Dieta ma nam dostarczyć wszystkich składników do budowy tkanek, produkcji energii i regulacji różnych procesów życiowych. Powinny się w niej znaleźć także składniki o wielokierunkowym działaniu regulacyjnym i ochronnym, które wspomagają naszą odporność, zwalczają groźne drobnoustroje, regulują ogólnoustrojowy metabolizm czy w końcu kontrolują naszą mikrobiotę jelitową. Źródłem takich substancji aktywnych biologicznie są głównie rośliny, ale także różne produkty pochodzenia zwierzęcego, w tym mleko i jego przetwory. Podczas ostatnich kilkunastu tysięcy lat konsumpcji produktów nabiałowych przystosowaliśmy się do trawienia i wykorzystania jego cennych składników odżywczych. Od najdawniejszych czasów zjadaliśmy głównie łatwiej strawne i bogatsze w składniki odżywcze i regulacyjne produkty z mleka fermentowanego (np. kwaśne mleko, kefir, maślankę, sery, śmietanę, kumys). Zawierają one niezwykle cenne dla nas bakterie fermentacyjne, które mogą wspomóc naszą własną mikrobiotę, ale też dostarczyć wielu wartościowych produktów swojego metabolizmu. W wyrobach fermentowanych znajdziemy bakterie kwasu mlekowego (lactic acid bacteria; LAB), spośród których najpowszechniej występują 2 rodzaje:
Bakterie te powszechnie występują w środowisku, tworzą także naszą fizjologiczną mikrobiotę. Jednocześnie wiele szczepów LAB zalicza się do probiotyków, czyli żywych drobnoustrojów, które podane w odpowiedniej ilości wywierają korzystny wpływ na nasze zdrowie [36]. Stosowaliśmy je w diecie od tysięcy lat obserwując, że służą naszej kondycji, dzisiaj ich działanie prozdrowotne potwierdzono w setkach badań. To głównie regulacja mikrobioty jelitowej, a tą drogą: profilaktyka i zwalczanie infekcji żołądkowo-jelitowych, biegunki poantybiotykowej, objawów zespołu jelita drażliwego i nieswoistych chorób zapalnych jelita, zaparć, nawracających infekcji dróg oddechowych i moczowopłciowych oraz alergii (np. atopowego zapalenia skóry). Ponadto probiotyki mogą regulować działanie układu odpornościowego, hamować procesy nowotworzenia, obniżać poziom cholesterolu czy ciśnienie krwi. Wiele z tych działań możemy przypisać produktom ich metabolizmu. To m.in.: witaminy z grupy B i witamina K, krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (KKT; octowy, masłowy, propionowy) o działaniu przeciwzapalnym i troficznym dla kolonocytów, kwas gamma-aminomasłowy (gamma-aminobutyric acid; GABA) pełniący funkcję neuroprzekaźnika hamującego, bakteriocyny (peptydy hamujące wzrost lub zabijające bakterie), kwas rumenowy (skoniugowany kwas linolowy; conjugated linoleic acid; CLA) o właściwościach przeciwzapalnych, antyoksydacyjnych, antykancerogennych i antyaterogennych, enzymy (np. β-galaktozydaza, trawiąca dwucukier laktozę), czy egzopolisacharydy (cukry złożone o działaniu bifidogennym). Podczas fermentacji mleka bakterie probiotyczne za pomocą swoich enzymów proteolitycznych rozkładają białka mleka do licznych bioaktywnych peptydów o działaniu przeciwdrobnostrojowym, immunomodulującym, hipotensyjnym, przeciwkrzepliwym i antyoksydacyjnym. Jako przykład można wymienić pochodzące z kazeiny peptydy VPP i IPP hamujące aktywność konwertazy angiotensyny I (angiotensin-I-converting enzyme; ACE) i w ten sposób obniżające ciśnienie krwi [25, 52, 63, 88].
