hello world!

Colostrum – pierwszy pokarm, najstarszy lek – część II

Inne niż immunoglobuliny białka zawarte w siarze. Wpływ laktoferyny siarowej na metabolizm kości

Colostrum – the first food, the oldest medicine – part II

Spośród właściwości fizykochemicznych siarę od mleka w znamienny sposób wyróżniają: ilość, koncentracja, a także aktywność zawartych w niej związków czynnych biologicznie. Poza szeroko omawianymi immunoglobulinami są wśród nich: enzymy, hormony, pochodne kwasów nukleinowych, poliamidy, pochodne aminokwasów, witaminy, makro- i mikroelementy. W poprzedniej części artykułu (WWP 6/2015, s. 99-101) najwięcej uwagi poświęcono immunoglobulinom i ich znaczeniu dla prawidłowego funkcjonowania przewodu pokarmowego. Zaznaczono przy tym, że układ trawienny jest tylko jednym z wielu benecjentów czerpiących korzyść z podawania colostrum. Pomimo wysokiej koncentracji ść immunoglobulin jest ograniczona ze względu na rosnącą z każdą godziną życia noworodka szczelność bariery jelitowej. Dobroczynny wpływ siary na organizm, poza okresem noworodkowym, warunkowany jest dzięki składnikom innym niż immunoglobuliny, których znaczenie omówione zostanie w poniższym artykule.

Sucha masa siary pozyskanej z pierwszego doju po ocieleniu składa się w 60% z białka. W ogólnej puli białek 20% stanowią białka kazeinowe, a 80% – białka serwatkowe. Zarówno w mleku, jak i w siarze stwierdzono obecność 19 aminokwasów egzogennych (1).

Kazeina

Kazeina produkowana przez pęcherzyki mlekotwórcze stanowi kompleks substancji białkowych zbudowany z czterech frakcji (α1, α2, β i κ). Wraz z fosforanami wapnia tworzy wielkocząsteczkowe kompleksy micelarne, zawierające aminokwasy egzogenne. Jest nie tylko źródłem aminokwasów, ale także aktywnych peptydów uwalnianych pod wpływem enzymów trawiennych. Są wśród nich peptydy opiatowe, peptydy obniżające agregację płytek krwi, peptydy o działaniu hipotensyjnym i inne będące nośnikami jonów metali (1, 2). Ciekawym wnioskiem płynącym z wieloośrodkowych badań (3-5) jest spostrzeżenie, że podawanie w formie płynu liofilizowanej siary bydlęcej połączonej z fosforanem wapnia znacznie ograniczało rozwój próchnicy, co wskazuje, że kazeina i produkty jej degradacji zapobiegają demineralizacji szkliwa zębów. Nie bez znaczenia jest tu też fakt, że zawartość związków mineralnych w siarze (poza jonami potasu) jest do 10 razy wyższa niż w mleku, a ich wykorzystanie przez organizm sięga ponad 90% (1).

Białka serwatkowe

Białka serwatkowe charakteryzuje wyższa od białek kazeinowych wartość biologiczna. W gruczole mlekowym syntetyzowane są alfa-laktoalbuminy i beta-laktoglobuliny, natomiast immunoglobuliny i albuminy pochodzą z krwi. W porównaniu z białkami kazeinowymi zwierają więcej aminokwasów, nie zawierają za to fosforu (6).

Alfa-laktoalbumina bydlęca wykazuje ponad 70-proc. homologię do ludzkiego odpowiednika tego białka, a także wysoką homologię do lizozymu. Jest metaloproteiną wiążącą wapń i inne jony metali. Poddana procesom trawienia, uwalnia substancje hamujące rozwój patogenów bytujących w przewodzie pokarmowym, zwłaszcza szczepów E. coli O127. Ponadto wśród działań laktoalbuminy wymienia się działanie hipotensyjne, zbliżone do mechanizmu działania ACE-inhibitorów, i podnoszenie odporności stresowej poprzez dużą zawartość tryptofanu będącego prekursorem serotoniny. Jeden z produktów degradacji alfa-laktoalbuminy, alfa-laktofiryna, poza stymulowaniem wydzielania mucyny jelitowej, a przez to wzmacnianiem bariery jelitowej, pobudza także receptory opioidowe, zmniejszając odczuwanie bólu. Wraz z kwasem oleinowym na drodze indukcji apoptozy wykazuje działanie antynowotworowe, co udowodniono na modelu glejaka ludzkiego implantowanego szczurom pozbawionym grasicy. Zastosowany kompleks okazał się skuteczniejszy w redukcji masy guza oraz opóźnienia wystąpienia objawów uciskowych (2, 7-9).

