Lactoferrine wat is dat?
Zegt lactoferrine je iets? Dit eiwit, ook aanwezig in het colostrum van de moedermelk, speelt een cruciale rol voor onze darmgezondheid en immuniteit. Het laatste decennium is heel wat onderzoek gedaan naar dit uniek stofje. Wij zetten graag de belangrijkste bevindingen voor jou op een rijtje. Maar eerst: wat is lactoferrine precies en wat doet het?
Overal in het lichaam aanwezig
Lactoferrine is een ijzerbindend eiwit dat in grote mate voorkomt in moedermelk. De concentratie lactoferrine in melk hangt af van de fase van de lactatie. Zo is bewezen dat colostrum tot zeven keer meer Lactoferrine kan bevatten dan rijpe melk (1). Menselijke lichaamscellen kunnen lactoferrine produceren en het wordt dan ook gevonden in tal van organen en cellen in ons lichaam zoals de luchtwegen, speeksel, tranen, darmen, urine, sperma, de pancreas, de gal, de prostaat, bronchiale afscheidingen, vaginale afscheiding, navelstrengbloed, bloedplasma en cellen van het immuunsysteem (2). Lactoferrine is overal aanwezig waar het lichaam een snelle en doeltreffende bescherming nodig heeft tegen bedreigingen van buitenaf.
Houdt ijzer vast en vermindert de verspreiding van bacteriën
Chemisch gezien is lactoferrine een glycoproteïne dat lid is van de transferrinefamilie, een eiwit dat zich kan binden aan ijzerionen. Lactoferrine is, zoals de naam al doet vermoeden (lacto + ferrine = melk + ijzer), dus een ijzerbindend melkeiwit dat helpt het ijzergehalte in het lichaam in evenwicht te brengen (3). Interessant daarbij is dat lactoferrine ijzer kan vasthouden tot pH-waarden van 3,0, wat specifiek is voor infectieuze en inflammatoire gebieden (4). Het eiwit speelt hiermee een cruciale rol in geïnfecteerde en ontstoken gebieden waar het de ijzerionen bindt, de bacteriële groei afremt (bacteriostatisch) en de proliferatie van bacteriën vermindert door het wegnemen van het ijzer dat gebruikt wordt voor de groei van de bacterie (5-6). IJzer is namelijk een belangrijk nutriënt voor pathogenen. Lactoferrine vangt ijzer af waardoor deze zich niet meer kunnen prolifereren. Dit vermogen van lactoferrine, ook bekend als zijn antimicrobiële activiteit, beïnvloedt de groei en proliferatie van virussen tot schimmels (7).
Sterke antivirale werking
Lactoferrine heeft een sterke antivirale werking tegen een breed spectrum van zowel naakte als omhulde DNA- en RNA-virussen. Lactoferrine remt het binnendringen van virusdeeltjes in onze cellen af, door directe hechting aan de virusdeeltjes of door blokkering van hun cellulaire receptoren (8). Tegelijk heeft lactoferrine een immunomodulerende functie en speelt het een cruciale rol door het stimuleren van de cellen die betrokken zijn bij aangeboren en verworven immuniteit (9). Het kan ingeschakeld worden bij maagdarminfecties, griep, luchtweginfecties, keelontsteking, enz. (10).
Ook werden de afgelopen jaren tal van studies opgezet om de invloed van lactoferrine op het coronavirus te onderzoeken. Mogelijke mechanismen van het antivirale effect van lactoferrine tegen SARS-CoV-2 zijn: remming van de virale replicatie door directe binding van lactoferrine aan zijn celreceptor; directe interactie van lactoferrine met SARS-CoV-2 dat de binding van het virus aan ACE2-receptoren voorkomt; binding van lactoferrine aan HSPG’s op het oppervlak van de gastheercel, waardoor het virus de cel niet kan binnendringen. ACE2-receptoren komen o.a. in hoge mate voor op menselijke long alveolaire epitheelcellen. Vandaar dat het SARS-CoV-2 virus ook klachten kan geven op het niveau van de longen Deze onderzoeken geven alvast een positief beeld over het effect van lactoferrine, zowel preventief al curatief. Verder onderzoek zal in de nabije toekomst nodig zijn om nog meer inzicht te krijgen in deze mechanismen (11, 12, 13).
De invloed van lactoferrine op de darmflora
Lactoferrine kan ook de darm bereiken, waar het lokaal kan inwerken op de microbioom en het immuunsysteem. Bovendien versterkt het de immuniteit van alle slijmvliezen in het lichaam (14). Lactoferrine beschermt het darmepitheelepitheel tegen de toxische effecten van reactieve zuurstofsoorten (ROS), bacteriële toxinen en xenobiotica zoals niet-steroïde anti-inflammatoire geneesmiddelen (NSAID's) (15-17). Belangrijk, lactoferrine beschermt ook tegen infecties van het maagdarmkanaal, zowel virale, bacteriële als schimmelinfecties. Het ondersteunt de behandeling van maaginfecties veroorzaakt door Helicobacter pylori (18).
