Lactoferrin: ein starkes eisenbindendes Protein in der ersten Verteidigungslinie

01.05.23

Einleitung

Lactoferrin ist ein eisenbindendes Protein (Glykoprotein), das im menschlichen Körper und bei den meisten Säugetieren vorkommt. ‘Lacto’ bezieht sich auf die Quelle, in der es zuerst entdeckt wurde (Milch), und ‘Ferrin’ auf seine Fähigkeit, freies Eisen zu binden. Es findet sich in großen Mengen in der Muttermilch, aber auch an Stellen im Körper, an denen ein schneller und wirksamer Schutz vor äußeren Bedrohungen erforderlich ist. Seine Fähigkeit, Eisen zu binden, macht Lactoferrin zu einem wirksamen Mittel im Kampf gegen mikrobielle Krankheitserreger, die für ihr Überleben auf Eisen angewiesen sind. Lactoferrin hat auch die Fähigkeit, das Immunsystem bei Bedarf zu stimulieren und gleichzeitig Entzündungsreaktionen zu hemmen, die für den Körper schädlich sein können. Im Darm unterstützt Lactoferrin das mikrobiologische Gleichgewicht zwischen den Darmbakterien. Das Fehlen von Gegenanzeigen und die sehr gute Verträglichkeit machen Lactoferrin, das aus frischer Kuhmilch gewonnen wird, zu einem wertvollen Nährstoff mit vielen positiven Auswirkungen auf den Körper.

Quellen für Lactoferrin

Lactoferrin ist ein Glykoprotein mit einem Molekulargewicht von etwa 80 kDa und besteht aus einer Polypeptidkette aus nahezu 700 Aminosäuren.(1) Man unterscheidet zwei Formen von Lactoferrin: Hololactoferrin und Apolactoferrin. Hololactoferrin ist die eisengebundene Form von Lactoferrin; die eisenfreie Form wird Apolactoferrin genannt. Der Körper stellt sein eigenes Laktoferrin her. Lactoferrin wird hauptsächlich von Epithelzellen exokriner Drüsen wie den Brustdrüsen, Speicheldrüsen und der Bauchspeicheldrüse produziert und sezerniert. Lactoferrin ist in der Muttermilch reichlich vorhanden, zu etwa 90 % in Form von Apolactoferrin.(2) Die Konzentration von Laktoferrin in der Milch hängt von der Laktationsphase ab. Kolostrum (die erste produzierte Muttermilch) enthält die höchste Lactoferrin-Konzentration (etwa 7 mg/ml).(3) Reife Muttermilch (Milch ab etwa 2 Wochen nach der Geburt) enthält 1-4 mg/ml Lactoferrin. Der hohe Gehalt an Lactoferrin in der Muttermilch ist für die Entwicklung eines funktionierenden Immunsystems unerlässlich und schützt Neugeborene in den ersten Lebensmonaten vor Infektionen.(1)

In geringen Mengen ist Lactoferrin unter anderem in Speichel, Tränenflüssigkeit, Sperma, Pankreassaft, Galle und Schleim aus Bronchien, Nase, Darm und Vagina enthalten. Es ist vor allem in den Schleimhäuten zu finden, wo es zusammen mit Komponenten des angeborenen Immunsystems Schutz vor pathogenen Mikroorganismen bietet.(1) Neutrophile Granulozyten*, Zellen des angeborenen Immunsystems, die mehr als die Hälfte der weißen Blutkörperchen ausmachen, sind ebenfalls in der Lage, Lactoferrin zu produzieren. Sie enthalten Lactoferrin in ihren Granula (Bläschen), können zum Ort der Infektion wandern und dort Lactoferrin freisetzen. Während einer Infektion steigt der Lactoferrinspiegel im Blut am Ort der Infektion deutlich an.(4)

Intensive sportliche Betätigung kann die körpereigene Lactoferrinproduktion anregen. Nach einem intensiven Lauf steigt der Lactoferrinspiegel im Blut und in den Speichelgranulozyten an, was auf eine entzündungshemmende Wirkung von körperlicher Bewegung hinweist.(5,6)

Die größte externe Quelle für Lactoferrin ist Kuhmilch. Die Ähnlichkeit der Aminosäuresequenz des Lactoferrin-Proteins mit dem menschlichen Lactoferrin beträgt etwa 70 %.(7) Kuhmilch enthält jedoch viel weniger Lactoferrin als menschliche Muttermilch; der Lactoferringehalt im Kolostrum beträgt etwa 0,8 mg/ml und in Kuhmilch nur 0,03-0,49 mg/ml.(8) Aufgrund der vielen positiven Wirkungen von Lactoferrin ist Lactoferrin aus Kuhmilch seit mehr als 60 Jahren Gegenstand intensiver wissenschaftlicher Forschung.

