Лактоферрин — железосвязывающий белок¶

Лактоферрин — железосвязывающий гликопротеин из семейства трансферринов, содержащийся в биологических жидкостях млекопитающих, включая грудное молоко, слёзы, слюну, секреты желудочно-кишечного тракта и нейтрофилы. Открыт в 1939 году чешским учёным Вильгельмом Йоханном Гроссом, выделившим его из коровьего молока. Лактоферрин выполняет несколько функций: связывание и транспорт ионов железа, участие в иммунной защите, антимикробная активность.

¶Структура и свойства

Лактоферрин относится к глобулярным белкам массой около 80 кДа. Молекула состоит из двух симметричных доменов (N- и C-доменов), каждый из которых содержит одно железосвязывающее место. Сродство лактоферрина к ионам железа (Fe³⁺) на два-три порядка выше, чем у трансферрина крови, что позволяет ему связывать железо даже в кислой среде, где трансферрин теряет металл.

В зависимости от степени гликозилирования выделяют две основные формы: апо-лактоферрин (не связавший железа) и голо-лактоферрин (железонасыщенная форма). Содержание углеводного компонента составляет 5–15 % массы молекулы.

¶Функции

¶Регуляция обмена железа

Основная роль лактоферрина — участие в метаболизме железа. Он конкурирует с бактериями за свободное железо, лишая микроорганизмы необходимого для роста фактора. Одновременно лактоферрин переносит железо к клеткам кишечника через рецептор лактоферрина (LfR), обеспечивая его усвоение.

¶Антимикробная активность

Антибактериальный эффект реализуется двумя механизмами: хелатацией железа (бактериостатическое действие) и прямым повреждением клеточных мембран бактерий. Лактоферрин активен в отношении ряда грамположительных и грамотрицательных бактерий, включая Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Listeria monocytogenes. Доказана его активность против некоторых вирусов — он связывает гепарин-связывающие белки на поверхности вирусных частиц, что препятствует проникновению возбудителя в клетку. Эффект наблюдался в отношении вирусов гриппа, герпеса, ротавируса, ВИЧ.

¶Иммуномодуляция

Лактоферрин модулирует врождённый и адаптивный иммунитет: стимулирует пролиферацию лимфоцитов, влияет на выработку цитокинов, активирует нейтрофилы. В грудном молоке он является одним из факторов формирования пассивного иммунитета новорождённого.

¶Содержание в организме

В грудном молоке концентрация лактоферрина достигает 1–7 мг/мл вcolostrum (молозиве) и снижается до 1–2 мг/мл в зрелом молоке. В коровьем молоке его содержание существенно ниже — 0,1–0,3 мг/мл. В нейтрофилах человека лактоферрин составляет до 15 % от массы гранул и высвобождается при активации клеток.

¶Получение и применение

Промышленное производство лактоферрина основано на двух подходах:

• выделение из молочной сыворотки или молозива крупного рогатого скота;
• рекомбинантная экспрессия в дрожжах Pichia pastoris или клетках Bacillus subtilis.

В России лактоферрин производится на нескольких предприятиях, в том числе из молока коров. В 2020-х годах отечественные производители наладили выпуск рекомбинантного лактоферрина человека.

¶Пищевая промышленность

Лактоферрин включён в состав детских смесей как компонент, приближающий их по составу к грудному молоку. В России и ряде других стран он разрешён в качестве биологически активной добавки.

¶Медицина и косметология

Изучается применение лактоферрина при железодефицитной анемии (в комбинации с железом он улучшает усвоение минерала и снижает побочные эффекты пероральных железосодержащих препаратов), при воспалительных заболеваниях кишечника, в составе местных средств для лечения бактериального вагиноза. В косметологии используется как противовоспалительный и себорегулирующий ингредиент.

¶Продукты, богатые лактоферрином

¶Исследования

Крупные клинические исследования подтверждают безопасность лактоферрина при приёме внутрь в дозах до 1 г в сутки. Мета-анализы указывают на умеренный эффект в снижении частоты инфекций верхних дыхательных путей у детей при добавлении лактоферрина в детские смеси, однако авторы отмечают необходимость дальнейших исследований для уточнения дозировок и показаний.

¶История

Лактоферрин открыт в 1939 году Вильгельмом Гроссом, который назвал его «лактоферрином» за связь с молоком (лат. lac) и железом (лат. ferrum). Структура белка полностью расшифрована в 1980-х годах. Интерес к лактоферрину как к иммуномодулятору возрос в 1990-е годы после открытия рецептора лактоферрина на клетках эпителия кишечника.