Streszczenie

Laktoferryna (LF) jest glikoproteiną powszechnie występującą w organizmie ssaków. Jest wytwa­rzana przez komórki nabłonkowe i stąd obecna w wydzielinach na powierzchni błon śluzowych. Znajduje się też w ziarnistościach granulocytów obojętnochłonnych, skąd podczas urazu, infek­cji i zapalenia jest uwalniana do krwi. LF należy do rodziny transferryn – białek wiążących jony żelaza z dużym powinowactwem. Zdolność do wiązania żelaza to jedna z najwcześniej odkry­tych właściwości białka. LF wyizolowano z mleka w latach 60. ub. wieku i nazwano „czerwo­nym białkiem wiążącym żelazo”. Ze zdolnością do chelatowania żelaza wiążą się inne funkcje, jakie białko pełni w ustroju. Jak przedstawiono w I części artykułu [14] LF uczestniczy w pobie­raniu żelaza z pożywienia i jego magazynowaniu, a w pewnym stopniu również w transporcie do komórek (choć tu główną rolę należy przypisać transferrynie).
W II części artykułu omówiono wpływ LF na zwalczanie mikroorganizmów w wyniku chelato­wania żelaza, przez co pierwiastek ten staje się niedostępny dla komórek patogenów, ogranicza­jąc ich wzrost. Żelazo poprzez udział w wielu procesach metabolicznych staje się niezbędnym składnikiem odżywczym dla niemal wszystkich drobnoustrojów. Dla patogenów żelazo nie jest łatwo dostępne, gdyż organizm żywiciela pilnie strzeże swoich zapasów. Ponieważ żelazo jest niezbędne do prawidłowego funkcjonowania zarówno drobnoustroju, jak i organizmu gospoda­rza, nabywanie żelaza przez patogen podczas infekcji jest uznawane za ważny czynnik wirulencji. Organizm wyższy wykształcił skomplikowany system ochrony zapasów żelaza, a jednym z jego istotnych elementów jest laktoferryna. Białko w postaci ubogiej w żelazo skutecznie zwalcza wiele bakterii oraz grzybów, działając mikrobiostatycznie lub bójczo. Stopień wysycenia żela­zem wpływa również na aktywność przeciwwirusową LF. Niektóre patogeny (m.in. Helicobacter pylori, Neisseria sp., Haemophilus influenzae) wykształciły system sideroforów lub receptorów komórkowych, dzięki któremu mogą nabywać żelazo z LF i transferryny. Tak zwana laktoferry­nowa teoria hipoferremii w zapaleniu zakłada ponadto ochronny udział białka w stanach zapal­nych, sepsie i urazach. LF poprzez wychwytywanie i gromadzenie żelaza osoczowego w wątrobie i śledzionie czasowo obniża jego dostępność dla drobnoustrojów i procesów tworzenia toksycz­nych reaktywnych form tlenu, co przyczynia się do wygaszania reakcji zapalnych.

Słowa kluczowe:laktoferryna • transferryna • ferrytyna • chelatowanie żelaza • zwalczanie drobnoustrojów • właściwości przeciwzapalne

Summary

Lactoferrin (LF) is a glycoprotein widely distributed in mammalian organisms. It is synthesized by epithelial cells; hence it is present in secretions of mucous membranes. It is also contained in secondary granules of neutrophils and released to the circulation during trauma, infection or in­flammation. LF belongs to the transferrin family – proteins binding iron ions with a high affini­ty. Upon isolation in 1961 LF was initially called a red, iron-binding protein. LF’s ability to bind iron is associated with other functions which the protein fulfils in the body. As described in the first part of the article [14], LF participates in acquisition of iron from food and its storage in the body, and to a certain degree also in iron transport to cells. In this part of the article the effect of LF in combating microorganisms by chelating iron is de­scribed. The iron-chelating property of LF renders iron inaccessible to the pathogens, thus re­stricting their growth. Iron, due to its participation in many metabolic processes, is an essential element for almost all microorganisms. Iron is not easily accessible for pathogens within the host. Since iron is crucial for normal function of both pathogens and the host, an ability to acquire iron during infection is regarded as an important virulence factor. Higher vertebrates have evolved a complicated protection system of iron storage and LF is an important element of this system. Low iron-saturated LF effectively combats bacteria and fungi, acting in a bacteriostatic and fun­gistatic way. The degree of iron saturation also influences antiviral activity of LF. Some patho­gens (e.g. Helicobacter pylori, Neisseria sp, Haemophilus influenzae) have evolved a system of siderophores or cellular receptors which can acquire iron from LF and transferrin. The so-called lactoferrin theory of hypoferremia in inflammation assumes, in addition, a protective role of the protein in inflammation, sepsis and trauma. LF, by chelation and storage of plasma iron in the liver and spleen, temporarily restricts its accessibility for microorganisms and processes of for­mation of toxic, reactive oxygen species, which contributes to the amelioration of inflammatory states.

Key words:lactoferrin • transferrin • ferritin • iron chelation • antimicrobial activity • antiinflammatory activity

Wykaz skrótów:

apo-LF – laktoferryna wolna od żelaza; BLF – laktoferryna bydlęca; DFO – desferoksamina; HLF – laktoferryna ludzka; holo-LF – laktoferryna wysycona żelazem; LF – laktoferryna; Mn-LF – laktoferryna wysycona manganem; RFT – reaktywne formy tlenu; rHLF – rekombinacyjna laktoferryna ludzka; TF – transferryna; Zn-LF – laktoferryna wysycona cynkiem.

Wstęp

Laktoferryna (LF) odkryta po raz pierwszy w mleku ponad 70 lat temu to plejotropowa glikoproteina o zdolności wią­zania żelaza, należąca do rodziny transferryn. Powszechnie występuje w wydzielinach egzokrynnych ssaków (głównie mleku, łzach, wydzielinie przewodu pokarmowego, dróg oddechowych, dróg moczowo-płciowych), do których jest uwalniana przez komórki nabłonkowe. LF jest ponadto składnikiem wtórnych ziarnistości granulocytów obojętno­chłonnych, które stanowią główne źródło LF we krwi oraz miejscach objętych zapaleniem. LF jest istotnym skład­nikiem systemu odporności gospodarza. Zwalcza drob­noustroje na powierzchni śluzówek, przez ograniczanie namnażania oraz bezpośrednie zabijanie. Od dawna wia­domo, że te właściwości białka są związane w dużej części ze zdolnością do sekwestracji koniecznego do wzrostu mi­kroorganizmów żelaza w płynach ustrojowych. Późniejsze badania wykazały dodatkowe niezwiązane z sekwestracją żelaza mechanizmy działania LF na drobnoustroje (m.in. destabilizację osłon komórkowych, wpływ na metabolizm, działanie poprzez wzmocnienie funkcji układu odporno­ściowego). Podobnie większość właściwości przeciwza­palnych i immunoregulatorowych LF nie wiąże się bezpo­średnio ze zdolnością do chelatowania żelaza, ale obejmuje regulację wytwarzania i aktywności cytokin, chemokin i in­nych cząsteczek biologicznie aktywnych, a na tej drodze regulację aktywności komórek immunologicznych. Duże znaczenie należy przypisać zdolności wiązania przez do­datnio naładowaną cząsteczkę LF wielu różnych cząste­czek naładowanych ujemnie, m.in. bakteryjnego LPS, he­paryny, lizozymu, DNA.

