Лактоферрин – представитель семейства трансферринов, который синтезируется эпителиальными клетками внутренних желез млекопитающих и широко представлен в различных секреторных жидкостях, таких как молоко, слюна, слёзы, секреты носовых желез. Лактоферрин является одним из компонентов иммунной системы организма, принимает участие в системе врожденного гуморального иммунитета, регулирует функции иммунокомпетентных клеток и является белком острой фазы воспаления /1/.
Лактоферрин относится к полифункциональным белкам грудного молока, защитные свойства которого уникальны.
Первоначально лактоферрин рассматривался только как железосвязывающий белок молока с бактериостатическими свойствами, но к настоящему времени получено много экспериментальных данных и доказательств, указывающих на то, что этот белок обладает множественными физиологическими свойствами.
Ниже перечислены только некоторые из них. А о скольких еще мы не знаем!..
1. Наиболее изученная функция - регулирование содержания железа в организме. Корректная регуляция концентрации ионов железа в организме жизненно важна, поскольку железо участвует во многих метаболических процессах. Однако, избыток железа не менее вреден, чем его недостаток и приводит к активации микробного роста, разрушению клеток под действием свободных радикалов.
Предполагается, что роль лактоферрина при вскармливании заключается в маскировании железа в молоке. Лактоферрин выступает как фактор, лимитирующий содержание железа, доступного для микроорганизмов. Связывая ионы «лишнего» железа и других металлов, лактоферрин лишает патогенную флору жизненно важных микроэлементов /2/.
2. Преимущественная локализация лактоферрина в секреторных жидкостях косвенно указывала на то, что основная функция этого белка в защите слизистых от патогенов. В дальнейшем было установлено, что лактоферрин эффективно используется в защите организма от энтеральных инфекций и обладает способностью подавлять широкий диапазон микробных агентов, независимо от своей способности связывать железо. Наиболее изученным механизмом антибактериального действия белка является специфическое взаимодействие лактоферрина с наружной бактериальной мембраной, которое приводит к гибели клеток бактерий /3/.
3. Доказано, что лактоферрин обладает антивирусной активностью против широкого спектра вирусов человека и животных с ДНК и РНК геномами. Лактоферрин связывает различные антигены вирусной природы преимущественно в условиях in vitro /4/.
На данный момент показано действие белка против вирусов простого герпеса 1 и 2, цитомегаловируса, ВИЧ, вируса гепатита С, хантавирусов, ротавирусов, полиовирусов первого типа, аденовирусов, респираторного синцитиального вируса, мышиного вируса лейкоза Френда /1/.
Именно поэтому так часто практикуемое в отечественных больницах прекращение грудного вскармливания при ротавирусных инфекциях является очень грубой ошибкой терапии.
4. Помимо прямого антимикробного действия, лактоферрин может влиять на воспалительный процесс, вызываемый микробной инфекцией. Это подтверждается экспериментами, в которых присутствие лактоферрина защищает от гастритов, индуцируемых Helicobacter pylori, поддерживает целостность слизистой кишечника от воздействия бактериального липополисахарида, снижает токсичность и даже смертность при высоком инфицировании энтеротоксичным штаммом E. сoli /3/.
5. Лактоферрин обладает также и противогрибковой активностью. Например, против Candida albicans - симбионтов, образующих колонии в слизистой оболочке ротовой полости здоровых людей. Исследования, проводимые на мышах с ослабленным иммунитетом и симптомами стоматита, приводили к значительному уменьшению числа Candida albicans в ротовой полости и размеров поражения языка. Показано, что оральное введение лактоферрина уменьшает количество патогенных организмов в тканях, близких к желудочно-кишечному тракту у нескольких моделей инфицированных животных /11/.
Более того, ВИЧ-инфицированные больные с Candida albicans, устойчивых к антигрибковым препаратам, полностью избавлялись от грибковой инфекции после введения смеси, содержащей лактоферрин /13/.
6. Лечение с помощью лактоферрина онкобольных, посредством введения его внутривенно, показывает очень хорошие и обнадеживающие результаты /5/.
7. Известно, что рост и развитие желудочно-кишечного тракта новорожденных животных, вскармливаемых материнским молоком, интенсивнее, чем у вскармливаемых молочными смесями. Исследования показали, что лактоферрин человека является фактором, стимулирующим этот рост, и эта способность тоже не зависит от наличия связанного железа. Это открытие увеличивает значимость лактоферрина в желудочно-кишечном тракте ребенка: лактоферрин не только является источником железа и аминокислот, но и способствует клеточному росту /6/.