Het werkingsmechanisme van lactoferrine kan onder meer bestaan uit het rechtstreeks remmen of doden van microbiële cellen, het activeren/remmen van het immuunsysteem of het verbeteren van het darmepitheel door stimulering van de productie van tight junction-eiwitten. Tight junctions voorkomen dat pathogenen tussen de darmcellen heen glippen. Bovendien kan de binding van ijzer door lactoferrine zorgen voor een gelijktijdige stopzetting van de bacteriegroei, wat het lichaam beschermt tegen infecties (19). Tegelijkertijd kan lactoferrine ook de groei stimuleren van darmbevorderende micro-organismen zoals bifidobacterium en lactobacillus (20).
Al van bij de geboorte speelt lactoferrine een belangrijke rol
De twee belangrijkste verdedigingslinies waarop ons lichaam vertrouwt wanneer het in contact komt met een antigeen zijn onze aangeboren en verworven immuniteit. De eerste is niet-specifiek, hangt af van geërfde genen en biedt enige bescherming vanaf de geboorte. Lactoferrine is een belangrijk component van de aangeboren immuniteit (21,22). Verworven immuniteit is specifiek (d.w.z. afhankelijk van herkende antigenen), ontwikkelt zich gedurende het hele leven en maakt een nauwkeurige reactie mogelijk op pathogenen. Het is bekend dat het immuunsysteem van zuigelingen onvolgroeid is. In tegenstelling tot de aangeboren immuniteit, moet de verworven immuniteit van zuigelingen worden ontwikkeld (23). Tijdens de rijping van het immuunsysteem worden kinderen ondersteund door de antilichamen van hun moeder. Al in de foetale periode ontvangt de baby een set IgG-immunoglobulinen van de moeder, die het gebruikt voor immunologische verdediging gedurende de eerste maanden na de geboorte. Na verloop van tijd raakt deze voorraad op en moet het lichaam van de baby vertrouwen op zijn eigen ontwikkelende immuunsysteem. Ondertussen krijgt het IgA-antilichamen binnen via de moedermelk. Daarom worden ze vaak secretoire antilichamen genoemd (24).
Zoals uit onderzoek blijkt, zijn baby's die de eerste zes maanden borstvoeding krijgen aanzienlijk gezonder, mede dankzij andere stoffen in moedermelk die het immuunsysteem helpen ondersteunen tijdens deze kritieke periode (24). De combinatie van deze elementen – IgG-antilichamen die vóór de geboorte zijn verkregen en IgA in moedermelk – vormen samen met lactoferrine een groot deel van de immuniteit van de zuigeling in de eerste levensmaanden. Lactoferrine heeft daarmee een immunomodulerend potentieel, zowel door de invloed op de productie van cytokinen (vooral TNF-alfa, IL-6 en IL-10), van reactieve zuurstofspecies en op de functies van lymfeklieren alsook op de functies van lymfocyten en monocyten (24).
Conclusie:
1) lactoferrine bezet de receptoren van onze cellen zodat pathogenen de cel moeilijker kunnen binnendringen
2) Ijzer is ene belangrijk mineraal voor pathogenen. Lactoferrine bindt zich aan ijzer waardoor het ons beschermt tegen deze oragnismen
3) Lactoferrine zorgt voor een goede ijzerhuishouding in het lichaam
4) Lactoferrine ondersteunt onze darmflora
5) Lactoferrine ondersteunt de immuniteit
Ontdek ons gamma Lactoferrine
Referenties:
1. Bukowska-Osko, I.; Popiel, M.; Kowalczyk, P. The Immunological Role of the Placenta in SARS-CoV-2 Infection-Viral Transmission, Immune Regulation, and Lactoferrin Activity. Int. J. Mol. Sci. 2021, 22, 5799. [CrossRef]
2. Legrand, D.; Pierce, A.; Elass, E.; Carpentier, M.; Mariller, C.; Mazurier, J. Lactoferrin Structure and Functions. Bioact. Compon. Milk 2008, 606, 163–194. [CrossRef]
3. Siqueiros-Cendón, T.; Arévalo-Gallegos, S.; Iglesias-Figueroa, B.F.; García-Montoya, I.A.; Salazar-Martínez, J.; Rascón-Cruz, Q.Immunomodulatory effects of lactoferrin. Acta Pharmacol. Sin. 2014, 35, 557–566. [CrossRef] [PubMed]
4. Rosa, L.; Cutone, A.; Lepanto, M.S.; Paesano, R.; Valenti, P. Lactoferrin: A Natural Glycoprotein Involved in Iron and Inflammatory Homeostasis. Int. J. Mol. Sci. 2017, 18, 1985. [CrossRef]
5. Adlerova L, Bartoskova A, FaldynaM. Lactoferrin: a review. VetMed (Praha). (2008) 53:457–68. doi: 10.17221/1978-VETMED
6. Lönnerdal B. Bioactive proteins in breastmilk. J Paediatr Child Health. (2013) 49:1–7. doi: 10.1111/jpc.12104
7. Strate VD, Albertus BW.
Anti-Cytomegalovirus Applications of the Intrinsically Active Drug Carrier
Lactoferrin. PhD dissertation, University LibraryGroningen (2001). p. 216.