W pierwszej części opracowania [14] omówiono udział LF w pobieraniu z pożywienia i dostarczaniu żelaza do komó­rek, w których może być magazynowane. Na rąbku szczo­teczkowym jelita znaleziono receptory LF, co sugeruje jej rolę w pierwszym z procesów. Receptory LF wykryto też na powierzchni innych komórek, w tym makrofagów, i moż­na przypuszczać, że umożliwiają one transfer żelaza z LF do ferrytyny, białka magazynującego żelazo w komórkach.

Usunięcie wolnego żelaza z jelita, powierzchni śluzówek czy płynów ustrojowych ogranicza dostępność tego pier­wiastka dla mikroorganizmów, pozwalając na skuteczną kontrolę flory bakteryjnej. Jednym z głównych elementów tej kontroli u ssaków jest laktoferryna. W artykule omó­wiono właściwości przeciwbakteryjne, przeciwgrzybicze i przeciwwirusowe oraz przeciwzapalne białka związane z sekwestracją żelaza.

Żelazo jako składnik niezbędny dla drobnoustrojów i organizmów wyższych

Żelazo jest niezbędnym składnikiem odżywczym dla nie­malże wszystkich istot żywych: organizmów wyższych i mikroorganizmów. Znaczenie żelaza dla tych pierwszych omówiono w I części artykułu [14]. W komórkach drob­noustrojów żelazo, choć występuje w śladowych ilościach, ma zasadnicze znaczenie dla wielu procesów metabolicz­nych, w tym obejmujących oddychanie komórkowe, trans­port tlenu, syntezę DNA, regulację genów, wiązanie azotu, aktywację i uwalnianie wodoru cząsteczkowego, fotosyn­tezę, metanogenezę. Jest składnikiem wielu enzymów: cytochromów, białek żelazo-siarkowych (np. ferredoksy­ny), katalazy, peroksydazy oraz aktywatorem hydrogena­zy, oksygenazy katecholowej, nitrogenazy, dehydrogena­zy tlenku węgla i innych [10].

W świecie drobnoustrojów istnieje stałe współzawodnic­two o żelazo, zarówno między samymi mikroorganizma­mi, jak i między mikroorganizmami a ich gospodarzami, podczas bytowania komensalnego i infekcji. Ponieważ że­lazo jest podstawowym składnikiem odżywczym zarówno dla drobnoustroju, jak i organizmu gospodarza, nabywa­nie żelaza przez drobnoustrój podczas infekcji jest uzna­wane za ważny czynnik wirulencji. Istnieje wiele danych epidemiologicznych oraz wyników badań eksperymen­talnych potwierdzających związek między statusem żela­za w ustroju a jego podatnością na zakażenia. Na przykład kolonizacja organizmu gospodarza i proliferacja komórek Candida albicans są możliwe jedynie wtedy, gdy w środo­wisku wzrostu grzybów znajdują się wystarczające ilości żelaza [2,82]. Nadmierne nagromadzenie żelaza w ustro­ju („iron overload”) stanowiło czynnik ryzyka rozwoju inwazyjnej aspergilozy u pacjentów z nowotworami he­matologicznymi [43] oraz po przeszczepach wątroby [3] i szpiku kostnego [5]. Podobne korelacje między zawarto­ścią żelaza w ustroju a patogennością drobnoustrojów ob­serwowano dla: Mycobacterium tuberculosis, Salmonella sp. i Yersinia sp. [27,31,66,75,86] oraz dla patogennych grzybów Cryptococcus neoformans [15]. Chorzy poddani transfuzji krwi przechowywanej przez ponad 3 tygodnie (a zatem zawierającej zlizowane erytrocyty i nadmiar wol­nego żelaza) wykazywali zwiększoną podatność na cięż­kie zakażenia Yersinia enterocolitica [49]. Oczywiste jest zatem, że zawartość żelaza w ustroju gospodarza wpływa na jego podatność na infekcje, a metody pozbawiające śro­dowisko wolnego żelaza to istotne naturalne mechanizmy obronne organizmów wyższych.

Z punktu widzenia obronności ustroju wydawać by się mo­gło, że najlepszym rozwiązaniem byłoby mocne związa­nie żelaza i tym samym usunięcie go ze środowiska wzro­stu drobnoustrojów. Nie jest to jednak takie proste. Należy bowiem pamiętać, że żelazo w ustroju jest nie tylko po­tencjalnym składnikiem odżywczym dla komórek patoge­nów, ale też pełni wiele ważnych funkcji, w tym funkcję kofaktora tworzenia reaktywnych form tlenu (RFT), któ­re uczestniczą w zabijaniu drobnoustrojów. I tak np. ma­krofagi wymagają obecności wystarczających ilości żelaza wewnątrzkomórkowego do indukcji skutecznych mecha­nizmów zwalczania drobnoustrojów, obejmujących za­leżny od oksydazy NADPH wybuch tlenowy i wytwarza­nie tlenku azotu (NO•) katalizowane przez indukowalną syntazę NO• (iNOS) [53]. Tego samego żelaza potrzebu­ją pasożytujące wewnątrzkomórkowo bakterie, takie jak M. tuberculosis i Salmonella typhimurium [27]. W tej sy­tuacji organizm ogranicza ilość żelaza w aktywowanych makrofagach, obniżając ekspresję receptora transferryny (TF) na ich powierzchni [24,72], co jednocześnie może jed­nak ograniczać zabijanie sfagocytowanych komórek. Jak więc widać, równowaga między ilością żelaza dostępne­go dla drobnoustrojów i potrzebnego do sprawnego funk­cjonowania organizmu gospodarza jest bardzo delikatna i płynna. Potwierdzeniem są dwie przeciwstawne obser­wacje. Pierwsza pochodzi z badań epidemiologicznych, które wykazały, że kobiety ciężarne z anemią z niedobo­ru żelaza są bardziej narażone na infekcję Helicobacter pylori niż kobiety zdrowe [63]. Podobnie z testów na my­szach wynika, że podanie chelatora żelaza – desferoksami­ny (DFO) redukowało stężenie żelaza w surowicy i znacz­nie nasilało przebieg doświadczalnej salmonelozy, czemu towarzyszył spadek wytwarzania H₂O₂ przez aktywowa­ne makrofagi [27,28]. Zaobserwowano jednak, że również bardziej podatni na zakażenia bakteryjne, w tym bakteria­mi wewnątrzkomórkowymi są pacjenci z nadmiarem żela­za w ustroju [31,66,75,86].

Jak ustrój chroni zapasy żelaza?