Probiotyki możemy stosować w żywności konwencjonalnej, specjalnie zaprojektowanej żywności prozdrowotnej (funkcjonalnej, czyli z dodatkiem bioaktywnych składników) lub w postaci suplementów diety, środków specjalnego przeznaczenia medycznego lub leków. Bakterie probiotyczne należą do naszej symbiotycznej mikrobioty, stąd nie powinny wywoływać niekorzystnych skutków w organizmie i ze względu na bezpieczeństwo stosowania są uznawane za nieniosące ryzyka dla zdrowia [36]. Często w tych produktach możemy znaleźć także prebiotyki, czyli substancje korzystnie wpływające na kondycję przyjmowanych probiotyków i naszej endogennej mikrobioty. Według aktualnej (z 2007 roku) definicji FAO/WHO prebiotyki to nie będące organizmami żywymi, nie trawione składniki żywności, które wywierają korzystny wpływ na gospodarza poprzez modulację mikrobioty [27, 56]. Zwykle są to substancje roślinne: oligo- i polisacharydy lub związki niecukrowe, które nie trawione przez gospodarza są fermentowane przez jego mikrobiotę, poprawiając jej kondycję. Obecnie coraz częściej stosuje się synbiotyki – preparaty zawierające jeden lub kilka probiotyków i prebiotyków.
Cennym źródłem prebiotyków w naszej diecie mogą być produkty spożywcze, także mleczne. Właściwości prebiotyczne mają liczne składniki mleka: fosforany, laktoza, oligosacharydy (głównie te zawierające N-acetylglukozaminę), nukleotydy, α-laktoalbumina, laktoperoksydaza, lizozym, peptydowy fragment kazeiny (glikomakropeptyd; GMP) i laktoferyna (LF) [8, 15, 88, 97].
Laktoferyna jest wielofunkcyjną glikoproteiną obecną w ziarnistościach granulocytów obojętnochłonnych (neutrofilów) oraz we wszystkich wydzielinach ssaków, także w siarze i mleku. W dużych ilościach jest zatem dostarczana do organizmu nowo narodzonego dziecka, wpływając korzystnie na jego rozwój. W późniejszym wieku naturalnie występującą w naszym organizmie LF możemy uzupełnić dietą nabiałową lub w suplementach diety. Do dziś potwierdzono 20 różnorodnych fizjologicznych zadań, które LF spełnia w organizmie ssaków [4, 19, 88]. Działa przeciwdrobnoustrojowo (może hamować wzrost lub zabijać komórki różnych drobnoustrojów), immunoregulacyjnie (w zależności od potrzeby może wzmacniać lub wyciszać układ odpornościowy) i przeciwnowotworowo, neutralizuje toksyny bakteryjne, reguluje procesy utleniania-redukcji przez zwiększanie lub hamowanie tworzenia reaktywnych form tlenu (RFT), jak również reguluje metabolizm żelaza, w tym jego wchłanianie z pokarmu. Potwierdzono ponadto jej udział w regulacji metabolizmu glukozy i lipidów, procesach hematopoetycznych, kościotwórczych oraz gojenia ran, a także działanie hipotensyjne, analgetyczne i przeciwstresowe [3, 18, 19]. Co ważne, w podobny sposób, a nawet silniej, działają peptydy – pochodne natywnej LF, powstające podczas jej trawienia enzymatycznego oraz syntezowane w warunkach laboratoryjnych. Do najbardziej aktywnych spośród nich należą laktoferycyna i laktoferampina uzyskane z płatu N cząsteczki LF [53].
Jedną z dobrze już dziś potwierdzonych właściwości LF jest działanie prebiotyczne, czyli korzystny (ochronny lub promujący wzrost) wpływ na bakterie probiotyczne i bakterie symbiotyczne zasiedlające naturalnie nasz organizm. Jak na razie, najlepiej potwierdzono działanie prebiotyczne LF w zaburzeniach mikrobioty przewodu pokarmowego oraz układu moczowo-płciowego u kobiet [87, 88].
Poniżej dokonano przeglądu literatury prezentującej wyniki badań aktywności prebiotycznej laktoferyny w przewodzie pokarmowym, przypominając wcześniej pokrótce wiadomości na temat mikrobioty zamieszkującej nasze jelita.
