Co dzieje się z wirusami, jeśli organizm ma wystarczającą ilość laktoferyny?
Pierwsza literatura odnosząca się do laktoferyny odnosi się do tej substancji jako „białka czerwonego mleka.” Później okazało się, że jest to wielofunkcyjne białko wiążące żelazo. Laktoferyna jest uwalniana z neutrofili we krwi i tkankach objętych stanem zapalnym. Pełni bezpośrednią rolę przeciwdrobnoustrojową, ponieważ ogranicza namnażanie i adhezję mikroorganizmów (np. bakterii i grzybów strzępkowych), ale także wirusów i pasożytów. Efekt ten wynika ze zdolności laktoferyny do izolowania żelaza w płynach biologicznych i destabilizacji błon drobnoustrojów (3).
Laktoferyna jest naturalnym składnikiem siary
Laktoferyna jest substancją odporności wrodzonej, która jest wydalana przez gruczoły zewnątrzwydzielnicze i neutrofile w miejscach infekcji i zapalenia. Jest to białko transportowe wiążące żelazo, które naturalnie występuje w mleku (1 g/l) i innych wydzielinach ludzkich, takich jak łzy, ślina, mocz czy wydzielina oskrzelowa.
Najbogatsza w laktoferynę jest siara wołowa (bydlęca) (7 g/l), natomiast w surowicy krwi to białko transportowe występuje tylko w śladowych ilościach (1). Stężenie laktoferyny w siarze ludzkiej jest nieco niższe niż bydlęcej i wynosi 5,3 g/li spada do około 1 g/l po pierwszym miesiącu laktacji.
Colostrum to płyn wytwarzany przez gruczoły sutkowe ssaków bezpośrednio przed urodzeniem. Siara zmienia się w mleko w ciągu 2-3 dni. U wszystkich ssaków siara ma kluczowe znaczenie dla przetrwania noworodka, ponieważ dzięki niej pozyskuje szereg czynników odpornościowych ważnych dla prawidłowego rozwoju organizmu.
Podobnie jak w przypadku innych ssaków, pierwsza dieta noworodka znacząco wpływa na jego zdrowie i może modulować odpowiedź immunologiczną przez resztę życia. Układ odpornościowy noworodka nie jest doskonale rozwinięty i dlatego jest bardzo wrażliwy na patogeny lub alergeny. Siara, która znajduje się w mleku matki, zawiera wszystkie niezbędne substancje do budowy mechanizmów obronnych organizmu, w tym laktoferynę.
Działanie przeciwwirusowe laktoferyny
Interakcja laktoferyny z komórkami prezentującymi antygen
Wśród komórek prezentujących antygen (APC) makrofagi, komórki dendrytyczne i komórki B są niezbędne do utrzymania homeostazy tkanek i wrodzonej odpowiedzi immunologicznej. Makrofagi to wysoce fagocytarne komórki, które odgrywają kluczową rolę w regulacji chorób zakaźnych, albo bezpośrednio przez wewnątrzkomórkowe zabijanie mikroorganizmów, albo przez wydzielanie cytokin w celu zahamowania ich replikacji.
Komórki dendrytyczne to heterogeniczna populacja komórek, które są wysoce wyspecjalizowane w rozpoznawaniu antygenów, kontrolując w ten sposób układ odpornościowy. Komórki B z kolei wykorzystują specyficzne receptory powierzchniowe do wychwytywania obcych antygenów.
Laktoferyna moduluje swoistą odporność adaptacyjną
Laktoferyna pośredniczy w kluczowej odpowiedzi immunomodulacyjnej – łączy wrodzone i nabyte funkcje odpornościowe dla prawidłowej odpowiedzi limfocytów T i B. Wiele uwagi poświęcono laktoferynie w jej potencjalnej roli w dojrzewaniu i funkcjonowaniu komórek układu odpornościowego (4). Doustne stosowanie laktoferyny zwiększa wydzielanie immunoglobulin (IgA i IgG).
Badania sugerują, że laktoferyna aktywuje komórki B, co z kolei umożliwia im interakcję z komórkami T w celu zwiększenia produkcji przeciwciał (3). W nabytej odpowiedzi immunologicznej dominuje aktywność limfocytów T, które stymulują i aktywują makrofagi, powodując wewnątrzkomórkowe zabijanie patogenów. Przy nadmiernej ilości wydalanych z organizmu substancji zapalnych, laktoferyna może łagodzić stan zapalny, który nasila się w przypadku infekcji wirusowych.