Es ist natürlich leichter verfügbar und bildet die Hauptquelle für Nahrungsergänzungsmittel, insbesondere in Form von Apolactoferrin. Eine Supplementierung kann in bestimmten Situationen angebracht sein, so zum Beispiel bei älteren Menschen mit erhöhtem Bedarf oder während einer Krankheit. Eine erste wichtige Anwendung von kommerziellem Lactoferrin aus Kuhmilch war Säuglingsnahrung als Ersatz für Muttermilch. Heute gibt es hochwertige Nahrungsergänzungsmittel auf dem Markt, die Lactoferrin enthalten.

Lactoferrin-Stoffwechsel

Nach der Einnahme von Lactoferrin (durch Stillen oder Nahrungsergänzung) interagiert das Lactoferrin-Protein mit Enzymen im Magen und Darm, unter anderem mit Pepsin und Trypsin. Diese Enzyme dienen dazu, Eiweißmoleküle zu spalten (abzubauen), um die Verdauung zu erleichtern. Der Abbau von Lactoferrin kann jedoch auf Kosten seiner positiven Wirkungen im Körper gehen. Bei Erwachsenen widerstehen etwa 60 % des Lactoferrin-Proteins dem Abbau im Magen.(9) Allerdings wird die Aufnahme im Dünndarm auch durch die im Magen-Darm-Trakt vorhandene Schleimschicht behindert. Im Gegensatz dazu hat der Magen-Darm-Trakt von Säuglingen einen relativ hohen pH-Wert und es findet viel weniger Abbau statt, so dass mehr Lactoferrin für die Aufnahme im Darm zur Verfügung steht.(4) Übrigens erweist sich zusätzliches Lactoferrin als besonders wirksam bei Neugeborenen oder Frühgeborenen mit sehr niedrigem Geburtsgewicht. Eine Lactoferrin-Supplementierung verringert das Risiko des Auftretens einer Sepsis und einer nekrotisierenden Enterokolitis und des damit verbundenen Todes signifikant.(10) Die Bioverfügbarkeit von Lactoferrin in seiner nativen Form in Kuhmilch ist sehr gering.(11) Die wissenschaftliche Forschung konzentriert sich daher auf die Verbesserung der oralen Bioverfügbarkeit durch Methoden, die das Lactoferrin-Molekül während seiner Passage durch Mund und Magen schützen. Zum Beispiel trägt die Verwendung von magensäureresistenten Kapseln dazu bei, dass das Lactoferrin intakt im Darm ankommt und aufgenommen werden kann, was die Wirksamkeit erhöht.

Der enzymatische Abbau oder die Zersetzung von Lactoferrin führt jedoch nicht gänzlich zu einer Beeinträchtigung seiner Wirksamkeit. Es können auch stabile, immunologisch aktive Metabolite gebildet werden wie z. B. Lactoferricin und Lactoferrampin. Diese Metabolite können auch in den Darm gelangen und sich positiv auf das Mikrobiom, die Darmschleimhaut und damit auf das gesamte Immunsystem auswirken.(12) Die Bildung dieser Metabolite wird jedoch von der Magenfunktion, dem pH-Wert und der Enzymaktivität beeinflusst.

Körpereigenes Lactoferrin oder Lactoferrin und seine Metabolite aus externen Quellen können über spezifische Rezeptoren von Zellen oder Geweben aufgenommen werden. Rezeptoren befinden sich hauptsächlich auf Epithelzellen in der Darmschleimhaut, dem lymphatischen Gewebe im Darm und einer Vielzahl von Zellen des Immunsystems. Lactoferrin-Rezeptoren wurden auch im Plexus choroideus, einer Gehirnregion, die an der Regulierung der Immunabwehr im Gehirn beteiligt ist, und auf Endothelzellen im Gehirn nachgewiesen.(13) Ein charakteristisches Merkmal von Lactoferrin ist seine stark positiv geladene Oberfläche, die ihm eine hohe Affinität zu negativ geladenen Molekülen verleiht.

Zelloberflächenrezeptoren und z. B. Glykosaminoglykan-Ketten (ein wichtiger Bestandteil von kollagenreichen Geweben) enthalten solche negativ geladenen Moleküle und sind wichtige Andockstellen für Lactoferrin.(14)

Wirkmechanismen

Eisenbindungsvermögen von Lactoferrin

Lactoferrin gehört zur Familie der Transferrine, einer Gruppe von Transportproteinen, die Eisen im Blut transportieren. Lactoferrin verfügt über eine Eisenbindungsstelle, die es ihm ermöglicht, zwei freie Eisenionen (Fe3+) gleichzeitig mit hoher Affinität zu binden, selbst bei einem niedrigen pH-Wert von 3,0.(3) Lactoferrin trägt somit dazu bei, den Eisenspiegel im Körper im Gleichgewicht zu halten (Homöostase). Ausreichend Eisen wird benötigt, damit die zellulären Prozesse ordnungsgemäß ablaufen können, ein Überschuss an Eisen hingegen ist aber ungünstig. Das liegt daran, dass überschüssiges Eisen unter anderem mit Sauerstoff Verbindungen eingehen kann, wobei reaktive Sauerstoffverbindungen entstehen können, die schädlich sind. Lactoferrin schützt also auch Zellen vor oxidativen Schäden*, die durch Sauerstoffradikale verursacht werden.(1)

