozwojowi tkanki tłuszczowej [5]. Dieta o wyższej zawartości tłuszczu zwiększa przepuszczalność jelit, prowadząc w ten sposób do nadmiernego napływu bakterii, co z kolei powoduje brak tolerancji na antygeny pochodzące z mikrobioty [5].
Ostatnio zaczęto w leczeniu wykorzystywać liczne suplementy zawierające probiotyki, maślan sodu, fosfatydylocholinę, laktoferynę, sylimarynę i kwasy omega 3. Zostały one zdecydowanie zasugerowane pacjentom cierpiącym na choroby zapalne. Istnieją silne przesłanki, by podejrzewać znaczący potencjał terapeutyczny tych suplementów diety w nieswoistym zapaleniu jelit [5].
Właściwości przeciwdrobnoustrojowe laktoferyny zostały potwierdzone zarówno in vitro, jak i in vivo, udowadniając jej potencjalne korzyści dla zdrowia jelit. Laktoferyna poprawia poziom hematokrytu i zmniejsza częstość infekcji dolnych dróg oddechowych oraz infekcji jelitowych u niemowląt, bez niekorzystnych skutków [6].
Badanie koncentrujące się na podawaniu transgenicznej suplementacji mleka, zawierającej ludzką laktoferynę, niedożywionym świniom, skutkowało zmniejszoną przepuszczalnością jelit i korzystnym wpływem na strukturę jelita czczego [5]. Zarówno laktoferyna, jak i lipopolisacharydy wykazują oporność na degradację proteolityczną, co jest niezbędnym wymogiem dla terapeutycznego zastosowania każdego doustnego środka doustnego u ludzi [6]. W peruwiańskim badaniu, przeprowadzonym z udziałem dzieci w wieku od 5 do 33 miesięcy, doustna suplementacja laktoferyny, zawierającej roztwory nawadniające, zmniejszyła czas trwania i nasilenie epizodów biegunki u pacjentów z ostrą biegunką i odwodnieniem, bez skutków ubocznych [5].
Ze względu na te właściwości terapeutyczne, laktoferyna jest uważana za potencjalnie atrakcyjną substancję w zapobieganiu i leczeniu środowiskowych zaburzeń jelitowych, jak i przewlekłych stanów zapalnych [4].
Według badaczy laktoferyna niewątpliwie zasługuje na miano „cudownej cząsteczki”. Laktoferyna, jak sama nazwa wskazuje (lacto + ferrin = mleko + żelazo), jest białkiem mleka wiążącym żelazo, które pomaga zrównoważyć poziom żelaza w organizmie. Nadmiar żelaza może być toksyczny, ponieważ ma zdolność do przekazywania elektronów tlenowi, co powoduje powstawanie reaktywnych form tlenu. Laktoferyna, dzięki zdolności do silnego i odwracalnego wiązania jonów żelaza, wspiera organizm w utrzymaniu odpowiedniego poziomu tego ważnego pierwiastka. Laktoferyna wykazuje również zdolność do modulowania metabolizmu lipidów, co przekłada się nie tylko na lepszą regulację mechanizmów sytości, ale także pomaga zwalczać tendencję do akumulacji tkanki tłuszczowej [6]. Ponadto, wspiera prawidłowe funkcjonowanie jelit i przyczynia się do zwiększenia przyswajania składników odżywczych, co ma szczególne znaczenie dla pacjentów z IBD. Laktoferyna jest nie tylko prebiotykiem, który wspiera wzrost bakterii probiotycznych w przewodzie pokarmowym, ale także wzmacnia działanie niektórych antybiotyków. Po zakończeniu antybiotykoterapii laktoferyna przyczynia się do przywrócenia równowagi mikrobioty jelitowej i chroni przed namnażaniem się patogenów i rozwojem miejscowego i ogólnoustrojowego stanu zapalnego. Laktoferyna jest również znana jako czynnik, który promuje osteogenezę i zdrowie kości oraz hamuje proces osteolityczny, co ma szczególne znaczenie w kontekście chorób zapalnych jelit, których objawami spoza układu pokarmowego są problemy z układem kostno-stawowym oraz ze względu na niedobory mikro- i makroelementów, które mogą towarzyszyć pacjentom z IBD i negatywnie wpływać na procesy osteogenezy [7].
Jedną z wielu właściwości laktoferyny jest aktywność przeciwnowotworowa. Może to być związane nie tylko z zapobieganiem stresowi antyoksydacyjnemu i stanom zapalnym, które przyczyniają się do uszkodzenia DNA i nowotworzenia, ale także z zapobieganiem rozwojowi lub hamowaniem raka poprzez stymulowanie adaptacyjnej odpowiedzi immunologicznej. Ponadto może ona bezpośrednio hamować proliferację, migrację i przerzuty przyspieszając śmierć komórek nowotworowych. Tak jest w przypadku nowotworu jelita grubego, do powstania którego mogą predysponować choroby zapalne jelit [6].
Laktoferyna jest ważnym składnikiem diety człowieka. Ze względu na wysoką wartość odżywczą, właściwości przeciwbakteryjne, przeciwwirusowe i przeciwnowotworowe oraz regulację aktywności układu odpornościowego, znalazła ona również zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym i spożywczym. Obecnie możemy ją znaleźć w takich produktach jak suplementy diety i mieszanki dla niemowląt. Laktoferyna pozyskiwana z mleka krowiego wykorzystywana jest, m.in. w produkcji preparatów dla niemowląt, żywności specjalnego przeznaczenia medycznego, mleka, napojów jogurtowych, lodów i ciastek. Jest ona również ceniona w przemyśle kosmetycznym i farmaceutycznym.