Żelazo jest przedmiotem „walki” między drobnoustroja­mi a organizmami wyższymi. By pozbawić środowisko wolnego żelaza i uniemożliwić jego pobór przez komór­ki patogenów organizm wytworzył liczne związki (głów­nie białka), które tak ściśle wiążą żelazo, by stało się nie­osiągalne dla wrogich drobnoustrojów, ograniczając w ten sposób ich wzrost. Są to tzw. związki chelatujące (chelato­ry; związki mocno chwytające jony metali, jakby szczyp­cami, „chele” z grec. szczypce).

Do związków tego typu zaliczamy: kanalbuminę (w biał­ku jaja kurzego) oraz u ssaków: transferrynę (w osoczu krwi), laktoferrynę (w wydzielinach nabłonkowych, neu­trofilach i osoczu krwi) oraz ferrytynę (w przestrzeni we­wnątrzkomórkowej). W wydzielinach i osoczu obecne są zarówno TF, jak i LF, jednak ta pierwsza przeważa we krwi (2-4 mg/ml), a druga jest powszechna w wydzieli­nach. Właściwości LF jako białka wiążącego żelazo omó­wiono w I części artykułu [14]. Tu warto przypomnieć, że LF wiąże z dużym powinowactwem (Kd rzędu 10^-20 M) dwa jony żelazowe (Fe³⁺) i z mniejszym jony żelazawe (Fe²⁺). Podobnie TF wiąże dwa jony Fe³⁺, ale z około 360 razy mniejszym powinowactwem. Pierwsze z białek uwal­nia jony żelaza w kwaśnym środowisku (pH poniżej 3,5), a drugie już przy słabym zakwaszeniu (pH~6) [1]. TF jest głównym białkiem transportowym żelaza, mimo to jedynie około 3 mg tego pierwiastka (0,1% całkowitej zawartości w organizmie) są związane z TF [37]. U zdrowych ludzi 20-30% cząsteczek TF i 5-8% cząsteczek LF jest wysy­conych żelazem, reszta zatem pozostaje gotowa do wyła­pywania i wiązania jonów żelaza, które znajdą się w oso­czu. Dzięki temu ilość wolnego żelaza w osoczu krwi jest bardzo mała i wynosi około 10^-18 M [22], jest zatem 10⁸-10¹⁰ razy mniejsza niż wymagana do wzrostu drobnoustrojów (10^-7-10^-5 M) [10]. Gdy zdolność TF do wiązania żelaza zostanie przekroczona (np. u chorych na hemochroma­tozę – chorobę dziedziczną przebiegającą z nadmiernym wchłanianiem żelaza), żelazo jest wiązane (ale znacznie słabiej) z albuminą, cytrynianem i innymi związkami ni­skocząsteczkowymi [16].

Białkiem odpowiedzialnym za sekwestrowanie wewnątrz­komórkowego żelaza jest ferrytyna, która utrzymuje ho­meostazę tego pierwiastka w komórce, chroniąc ją przed toksycznymi reakcjami katalizowanymi przez żelazo [83]. W warunkach fizjologicznych ferrytyna jest zwykle wy­sycona żelazem zaledwie w 20%. Z tego wewnątrzko­mórkowego magazynu żelazo jest dostarczane do róż­nego rodzaju procesów metabolicznych przebiegających z jego udziałem. Ferrytyna jest wyjątkowo stabilną czą­steczką, jej czwartorzędowa struktura dysocjuje dopiero w bardzo kwaśnym środowisku (przy pH <2), a odnawia się, gdy pH wraca do wartości 7,4 [51]. Żelazo z ferrytyny uwalniane jest w wyniku redukcji, w środowisku o kwa­śnym odczynie. W komórce istnieje również przejściowa pula słabo związanego żelaza aktywnego w procesach re­doks, która wiąże ze sobą etapy: nabywania żelaza z TF, przechowywania w postaci ferrytyny oraz wykorzystania w procesach metabolicznych. To tzw. pula labilnego że­laza (labile iron pool – LIP) i jej stężenie w cytoplazmie komórek ssaków nie przekracza 1 µM, co stanowi jedy­nie małą frakcję (<5%) całkowitego żelaza komórkowe­go (50-100 µM) [46]. W przestrzeni cytoplazmatycznej komórki żelazo przeważnie występuje w postaci rozpusz­czalnych jonów Fe⁺², a w przestrzeni zewnątrzkomórko­wej – w postaci nierozpuszczalnych, czyli trudniej dostęp­nych, jonów Fe⁺³. Ustrój poza związkami chelatującymi żelazo ma również inne sposoby ograniczania dostępu pa­togenów do żelaza, uruchamiane podczas infekcji. I tak podniesiona temperatura ciała obniża stężenie żelaza we krwi, co sprzyja wygaszaniu infekcji [23]. Niektóre cyto­kiny (IFN-γ, IL-1, IL-6, TNF-α) zmniejszają ekspresję re­ceptora TF na powierzchni makrofagów, co uniemożliwia pobór żelaza do komórki i ogranicza możliwość wzrostu patogenów wewnątrzkomórkowych [24,72].

Najbardziej powszechną postacią żelaza w ustroju jest że­lazo hemowe, które jest potencjalnym źródłem żelaza jono­wego we krwi i innych płynach pozakomórkowych. Dlatego nie dziwi, że organizm ściśle chroni swoje zapasy żelaza hemowego, które może być nie tylko wykorzystane przez drobnoustroje, ale też może prawdopodobnie katalizować tworzenie RFT [16]. Organizm wykształcił białka: hapto­globinę i hemopeksynę, silnie wiążące odpowiednio: wol­ną hemoglobinę oraz hem [10]. Słabsze zdolności wiążą­ce ma również albumina osocza krwi.

Jak drobnoustroje walczą o żelazo?