Antimikrobielle Wirkung von Lactoferrin

Lactoferrin trägt zur Erstlinienverteidigung gegen krankheitserregende Mikroorganismen bei, die versuchen, über die Schleimhäute in den Körper einzudringen. Die antimikrobielle Wirkung von Lactoferrin beruht auf mehreren Wirkmechanismen.(12) Die Hauptaufgabe von Lactoferrin besteht darin, freies Eisen zu binden und abzufangen. In Abwesenheit von Eisen werden Bakterien in ihrem Wachstum gehemmt und exprimieren weniger virulente Faktoren (Substanzen, die den Bakterien beim Überleben helfen, aber für den Wirt schädlich sind). Dadurch entsteht eine sogenannte bakteriostatische Wirkung. Auch die Lactoferricin-Metabolite, die nach der enzymatischen Spaltung durch Pepsin entstehen, können eine starke bakteriostatische Wirkung haben.(8) Darüber hinaus bremst das Eisenbindungsvermögen von Lactoferrin die Bildung von Biofilmen.(12) Biofilme entstehen, wenn pathogene Bakterien (z. B. Staphylococcus aureus oder Pseudomonas aeruginosa) Cluster bilden und sich mit ihrer eigenen, selbst produzierten Schleimschicht schützen. Dies macht es oft schwierig, sie durch das Immunsystem oder Antibiotika zu bekämpfen, und ist die Ursache für wiederkehrende Infektionen und chronische Krankheitsbilder. Ein Beispiel dafür ist der Zahnbelag (Plaque) und die Entwicklung von Gingivitis.

Darüber hinaus kann Lactoferrin direkt mit den Bakterien interagieren und diese abtöten. Dies wird als bakterizide Wirkung bezeichnet. Die Zellmembranen von Bakterien oder anderen Mikroorganismen enthalten negativ geladene Bindungsstellen (z. B. pathogen-assoziierte molekulare Muster oder PAMPs*), die ein wichtiges Angriffsziel für Lactoferrin darstellen.(8) Auf gramnegativen Bakterien kann Lactoferrin an Lipopolysaccharide (LPS*; ein Beispiel für ein PAMP) auf der Zelloberfläche binden, was zu Zellschäden und schließlich zur Zelllyse (Zelltod) führt. Lactoferrin verhindert auch, dass krankheitserregende Bakterien eine Möglichkeit bekommen, indem sie Anheftungsstellen auf Körperzellen besetzen oder die Überwucherung nützlicher Bakterien (z. B. im Darm) fördern.

Lactoferrin besitzt eine antivirale Aktivität gegen eine Vielzahl von Viren, darunter das Respiratorische Synzytialvirus, Adenoviren, Enteroviren, das Hepatitis-C-Virus (HCV), das Humane Immundefizienz-Virus (HIV), Herpes-Simplex-Viren und das SARS-CoV-2-Virus.(15) Lactoferrin kann Rezeptoren auf der Wirtszelle (meist Heparansulfat-Proteoglykan-Moleküle) besetzen und so die Bindung des Virus an die Wirtszelle und die Invasion verhindern. Lactoferrin kann auch Proteine auf der Oberfläche des Virus selbst (sowohl bei Viren mit als auch ohne Hülle) binden und so das Virus von seinen ursprünglichen Zielzellen abhalten, was die Virusinfektion hemmt.(8)

Die Destabilisierung der Zellmembran durch Eisenmangel und die direkte Bindung von Lactoferrin an die Zelloberfläche scheint auch bei Pilzen wie Candida albicans und Aspergillus fumigatus und Parasiten wie Entamoeba histolytica zur Zelllyse zu führen.(16,17)

Modulation des Mikrobioms

Lactoferrin beeinflusst das Mikrobiom im Darm, wo die Darmbakterien im günstigen Fall in Symbiose* miteinander leben.(17) Wenn krankheitserregende Bakterien überhand nehmen oder nützliche Varianten zurückgehen, entstehen Probleme. Lactoferrin, sowohl in intakter Form als auch seine Metabolite, stimulieren selektiv das Wachstum nützlicher Bakterien und wirken als selektiver Hemmstoff für Bakterien, die beispielsweise Durchfall verursachen wie Salmonellen.(18,19) Diese doppelte Wirkung von Lactoferrin auf Bakterien lässt sich möglicherweise durch deren unterschiedliche Anfälligkeit für Eisenmangel erklären. Nützliche Bakterien für das Mikrobiom wie Lactobacillus acidophilus und Bifidobacterium bifidum scheinen weniger von einem Eisenmangel in ihrer Umgebung beeinträchtigt zu werden.(17) Lactoferrin stimuliert darüber hinaus das Wachstum und die Differenzierung von Darmepithelzellen.(20) Zusammen mit dem Mikrobiom stärkt die Epithelschicht die Barrierefunktion des Darms. Ferner kann Lactoferrin zur Wiederherstellung des Mikrobioms nach der Einnahme von Antibiotika beitragen.(1)