Beta-laktoglobulina wykazuje zdolności wiązania substancji hydrofobowych, w tym długołańcuchowych kwasów tłuszczowych. Bierze także udział w transportowaniu witaminy A. Jej rola i budowa nie zostały w pełni wyjaśnione. U gatunku ludzkiego nie posiada substancji homologicznej, nie jest też trawiona w całości, co można wiązać z jej potencjałem alergizującym. Najczęściej opisuje się jej działanie bakteriobójcze i bakteriostatyczne w odniesieniu zarówno do bakterii Gram-dodatnich, jak i Gram-ujemnych. Przypisywana jej rola antyoksydacyjna w mleku wynika najpewniej z obecności aminokwasów siarkowych. Jako jedyna z białek serwatkowych ma zdolność wiązania mutagennych amin heterocyklicznych, przez co hamuje ich aktywność rakotwórczą, stabilizuje także DNA. Jak donoszą Greenberg i Kaducu, w populacji pacjentów zarażonych wirusem HIV wpływa na zmniejszenie zachorowalności na inne choroby wirusowe (10-13).

Poza białkami serwatkowymi i kazeinowymi jednym z najważniejszych składników siary jest lizozym. Fizjologicznie występuje w większości płynów ustrojowych, przy czym w siarze jego koncentracja jest maksymalna i osiąga poziom 1 g/l. Chociaż sam w sobie wykazuje wysoką aktywność bakteriobójczą, poprzez destrukcyjny wpływ na ścianę komórkową bakterii, obecność immunoglobulin potęguje jego działanie. Jest odporny na proteolityczne działanie enzymów pokarmowych, przez co nie traci aktywności w czasie przechodzenia przez przewód pokarmowy (1, 2)

Laktoferyna

Najciekawsze z punktu widzenia wszechstronności działania są glikoproteiny z grupy transferyn, w tym laktoferyna (LF). Znana od ponad 70 lat, kiedy to została wykryta w mleku krowim, a następnie z niego wyizolowana, stanowi niezwykle różnokierunkowy obiekt badań naukowych. Pomimo dużej homologii z innymi glikoproteinami w swej grupie ma unikalne właściwości, które powodują jej plejotropowe funkcje w organizmie. Najwięcej uwagi skupia się na przeciwbakteryjnych, przeciwwirusowych, przeciwgrzybiczych i przeciwpasożytniczych właściwościach LF, podkreślając jej bezpośredni wpływ w walce z zakażeniami. Następnie szeroko opisuje się jej wpływ na układ immunologiczny, ze szczególnym uwzględnieniem promowania dojrzewania limfocytów B, co wyraża się przez zwiększenie liczby receptorów powierzchniowych dla IgD oraz dopełniacza, pobudzenia proliferacji limfocytów wytwarzających przeciwciała, stymulację dojrzewania limfocytów T grasicy powodującą nabycie przez nie fenotypu komórek pomocniczych. Wiele uwagi poświęca się działaniu przeciwzapalnemu laktoferyny. Podkreśla się jej synergistyczne działanie z niektórymi lekami przeciwwirusowymi. Aktywność tego białka obejmuje także: udział w homeostazie żelaza, immunoregulację, neutralizowanie endotoksyn, regulację mielopoezy, gospodarki węglowodanowej oraz lipidowej, działanie przeciwbólowe. Nazywana na początku swojego odkrycia „czerwonym białkiem”, laktoferyna występuje powszechnie w organizmie. Mimo że jej zasadniczym źródłem są granulocyty obojętnochłonne, białko to syntetyzowane jest także przez komórki nabłonkowe wielu narządów i uwalniane do odpowiednich wydzielin. W ostatnio prowadzonych badaniach obecność LF wykryto także w tkankach zbudowanych z komórek innych niż nabłonkowe, co wskazuje na jej uniwersalność i niezbędność. O ile wykrycie obecności białka nie jest równoznaczne z jego syntezą in situ, o tyle zaskakująca jest jego obecność nawet w kilkukomórkowym zarodku i trofoblaście mysim, mięśniach szkieletowych, komórkach mikrogleju i istoty czarnej. Zawartość LF w mleku jest zależna gatunkowo, w największych ilościach występuje w mleku ludzkim – 1-2 mg/ml. Stężenie w siarze bydlęcej wynosi około 4-5 g/l i jest do 100-krotnie wyższe niż w mleku. Poniżej scharakteryzowane zostaną innowacyjne zastosowania LF w leczeniu zaburzeń metabolizmu tkanki kostnej (1, 2, 14).