Nasz organizm zasiedlają liczne drobnoustroje: wirusy, archeony, bakterie, grzyby i pierwotniaki, tworząc złożony ekosystem nazywany dawniej mikroflorą, a obecnie mikrobiotą. 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 około 40 bilionów (40 × 1012) bakterii, co stanowi 99% wszystkich „naszych” bakterii. Na mikrobiotę składają się zarówno bakterie symbiotyczne (pożyteczne), jak i zwykle niegroźne, obojętne, choć potencjalnie chorobotwórcze w określonych sytuacjach (tzw. bakterie oportunistyczne) oraz bezwzględnie (zawsze) groźne bakterie patogenne. Tych ostatnich jest najmniej i są zwykle utrzymywane w ryzach przez pożyteczne symbionty oraz układ immunologiczny, co chroni nas przed zakażeniami przewodu pokarmowego. Od dawna podejrzewano, że tajemnica naszego zdrowia tkwi w jelitach, a dziś już jest pewne, że to właśnie nasza mikrobiota jelitowa jest zasadnicza w ochronie nie tylko przed infekcją żołądkowo-jelitową, niestrawnością, biegunką czy zaparciami, ale też przed alergią, chorobami autoimmunizacyjnymi, rakiem, otyłością, cukrzycą, nadciśnieniem, a nawet chorobami neurorozwojowymi (np. autyzmem) w dzieciństwie czy neurodegeneracyjnymi (np. chorobą Alzheimera) w wieku podeszłym. Przez miliony lat wspólnej ewolucji zbudowaliśmy z naszymi mikrobiontami doskonały układ wzajemnych zależności, który możemy nazwać symbiozą mutualistyczną. To współpraca, z której obie strony czerpią korzyści, a wręcz muszą w niej pozostawać, żeby prawidłowo funkcjonować. Oznacza to, że nasza mikrobiota jelitowa musi być sprawna, tzn. odpowiednia pod względem ilościowym, jakościowym i czynnościowym (stan eubiozy), bo tylko taka zapewni nam zdrowie, czyli homeostazę i dobrostan organizmu. Wszystkie zmiany „sprawności” mikrobioty (stan dysbiozy) spowodowane dietą, stylem życia, stresem, przyjmowaniem leków (m.in. antybiotyków) oraz wieloma innymi czynnikami mogą stać się przyczyną wspomnianych chorób [63, 93].
Pierwszych mieszkańców naszego własnego mikroświata zdobywamy już prawdopodobnie w łonie matki, gdzie niektóre z bakterii zasiedlających jej jelita przechodzą do krwi, a z nią do wód płodowych i krążenia płodu. Obecnie liczne doniesienia oparte na nowoczesnych metodach badawczych potwierdzają tak wczesną kolonizację organizmu dziecka, choć równie liczne są badania, które im zaprzeczają. Trudno na razie jednoznacznie ocenić, czy rację mają zwolennicy teorii „sterylnej macicy” („sterile womb”) czy raczej „macicznej kolonizacji” („
Procesy zasiedlania i aktywności mikrobioty jelitowej na początku naszego życia w dużej mierze regulują różnorodne czynniki obecne w mleku matki, które jest bogate zarówno w związki mikrobiostatyczne i bójcze, jak i prebiotyczne. Jednym z nich jest laktoferyna. Warto podkreślić, że zwykle działają one addytywnie lub synergistycznie, wzajemnie wzmacniając swoją aktywność [8, 15, 88]. Z tego więc względu, szczególnie trudny jest dla oseska okres odstawienia od piersi (odsadzenia u zwierząt), czyli przejście od mleka matki do pokarmów stałych (żywienia typowego dla dorosłych). Wtedy rozwija się tzw. stres odstawieniowy (weaning stress), kiedy gwałtownie spada w jelicie ilość czynników regulujących zarówno liczebność pożądanych jak i niepożądanych bakterii, aktywność układu immunologicznego i nerwowego, czy wspomagających wzrost i odnowę tkanki samego jelita. W tym okresie bakterie patogenne, jak
Laktoferyna występuje naturalnie w przewodzie pokarmowym ssaków. Ekspresję genu dla LF przez komórki nabłonkowe błony śluzowej potwierdzono, jak dotąd, w dwunastnicy odsadzonych prosiąt [90] oraz dwunastnicy, jelicie czczym, krętym i okrężnicy myszy [50]. Podczas zakażenia/zapalenia jelita wytwarzanie LF lokalnie znacznie wzrasta, co odzwierciedla zarówno jej większą syntezę przez komórki nabłonkowe jelita, jak i uwalnianie przez naciekające śluzówkę neutrofile [50]. W dotychczasowych badaniach poziomy LF w kale dobrze korelowały nie tylko z nasileniem choroby, ale też skutecznością leczenia przewlekłych nieswoistych chorób zapalnych jelita (wrzodziejącego zapalenia jelita grubego i choroby Crohna), co sugeruje, że w przyszłości takie oznaczenia mogą być rutynowo stosowane w ocenie stanu tych pacjentów [48].