Lactoferrin und das Immunsystem

Zum Zeitpunkt einer Entzündung steigt die Produktion und Sekretion von Lactoferrin durch neutrophile Granulozyten drastisch an.(21) Die Aufgabe von Lactoferrin besteht darin, Krankheitserreger zu eliminieren, den Entzündungsprozess zu regulieren und Gewebeschäden zu minimieren. Es kann je nach Situation zwischen entzündungsfördernden und entzündungshemmenden Aktivitäten wechseln. Und es scheint in der Lage zu sein, sowohl das angeborene (unspezifische) als auch das erworbene (spezifische) Immunsystem zu regulieren.(22)

Die immunmodulatorischen Wirkungen von Lactoferrin sind weitgehend auf die direkte Bindung von Lactoferrin an Rezeptoren auf (Immun-)Zellen zurückzuführen.(14) Lactoferrin stimuliert die Aktivität von neutrophilen Granulozyten, Makrophagen*, NK-Zellen* und dendritischen Zellen* und verstärkt so die angeborene Immunantwort gegen Krankheitserreger. Wenn eine Entzündung entsteht, reguliert Lactoferrin vor Ort selbst den Verlauf der Entzündung. Es bindet Eisen und verhindert so eine weitere Schädigung des Gewebes infolge der Bildung von Sauerstoffradikalen – mit anderen Worten: oxidative Schäden.(14)

Lactoferrin kann auch in die Zelle eindringen und die Genexpression regulieren. Indem Lactoferrin den Transkriptionsfaktor Nuclear Factor kappa B (NF-kappa-B) hemmt, blockiert es den intrazellulären Signalweg für die Entstehung und Aufrechterhaltung von Entzündungsprozessen. Lactoferrin verhindert somit die Initiierung der Produktion proinflammatorischer Zytokine (darunter Interleukin [IL]-1-beta, IL-6 und Tumornekrosefaktor [TNF]-alpha).(14) Ein Entzündungsprozess wird auf diese Weise reguliert.

Durch die Bindung an negativ geladene PAMPs (wie LPS) auf der Zellmembran pathogener Mikroorganismen kann Lactoferrin verhindern, dass die PAMPs von so genannten Toll-like-Rezeptoren (TLRs) auf Zellen des angeborenen Immunsystems erkannt werden. TLRs signalisieren normalerweise Strukturmotive (PAMPs) auf Mikroorganismen und aktivieren das angeborene Immunsystem. Wenn Lactoferrin LPS bindet, hemmt es effektiv die LPS-induzierte Entzündung und die Produktion proinflammatorischer Zytokine, und der Schaden bleibt begrenzt.(14) Lactoferrin kann jedoch auch selbst TLR4 binden und so Immunzellen aktivieren.

Lactoferrin rekrutiert und aktiviert Antigen-präsentierende Zellen (APCs, darunter dendritische Zellen) und schaltet damit auch das erworbene Immunsystem ein. In-vitro-Studien zeigen, dass Lactoferrin die Reifung, Differenzierung und Aktivierung von T- und B-Zellen fördert und dadurch eine spezifische Immunantwort stimuliert.(21)

Indikationen

Lactoferrin zur Stärkung des Immunsystems

Lactoferrin reguliert sowohl das angeborene als auch das erworbene Immunsystem. Bei älteren Menschen, die häufig ein geschwächtes Immunsystem haben, konnte Lactoferrin (300 mg/Tag über 3 Monate) die Populationen von neutrophilen Granulozyten, Makrophagen, NK-Zellen und dendritischen Zellen aktivieren und so zu einer Stärkung der angeborenen Immunantwort gegen Krankheitserreger beitragen.(22) Außerdem wurde bei einer Gruppe älterer Frauen festgestellt, dass sich die TLR7-vermittelte Reaktion dendritischer Zellen nach einer Lactoferrin-Ergänzung verbesserte, was möglicherweise ihre Fähigkeit verbesserte, Viren zu eliminieren.(23)

Bei gesunden Männern führte die Einnahme von Lactoferrin (200 mg/Tag) zu einem Anstieg der gesamten T-Zell-Aktivität, der Aktivierung von T-Helferzellen und zytotoxischen T-Zellen und einer erhöhten antioxidativen Kapazität.(24)

Bei postmenopausalen Frauen wurde eine entzündungshemmende Wirkung von Lactoferrin festgestellt. Die Einnahme von Lactoferrin (250 mg/Tag) war mit einem Rückgang der Expression proinflammatorischer Marker (IL-1, TNF-alpha, IL-6, IL-12 und C-reaktives Protein) und einer Zunahme entzündungshemmender Marker (wie IL-10) assoziiert.(25) Die gleichen Beobachtungen wurden in Tiermodellen von Morbus Crohn, einer entzündlichen Darmerkrankung, gemacht.(26) Kürzlich wurde in einer Fallstudie eine positive Wirkung von Lactoferrin (1 g/Tag) auf die Aufrechterhaltung des mit konventioneller Therapie erreichten Remissionsstatus nachgewiesen.(27)