Zważywszy na bardzo niewielkie ilości dostępnego żela­za w organizmie gospodarza, nie dziwi, że drobnoustro­je „opracowały” specjalne strategie służące pozyskiwaniu tego cennego składnika odżywczego. Wiele patogenów wydziela siderofory – substancje wychwytujące żelazo i dostarczające je do komórki. Są to prawie zawsze związ­ki niskocząsteczkowe (<1 kDa), rozpuszczalne w wodzie i wiążące żelazo (Fe⁺³) swoiście z dużym powinowactwem (Kd~10^-30 M) [10]. Na przykład niektóre bakterie jelitowe wytwarzają enterobaktynę (enterochelinę), która w posta­ci wolnej jest uwalniana do podłoża, gdzie wiąże żelazo, a komórka pobiera i rozkłada powstały kompleks, uwal­niając żelazo. Wiele grzybów wytwarza tzw. ferrichromy, wiążące żelazo nierozpuszczalne (Fe⁺³) z podłoża, które wewnątrz komórki jest redukowane do postaci rozpusz­czalnej (Fe⁺²), do której siderofor ma niewielkie powino­wactwo. Ze względu, iż powinowactwo niektórych side­roforów do żelaza jest nawet wyższe niż powinowactwo białek ustrojowych, siderofory mogą z nich „odbierać” że­lazo. Dotyczy to nawet tak silnych chelatorów żelaza jak: ferrytyna, TF czy LF. Inny system pobierania żelaza, któ­ry wykształciły niektóre bakterie, to specjalne białka po­wierzchniowe służące do wiązania chelatorów gospodarza i bezpośredniego nabywania z nich żelaza [10]. W ten spo­sób pierwiastek pozyskują m.in.: H. pylori, Haemophilus influenzae, Neisseria sp. i Moraxella sp. Niektóre drob­noustroje wykształciły jednocześnie kilka sposobów na zdobycie żelaza w organizmie żywiciela. Ciekawym przy­kładem może być komensalny i oportunistyczny drożdżak – C. albicans. Według dotychczasowej wiedzy, grzyb ten nie wytwarza wprawdzie własnych sideroforów, ale potra­fi wykorzystywać żelazo skompleksowane z sideroforami innych mikroorganizmów. Wykorzystuje ponadto hemo­globinę, ferrytynę i transferrynę jako źródła żelaza, a po inwazji i destrukcji tkanek także żelazo z labilnej puli cy­toplazmatycznej, białek żelazo-siarkowych i innych bia­łek niehemowych [4]. Białka hemowe (np. hemoglobina, mioglobina, cytochromy) mogą stanowić źródło żelaza dla patogenów, ale ogólnie są dla nich trudno dostępne ze względu na swoje umiejscowienie (są chronione we­wnątrz komórek). Stają się jednak dostępne po uszkodze­niu tkanek i uwolnieniu zawartości komórek, co sprzyja nasileniu infekcji.

Zwalczanie drobnoustrojów poprzez sekwestrację żelaza

Laktoferryna jest aktywna wobec wielu bakterii Gram-ujemnych i Gram-dodatnich, grzybów, wirusów oraz pa­sożytów [45]. Zawarta w wydzielinach śluzówek stanowi ważny czynnik usuwający drobnoustroje już „u wrót” zaka­żenia – na powierzchni błon śluzowych, zapobiegając tym samym ich inwazji do organizmu. W miejscach infekcji/ura­zu stężenie LF może dodatkowo wzrosnąć po degranula­cji naciekających granulocytów. Na przykład stężenia LF w ślinie osób zdrowych wynoszą średnio 5 µg/ml, w cho­robach przyzębia wzrastają do 12 µg/ml, a po naświetla­niach w radioterapii aż do 80 µg/ml [40]. Granulocyty obojętnochłonne są również źródłem LF w osoczu krwi. Dzienne wytwarzanie LF w organizmie zdrowego czło­wieka można oszacować na około 5 g (średnia zawartość LF w 10⁶ neutrofilów to 5 µg, dziennie wytwarzanych jest 10¹² neutrofilów), z czego jedynie 10% (0,5 g) jest uwalnia­ne z komórek podczas prawidłowego ich obrotu. Podczas zakażenia bakteryjnego obrót neutrofilów wzrasta nawet 50-krotnie, czemu towarzyszy 3-krotnie większa destruk­cja tych komórek. W tym czasie wytwarzanie LF wzrasta do 30 g/dobę, z czego 1/3 (10 g) jest uwalniana do krwio­biegu [70]. Stężenie LF w osoczu krwi dość stałe w zdro­wiu (średnio 0,3 µg/ml) [17], wzrasta podczas infekcji, zapalenia oraz rozległych urazów. U chorych z płatowym zapaleniem płuc to 1-2 µg/ml, a u pacjentów z ciężkimi oparzeniami 10-40 µg/ml [17,93].

Hamowanie wzrostu drobnoustrojów przez chelatowa­nie wolnego żelaza to jedna z najwcześniej opisanych właściwości LF. Już w 1966 roku (a więc niedługo po odkryciu białka) Masson i wsp. zauważyli, że LF wy­izolowana z ludzkiego mleka w testach in vitro hamo­wała wzrost Staphylococcus albus, nie działając na S. aureus [60]. Hamujący wpływ LF był stopniowo zno­szony przez dodatek wzrastających ilości jonów żelaza do zastosowanego roztworu LF, co potwierdzało propo­nowany mechanizm działania białka. W kolejnych latach przeprowadzono wiele testów, które potwierdziły hamu­jące działanie LF w wyniku sekwestracji jonów żelaza (tabela 1). W ten sposób białko działa na chorobotwór­cze bakterie i grzyby. Przeważnie jest to wpływ mikro­biostatyczny, ale czasem również bójczy. Jak należy się domyślać większą aktywność będzie miało białko w po­staci wolnej od żelaza (apo-LF) niż wysyconej żelazem (holo-LF). Co ciekawe, stopień wysycenia żelazem (i in­nymi metalami) cząsteczki LF ma też wpływ na jej ak­tywność przeciwwirusową.

Tabela 1. Wykaz wrażliwych na działanie LF bakterii, grzybów i wirusów

Laktoferryna z ludzkiego mleka hamowała wzrost grzybów C. albicans oraz Rhodotorula rubra, przy czym aktywność ta była związana jedynie z zawartością apo-LF, a dodatek żelaza ją znosił [8]. Działanie białka było zależne od stę­żenia i czasu. Stwierdzono również hamujący wpływ od­tłuszczonego mleka ludzkiego oraz wyizolowanej LF, ale nie innych białek mleka (kazeiny i α-laktoalbuminy). Na podstawie testów żywotności komórek grzybów i mikro­skopii elektronowej, autorzy badań podkreślają fungosta­tyczne (ale nie bójcze) działanie białka. Kolejne badania potwierdziły działanie LF na komórki C. albicans [78]. Wyizolowana z siary ludzka częściowo wysycona i apo-LF (ale nie holo-LF) dodana do hodowli zabijała komórki grzybów w sposób zależny od dawki, czasu i warunków hodowli (temperatura, pH, obecność jonów fosforanowych i węglanowych). Z kolei autorzy tych badań podkreśla­ją wyraźne grzybobójcze działanie białka. Grzybobójcze działanie ludzkiej LF zanotowano również wobec klinicz­nych izolatów C. albicans i C. krusei [64]. Było ono zależ­ne od dawki i obserwowane tylko dla LF wolnej od żelaza. Badanie z użyciem mikroskopu elektronowego wykazało zmiany na powierzchni komórek, takie jak tworzenie pę­cherzyków i wyciek białek, co wskazuje na bezpośrednie działanie toksyczne na komórki grzybów.

