Лактоферрин: свойства и применение¶

Лактоферрин — гликопротеин семейства трансферринов, обладающий способностью связывать ионы железа. Относится к белкам острой фазы и факторам врождённого иммунитета. Впервые выделен в 1939 году из коровьего молока, а в 1960 году — из молока человека. Молекулярная масса составляет около 80 кДа; белок состоит из одной полипептидной цепи, свёрнутой в две гомологичные доли, каждая из которых способна связать один ион трёхвалентного железа.

¶История изучения

В 1939 году датский исследователь Олаф Сёренсен обнаружил в молоке коров белок, связывающий железо, и назвал его «красным белком». В 1960 году французский биохимик Жан Монтанье и его коллеги выделили аналогичное вещество из женского молока и предложили термин «лактоферрин», отражающий его происхождение (от лат. lac — молоко) и функцию (связывание железа). В дальнейшем белок был найден в слюне, слезах, семенной жидкости, слизистых секретах, а также в специфических гранулах нейтрофилов, где он присутствует в высокой концентрации.

¶Биохимические свойства

Основная особенность лактоферрина — высокая аффинность к железу, значительно превосходящая таковую у трансферрина плазмы крови. Связывая свободное железо, белок лишает бактерии и грибки необходимого для их роста микроэлемента, реализуя так называемый «железный голод». Помимо этого, лактоферрин обладает:

• антибактериальной активностью в отношении грамотрицательных и грамположительных микроорганизмов;
• противовирусным действием, в том числе против герпесвирусов и некоторых РНК-вирусов;
• противогрибковым эффектом;
• антиоксидантными свойствами;
• иммуномодулирующим влиянием на клетки врождённого и адаптивного иммунитета.

Белок устойчив к протеолизу в желудочно-кишечном тракте частично: в кислой среде желудка он расщепляется до пептидов, сохраняющих биологическую активность — так называемых лактоферрицинов.

¶Источники и формы

Лактоферрин присутствует в секретах млекопитающих. Наибольшие концентрации отмечены в молозиве человека (до 7 г/л), тогда как в зрелом молоке содержание падает до 1–2 г/л. В коровьем молоке концентрация ниже — порядка 0,1–0,3 г/л. Вторичные источники — слюна, слёзная жидкость, желчь, синовиальная жидкость, плазма крови (в составе нейтрофильных гранул).

Промышленно получают два основных типа:

Рекомбинантный лактоферрин получают в культурах дрожжей, грибов и трансгенных животных.

¶Применение

¶Медицина и педиатрия

Лактоферрин входит в состав детских смесей для приближения их состава к грудному молоку. Исследования указывают на его роль в снижении частоты инфекционных заболеваний у детей раннего возраста. В клинической практике обсуждается применение при железодефицитной анемии, поскольку белок улучшает усвоение железа и переносимость препаратов.

¶Иммунология и терапия

Белок рассматривается как компонент средств для профилактики и вспомогательной терапии инфекций, в том числе при антибиотикорезистентности. Изучается его действие при сепсисе, воспалительных заболеваниях кишечника, хеликобактерной инфекции.

¶Ветеринария и пищевая промышленность

В животноводстве лактоферрин применяют как кормовую добавку для снижения заболеваемости молодняка. В пищевой отрасли — как консервант и функциональный ингредиент.

¶Косметика

В косметологии белок включают в средства для ухода за кожей благодаря антиоксидантным и увлажняющим свойствам, а также для поддержки местного иммунитета.

¶Механизмы действия

Действие лактоферрина многообразно. Связывание железа ограничивает рост патогенов. Кроме того, белок взаимодействует с липополисахаридами клеточных стенок бактерий, повышая проницаемость их мембран. Лактоферрицин — пептид, образующийся при расщеплении, — непосредственно разрушает мембраны микроорганизмов. В отношении вирусов белок блокирует связывание вирионов с рецепторами клеток. Иммуномодуляция проявляется в стимуляции фагоцитоза, регуляции выработки цитокинов и созревания дендритных клеток.

¶Безопасность и регулирование

Лактоферрин как компонент пищи и биологически активных добавок считается безопасным при соблюдении рекомендованных доз. В Российской Федерации препараты на его основе регистрируются как БАД. Рекомбинантные формы проходят отдельную оценку. Возможны аллергические реакции у лиц с непереносимостью молочных белков.

¶Научные исследования

Активно изучается роль лактоферрина при нейродегенеративных заболеваниях, онкологии и метаболическом синдроме. Ведутся работы по созданию рекомбинантных аналогов с заданными свойствами. Отдельное направление — использование белка в качестве носителя лекарств благодаря его способности проникать в клетки.

¶Значение

Лактоферрин — один из ключевых факторов естественного иммунитета млекопитающих, связывающее звено между обменом железа и защитными системами организма. Его уникальное сочетание антимикробных, противовирусных и иммуномодулирующих свойств делает его перспективным объектом биотехнологии, медицины и пищевой промышленности.

Источники: монографии по биохимии молока, обзоры по антимикробным пептидам, публикации в рецензируемых журналах по иммунологии и педиатрии.