Außerdem kann Lactoferrin (200 mg/Tag) einen Einfluss über das Mikrobiom ausüben. Homöostase im Darm bedeutet einen geringeren Infektionsgrad und weniger Immunaktivierung.(19

Bakterielle Infektionen

Lactoferrin kann bei einer Besiedlung des Magens durch das Bakterium Helicobacter pylori eingesetzt werden. Eine Infektion mit diesem Bakterium ist häufig und verursacht eine chronische Gastritis (Entzündung der Magenschleimhaut). Es scheint, dass eine Behandlung mit Lactoferrin (200 mg/Tag für 12 Wochen) die Besiedlung des Magens mit diesem Bakterium reduzieren kann.(28)

Mehrere Studien zeigen eine positive Wirkung von Lactoferrin auf die Mundgesundheit. Bei Erwachsenen, die 12 Wochen lang dreimal täglich Lactoferrin-Tabletten in Kombination mit Lactoperoxidase-Tabletten im Mund auflösten, verbesserte sich die Gingivitis.(29) Lactoperoxidase ist ein Enzym, das wie Lactoferrin für eine gute Abwehr wichtig ist und in exokrinen Sekreten wie Milch und Speichel vorkommt. Gingivitis (Zahnfleischentzündung) ist das Stadium, das der Parodontitis (Entzündung des Zahnhalteapparats) vorausgeht und noch reversibel ist. Sowohl Lactoferrin als auch Lactoperoxidase haben eine antimikrobielle Wirkung gegen orale Krankheitserreger. Lactoferrin hemmt unter anderem parodontopathische Bakterien wie Porphyromonas gingivalis und Aggregatibacter actinomycetemcomitans und verhindert die Biofilmbildung durch P. gingivalis und Prevotella intermedia. Lactoferrin mit Lactoperoxidase und Glukoseoxidase in Tablettenform (20 mg + 2,6 mg + 2,6 mg) verbesserte den Mundgeruch, der häufig durch Schwefelverbindungen produzierende Bakterien verursacht wird, und verringerte die Menge der pathogenen Bakterien im Mund.(30-32) Mundpflegeprodukte wie Zahnpasta, Mundspüllösungen und Kaugummi können aus den oben genannten Gründen Lactoferrin enthalten.(31)

Ein großes Problem bei der Bekämpfung von Infektionen ist heute das Auftreten von Resistenzen gegen verschiedene Medikamente, darunter auch Antibiotika.(17) Lactoferrin hat eine hemmende Wirkung auf mehrere Bakterienarten (Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes und Klebsiella pneumoniae), die gegen Antibiotika resistent sind. Lactoferrin kann außerdem die Wirkung von antimikrobiellen Arzneimitteln verstärken.(4) Lactoferrin erhöht auch die Aktivität von Proteinen des angeborenen Immunsystems wie Lysozym und sekretorisches Immunglobulin A (sIgA), die nach einer Schädigung von Bakterienmembranen in Erscheinung treten.

Virale Infektionen

Klinische Studien haben gezeigt, dass Lactoferrin eine starke antivirale Wirkung gegen eine große Anzahl von Viren hat, darunter Erkältungsviren, das Rotavirus, Norovirus, Hepatitis-C-Virus und auch das SARS-CoV-2-Virus.

Bei Erkältungsviren kann Lactoferrin sowohl präventiv als auch therapeutisch eingesetzt werden. In einer Population anfälliger Erwachsener wurde festgestellt, dass Erkältungen nach der Einnahme von Lactoferrin (600 mg/Tag) und Immunglobulinen über einen Zeitraum von 90 Tagen weniger häufig, weniger lang anhaltend und weniger schwerwiegend waren.(33) Sommerliche Erkältungsviren, die in Japan ein gesundheitliches Problem darstellen, können ebenfalls durch Lactoferrin (600 mg/Tag) bekämpft werden.(34)

Mehrere Studien zeigen, dass Lactoferrin auch das Risiko von Atemwegsinfektionen aufgrund von bakteriellen oder viralen Infektionen verringert, insbesondere bei Kindern.(35,36) Dieselbe Meta-Analyse* zeigte, dass Lactoferrin in der Lage war, die IL-6-Konzentration als Marker für systemische Infektionen zu senken.(36)

Darüber hinaus ist Lactoferrin bei Virusinfektionen, die Gastroenteritis (Magen-Darm-Grippe) verursachen, von Vorteil. Bei Kindern, die an Rotavirus oder Norovirus erkrankt waren, nahmen Schwere und Dauer der Symptome nach der Supplementierung mit Lactoferrin ab.(37,38) Bei Erwachsenen reduzierte Lactoferrin (200 mg/Tag und 600 mg/Tag) das Risiko einer Magen-Darm-Infektion.(39)

Menschen mit chronischer Hepatitis C können ebenfalls von Lactoferrin profitieren. Eine Supplementierung mit Lactoferrin (600 mg/Tag) steigerte nach mehreren Monaten die zelluläre Abwehr gegen das Virus (Anstieg des Th1-Zytokins IL-18).(40) Lactoferrin kann außerdem die Wirkung der antiviralen Medikamente Ribavirin und Interferon verstärken.(41) In sehr hohen Dosen war es in der Lage, oxidative Schäden und Leberentzündungen zu begrenzen.(42)

