Lactoferrin ist in der Lage, Eisen zu binden und den Eisenhaushalt im Körper zu regulieren. Über diese Fähigkeit reduziert Lactoferrin Entzündungen und unterstützt das Immunsystem, indem es Mikroorganismen die Grundlage für ihr Wachstum entzieht.
Genauer gesagt sorgt Lactoferrin dafür, dass die richtige Konzentration an freiem Eisen in menschlichen Flüssigkeiten aufrechterhalten wird. So werden Eisenmangel, Freisetzung von freien Radikalen und mikrobielle Besiedlung verhindert [1-4].
Über die Wirkungsweisen innerhalb der Eisenhomöostase haben Rosa et al. in 2017 einen interessanten Übersichtsartikel publiziert [5].
Eisen ist ein wesentliches Element für Zellwachstum und Zellproliferation und essenziell für Prozesse der DNA-Replikation und der Energiegewinnung. Es kann jedoch auch toxisch auf den Körper wirken, wenn es im Überschuss vorhanden ist. Dann kommt die Fähigkeit, Elektronen an Sauerstoff abzugeben zum Tragen, wodurch freie Radikale entstehen [6]. Diese können dann Gewebeverletzungen und Organschäden verursachen [7].
Unter normalen Umständen ist so wenig freies Eisen im Körper vorhanden, dass keine Gefahr besteht, dass sich freie Radikale bilden, entzündliche Prozesse entstehen oder Mikroorganismen das Eisen zur Fortpflanzung nutzen [8, 9]. Wenn die Balance allerdings gestört ist und zu viele freies Eisen zur Verfügung steht, erhöht sich die Gefahr einer Infektion und der Bildung von freien Radikalen, sowie der Entstehung einer Entzündung im Körper [9].
Das Gleichgewicht zwischen dem Eisen, welches im Blut und dem, das im Gewebe vorhanden ist, wird als Eisen-Homöostase bezeichnet. Diese wird durch verschiedene Mechanismen streng kontrolliert, um einen Eisenmangel sowie einen Eisenüberschuss zu verhindern.
Eine wichtige Rolle spielt hier das Ferroportin, ein Transmembranprotein, das zweiwertige Eisenionen (Fe2+) aus dem Zellinneren in den Extrazellulärraum transportiert.
Im Falle einer Entzündungsreaktion oder einer Infektion, wird Ferroportin durch das proinflammatorische Zytokin Interleukin-6 (IL-6) [10, 11] und durch Bindung an Hepcidin, ein Protein aus der Leber runterreguliert und das Eisen verbleibt in der Zelle.
In Folge entsteht eine Eisenüberladung auf zellulärer Ebene, während auf der systemischen Ebene Eisenmangel, Eisenmangel-Anämie und Entzündungsanämie auftreten können [4, 12].
Die übliche Intervention bei Eisenmangel besteht aus Eisensubstitution, gerecht der Annahme, dass dies die hämatologischen Parameter wieder erhöht. Häufig kann die Eisenhomöostase jedoch so nicht wiederhergestellt werden, dafür entstehen unter der Therapie unerwünschte Nebenwirkungen wie Magen-Darm-Beschwerden, Übelkeit, Erbrechen, Durchfall und Verstopfung [7, 13-16]. Studien an Ratten zeigten sogar eine erhöhte Produktion von freien Radikalen [8] und ein schweres Fortschreiten des Entzündungsstatus im Darm nach Gabe einer eisenreichen Diät [9].
Bei einer Entzündungsanämie, der schwersten Eisenhomöostase-Störung, liegt die große Schwierigkeit der Therapie in den hohen IL-6-Spiegeln, mit denen sie einhergeht [17]. Lange ging man davon aus, dass die Reduktion der Eisenverfügbarkeit im Blut ein Abwehrmechanismus gegen extrazelluläre Pathogene darstellt [17-19]. Rosa et al empfehlen jedoch, die klassische Eisentherapie zu überdenken, gibt es doch Bakterien, die bis in die Zelle eindringen und dort Entzündungen auslösen können. Diese könnten von der Eisenüberladung der Zelle profitieren und eine noch stärkere Reaktion verursachen [20, 21].
Es ist daher von größter Bedeutung, dem Fortbestehen des Entzündungsstatus entgegenzuwirken um den Eisenspiegel zwischen Geweben / Sekreten und Blut auszugleichen und so intrazelluläre Eisen-Akkumulation zu vermeiden und damit die Schwere der Infektion zu senken.
Lactoferrin hat eine molekulare Struktur, die verschiedene Bindungsmöglichkeiten für Zellen, Pathogene (Krankheitserreger), Eisen und andere Substanzen bietet. Es gehört zur Gruppe der Transferrine und ist in der Lage, 3-wertiges Eisen aufzunehmen, zu verteilen und abzugeben.