Ludzka LF dodana do hodowli hamowała wzrost konidiów Aspergillus fumigatus [97]. Podobną aktywność miały leukocyty wielojądrzaste wyizolowane z krwi osób zdro­wych i cierpiących na przewlekłą chorobę ziarniniakową oraz czynnik uwolniony z tych komórek po ich aktywacji. Czynnik ten zidentyfikowano jako LF. Co istotne, wysy­cenie białka żelazem znosiło jego działanie przeciwgrzy­bicze, zatem działanie to opierało się na sekwestracji żela­za. Ten sam zespół badał następnie aktywność wobec tych samych grzybów LF oraz innych chelatorów żelaza (DFO, deferipronu, ciclopiroxu) w monoterapii lub połączonych z lekami przeciwgrzybiczymi [96]. LF, deferipron, ciclo­pirox hamowały, podczas gdy DFO stymulowała wzrost grzybów. Synergistyczne działanie przeciwgrzybicze wy­kazały: ketokonazol i ciclopirox, flukonazol i deferipron oraz amfoterycyna B i LF. Zatem chelatory żelaza w mo­noterapii lub w terapii kombinowanej z antybiotykami przeciwgrzybiczymi mogą stanowić ważny element profi­laktyki i leczenia aspergilozy, groźnej u pacjentów z osła­bioną odpornością.

Arnold i wsp. w testach in vitro wykazali aktywność ludz­kiej LF pochodzącej z siary wobec wiele gatunków bakte­rii oraz C. albicans [12]. LF wolna od żelaza (ale nie ho­lo-LF) silnie hamowała (nawet o 99%) wzrost szczepów laboratoryjnych: Streptococcus mutans, S. pneumoniae oraz Vibrio cholerae. Zanotowano ponadto hamowanie wzrostu szczepów izolowanych od pacjentów: S. salivarius, S. mitis i C. albicans (izolaty z płytek nazębnych) oraz E. coli, P. aeruginosa, Salmonella newport, Shigella sonnei i S. aureus (izolaty z różnych tkanek). Stwierdzono prawidłowość, że szczepy wirulentne są mniej wrażliwe na działanie LF, po­dobnie szczepy laboratoryjne po pasażu na myszach od­znaczały się mniejszą wrażliwością. Dalsze badania zespo­łu Arnolda wykazały, że ludzka apo-LF zabijała komórki S. mutans wiążąc się do ich powierzchni i nieodwracalnie hamując ich metabolizm [13]. Internalizacja apo-LF do monocytów zakażonych Legionella pneumophila prowa­dziła do zahamowania wzrostu bakterii poprzez chelato­wanie żelaza, przeciwnie – internalizowana holo-LF ha­mowała przeciwbakteryjną aktywność IFN-γ oraz była źródłem żelaza do wzrostu patogenu [24]. Apo-BLF oraz BLF wysycona Zn i Mn hamowały, podczas gdy LF wysy­cona żelazem promowała wewnątrzkomórkowe namnaża­nie L. pneumophila w nieswoistych fagocytach (komórki linii HeLa) [39]. Autorzy cytowanych badań nie stwier­dzili wprawdzie internalizacji komórkowej Fe-BLF, ale można przypuszczać, że białko ulegało jednak endocyto­zie do komórek, gdzie uwalniało Fe, które po włączeniu do labilnej puli żelaza komórkowego mogło być wykorzy­stane przez bakterie.

LF wyizolowana z mleka ludzkiego i krowiego w postaci apo- i natywnej (wysyconej żelazem w kilku%) w obec­ności immunoglobulin IgA lub IgG hamowała namnażanie Escherichia coli w hodowli. Bakteriostaza była zniesiona przez wysycenie białka żelazem [79]. Aktywność hamu­jącą tworzenie biofilmu Pseudomonas aeruginosa miała wyłącznie postać apo-HLF, wysycenie żelazem ją znosi­ło [77]. Poprzez sekwestrację żelaza LF stymulowała ruch drgający bakterii, dzięki czemu bakterie przemieszczały się po podłożu i nie tworzyły kolonii i biofilmu. Biofilm jest zwartą i trwałą strukturą tworzoną przez niektóre bakte­rie na powierzchni nabłonków w przewlekłych infekcjach.

Biofilmy odznaczają się większą opornością na mechani­zmy obronne gospodarza i leczenie antybiotykami. Do two­rzenia biofilmów wymagane są wyższe stężenia żelaza, bo tu dostęp poszczególnych komórek do tego składnika jest ograniczony [90]. W cytowanych badaniach chelatowanie żelaza przez LF zmniejszało również oporność bakterii na czynniki bójcze: H₂O₂ i antybiotyk tobramycynę [77]. Apo-LF działała synergistycznie z lizozymem w hamowa­niu wzrostu Staphylococcus epidermidis. Wysycenie białka żelazem znosiło jego aktywność [50]. Synergizm działa­nia LF i lizozymu może mieć znaczenie ochronne u osób noszących szkła kontaktowe. S. epidermidis łatwo koloni­zuje powierzchnie różnego rodzaju protez i implantów, ale rzadko powierzchnię soczewek kontaktowych, choć są wy­twarzane z podobnych materiałów. Można sądzić, że wła­śnie lizozym i słabo wysycona żelazem LF odpowiadają przynajmniej w części za obserwowany efekt. Apo-LF ha­mowała wzrost S. aureus w testach in vitro, podczas gdy białko wysycone żelazem nie miało takiej aktywności [18]. Co ciekawe, w testach in vivo podana myszom apo-LF była tak samo skuteczna jak białko wysycone w różnym stop­niu żelazem, co wskazuje, że w tym przypadku aktywność białka nie zależała wyłącznie od sekwestracji żelaza [18].

Interesujące wyniki uzyskano w testach na mysim modelu gruźlicy. Zastosowano myszy z defektem w metabolizmie żelaza (nokaut genu β₂-mikroglobuliny), którym podawa­no dodatkowe ilości żelaza w wodzie pitnej, osiągając stan „przeładowania” organizmu żelazem, co istotnie nasilało przebieg zakażenia M. tuberculosis [74]. Podana donoso­wo BLF wyraźnie redukowała rozsiew bakterii w narzą­dach wewnętrznych w procesie sekwestracji żelaza (choć użyto białka wysyconego żelazem aż w 70%). LF podno­siła ponadto surowicze stężenia NO• (wytwarzanie tego mediatora jest zaburzone podczas „przeładowania” żela­zem). W testach in vitro wykazano natomiast, że LF ob­niża ekspresję receptora TF na makrofagach, co ogranicza pobieranie żelaza przez te komórki.