Lactoferrin kann sowohl präventiv als auch therapeutisch gegen das SARS-CoV-2-Virus eingesetzt werden, das die Covid-19-Krankheit verursacht. Zusammen mit den Nährstoffen Zink und Vitamin C konnte Lactoferrin in einer präventiven Dosis von 128-192 mg/Tag (möglicherweise in Kombination mit Lactoferrin als intranasales Spray) eine Infektion mit SARS-CoV-2 verhindern.(43) Die Pathologie von Covid-19 wird stark mit einem Überschuss an freiem Eisen in Verbindung gebracht, das oxidative Schäden und einen schweren Krankheitsverlauf verursachen kann.(44) Lactoferrin bindet dieses ungebundene Eisen und begrenzt den Schaden bei Patienten mit leichten oder schweren Symptomen. Die therapeutischen Dosen sind viel höher (bis zu 1 g/Tag) und haben sich für eine schnellere und vollständigere Erholung von Covid-19 als wirksam erwiesen.(45) Eine Darmdysbiose und gastrointestinale Beschwerden scheinen ebenfalls zur Pathologie von COVID-19 zu gehören. Auch auf diesem Gebiet kann Lactoferrin von Bedeutung sein. Bei zwei Kindern mit langfristigen gesundheitlichen Problemen nach Covid-19 (Post-Covid) wurde nach der Einnahme von Lactoferrin über eine sofortige Linderung der chronischen Magen-Darm-Symptome berichtet.(46) Es gibt weitere Belege dafür, dass Lactoferrin bei Menschen mit Post-Covid-Symptomen ebenfalls unterstützend wirken kann (siehe den Übersichtsartikel ‘Post-Covid, Ansatzpunkte für eine orthomolekulare Nahrungsergänzung’).

Eisenmangel und Blutarmut

Eisenmangel ist eines der weltweit häufigsten Ernährungsdefizite und eine Hauptursache für das Auftreten von Anämie (Blutarmut).(47) Lactoferrin gilt als sichere und wirksame Substanz zur Verbesserung des Eisenstatus und zur Vorbeugung einer Eisenakkumulation.(8)

Lactoferrin hat sich bei Eisenmangelanämie in der Schwangerschaft als wirksam erwiesen. In einer klinischen Studie führte die Einnahme von Lactoferrin (zu 30 % mit Eisen gesättigt) in einer Dosis von 200 mg/Tag bei schwangeren Frauen zu einem Anstieg der Anzahl der roten Blutkörperchen, des Hämoglobins und zu einer Verbesserung des Serumeisenspiegels.(48) Der Serumspiegel von IL-6 (ein entzündungsförderndes Zytokin, das außerdem mit Anämie in Verbindung gebracht wird) sank dabei.(3) In einer kürzlich durchgeführten Studie wurden Daten aus mehreren Studien über 600 schwangere Frauen und deren Lactoferrin-Einnahme verknüpft und analysiert. Diese Meta-Analyse bestätigte die Wirksamkeit von 200 mg Lactoferrin täglich über 4 Wochen bei der Verbesserung der Schwangerschaftsanämie.(49) Vermutlich handelt es sich bei diesen Studien immer um Lactoferrin, das (teilweise) mit Eisen gesättigt ist, und nicht um eisenarmes Apolactoferrin, das normalerweise in Nahrungsergänzungsmitteln enthalten ist.

Anämie wird häufig bei Ausdauersportlern beobachtet (Sportanämie). Vor allem Langstreckenläuferinnen, die menstruieren und ihr Gewicht genau kontrollieren, können leicht eine Anämie entwickeln. In einer japanischen Studie wurde festgestellt, dass eine Lactoferrin-Supplementierung (1800 mg/Tag) in Kombination mit Eisen (6 mg/Tag) über einen Zeitraum von 8 Wochen die Eisenabsorption erhöht und daher bei der Vorbeugung einer Sportanämie nützlich sein kann.(50)

Gewebe-Regeneration

Lactoferrin führt zu einer deutlichen Verbesserung von Hauterkrankungen wie Schuppenflechte und Akne vulgaris (oder Jugendpickel).(51) Lactoferrin (200 mg/Tag) reduziert Akne bei Personen mit einer leichten bis mittelschweren Ausprägung. In Kombination mit Vitamin E und Zink reduzierte Lactoferrin (200 mg/Tag) die Anzahl der Läsionen, Mitesser (Komedonen) und Entzündungsherde. Zudem verbesserte Lactoferrin die Talgsekretion.(52) Im Allgemeinen scheint Lactoferrin (200 oder 600 mg/Tag) auch den Feuchtigkeitshaushalt und die Beschaffenheit der Haut zu verbessern.(53)