Während Infektions- und/oder Entzündungsprozessen steigt die auch Konzentration an Lactoferrin im Körper, da es von Immunzellen (neutrophile Granulozyten) produziert und freigesetzt wird, was dafür sorgt, dass das frei verfügbare Eisen nicht zu hoch wird, wodurch mikrobielles Wachstum und die Entstehung von freien Radikalen verhindert wird. In infizierten/entzündeten Wirtszellen übt Lactoferrin außerdem eine entzündungshemmende Wirkung gegen Interleukin-6 (IL6) aus, was wiederrum die intrazelluläre Eisenüberladung verhindert.
Gleichzeit zeigt Lactoferrin eine bakteriostatische Aktivität, denn durch die Bindung von Eisen wird auch das Bakterienwachstum und die Expression von Virulenzfaktoren stark gehemmt [22, 23].
Im Hinblick auf die sogenannte Entzündungsanämie und die klinische Wirkung von Lactoferrin konnte in einer Studie von 2006 [13] bei schwangeren Frauen gezeigt werden, dass die orale Gabe von Lactoferrin in Kombination mit Eisen einen signifikanten Anstieg der Konzentration der hämatologischen Parameter nach 30 Tagen der Behandlung aufweist.
Lactoferrin besitzt ein großes antientzündliches Potential, da es in der Lage ist die entzündliche Reaktion zu modulieren, unabhängig davon, ob sie durch intrazelluläre Bakterien [21, 24-26] oder über Toll-Like-Rezeptoren auf der Oberfläche von Immunzellen ausgelöst wurde [27, 28].
Lactoferrin scheint daher ein Schlüsselelement, nicht nur im Abwehrsystem von Mikroorganismen [2, 29, 30], sondern auch als zentrale Komponente bei der Hemmung einer Entzündungsreaktion zu sein [31].
Die Tatsache, dass eine reine Eisenverabreichung bei einer Entzündungsanämie nicht in der Lage ist Entzündungsprozesse zu verringern, ist nicht überraschend, denn Eisen ist selbst ein Verstärker von Entzündung [32-34].
Aus diesem Blickwinkel bezeichnen die Autoren des Übersichtsartikels, den neuen Ansatz, eine Entzündungsanämie anstelle von Eisen mit Lactoferrin zu behandeln, als außerordentlich bedeutsame Neuerung.
Sie unterstreichen in ihrem Artikel, dass in vivo der tatsächliche Zustand einer Entzündungsanämie aus einer Delokalisierung von Eisen entsteht, d.h. Eisenüberladung in Zellen und Geweben und Eisenmangel im Blut, und nicht aus generellem Eisenmangel.
Quellen
1 Bhate K, Williams HC. Epidemiology of acne vulgaris. The British journal of dermatology 2013; 168: 474–485.
2 Eberl G. A new vision of immunity: homeostasis of the superorganism. Mucosal immunology 2010; 3: 450–460.
3 Dréno B, Dagnelie MA, Khammari A, Corvec S. The Skin Microbiome: A New Actor in Inflammatory Acne. American journal of clinical dermatology 2020; 21: 18–24.
4 Chan H, Chan G, Santos J, Dee K, Co JK. A randomized, double-blind, placebo-controlled trial to determine the efficacy and safety of lactoferrin with vitamin E and zinc as an oral therapy for mild to moderate acne vulgaris. International journal of dermatology 2017; 56: 686–690.
5 Evans JA, Johnson EJ. The role of phytonutrients in skin health. Nutrients 2010; 2: 903–928.
6 Dreno B, Amblard P, Agache P, Sirot S, Litoux P. Low doses of zinc gluconate for inflammatory acne. Acta dermato-venereologica 1989; 69: 541–543.
7 Dreno B, Moyse D, Alirezai M, Amblard P, Auffret N, Beylot C, Bodokh I, Chivot M, Daniel F, Humbert P, Meynadier J, Poli F. Multicenter randomized comparative double-blind controlled clinical trial of the safety and efficacy of zinc gluconate versus minocycline hydrochloride in the treatment of inflammatory acne vulgaris. Dermatology (Basel, Switzerland) 2001; 203: 135–140.
8 Ling JML, Schryvers AB. Perspectives on interactions between lactoferrin and bacteria. Biochemistry and cell biology = Biochimie et biologie cellulaire 2006; 84: 275–281.
9 Machnicki M, Zimecki M, Zagulski T. Lactoferrin regulates the release of tumour necrosis factor alpha and interleukin 6 in vivo. International Journal of Experimental Pathology 1993; 74: 433–439.
10 Kim J, Ko Y, Park Y-K, Kim N-I, Ha W-K, Cho Y. Dietary effect of lactoferrin-enriched fermented milk on skin surface lipid and clinical improvement of acne vulgaris. Nutrition (Burbank, Los Angeles County, Calif.) 2010; 26: 902–909.
11 Mueller EA, Trapp S, Frentzel A, Kirch W, Brantl V. Efficacy and tolerability of oral lactoferrin supplementation in mild to moderate acne vulgaris: an exploratory study. Current medical research and opinion 2011; 27: 793–797.