Ciekawe obserwacje pochodzą z cytowanych już ba­dań Collins i wsp. nad namnażaniem innych bakterii wewnątrzkomórkowych – S. typhimurium [28]. Badacze ci używali DFO (siderofor wytwarzany przez Streptomyces) oraz LF jako chelatorów żelaza w testach in vitro oraz in vivo. Podanie LF myszom przed zakażeniem w pewnym stopniu (choć nieistotnie) łagodziło przebieg infekcji, podczas gdy podanie DFO znacznie ją nasilało. Co istot­ne, LF znacznie stymulowała tworzenie H₂O₂ oraz zabija­nie bakterii przez aktywowane makrofagi, drugi z chela­torów osłabiał właściwości bójcze fagocytów i zmniejszał wybuch tlenowy. Indukowane obecnością żelaza wytwa­rzanie H₂O₂ z udziałem oksydazy NADPH jest zasad­niczym mechanizmem efektorowym w kontroli infekcji Salmonella. Uzyskane dane wyraźnie wskazują, że przy­czyną zaostrzenia infekcji było ograniczenie dostępności żelaza dla procesów tworzenia RFT. Jak konkludują auto­rzy, DFO wchodzi do komórek, wiąże zatem zarówno że­lazo zewnątrz- jak i wewnątrzkomórkowe, tymczasem LF chelatuje jedynie żelazo na zewnątrz komórek, pulę we­wnątrzkomórkową zostawiając nienaruszoną, co pozwala na efektywne tworzenie bakteriobójczych RFT.

W niektórych testach okazało się, że LF wysycona Fe w róż­nym stopniu działała podobnie skutecznie na drobnoustro­je. Ludzka i bydlęca LF powodowały aglutynację komórek Micrococcus luteus, niezależnie od obecności jonów żelaza w medium i stopnia wysycenia cząsteczek [67]. W testach na myszach wolna od żelaza i wysycona żelazem w 20% BLF były tak samo skuteczne w hamowaniu kolonizacji żo­łądka przez H. pylori [87]. Bydlęca apo- i holo-LF dodane do zawiesiny neutrofilów mysich lub ludzkich zwiększały ich działanie wobec komórek C. albicans [65]. W testach in vitro zanotowano hamowanie przez apo- i holo-BLF adhezji i internalizacji komórek E. coli do komórek nabłonkowych linii HeLa [55]. W podobnych testach bydlęca LF w posta­ci wolnej od jonów oraz wysyconej manganem lub żelazem hamowała internalizację komórek L. monocytogenes do ko­mórek nabłonkowych linii HT-29 oraz Caco-2 [11]. W za­pobieganiu bakteriemii u szczurzych noworodków doustna terapia rHLF była równie efektywna, gdy białko podawa­no w postaci ubogowysyconej (około 10%), jak i całkowi­cie wysyconej żelazem (rHLF+FeSO₄) [33].

Podobna siła działania postaci wysyconych i niewysyco­nych metalem przemawia za dodatkowymi, innymi niż che­latowanie żelaza sposobami działania LF na drobnoustroje. Wiadomo, że białko może m.in. bezpośrednio uszkadzać ściany komórek bakteryjnych i grzybowych oraz zaburzać ich metabolizm, hamować procesy adhezji patogenów do tkanek czy rozkładać enzymatycznie czynniki wirulencji drobnoustrojów. Działanie pośrednie białka obejmuje ak­tywację różnych składników układu odpornościowego go­spodarza (m.in. komórek NK, makrofagów, limfocytów) i wzmocnienie ich działania wobec patogenów. Należy jed­nak pamiętać, że stopień wysycenia żelazem cząsteczki LF poprzez zmianę konformacyjną jej struktury [7] może m.in. wpływać na zdolność do interakcji z niektórymi po­wierzchniowymi cząsteczkami na komórkach gospodarza [21,56], jak i drobnoustrojów [11,13]. Stąd odmienna siła działania różnych postaci białka w sytuacjach, które nie dotyczą bezpośrednio pozbawienia patogenów dostępu do żelaza, jako cennego składnika odżywczego.

Ilustracją powyższych rozważań może być obserwacja, że stopień wysycenia białka żelazem ma znaczenie w bez­pośrednim uszkadzającym działaniu na ścianę komór­kową bakterii. Apo-HLF dodana do hodowli bakterii Gram-ujemnych: E. coli i S. typhimurium działała bakte­riostatycznie oraz zwiększała bakteriobójcze działanie an­tybiotyku ryfampiny [35]. Aktywność LF była znoszona przez wysycenie żelazem. Mechanizm działania LF pole­gał na uszkadzaniu struktury ściany komórkowej bakterii poprzez uwalnianie cząsteczek lipopolisacharydu (LPS) i zmianę przepuszczalności. Jak wiadomo, anionowe czą­steczki LPS są stabilizowane w obrębie ściany komórko­wej przez jony dodatnie (wapnia, magnezu i żelaza) [29]. Przez wiązanie tych jonów LF zaburza zatem stabilność tej struktury. Co ważne, może w ten sposób ułatwiać dostęp lizozymu do komórek bakterii Gram-ujemnych i zwięk­szać jego aktywność bakteriobójczą. W badaniach Ellisona i Ghiela LF i lizozym użyte osobno działały bakteriosta­tycznie wobec V. cholerae, S. typhimurium i E. coli [34]. Użyte razem wykazywały zależny od dawki efekt bakte­riobójczy, który był znoszony przez wysycenie LF żela­zem oraz dodatek jonów wapnia do medium. LF, poza jo­nami żelaza może wiązać również jony innych metali (m.in. manganu, miedzi, cynku i wapnia) [20,71]. Obecność nad­miaru wspomnianych jonów spowodowała „zapełnienie” cząsteczki LF i utratę jej aktywności.

Warto w końcu zwrócić uwagę na aktywność przeciwwi­rusową LF zależną od stopnia wysycenia żelazem i inny­mi jonami. Różne postaci bydlęcej LF (niewysycona jona­mi, Fe-BLF, Mn-LF oraz Zn-BLF) hamowały namnażanie wirusa zapalenia wątroby typu B (HBV) na wrażliwej li­nii komórkowej, choć największą aktywność zanotowano dla Zn-BLF [52,98]. Podobnie białko wysycone cynkiem najskuteczniej hamowało infekcję komórek poliowirusem [59], a żelazo i mangan z kolei zwiększały aktywność na­tywnej LF wobec HIV [69]. Apo- i holo-LF w testach in vitro hamowały małpi rotawirus, choć postać niewysyco­na żelazem odznaczała się znacznie większą aktywnością i mniejszą toksycznością [81]. LF wysycona żelazem tra­ciła zdolność do hamowania infekcji cytomegalowirusem (CMV) ludzkich fibroblastów [6]. Bydlęca LF w różnych postaciach (apo-LF, Zn-LF, Fe-LF, Mn-LF) hamowała repli­kację ludzkich wirusów Herpes simplex 1 i 2 we wrażliwej linii komórkowej. Wskaźnik ID₅₀ dla LF wysyconej żela­zem w 10% wynosił 28 µg/ml, podczas gdy dla LF wysy­conej w 90% – tylko 11,5 µg/ml, postać holo-LF była za­tem bardziej aktywna niż postać apo-LF. Metale w postaci cytrynianów nie miały dużego wpływu hamującego, moż­na zatem wnioskować, że działanie LF nie było wynikiem dostarczania jonów metali do komórek [58].