Lactoferrin stimuliert die Proliferation und Differenzierung von Immunzellen und Zellen, die an Wundheilungsprozessen beteiligt sind.(54) Es stimuliert auch die Osteoblasten und ist unter anderem an der Aufrechterhaltung der Knochenhomöostase beteiligt, indem es unter anderem die Knochenmineraldichte verbessert und zu guten immunologischen Bedingungen beiträgt.(55) Bei einer Gruppe postmenopausaler Frauen zeigte die Supplementierung mit Lactoferrin eine Verringerung der Knochenresorption und eine Zunahme der osteoblastischen Knochenbildung.(56)

Metabolische Gesundheit*

Lactoferrin moduliert den Lipidstoffwechsel.(57) Ein verminderter Lactoferrin-Gehalt im Blut ist mit Insulinresistenz und Typ-2-Diabetes assoziiert.(58) Die Supplementierung mit Lactoferrin (300 mg/Tag über 8 Wochen) zeigte eine Abnahme des viszeralen Fettgewebes, eine Verringerung des Körpergewichts, des BMI und des Hüftumfangs.(59) Kürzlich hat sich gezeigt, dass Lactoferrin für Patienten mit Typ-2-Diabetes weitere günstige Wirkungen hat.(60) Die Behandlung mit Lactoferrin (250 mg/Tag) über 3 Monate führte zu einer signifikanten Verbesserung der HbA1c-Werte (glykiertes Hämoglobin, das den Durchschnitt des Blutzuckergehalts der letzten zwei Monate widerspiegelt), des BMI und des Lipidprofils. Zudem waren die proinflammatorischen Zytokine IL-1-beta, IL-6, IL-18 und TNF-alpha signifikant verringert und die oxidativen Schäden hatten abgenommen. Eine ähnliche Beobachtung wurde bei fettleibigen Kindern mit Typ-2-Diabetes nach einer Lactoferrin-Ergänzung (als Teil eines Molkeprotein-Supplements, Zeitraum 3 Monate) gemacht. Das Lipidprofil (Gesamtcholesterin, Triglyceride, LDL) verbesserte sich, und es kam zu einer Senkung des Nüchtern-Plasmaglukosespiegels.(61) Marker, die an Oxidation und Entzündung beteiligt sind (unter anderem IL-6 und TNF-alpha) und die eine Rolle bei Diabeteskomplikationen und dem Fortschreiten anderer chronischer Krankheiten spielen, waren ebenfalls reduziert.

Psychischer Stress

Lactoferrin linderte bei Studenten, die einen Rechentest ablegen mussten, den psychosozialen Stress.(62) Eine einmalige orale Einnahme von Lactoferrin (800 mg) unterdrückte die durch die Rechenaufgabe hervorgerufenen Veränderungen der parasympathischen und sympathischen Aktivität. Lactoferrin scheint also Stress zu reduzieren, was bereits zuvor in einem Tiermodell beobachtet worden war.(63)

Sicherheit und Qualität

Lactoferrin gilt in den oben genannten Dosen als sichere Nahrungsergänzung. Im Allgemeinen ist Lactoferrin gut verträglich. Die tägliche Einnahme von Dosen über 7,2 Gramm scheint das Risiko von Nebenwirkungen wie Hautausschlägen, Appetitlosigkeit, Verstopfung, Durchfall und Übelkeit zu erhöhen.(64)

Bei einem Lactoferrin-Supplement sind Qualitätsaspekte zu beachten. Hochwertige Lactoferrin-Ergänzungen sind unverfälscht und enthalten mindestens 95 % reines und intaktes Lactoferrin-Protein. Sie erfüllen damit die Anforderungen der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) und der US-Behörden (Food and Drug Administration, FDA). Mit dem so genannten GRAS-Status (Generally Recognised as Safe) kennzeichnet die FDA hochwertige Nahrungsergänzungsmittel, die von Experten als sicher für den vorgesehenen Verwendungszweck angesehen werden.(65)

Ein qualitativ hochwertiges Lactoferrin-Supplement zeichnet sich außerdem durch einen geringen Gehalt an Lipopolysaccharid (LPS) aus. LPS ist eine Struktur auf der äußeren Membran gramnegativer Bakterien und ein Maß für die Menge der (toten) Bakterien in einem Lebensmittel. Eine niedrige LPS-Konzentration im Ergänzungsmittel deutet darauf hin, dass das Lactoferrin aus sehr frischer Kuhmilch stammt und unter streng kontrollierten und hygienischen Bedingungen hergestellt wurde.