LF w przewodzie pokarmowym działa na różne sposoby, co jest szczególnie istotne w niedojrzałej i bardzo jeszcze labilnej tkance jelita noworodków. To głównie LF egzogenna, dostarczona z pokarmem matki. Docierają tu duże ilości zarówno natywnego, nie strawionego białka, jak i pochodnych peptydów, które, po spełnieniu swoich zadań, są wydalane z kałem (stężenia fekalnej LF u donoszonych noworodków wahają się w przedziale 0,9 do 3,05 mg/ml, wyższe są u wcześniaków) [58].
W licznych badaniach potwierdzono korzystne działanie LF na nabłonek jelitowy. Białko to stymuluje wzrost, różnicowanie i aktywność wydzielniczą komórek nabłonkowych, co optymalizuje procesy trawienia i absorpcji składników odżywczych oraz chroni przed działaniem patogenów i alergenów pokarmowych [9, 96]. LF chroni także nabłonek jelitowy przed toksycznym działaniem reaktywnych form tlenu (RFT), toksyn bakteryjnych oraz ksenobiotyków takich jak niesteroidowe leki przeciwzapalne (nonsteroidal anti-inflammatory drugs; NSAIDs) [32, 44, 78, 86]. Co ważne, LF chroni także przed zakażeniami przewodu pokarmowego, zarówno wirusowymi, jak i bakteryjnymi, grzybiczymi czy pierwotniakowymi [3, 34]. W wielu testach wykazano ochronne działanie LF w stanach endotoksemii, bakteriemii, sepsy i martwiczego zapalenia jelita u noworodków [14, 20, 46, 55, 59, 76], nieswoistego zapalenia jelita grubego [1, 49] oraz po resekcji części jelita [95]. Mechanizm działania LF może m.in. obejmować bezpośrednie hamowanie lub zabijanie komórek drobnoustrojów, aktywację/hamowanie układu odpornościowego czy zwiększanie szczelności nabłonka jelitowego poprzez stymulację wytwarzania białek połączeń ścisłych [18, 34, 89].
Istotnym aspektem działania LF w tym kontekście jest aktywność prebiotyczna, co przyczynia się do przywrócenia równowagi mikrobioty jelitowej i chroni przed namnażaniem patogenów i rozwojem lokalnego i uogólnionego stanu zapalnego. Kompleksowe działanie LF w zwalczaniu zakażenia/zapalenia, obejmujące jej właściwości prebiotyczne, podsumowano na Ryc. 1 i 2. Korzystne działanie LF na mikrobiotę jelitową potwierdzono w licznych badaniach
Uzyskane wyniki zależały od rodzaju użytej LF oraz warunków hodowli, co wskazuje możliwy mechanizm działania białka. W części badań wykazano bifidogenne działanie LF wysyconej żelazem (holo-LF), ale nie postaci pozbawionej jonów żelaza (apo-LF), co sugeruje stymulację wzrostu bifidobakterii na drodze zaopatrywania je w niezbędne do procesów metabolicznych żelazo. Dodatek ludzkiej LF częściowo (w 30%) wysyconej jonami żelaza hamował w sposób zależny od dawki wzrost
Apo-LF i LF wysycona jonami żelaza w 66% (66% LF) dodane do medium ubogiego w żelazo ograniczały wzrost
Wyniki części testów nie potwierdzają jednak istotnej roli żelaza dostarczanego przez LF do wzrostu bakterii kwasu mlekowego i sugerują inny mechanizm takiej aktywności. Fakt ten nie dziwi szczególnie w przypadku pałeczek
W dalszych badaniach na powierzchni i w cytozolu komórek
Z wyników kilku kolejnych testów możemy wnioskować, że nie tylko natywna LF, ale też peptydy powstające podczas jej enzymatycznej hydrolizy, wiążą się z komórkami bifidobakterii. Miejsce wiązania z receptorem komórkowym leży prawdopodobnie w obrębie płatu N cząsteczki LF [69]. Można przypuszczać, że LF lub jej fragmenty po wniknięciu do komórki bakterii probiotycznej mogą regulować szlaki sygnałowe, m.in. poprzez wiązanie się z DNA i wpływ na transkrypcję genów [30]. Związanie z komórką docelową nie jest jednak niezbędne, gdyż stwierdzono bifidogenne działanie także izolowanego płatu C cząsteczki LF, który nie wiąże się z komórką bakteryjną [40, 69].