Zwiększone zainteresowanie działaniem laktoferyny wiąże się z jej właściwościami przeciwwirusowymi, dzięki czemu może pełnić rolę prewencyjną w walce z obecnym koronawirusem. Obecna w wydzielinach człowieka laktoferyna wchodzi w skład nieswoistego systemu obronnego – ma znaczenie w zwalczaniu infekcji wirusowych, działa przeciwzapalnie na powierzchnię błon śluzowych oraz jest w stanie regulować metabolizm żelaza. Laktoferyna może przeciwdziałać zakażeniom koronawirusem na kilka sposobów:
- Laktoferyna blokuje wnikanie wirusa do komórki
W infekcjach wirusowych wirus wiąże się z powierzchnią komórki w celu penetracji i namnażania. Działanie przeciwwirusowe laktoferyny objawia się na ogół w początkowej fazie infekcji, zapobiegając wnikaniu cząsteczek wirusa do komórek gospodarza. Laktoferyna, podobnie jak wirus, może wiązać się z receptorami obecnymi na powierzchni komórki, chroniąc w ten sposób organizm przed rozwojem choroby wirusowej (2).
2.Laktoferyna utrzymuje homeostazę żelaza i reguluje stany zapalne
Żelazo jest kluczowym pierwiastkiem dla wszystkich komórek, ponieważ jest podstawą replikacji DNA i produkcji energii nie tylko u ludzi, ale także w mikroorganizmach. Wśród kilku czynników wpływających na infekcje wirusowe i związane z nimi procesy zapalne jest zawartość wolnego żelaza w organizmie. Zwiększona zawartość wolnego żelaza negatywnie wpływa na przebieg choroby, sprzyja rozwojowi wirusa i pogarsza procesy zapalne w organizmie.
Gdy wolne żelazo znajduje się w nadmiarze w organizmie, powstają reaktywne formy tlenu (ROS), które powodują stres oksydacyjny. Produkcja ROS uszkadza białka, błony lipidowe, DNA i, co niemniej ważne, całe tkanki. Laktoferyna zapewnia odpowiednią równowagę żelaza pomiędzy tkankami/wydzielinami a krwią, która określana jest jako homeostaza żelaza.
Jednak homeostaza żelaza jest zaburzona podczas infekcji wirusowych. W stanie zapalnym drenaż żelaza z komórek do krwi zostaje zablokowany, co zmniejsza stężenie żelaza w surowicy i zwiększa jego stężenie w komórkach. To sprzyja namnażaniu się wirusa i rozprzestrzenianiu się choroby zakaźnej w organizmie gospodarza. Laktoferyna zapewnia transport żelaza z komórek do krwi, dzięki czemu działa przeciwwirusowo (2).
Brak równowagi żelaza w organizmie wywołany przez koronawirusa i związane z nim procesy zapalne odgrywają kluczową rolę w rozprzestrzenianiu się uszkodzeń narządów. Ogromne poziomy cytokin wykazano w najcięższych przypadkach u pacjentów z COVID-19-dodatnim. Nadmierne uwalnianie cytokin prozapalnych określane jest mianem burzy cytokinowej. Po uruchomieniu organizm zaczyna intensywnie walczyć z infekcją, eliminując w ten sposób patogeny.
Jednak nadmierne poziomy cytokin mogą być główną przyczyną uszkodzeń narządów wewnętrznych lub układów biologicznych (układu sercowo-naczyniowego, układu nerwowego, niepożądanych reakcji skórnych lub posocznicy). Ze względu na silne właściwości przeciwzapalne i immunomodulujące, laktoferyna działa jako skuteczna ochrona przed infekcjami wirusowymi (2).
ZDROJE
- Sanchez, L., Calvo, M., & Brock, J. H. (1992). Biological role of lactoferrin. Archives of Disease in Childhood, 67(5), 657–661. doi:10.1136/adc.67.5.657
- Serrano G, Kochergina I, Albors A, Diaz E, Oroval M, Hueso G, et al. Liposomal Lactoferrin as Potential Preventative and Cure for COVID-19. Int J Res Health Sci. 2020;8(1):8-15.
- Siqueiros-Cendón, Tania; Arévalo-Gallegos, Sigifredo; Iglesias-Figueroa, Blanca Flor; García-Montoya, Isui Abril; Salazar-Martínez, José; Rascón-Cruz, Quintín (2014). Immunomodulatory effects of lactoferrin. Acta Pharmacologica Sinica, 35(5), 557–566. doi:10.1038/aps.2013.200
- Zimecki M, Kapp J, Machnicki M, Zalguski T, Wlaszczyk A, Kübler A, et al. Lactoferrin. Its role in maturation and function of cells of the immune system and protection against shock in mice. Adv Exp Med Biol 1998; 443: 331–6