Außerdem ist es wichtig, dass ein Lactoferrin-Supplement wenig Eisen enthält, damit seine Eisenbindungskapazität bewahrt bleibt.(65) Ein Lactoferrin-Supplement enthält daher in der Regel Apolactoferrin, die eisenfreie Form von Lactoferrin. Apolactoferrin hat außerdem eine stärkere antimikrobielle und antioxidative Kapazität als Hololactoferrin.(15) Bei Eisenmangel wird manchmal Lactoferrin verwendet, das (teilweise) mit Eisen gesättigt ist, oder es wird Apolactoferrin in Kombination mit einem gesonderten Eisenpräparat verabreicht.(48)

Schließlich geht es vor allem darum, dass Lactoferrin während des Herstellungsprozesses so schonend wie möglich behandelt wird, damit die Denaturierung (Verlust der räumlichen Struktur des Proteins) minimiert wird. Bei Proteinen im Allgemeinen (und Lactoferrin im Besonderen) gilt, dass ihre Eigenschaften und ihre Wirkung von ihrer räumlichen Struktur abhängen.(8) Aus diesem Grund sind Produktionsprozesse vorzuziehen, die sich auf die Erhaltung der räumlichen Struktur richten. Es ist daher auch ratsam, Lactoferrin aus frischer Kuhmilch und nicht aus Molke zu wählen, da diese bereits eine Reihe von Produktionsschritten durchlaufen hat, bei denen es zu einer Denaturierung hätte kommen können. Durch die Verwendung von magensäureresistenten Kapseln kann die Denaturierung (und der Abbau) von Lactoferrin im Magen verhindert werden, so dass eine größere Menge an intaktem Lactoferrin in den Darm gelangt und die Wirksamkeit dieser wertvollen Verbindung erhöht wird.(19)

Anwendungsempfehlungen

In der Regel werden Lactoferrin-Dosen zwischen 200 und 600 mg/Tag empfohlen. Therapeutisch können höhere Dosen angeraten sein. In den oben genannten klinischen Studien waren die positiven Auswirkungen von Lactoferrin meist auf Dosen von mindestens 200 mg/Tag zurückzuführen.

Wechselwirkungen

Lactoferrin verstärkt die Wirkung (synergetische Aktivität) von regulären antimikrobiellen Medikamenten wie Antibiotika, antiviralen Medikamenten (Rifampicin u.a.), Antimykotika (Clotrimazol, Fluconazol) und Antiparasitika.(4)

Kontraindikationen

Lactoferrin ist nicht für Menschen mit einer Kuhmilchproteinallergie geeignet. Die Quelle, aus der Lactoferrin gewonnen wird, ist Kuhmilch. In einem qualitativ hochwertigen Lactoferrin-Nahrungsergänzungsmittel ist der Laktosegehalt jedoch gering (<0,01 %), was für Menschen mit Laktose-Intoleranz eine wichtige Information ist. Darüber hinaus gibt es keine Kontraindikationen für die Verwendung von Lactoferrin.

Erläuterung der Begriffe

Dendritische Zellen: oder Antigen-präsentierende Zellen (APCs). Sie spüren Antigene auf und präsentieren sie den Zellen des erworbenen Immunsystems (T- und B-Zellen).

LPS:
steht für Lipopolysaccharid. Dies sind Moleküle, die aus einem Lipid und einem Polysaccharid bestehen. Sie kommen auf der äußeren Membran von gramnegativen Bakterien vor.

Makrophagen: Zellen, die darauf spezialisiert sind, Abfälle wie beschädigte Zellen und Mikroorganismen wie zum Beispiel Bakterien zu beseitigen. Der Begriff bedeutet wörtlich übersetzt “großer Fresser”.

Meta-Analyse: eine wissenschaftliche Untersuchung, bei der die Ergebnisse mehrerer Studien zu einem bestimmten Thema zusammengeführt und analysiert werden.

Metabolische Gesundheit:
bezieht sich auf die Verhinderung eines Komplexes miteinander verbundener (metabolischer) Risikofaktoren für Typ-2-Diabetes und Herz-Kreislauf-Erkrankungen wie z. B. übermäßiges Fettgewebe, gestörte Lipidwerte, erhöhter Blutdruck und erhöhter (Nüchtern) Blutzuckerspiegel.

Neutrophile Granulozyten: gehören wie die Makrophagen zu den Phagozyten. Sie bilden die Mehrheit aller weißen Blutkörperchen und können den Blutkreislauf am Ort der Infektion verlassen. Neutrophile sind oft schnell zur Stelle und haben eine kürzere Lebensdauer als Makrophagen.

NK-Zellen: oder auch natürliche Killerzellen. Sie gehören zum angeborenen Immunsystem und sind wichtig für die Abtötung kranker oder körperfremder Zellen.

Oxidative Schäden: Schäden an den Zellen, die durch ein unausgewogenes Gleichgewicht zwischen der Produktion und Aktivität von Radikalen (reaktive Sauerstoff- und Stickstoffverbindungen) und deren Inaktivierung durch Antioxidantien entstehen. Die dabei auftretenden (kumulativen) oxidativen Schäden tragen zur biologischen Alterung der Zellen bei und erhöhen das Risiko für Krankheit und Krankheitsprogression.

PAMP: oder Pathogen-assoziierte molekulare Muster. Dies sind evolutionär konservierte molekulare Muster auf Mikroorganismen, die für den Mikroorganismus selbst lebenswichtig sind. Sie werden von Zellen des angeborenen Immunsystems erkannt. Solche Muster gibt es auf menschlichen Zellen nicht.

Symbiose: Eine Form des Zusammenlebens von zwei oder mehr Organismen, die für mindestens eine Art von Vorteil oder sogar notwendig ist.

Literaturverweise

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