Z pepsynowych hydrolizatów ludzkiego mleka wyizolowano 3 peptydy o aktywności bifidogennej, w tym 2 z cząsteczki LF. Oba pochodzą z N-końcowych fragmentów płatów N i C, a pierwszy jest niemal identyczny z laktoferycyną. Peptydy te silnie stymulują wzrost
Apo-LF i jej hydrolizaty pepsynowe hamowały wzrost bakterii patogennych (
Pewne znaczenie w aktywności bifidogennej LF przypisać można części cukrowej jej cząsteczki. Cukry (m.in. N-acetyloglukozamina, mannoza, galaktoza, kwas sjalowy) stanowią około 6% całkowitej masy cząst. ludzkiej LF i 11% bydlęcej LF. Mogą być potencjalnym źródłem energii dla bakterii probiotycznych, jak sugerują wyniki kilku testów. LF i jej hydrolizaty pronazowe (frakcja glikopeptydów zawierająca 85% cukrów) stymulowały wzrost niektórych szczepów
LF i laktoperoksydaza stymulowały wzrost
Działanie bifidogenne bydlęcej LF wykazano na modelu myszy od urodzenia pozbawionych naturalnej mikrobioty (germ-free), którym podano bakterie symbiotyczne izolowane z kału niemowląt. Karmienie zwierząt mieszanką mlekozastępczą z dodatkiem LF (2 mg/ml) znacznie przyspieszyło ustalenie mikrobioty jelitowej z dominacją bifidobakterii w porównaniu z kontrolną mieszanką standardową [31].
U szczurów z indukowanym chemicznie owrzodzeniem żołądka badano aktywność wyizolowanej z mleka LF i jej pepsynowych hydrolizatów [84]. Podane zwierzętom 30 minut przed indukcją uszkodzeń wyraźnie chroniły śluzówkę. Najskuteczniejszy był hydrolizat 24-godzinny, słabiej działała natywna LF. W dodatkowych testach
Podobny model zastosowano do oceny skuteczności LF i
W testach na noworodkach szczurzych wykazano skuteczność LF i
Ciekawych danych dostarczyło podobne badanie, lecz z użyciem zmodyfikowanego genetycznie szczepu
Kilka kolejnych testów wykonano w modelu odsadzonych prosiąt, ze względu na podobieństwa fizjologiczne, uznawanym za najlepszy model doświadczalny zapalnych chorób jelita u noworodków ludzkich. 7-dniowym prosiętom podawano preparat z dodatkiem LF rekombinowanej i natywnej izolowanych z mleka krowiego (uzyskanego od krów transgenicznych) [33]. Po 30 dniach zaobserwowano znacznie lepszą kolonizację jelita przez
Na podobnym modelu wykazano aktywność bifidogenną fuzyjnego rekombinowanego peptydu LFA-LFC złożonego z laktoferampiny (LFA) i laktoferycyny (LFC) – peptydów pochodzących z kationowego regionu płatu N cząsteczki LF [81]. Peptyd LFA-LFC (wytwarzany w komórkach drożdży
W podobnym teście odsadzonym prosiętom podawano rekombinowany peptyd LFA-LFC wytwarzany przez komórki bakterii
Ciekawe wyniki pochodzą także z najnowszego badania na modelu nowo narodzonych prosiąt [29]. Tygodniowa suplementacja standardowej diety mlekozastępczej probiotykami lub probiotykami/LF (100 mg/dzień) zwiększała różnorodność mikrobioty w jelicie cienkim i grubym, z widocznym spadkiem udziału potencjalnie patogennych bakterii z rodziny
W kolejnym badaniu prosiętom podawano mieszankę wzbogaconą w polidekstrozę, galaktooligosacharydy (GOS), MFGM (milk fat globule membrane) oraz LF [6]. Zanotowano lepsze wskaźniki wzrostu, wydłużenie kosmków jelitowych oraz większą aktywność enzymów jelitowych i neuroprzekaźników: wazoaktywnego peptydu jelitowego (vasoactive intestinal peptide; VIP) i hydroksylazy tyrozynowej (tyrosine hydroxylase; TH). W jelicie grubym mniej było potencjalnie patogennych bakterii z rodzajów:
Działanie bifidogenne LF badano także w kilku próbach klinicznych. W pierwszej nie stwierdzono jednak istotnego wpływu bydlęcej LF podawanej (2,8 mg/ml) ze standardowym mlekiem zastępczym zdrowym niemowlętom (n = 58) do 14. dnia życia [5, 92]. Skład mikrobioty w kale dzieci karmionych mieszanką kontrolną i z dodatkiem LF był podobny i odmienny niż u dzieci żywionych naturalnie. Przypominał mikrobiotę jelitową osób dorosłych, z dominacją bakterii z rodzajów
Korzystne działanie LF w badaniu klinicznym zaobserwował natomiast zespół japoński [39]. Niemowlęta (n = 9) urodzone między 29–36. tygodniem ciąży były karmione przez 14 dni standardowym mlekiem zastępczym z dodatkiem bydlęcej LF (1 mg/ml). W próbkach stolca więcej było bifidobakterii, a mniej bakterii z rodziny
Również w kolejnym badaniu klinicznym bydlęca LF dodana (1 mg/ml) do standardowej mieszanki mlekozastępczej korzystnie regulowała skład mikrobioty zdrowych niemowląt (n=55) [73]. Analiza stolca wykonana po 30. i 90. dniach wykazała ustalenie mikrobioty jelitowej typu „bifidus” odpowiednio u 14 i 57% dzieci (wobec 8 i 14% w grupie kontrolnej).