Laktoferyna a choroby układu kostnego

W praktyce weterynaryjnej najczęściej spotkać się można z urazami aparatu ruchu, np. złamaniami. Wśród szeregu powikłań, jakie mogą pojawić się po złamaniach kości długich, wymienia się: zakażenia, brak lub opóźniony zrost, powstanie stawu rzekomego, choroby złamań. Do rzadszych powikłań należą także nowotwory kości – mięsaki powstające w bliźnie po złamaniu. Terminem „choroby złamań”, utworzonym przez Mullera w 1963 roku, określa się zespół zaniku lub przykurczu mięśni połączony z zaburzeniami w obrębie chrząstek, a także sztywności stawu i osteoporozy wynikające z długotrwałego unieruchomienia lub nieprawidłowo wykonanej osteosyntezy. Dalszą konsekwencją źle leczonego złamania (m.in.: niewystarczające unieruchomienie, ucisk, nadmiar wszczepów) lub wpływu innych, niejatrogennych czynników zaburzających prawidłowy proces gojenia (np.: zakażenie, niedobory żywieniowe, zaburzenia hormonalne i metaboliczne, brak fizykoterapii) jest całkowite wyłączenie funkcji kończyny objętej procesem chorobowym. Równie istotne w leczeniu złamań kości, jak właściwe zaopatrzenie ortopedyczne, jest zapewnienie zwierzęciu odpowiedniej ilości składników pokarmowych w stanie zwiększonego na nie zapotrzebowania, jakim jest gojenie. Zawartość w siarze zarówno dużych ilości wapnia i fosforu, jak i czynników wzrostu może pozytywnie wpłynąć na szybkość i jakość procesu gojenia. Podawanie z zewnątrz czynników antymikrobiotycznych i stymulujących odporność może znacząco zmniejszyć ryzyko zakażenia, które stanowi jedno z cięższych powikłań złamania, mogących doprowadzić nawet do amputacji kończyny lub sepsy.

Jaworski i Uhthoff, badając wpływ unieruchomienia kończyny na metabolizm kostny u psa, dowiedli, że długotrwałe unieruchomienie doprowadza do zmian kostnych przebiegających w trzech etapach. Początkowo masa kostna zwiększa się, by stopniowo ulegać zmniejszeniu. W III etapie utrata masy kostnej sięga 30-50% masy początkowej. Ponadto u młodych psów unieruchomienie trwające 12 tygodni i dłużej może powodować nieodwracalną utratę masy kostnej, powodując tzw. osteoporozę z bezczynności. W świetle najnowszych badań nad działaniem laktoferyny siarowej stwierdzono jej pozytywny wpływ na metabolizm kostny. Jak dowiedli Amini oraz Cornish, wykazuje ona niezwykle silne działanie mutagenne na osteoblasty, aktywuje procesy osteogenezy oraz przeciwdziała osteoklastycznej resorpcji kości (15, 16). Stymulujący wpływ laktoferyny na komórki kościotwórcze – osteoblasty – i proosteogenne działanie innych składników siary bydlęcej, najpewniej cytokin, opisują także Mussano i wsp. (17). Obok wpływu na komórki kościotwórcze zaobserwowano także, że podanie jej do hodowli pluripotencjalnych komórek mezenchymatycznych powoduje ukierunkowanie ich różnicowania, także w stronę chondroblastów. Podanie LF do mezenchymatycznych komórek macierzystych wyizolowanych z ludzkiej tkanki tłuszczowej powodowało nie tylko różnicowanie ich w stronę osteoblastów, ale zwiększało także stężenie białek będących ich markerami (kolagen typu I, fosfataza zasadowa,osteonektyna). Proporcjonalnie do stężenia LF wzrastała też ilość odkładanego w macierzy pozakomórkowej wapnia. W hodowli chondrocytów chrząstki nasadowej szczurów LF wpływa na ekspresję genów białek morfogenetycznych kości, ale także wywiera efekt antyapoptotyczny na osteoblasty i ich komórki prekursorowe. Z kolei podanie LF do hodowli komórek proosteoklastycznych (kościo-gubnych) hamuje ich dojrzewanie do postaci dojrzałych osteoklastów. Najnowsze badania wskazują, że na zwiększenie masy kostnej, związane z aktywacją osteoblastów i hamowaniem osteoklastów przez LF, wpływa także jej działanie angniogenne. Pod jej wpływem wzrasta poziom mRNA śródbłonkowego czynnika wzrostu (VEGF), pobudzającego giogenezę.