Jest to substancja bezpieczna, co potwierdzają dokumenty wydane przez Parlament Europejski, Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności oraz Agencję ds. Leków w Stanach Zjednoczonych. Jednakże laktoferyna bydlęca, jak każde białko w mleku krowim, może powodować alergie. Dlatego spożywanie laktoferyny niesie ze sobą ryzyko nieprawidłowych reakcji w organizmie, a preparaty zawierające ten składnik nie powinny być przyjmowane w przypadku podejrzenia lub zdiagnozowanej alergii na białka mleka krowiego. Z drugiej strony, osoby, które nie mają alergii, ale cierpią na nietolerancję laktozy, mogą wybrać preparaty z wyraźnym zaznaczeniem braku cukru mlecznego w składzie [6, 7].
Jak dotąd, większość danych na temat pozytywnych skutków suplementacji laktoferyny w stanach patologicznych opiera się głównie na badaniach na modelach zwierzęcych. Prace ujawniły silne działanie przeciwzapalne w modelach z indukowanym zapaleniem żołądka lub jelit [7]. Niemniej jednak, jeśli rozważamy zastosowanie laktoferyny w terapii, forma jego podania jest bardzo ważna. Laktoferyna jest substancją hydrofilową, dlatego w wersji nieliposomalnej ma bardzo ograniczone wchłanianie z żołądka. W postaci wolnej jest tam rozkładana przez kwas solny i enzymy (proteazy). W związku z tym biodostępność wolnej laktoferyny może być ograniczona. W tym przypadku korzystne może być zastosowanie małych pęcherzyków liposomowych. Nanoliposomy chronią laktoferynę przed zniszczeniem przez soki trawienne, umożliwiając przejście nienaruszonego białka do dwunastnicy, a stamtąd do ogólnego krążenia, zapewniając jej wysoką biodostępność [6].
Podsumowanie
Laktoferyna, dzięki swoim wszechstronnym właściwościom, zyskuje coraz większe uznanie w badaniach nad wsparciem terapii chorób zapalnych jelit. Jej zdolność do modulowania odpowiedzi immunologicznej, ograniczania procesów zapalnych oraz regulowania mikrobioty jelitowej, czyni ją wyjątkowym narzędziem w walce z przewlekłymi schorzeniami, takimi jak wrzodziejące zapalenie jelita grubego czy choroba Leśniowskiego-Crohna. Ponadto, działając zarówno na poziomie lokalnym, jak i systemowym, laktoferyna może wspierać regenerację uszkodzonych tkanek oraz poprawiać ogólną równowagę środowiska jelitowego. Chociaż dotychczasowe wyniki badań są obiecujące, potrzeba dalszych, dobrze zaprojektowanych badań klinicznych na szeroką skalę, aby w pełni potwierdzić jej skuteczność oraz bezpieczeństwo w długoterminowym stosowaniu. Niemniej jednak, już teraz laktoferyna jawi się jako innowacyjne i perspektywiczne podejście terapeutyczne, które może znaleźć zastosowanie w uzupełnieniu standardowych metod leczenia chorób zapalnych jelit, przynosząc pacjentom poprawę jakości życia i większą kontrolę nad przebiegiem choroby.
mgr Agata Studenna
dietetyk
Koło Naukowe Żywienia i Profilaktyki Żywieniowej
Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie
Literatura
- Superti F. Lactoferrin from Bovine Milk: A Protective Companion for Life. Nutrients 2020, 12(9), 2562.
- Schreiner P., Martinho-Grueber M., Studerus D., Vavricka S. R., Tilg H., Biedermann L., on behalf of Swiss IBDnet, an official working group of the Swiss Society of Gastroenterology. Nutrition in Inflammatory Bowel Disease. Digestion 2020, 101 Suppl 1, 120-135.
- Kang D.Y., Park J.L., Yeo M.K., Kang S.B., Kim J.M., Kim J.S., Kim S.Y. Diagnosis of Crohn's disease and ulcerative colitis using the microbiome. BMC Microbiology 2023, 23(1), 336.
- Kiani A.K., Bonetti G., Donato K., Bertelli M. Dietary supplements for intestinal inflammation. Journal of Preventive Medicine and Hygiene 2022, 63(2 Suppl 3), E214-E220.
- Garas L.C., Feltrin C., Hamilton M.K., Hagey J.V., Murray J.D., Bertolini L.R., Bertolini M., Raybould H.E., Maga E.A. Milk with and without lactoferrin can influence intestinal damage in a pig model of malnutrition. Food Function 2016, 7, 665-678.
- Kowalczyk P., Kaczyńska K., Kleczkowska P., Bukowska-Ośko I., Kramkowski K., Sulejczak D. The Lactoferrin Phenomenon-A Miracle Molecule. Molecules (Basel, Switzerland) 2022, 27(9), 2941.
- Artym J., Zimecki M. Antimicrobial and Prebiotic Activity of Lactoferrin in the Female Reproductive Tract: A Comprehensive Review. Biomedicines 2021, 9, 1940.