W nowszym, kontrolowanym badaniu podawano niemowlętom (n = 480) od 14. do 365. dnia życia standardową mieszankę mlekozastępczą wzbogaconą w bydlęcą LF (0,6 lub 1 mg/ml) oraz prebiotyki: polidekstrozę i GOS [35]. Takie żywienie nie wpływało na współczynniki przyrostu wagi, wskaźniki antropometryczne ani ilość i tolerancję przyjmowanego pokarmu. Poprawiło jednak konsystencję stolca, który był luźniejszy i podobny do stolca dzieci karmionych piersią. W tym badaniu nie analizowano mikrobioty jelitowej, jednak autorzy uzyskane wyniki dyskutują w kontekście korzystnego wpływu LF i innych prebiotyków na ustalenie prawidłowej mikrobioty jelitowej u karmionych sztucznie dzieci.
Pionierskie kontrolowane badanie kliniczne wpływu probiotyków i LF na zdrowie wcześniaków wykonał zespół lekarzy włoskich pod kierunkiem prof. Paolo Manzoniego [55]. Badaniem objęto łącznie 472 noworodki z bardzo niską masa urodzeniową (very-low birth weight; VLBW), którym podawano doustnie bydlęcą LF (100 mg/dzień), LF/LGG lub placebo. W ciągu 30–45 dni obserwacji w obu grupach suplementowanych istotnie rzadziej występowała późna sepsa i śmierć z tego powodu, zakażenia bakteriami Gram-dodatnimi i Gram-ujemnymi, inwazyjne zakażenia grzybicze, NEC i retinopatia wcześniacza. Oba sposoby suplementacji były skuteczne, choć nieco lepsze efekty obserwowano po łącznym podaniu LF i probiotyków.
W kolejnej randomizowanej próbie klinicznej oceniano skuteczność rekombinowanej ludzkiej LF w profilaktyce zakażeń szpitalnych u noworodków VLBW (n = 120) w Stanach Zjednoczonych [76]. LF podawano doustnie co 12 h w dawce 150 mg/kg m.c. od narodzin przez 28 dni. Częstość zakażeń szpitalnych (w tym zakażeń uogólnionych, zakażeń dostępów centralnych, układu moczowego i płuc) spadła o połowę względem grupy placebo. Analiza mikrobioty jelitowej wykazała
W kolejnym badaniu klinicznym (retrospektywnym kohortowym) oceniono skuteczność profilaktyki NEC i późnej sepsy u noworodków VLBW za pomocą podawanych doustnie LF (100 mg/dzień) i LGG [59]. Analizie poddano historyczną grupę dzieci urodzonych w latach 2004–2008 (nie suplementowanych) oraz w latach 2011–2015 suplementowanych LF/LGG. Zanotowano znacznie rzadsze występowanie NEC (1% vs. 3% w grupie historycznej) oraz retinopatii wcześniaczej, ale nie późnej sepsy. Nie stwierdzono żadnych działań niepożądanych LF, ale po podaniu LGG u jednego dziecka rozwinęła się sepsa.