Takayama i Mizumachi opisali pozytywny wpływ wzbogacenia o LF siarową błony kolagenowej, stosowanej do hodowli komórek lini osteoblastycznej(18). Na podstawie ich pracy Takaoka zastosował LF związaną z biodegrowalnym
żelem żelatynowym do leczenia ubytków kostnych w obrębie czaszek u szczurów. Zaobserwował znacznie silniejszą regenerację ubytków kostnych w porównaniu z grupą szczurów, u których zastosowano niewzbogacony o LF żel żelatynowy(19). Podobnego efektu nie zaobserwowano w przypadku królików, u których leczenie ubytków kostnych stosowano kompozyt LF z wiórkami nieorganicznej kości wołowej (20).

LF wpływa na wzrost masy kostnej nie tylko w przypadku złamań i ubytków kostnych. Jak dowiedli Malet i wsp., LF podawana myszom po owariektomii zwiększa gęstość mineralną kości udowych (21). Podobne prace opublikowali Ming oraz Hou, prowadząc obserwacje u samic szczurów, u których, usuwając jajniki i wprowadzając do diety sumplementację LF, zahamowano osteoporozę poowariektomijną, odpowiadającą osteoporozie pomenopauzalnej u ludzi. Poza poprawą gęstości mineralnej kośca zauważono zwiększenie stężenia kalcytoniny w surowicy, a także zmniejszenie czynników aktywujących osteoklasty, IL-6 oraz TNF-alfa(22,23). Efekt ochrony w stosunku do tkanki kostnej, białek izolowanych z siary bydlęcej lub serwatki, zawierającej LF, osteopontynę, IGF-2 oraz EGF, potwierdzili także w osobnych pracach DU i Dyer (24, 25).

Poza mobilizującym wpływem na osteoblasty nie bez znaczenia na prawidłowy metabolizm kości pozostaje szereg innych plejotropowych działań LF, w tym przeciwzapalne, przeciwbólowe i antynowotworowe (14).

W świetle przytoczonych badań celowe wydaje się rozważenie wprowadzenia suplementacji LF siarowej/siary bydlęcej w prewencji i terapii chorób układu kostnego w codziennej praktyce weterynaryjnej, zwłaszcza tych stanach, w których dochodzi do zmiany obrotu kostnego i przewagi resorpcji kości nad kościotworzeniem. Należą do nich nie tylko procesy gojenia złamań, ale także zapalenia kości i stawów oraz stany związane z częstym w wielu schorzeniach stosowaniem leków sterydowych, które znacząco obniżają gęstość mineralną kości.

dr n. med. Maria Serdyńska

PROGEN ACTIV

Naturalne, bioaktywne preparaty wzmacniające dla zwierząt na bazie colostrum bovinum.
ZAMÓW TERAZ
2018 © TAURUS GEN. Wszelkie prawa zastrzeżone. Polityka prywatności.
Wykonanie: Bergstone.pl
envelope-ofacebook-squarephoneglobe