Odmienna aktywność przeciwwirusowa różnych posta­ci LF może się wiązać, jak już wspomniano, z różnym powinowactwem do receptorów niektórych komórek, np. nabłonka przewodu pokarmowego [56] i monocytów/ma­krofagów [21]. Jednym z mechanizmów aktywności prze­ciwwirusowej LF jest bowiem wiązanie i blokowanie czą­steczek powierzchniowych na komórkach, tak by nie mogły być wykorzystane przez cząsteczki wirusa [57]. Spotykana w niektórych przypadkach większa aktywność postaci Zn-LF może wynikać z dostarczania cynku do komórek do­celowych. Zwiększona dostępność jonów Zn²⁺ jest praw­dopodobnie przyczyną uszkodzonej replikacji niektórych wirusów [36,44]. Z kolei większą aktywność postaci apo-LF obserwowaną wobec niektórych wirusów można praw­dopodobnie tłumaczyć bardziej skuteczną sekwestracją jo­nów metali (głównie żelaza), które są kofaktorami wielu enzymów komórkowych wykorzystywanych przez wirusy oraz enzymów wirusowych, czego skutkiem będzie ogra­niczenie replikacji wirusów. Dokładny mechanizm anty­wirusowej aktywności różnych postaci LF wciąż oczeku­je na wyjaśnienie.

Laktoferryna jako źródło żelaza dla drobnoustrojów

Jak już wspomniano, LF podobnie jak inne ustrojowe che­latory żelaza, może być źródłem tego pierwiastka dla nie­których patogenów. Badania wykazały, że holo-LF może stanowić źródło żelaza dla bakterii: H. pylori [42], H. influenzae [85], Legionella pneumophila [25], Aeromonas hydrophila [80], Bordetella pertussis [61], E. coli [19] oraz Moraxella sp. i Neisseria sp. [26,62]. Niektóre z tych bak­terii rozwinęły na swojej powierzchni specjalne białka, któ­re służą do wiązania białek gospodarza sekwestrujących żelazo i bezpośredniego nabywania tego pierwiastka. Na przykład w przypadku H. pylori jest to białko o masie 70 kDa, które pojawia się na powierzchni bakterii, gdy rosną one w medium pozbawionym żelaza. Potwierdzono ponad­to ekspresję białka na szczepach H. pylori wyizolowanych od pacjentów [30]. Większość szczepów H. influenzae wy­izolowanych z plwociny chorych na chroniczne zapalenie oskrzeli oraz z gardła osób zdrowych wiązała ludzką LF, wykorzystując do swojego wzrostu zawarte w niej żelazo [85]. Na powierzchni tych bakterii wykazano obecność bia­łek receptorowych o masie 58 i 105/106 kDa wiążących od­powiednio TF i LF [76]. Stwierdzono dużą swoistość ga­tunkową wspomnianych białek bakteryjnych, co oznacza, że mogą one pozyskiwać żelazo wyłącznie z LF i/lub TF ludzkiej. Na przykład komórki H. pylori nie pobierały że­laza z bydlęcej LF, choć wykazano, że białko to w pew­nym stopniu może być wiązane do białek receptorowych bakterii [30]. Ekspresja receptorów na powierzchni komó­rek bakteryjnych jest indukowana przez ograniczenie do­stępności żelaza w środowisku wzrostu [10].

Inne bakterie mogą natomiast pozyskiwać żelazo z LF lub TF za pomocą sideroforów. Dla przykładu A. hydrophila (czynnik etiologiczny biegunki i posocznicy u osób z ob­niżoną odpornością) wytwarza amonabaktynę, która po­biera żelazo z TF i LF [80]. Stwierdzono również pozyski­wanie żelaza z tych białek przez enterochelinę jelitowych szczepów E. coli [19]. Siderofor wytwarzany przez P. aeruginosa (piowerdyna) może pobierać żelazo z TF, choć tylko w obecności bakteryjnej elastazy. LF nie była źró­dłem żelaza dla tej bakterii [32].

LF i TF mogą też stanowić źródło żelaza dla niektórych pa­sożytów, co wykazano dla Trichomonas vaginalis [68] oraz Leishmania chagasi [92]. W pierwszym przypadku białko było wiązane do komórek pasożytów, ale nie ulegało inter­nalizacji. Ekspozycja T. vaginalis na LF znacznie (ponad 6-krotnie) podnosiła ich metabolizm [68]. Pasożyt ten kolo­nizuje bogatą w LF śluzówkę pochwy, a objawy zakażenia są najbardziej nasilone podczas krwawienia miesięcznego, kiedy stężenia LF i żelaza w wydzielinach pochwy wzra­stają. Zakażenie męskiej cewki moczowej, gdzie występuje LF, ale niewiele jest żelaza, ulega samoograniczeniu [88]. Mechanizmy pozyskiwania żelaza z LF przez L. chagasi nie są wyjaśnione. Nie wykazano roli sideroforów ani cięcia pro­teolitycznego białka. Wiadomo, że pasożyt może nabywać żelazo również z innych źródeł: transferryny i hemu [92].

Jak się okazało, sam organizm może sprzyjać uwalnia­niu żelaza z białek chelatujących i udostępnianiu go pa­togenom. Taką aktywność mają katecholaminy – hormo­ny wydzielane w większych ilościach podczas stresu, do których zalicza się: epinefrynę (adrenalinę), norepinefry­nę (noradrenalinę) oraz dopaminę. Inkubacja E. coli z norepinefryną w obecności holo-LF lub holo-TF stymulowa­ła wzrost bakterii poprzez uwalnianie żelaza związanego z białkami [38]. Cząsteczki hormonu tworzyły stabilne kompleksy z LF, TF oraz osoczową albuminą, prowadząc do redukcji związanego jonu Fe³⁺ do jonu Fe²⁺ i jego uwol­nienia z cząsteczki chelatora [73]. Autorzy badań sugerują znaczenie tych interakcji w klinice, na przykład podczas rozwoju indukowanej stresem sepsy w wyniku nadmier­nego rozwoju komensalnych jelitowych szczepów E. coli. Ma to tym większe znaczenie, że związki podobne struk­turalnie do amin katecholowych (np. izoprenalina i dobu­tamina) używane są powszechnie w klinice, m.in. w cho­robach układu krążenia.

LF zarówno we krwi, jak i wydzielinach śluzówek wystę­puje w postaci ubogiej w żelazo, nie stanowi więc waż­nego źródła pierwiastka dla patogenów. Niemniej jednak w pewnych sytuacjach (podczas zapalenia) może sekwe­strować żelazo i wtedy istnieje niebezpieczeństwo, że zwią­zane żelazo zostanie wykorzystane przez drobnoustroje. Należy podkreślić, że siderofory wspomnianych bakte­rii mogą wiązać również żelazo wolne, LF wydaje się za­tem nie stanowić dodatkowego zagrożenia, a uwzględnia­jąc inne mechanizmy jej działania przeciwbakteryjnego, raczej ogranicza niż sprzyja wzrostowi tych patogenów. Może natomiast ułatwiać wzrost tych bakterii, dla któ­rych stanowi jedyne źródło żelaza (nietworzących sidero­forów), zwłaszcza wtedy, gdy inne aspekty działania LF nie przeważą tego negatywnego. Cytowane wyniki pochodzą z badań in vitro, są więc konieczne testy in vivo badające „zachowanie” białka w określonych sytuacjach w organi­zmie i potwierdzające bezpieczeństwo stosowania LF w te­rapii. W świetle dotychczasowych badań, w schorzeniach wywołanych wymienionymi patogenami, białko (szcze­gólnie ludzkie) powinno być aplikowane z ostrożnością.