Największa dotąd, wieloośrodkowa kontrolowana próba kliniczna (o akronimie Enteral Lactoferrin in Neonates; ELFIN) przeprowadzona przez zespół badaczy z Wielkiej Brytanii nie potwierdziła ochronnego działania LF w późnej sepsie, NEC i innych powikłaniach u wcześniaków (n=2203) [22]. Dodatkowo zastosowano probiotyki, łącznie u 1/3 uczestników badania, wybranych zarówno spośród dzieci otrzymujących LF, jak i z grupy placebo. W żadnej z podgrup nie wykazano ochronnego działania LF. Obecnie trwa analiza statystyczna próbek kału i moczu podgrupy ponad 480 noworodków (badanie o akronimie MAGPIE) pod kątem ewentualnych zmian mikrobioty i metabolomu.
Ciekawej obserwacji klinicznej dokonał zespół włoski mierząc zawartość endogennej LF w mleku matek oraz stolcu ich noworodków (48 par matka–dziecko) bezpośrednio po porodzie i 30 dni później [58]. Zawartość LF była najwyższa w siarze (7 mg/ml), spadając stopniowo do 2,3 mg/ml w mleku dojrzałym. Zarówno u dzieci urodzonych w terminie, jak i wcześniaków, stężenie fekalnej LF było wysokie (znacznie wyższe niż u dzieci starszych i osób dorosłych) i rosło z czasem: z 0,9 do 3,05 mg/ml u dzieci donoszonych oraz z 1,63 do 7,63 mg/ml u wcześniaków. W tej ostatniej grupie zawartość
Korzystny wpływ bydlęcej LF i
W kolejnym kontrolowanym teście klinicznym grupa badaczy australijskich porównała efekty doustnego podawania bydlęcej LF w postaci naturalnej i mikrokapsułkowanej (chronionej przed działaniem kwasu solnego i enzymów trawiennych w żołądku) [17]. Zdrowi wolontariusze (n=12) zażywali codziennie po 200 lub 600 mg obu preparatów przez 4 tygodnie. Oznaczano stopień trawienia LF, wpływ na aktywację limfocytów T CD4+ (komórki T pomocnicze) i T CD8+ (komórki T cytotoksyczne) obecnych we krwi oraz mikrobiotę jelitową. Stwierdzono mniej aktywowanych limfocytów T CD4+ w badanej puli komórek, co sugeruje działanie przeciwzapalne (podobne dla obu postaci LF). U osób przyjmujących większą dawkę mikrokapsułkowanej LF stwierdzono jej obecność w stolcu. Innowacyjna LF bardziej też zmieniała skład mikrobioty jelitowej (mniej bakterii z grup
Nasz organizm wytwarza laktoferynę, która „dba” o prawidłową mikrobiotę wszystkich błon śluzowych, także przewodu pokarmowego. Źródłem egzogennej LF mogą być produkty nabiałowe, w których znajdziemy pewne ilości tego białka lub pochodnych peptydów. W najbardziej popularnych w Polsce mleku krowim i kozim ilości LF nie są duże i nie przekraczają 0,1–0,3 mg/ml (co daje w szklance mleka 25–75 mg). Już w takich niedużych dawkach białko jest jednak aktywne, wpływa m.in. regulacyjnie na układ odpornościowy [98]. Osobną kwestią jest jakość dostępnego nabiału, oceniana jako zawartość bioaktywnych składników, w tym LF. Większość z nich to białka, związki wrażliwe na denaturację, czyli uszkodzenie struktury przestrzennej podczas ogrzewania w wysokiej temperaturze. Mleko poddawane standardowej pasteryzacji (w temperaturze 72–80°C przez 15 sekund) zachowuje większość (80–90%) aktywnej LF. W ogóle nie znajdziemy jednak LF (i innych aktywnych białek) w mleku czy jego przetworach sterylizowanych w ultra wysokiej temperaturze, czyli podczas obróbki UHT (135°C przez klika sekund w podwyższonym ciśnieniu) oraz mleku suszonym rozpyłowo (mleko w proszku) [2, 19, 89].