8. Современные исследования новозеландских ученых позволили открыть новую активность лактоферрина, которая позволяет рассматривать лактоферрин как регулятор роста костной ткани. Было установлено, что лактоферрин защищает кость от истончения (остеопороза). Результаты исследований показывают, что лактоферрин является наиболее сильным активатором роста кости в сравнении с уже известными факторами, включая эпидермальный фактор роста. Опыты на мышах привели к 4-х кратному увеличению костной массы животного по сравнению с контролем /14/.
Таким образом, физиологические свойства лактоферрина поразительно разнообразны. К ним относятся:
- защита организма от бактериальных, вирусных и грибковых инфекций;
- контроль концентрации ионов железа в биологических жидкостях;
- противовоспалительная и иммуномодулирующая активность;
- регуляция клеточного роста и дифференцировки (для костной ткани и кишечника);
- замедление роста раковых опухолей и метастазирования /7/.
Ряд интереснейших свойств лактоферрина удобнее рассматривать, пользуясь схемой /8/.
- Зеленым цветом отмечены глобальные активности лактоферрина - защита от бактерий, вирусов, грибков и паразитов, уничтожение раковых клеток по механизму апоптоза, регуляция функций иммунной системы и воспалительного процесса.
- Синим цветом отмечены ферментативные активности, отвечающие за расщепление бактериальных и вирусных инфекционных факторов.
- Желтым цветом обозначены молекулярные механизмы действия лактоферрина, перекликающиеся с реализацией глобальных активностей.
2. Лактоферрин и анемия
Из всех анемий самой распространенной является железодефицитная (ЖДА), которая составляет примерно 80% от всех анемий.
ЖДА — это клинико-гематологический синдром, характеризующийся нарушением синтеза гемоглобина в результате дефицита железа, развивающегося на фоне различных патологических (физиологических) процессов.
Дефицит железа у детей приводит к росту инфекционной заболеваемости органов дыхания и ЖКТ. Железо необходимо для нормального функционирования структур головного мозга, при его недостаточном содержании нарушается нервно-психическое развитие ребенка.
Особенно активно всасывание железа происходит из грудного молока, хотя его содержание в нем невелико — всего 1,5 мг в литре; биодоступность железа грудного молока составляет до 60%.
Этому способствует особая форма, в которой оно представлено, — в виде железосодержащего белка лактоферрина. Лактоферрин в грудном молоке содержится в виде насыщенной (связанной с железом) и ненасыщенной форм. Соотношение форм лактоферрина меняется в зависимости от периода лактации. В течение первых 1–3 месяцев жизни превалирует насыщенная железотранспортная форма лактоферрина. Наличие специфических рецепторов к лактоферрину на эпителиальных клетках слизистой оболочки кишечника способствует адгезии с ними лактоферрина и более полной его утилизации.
Важнейшим фактором коррекции железодефицита является сбалансированное питание, и в первую очередь грудное вскармливание. Грудное молоко не только содержит железо в высокобиодоступной форме, но и повышает абсорбцию железа из других продуктов, употребляемых одновременно с ним /9/.
3. Применение лактоферрина в фармакологии и детском питании
В Японии после активных многолетних исследований создали лекарственный препарат на основе лактоферрина коровьего молока, который используют для лечения диареи, вызванной ротавирусной инфекцией у детей. Также этот препарат предотвращал развитие рака печени у больных с гепатитом С /15/.
В Италии проведены успешные исследования по применению лактоферрина коровы для лечения анемии беременных /16/.
В Московском НИИ онкологии им. П.А.Герцена наладили выделение лактоферрина из грудного молока для лечения онкологических больных в послеоперационном периоде и получают хорошие результаты такой терапии /7/.
На данном этапе развития промышленности добавление лактоферрина в искусственные смеси для вскармливания детей крайне затруднено и дорогостояще, поэтому в массовых объемах не осуществляется /5/.
Производство 1 грамма лактоферрина стоит более 3000 долларов /10/!
4. Результаты исследования женского молока на содержание лактоферрина
В Отделе молекулярной генетики Научно-исследовательского института экспериментальной медицины СЗО РАМН в Санкт-Петербурге уже много лет изучают свойства многофункционального белка грудного молока – лактоферрина. Далее - краткий обзор первых результатов /2/.
Вопрос о целесообразности грудного вскармливания после одного года широко обсуждается на конференциях консультантов по грудному вскармливанию и педиатров. Целью данного исследования было определение содержания лактоферрина и его насыщенности железом и медью в образцах молока женщин. На добровольной основе 15 женщин на протяжении 2 лет лактации собрали образцы грудного молока (более 7000 образцов), в которых проанализировано содержание лактоферрина.