8. Redwan EM, Uversky VN, El-Fakharany EM, Al-Mehdar H. Potential lactoferrin
activity against pathogenic viruses. C R Biol. (2014) 337:581–95.doi:
10.1016/j.crvi.2014.08.003
9. Hoxha B, Hodaj A. Potential role of lactoferrin and heparin in COVID-19: A review. Eur Sci J ESJ. (2021) 17:14. doi: 10.19044/esj.2021.v17n14p14
10. González-Chávez SA, Arévalo-Gallegos S, Rascón-Cruz Q. Lactoferrin: structure, function and applications. Int J Antimicrob Agents. 2009 Apr;33(4):301.e1-8. doi: 10.1016/j.ijantimicag.2008.07.020. Epub 2008 Oct 7. PMID: 18842395.
11. Bolat E, Eker F, Kaplan M, et al. Lactoferrin for COVID-19 prevention, treatment, and recovery. Front Nutr. 2022;9:992733. Published 2022 Nov 7. doi:10.3389/fnut.2022.992733
12. Kell DB, Heyden EL, Pretorius E. The Biology of Lactoferrin, an Iron-Binding Protein That Can Help Defend Against Viruses and Bacteria. Front Immunol. 2020 May 28;11:1221. doi: 10.3389/fimmu.2020.01221.
13. Chang R, Ng TB, Sun WZ. Lactoferrin as potential preventative and adjunct treatment for COVID-19. Int J Antimicrob Agents. 2020 Sep;56(3):106118. doi:
14. Chen, K.; Chai, L.; Li, H.; Zhang, Y.; Xie, H.-M.; Shang, J.; Tian, W.; Yang, P.; Jiang, A.C. Effect of bovine lactoferrin from iron-fortified formulas on diarrhea and respiratory tract infections of weaned infants in a randomized controlled trial. Nutrition2016, 32, 222–227
15. Hirotani, Y.; Ikeda, K.; Kato, R.; Myotoku, M.; Umeda, T.; Ijiri, Y.; Tanaka, K. Protective Effects of Lactoferrin against Intestinal Mucosal Damage Induced by Lipopolysaccharide in Human Intestinal Caco-2 Cells. Yakugaku Zasshi 2008, 128, 1363–1368.
16. Kruzel, M.L.; Harari, Y.; Chen, C.-Y.; Castro, G.A. Lactoferrin Protects Gut Mucosal Integrity During Endotoxemia Induced byLipopolysaccharide in Mice. Inflammation 2000, 24, 33–44.
17. Troost, F.J.; Saris, W.H.M.; Brummer, R.-J.M. Recombinant human lactoferrin ingestion attenuates indomethacin-induced enteropathy in vivo in healthy volunteers. Eur. J. Clin. Nutr. 2003, 57, 1579–1585.
18. Tolone, S.; Pellino, V.; Vitaliti, G.; Lanzafame, A.; Tolone, C. Evaluation of Helicobacter Pylori eradication in pediatric patients by triple therapy plus lactoferrin and probiotics compared to triple therapy alone. Ital. J. Pediatr. 2012, 38, 63.
19. Arnold, R.R.; Brewer, M.; Gauthier, J.J. Bactericidal activity of human lactoferrin: Sensitivity of a variety of microorganisms.Infect. Immun. 1980, 28, 893–898.
20. Vega-Bautista, A.; de la Garza, M.; Carrero, J.C.; Campos-Rodríguez, R.; Godínez-Victoria, M.; Drago-Serrano, M.E. The Impact of Lactoferrin on the Growth of Intestinal Inhabitant Bacteria. Int. J. Mol. Sci. 2019, 20, 4707.
21. Actor, J.K.; Hwang, S.-A.; Kruzel, M.L. Lactoferrin as a Natural Immune Modulator. Curr. Pharm. Des. 2009, 15, 1956–1973.
22. Cacho, N.T.; Lawrence, R.M. Innate Immunity and Breast Milk. Front. Immunol. 2017, 8, 584.
23. Zasada, M.; Kwinta, P.; Durlak,W.; Bik-Multanowski, M.; Madetko-Talowska, A.; Pietrzyk, J.J. Development and Maturation of the Immune System in Preterm Neonates: Results from a Whole Genome Expression Study. BioMed Res. Int. 2014, 2014, 498318.
24. Harbeson, D.; Ben-Othman, R.; Amenyogbe, N.; Kollmann, T. Outgrowing the Immaturity Myth: The Cost of Defending FromNeonatal Infectious Disease. Front. Immunol. 2018, 9, 1077.