LF w dużej części pozostaje nie strawiona w przewodzie pokarmowym noworodka i niemowlęcia, jej losy w układzie trawiennym osób dorosłych do dziś nie są do końca jasne. Wyniki z części badań sugerują, że jest ona bardziej oporna na trawienie niż inne białka i w pewnej ilości (kilka procent dawki przyjętej doustnie) może osiągać jelito. Docierają tu też powstające w wyniku proteolizy aktywne fragmenty peptydowe z cząsteczki LF. W jelicie LF/pochodne peptydy działają lokalnie, na błonę śluzową, mikrobiotę oraz rezydujące tu komórki odpornościowe, w tym grudki chłonne (tzw. kępki Peyera) tworzące tkankę limfatyczną związaną z jelitem (gut-associated lymphoid tissue; GALT). Na GALT oddziałuje również mikrobiota jelitowa oraz przyjęte doustnie probiotyki [47, 63]. Aktywowane limfocyty przemieszczają się do błon śluzowych innych narządów (układu oddechowego i moczowo-płciowego) zwiększając ich odporność (tzw. zintegrowana odporność śluzówkowa). LF/pochodne peptydy oraz mikrobiota jelitowa mogą także pobudzać różnorodne komórki tkanki jelita do wydzielania wielu czynników immunologicznych (np. cytokin, chemokin) oraz neurotransmiterów, a te rozprzestrzeniając się po organizmie warunkują ogólnoustrojowe efekty podanej doustnie LF [4, 16, 85, 89].
W najnowszym badaniu udowodniono, że LF zastosowana doustnie wywiera działanie na cały organizm [45]. Po doustnym podaniu tego białka szczurom po 3–24 godz. stwierdzono zmiany w ekspresji licznych genów leukocytów krwi obwodowej, a efekty były porównywalne z działaniem LF podanej drogą dożylną. Uzyskane wyniki rozwiewają dotychczasowe wątpliwości co do ogólnoustrojowej aktywności LF aplikowanej doustnie.
W żadnym z licznych, dotychczasowych badań (
Laktoferyna, zarówno pochodzenia ludzkiego, jak i bydlęca oraz pochodne peptydy działają prebiotycznie na wiele szczepów bakterii symbiotycznych w mikrobiocie przewodu pokarmowego oraz bakterii uznanych za probiotyki. Takie działanie białka potwierdzono w licznych badaniach laboratoryjnych (w hodowlach komórkowych i na zwierzętach) oraz w badaniach na ludziach. Wyniki badań
W badaniach na zwierzętach i ludziach LF normalizowała skład mikrobioty jelitowej, chroniąc przed zakażeniami i zapaleniem. Najmłodsze dzieci wspomaga laktoferyna przyjmowana z mlekiem matki. W późniejszym wieku możemy liczyć na własne, endogenne białko wydzielane przez błony śluzowe i neutrofile albo możemy je przyjąć z nabiałem (niepoddanym agresywnej obróbce termicznej) lub suplementami diety. Na rynku dostępne są zarówno produkty z samą laktoferyną bydlęcą (izolowaną z mleka), LF i klasycznym prebiotykiem (np. inuliną czy GOS), a także z probiotykami (jako synbiotyki). Preparaty laktoferynowe są skuteczne po podaniu doustnym, co potwierdzono w licznych badaniach, także klinicznych. Białko jest względnie oporne na trawienie, może docierać do jelita (głównie w postaci fragmentów peptydowych), gdzie działa lokalnie na mikrobiotę i układ odpornościowy związany z tutejszą błoną śluzową, a tą drogą może wzmacniać odporność wszystkich śluzówek w organizmie.
Zastosowanie LF jest polecane szczególnie osobom z dysbiozą jelitową spowodowaną przyjmowaniem antybiotyków i innych leków (inhibitorów pompy protonowej, NSAID, metforminy, doustnych preparatów żelaza) oraz paleniem tytoniu, osobom stosującym dietę wysoko przetworzoną, z dużą ilością konserwantów, cukrów prostych, mięsa i tłuszczów nasyconych, a ubogą w warzywa i owoce [56, 62]. Skorzystać z takiej suplementacji mogą też najmłodsze dzieci żywione sztucznie, gdyż na polskim rynku nie jest dostępne mleko zastępcze z tym białkiem (choć w niektórych krajach, np. w Chinach czy Japonii można je kupić już od ponad 30 lat). Suplementację LF warto też polecić osobom starszym, a szczególnie kobietom podczas i po menopauzie, gdyż zmiany hormonalne często niekorzystnie zmieniają mikrobiotę jelitową.
Styl życia, dieta, podeszły wiek, leki przyczyniają się do rozwoju dysbiozy i wszystkich jej skutków, nie tylko w przewodzie pokarmowym, ale też w metabolizmie ogólnoustrojowym. Warto więc w każdym wieku pamiętać o „dobrych mikrobach” w naszych jelitach i należycie o nie zadbać, m.in. stosując odpowiednią dietę, by móc cieszyć się dobrą kondycją fizyczną i psychiczną przez długi czas.