В течение первой недели лактации концентрация лактоферрина в молозиве составляла 2–8 мг/мл, далее концентрация лактоферрина постепенно понижалась и к концу первого года лактации составляла от 0,5 до 2 мг/мл.
На протяжении второго года лактации концентрация лактоферрина составляла 0,5–1 мг/мл.
На сроках лактации свыше двух лет мы получили всего 24 образца с рекордными сроками до пяти лет лактации. В них содержание лактоферрина составляло от 2 до 5 мг/мл, т. е. по содержанию лактоферрина такое молоко было близко к молозиву.
Оценка объема позднего молока позволяет предположить, что ежедневно ребенок получает с ним более 50 мг лактоферрина, что близко к терапевтической дозе лактоферрина для больных онкологическими заболеваниями.
Таблица 1.
Таблица 2.
Мельникова Рада,
консультант по грудному вскармливанию
Под редакцией А.Соколова,
ст. научного сотрудника Отдела молекулярной генетики НИИЭМ, к. биол. наук
Источники:
1. Лактоферрин https://ru.wikipedia.org/wiki/%CB%E0%EA%F2%EE%F4%E5%F0%F0%E8%ED
2. В. А. Костевич, А. В. Соколов, Е. Т. Захарова, В. Б. Васильев «Анализ содержания и насыщенности железом и медью лактоферрина в молоке у женщин с первого дня и до 5 лет лактации». Медицинский академический журнал, 2014г. https://vk.com/doc155718_333513586?hash=3e9357f19fb3275d24&dl=9861c2ed43860eda3e
3. P. P. Ward, E. Paz and O. M. Conneely. Многофункциональность лактоферрина: критический обзор. http://www.narvac.com/art_laktoferrin2.htm
4. van der Strate, B.W., Beljaars, L., Molema, G., Harmsen, M.C., Meijer, D.K. Antiviral activities of lactoferrin. (2001) Antiviral. Res., 52(3), 225-239.
5. Л.Граевская «Защитные иммунные свойства грудного молока» http://www.materinstvo.ru/art/4858
6. Отдел молекулярной генетики «НИИ Экспериментальной медицины» СЗО РАМН http://www.iemrams.spb.ru:8101/russian/molgenru/complex/science/lac.htm
7. А.Соколов, ст. научный сотрудник Отдела молекулярной генетики НИИЭМ, кандидат биол. наук «Лактоферрин - один из основных белков грудного молока» http://www.azbukamama.ru/lactoferrin/
8. Официальная группа ВКонтакте Отдела молекулярной генетики ФГБУ "НИИ Экспериментальной Медицины" СЗО РАМН https://vk.com/lactoferrin
9. Железодефицитная анемия у детей грудного и младшего возраста http://forums.rusmedserv.com/showthread.php?t=78345
10. И.Рюхова «Ваш грудничок старше года». М.: Ресурс, 2014 - 240с.
11. Lupetti, A., Paulusma-Annema, A., Welling, M.M., Dogterom-Ballering, H., Brouwer, C.P., Senesi, S., Van Dissel, J.T., Nibbering, P.H. Synergistic activity of the N-terminal peptide of human lactoferrin and fluconazole against Candida species. (2003) Antimicrob. Agents Chemother., 47(1), 262-267.
12. Viejo-Diaz, M., Andres, M.T., Fierro, J.F. Modulation of in vitro fungicidal activity of human lactoferrin against Candida albicans by extracellular cation concentration and target cell metabolic activity. (2004) Antimicrob. Agents Chemother., 48(4), 1242-1248.
13. Masci, J.R. Complete response of severe, refractory oral candidiasis to mouthwash containing lactoferrin and lysozyme. (2000) AIDS, 14(15), 2403-2404.
14. Lorget F., Clough J., Oliveira M., Daury M.C., Sabokbar A. and Offord E. (2002) Lactoferrin reduces in vitro osteoclast differentiation and resorbing activity. Biochem. Biophys. Res. Commun. 296: 261–266
15. Hiroyuki Wakabayashi, Hirotsugu Oda, Koji Yamauchi, Fumiaki Abe. Lactoferrin for prevention of common viral infections. Journal of Infection and Chemotherapy. 30 August 2014. http://www.elsevier.com/locate/jic
16. Rosalba Paesano, Enrica Pacifici, Samanta Benedetti, Francesca Berlutti, Alessandra Frioni, Antonella Polimeni, Piera Valenti. Safety and efficacy of lactoferrin versus ferrous sulphate in curing iron deficiency and iron deficiency anaemia in hereditary thrombophilia pregnant women: an interventional study. Springer Science+Business Media New York 2014, 4 March 2014