Rola laktoferryny w uogólnionych stanach zapalnych

Spadek stężenia żelaza we krwi jest obserwowany podczas infekcji i stanów zapalnych, w tym uogólnionych. Jest to tzw. hipoferremia związana z zapaleniem. Jednocześnie występu­je akumulacja tego pierwiastka w magazynach ustrojowych (wątrobie i śledzionie) i jego ograniczone dostarczanie do szpiku kostnego, czemu towarzyszy rozwój anemii (tzw. ane­mia podczas zapalenia lub chorób chronicznych) [9,89,91]. Jak wskazują niektóre badania, jednym z czynników odpo­wiedzialnych za to zjawisko może być LF. Zagulski i wsp. przeprowadzili badania przeżywalności królików z sepsą po podaniu E. coli [95]. Bydlęca LF podana dożylnie znacznie przedłużała przeżycie zwierząt, co łączyło się ze spadkiem stężeń osoczowego żelaza. Jak wynika z tych badań, we wcze­snych etapach ochrony przed bakteriemią i szokiem septycz­nym może mieć znaczenie chelatowanie żelaza ustrojowego przez LF, gdyż podobnie działało inne białko chelatujące że­lazo – ferrytyna. Podana dożylnie 24 h przed letalną dawką bakterii chroniła zwierzęta przed śmiercią w sposób zależny od dawki [54]. Ochronne działanie LF potwierdzono również u myszy z bakteriemią E. coli [94]. Pojedyncza dożylna daw­ka LF 24 h przed zakażeniem znacznie zmniejszała śmiertel­ność, powodując czasowy spadek (o 45%) stężeń osoczowe­go żelaza. Jednakże podanie żelaza myszom krótko przed lub po zakażeniu tylko nieznacznie zmniejszało ochronne działa­nie LF, co sugeruje bardziej kompleksowy mechanizm tego działania. Sekwestracja żelaza, choć może mieć pewne zna­czenie w ochronnym działaniu LF w zapaleniu, nie jest jego głównym elementem. Jak wykazały liczne późniejsze bada­nia skuteczność LF opiera się przede wszystkim na jej dzia­łaniu regulacyjnym na różne składniki układu odpornościo­wego zaangażowane w rozwój zapalenia i sepsy [48].

W latach 70. ub. wieku powstała hipoteza włączająca LF w powstawanie hipoferremii i niedokrwistości w stanach zapalnych [84]. Zgodnie z jej założeniami LF uwolniona z aktywowanych neutrofilów odbiera żelazo transferrynie lub współzawodniczy z nią o wiązanie żelaza uwolnione­go podczas rozpadu hemoglobiny oraz komórek bakteryj­nych i odpornościowych gospodarza i przenosi je do układu siateczkowo-śródbłonkowego (RES), głównie w wątrobie, gdzie jest ono magazynowane i czasowo niedostępne dla procesów erytropoezy. Uwolnione po degradacji LF żela­zo jest gromadzone w postaci ferrytyny, stanowiąc tzw. po­wolny szlak obrotu żelaza, w którym okres połowicznego obrotu pierwiastka wynosi około 7 dni. Ta droga obrotu że­laza ma większe znaczenie w zapaleniu, podczas gdy w sta­nie zdrowia istnieje równowaga pomiędzy szlakiem „szyb­kim” (z okresem połowicznego obrotu 24 min) a szlakiem „powolnym” [84]. W warunkach prawidłowych uwalniane żelazo wiąże się z TF, która przenosi je prawie w całości do komórek erytropoetycznych. Konkurencyjne wychwyty­wanie żelaza przez LF neutrofilową doprowadza zatem do czasowego niedoboru tego pierwiastka. Warto pamiętać, że LF może „odbierać” żelazo TF już w słabo zakwaszo­nym środowisku (pH~6,5) [84]. Stężenie osoczowego że­laza spada szybko już we wczesnym okresie rozwoju cho­roby, osiągając wartość nawet o połowę niższą niż podczas zdrowia, a czasem żelazo jest w ogóle niewykrywalne we krwi. Podczas zdrowienia stężenie żelaza szybko wraca do normy [89]. Podobny spadek stężeń osoczowego żelaza wy­kazano w testach laboratoryjnych, m.in. po podaniu zwierzę­tom LF [84,95], IL-1 [47], bakterii i endotoksyny (LPS) [41]. Dożylne podanie prosiętom LPS lub zawiesiny komórek E. coli znacznie obniżało (o 60%) wyjściowe stężenie osoczo­wego żelaza już w ciągu pierwszych odpowiednio 30 i 120 min. W tym samym czasie zanotowano znaczny (3-20-krot­ny) wzrost stężeń osoczowej LF [41]. Można tu zatem ob­serwować wczesny mechanizm ochrony przez zakażeniem i endotoksemią z udziałem endogennej LF. Redukcja stę­żenia żelaza podczas zapalenia może być zatem spowodo­wana przez LF uwalnianą z aktywowanych neutrofilów lub syntetyzowaną de novo w tkankach objętych zapaleniem. Takie samo działanie będzie miała LF egzogenna dostar­czona do ustroju w celach profilaktycznych lub leczniczych.

Znacznie nowsze badania nad metabolizmem żelaza wy­kazały, że głównym czynnikiem odpowiedzialnym za roz­wój hipoferremii podczas zapalenia jest hepcydyna – biał­ko wytwarzane przez hepatocyty i uwalniane do krążenia [9,91]. Hepcydyna ogranicza wchłanianie żelaza z entero­cytów do krążenia oraz jego uwalnianie z puli makrofago­wej, obniżając osoczowe stężenia tego pierwiastka. Stężenia hepcydyny są regulowane przez status żelaza w ustroju: jego niedobór obniża, a nadmiar zwiększa wytwarzanie hepcydyny. Co ważne, infekcja i zapalenie również łączą się ze zwiększonym wytwarzaniem tego białka, prowadząc do czasowej anemii. Te zdarzenia wiążą homeostazę żela­za z odpowiedzią zapalną. W regulacji wytwarzania hep­cydyny podczas zapalenia uczestniczy wiele czynników, m.in. STAT (signal transducer and activator of transcrip­tion), kompleks hemojuweliny i białka morfogenicznego kości (HJV/MBP), kompleks białka HFE z receptorem TF (HFE/TFR) i inne. Są one indukowane w odpowiedzi na cytokiny prozapalne (IL-6, TNF-α) [91]. Główna rola hepcydyny w indukcji hipoferremii w zapaleniu nie wy­klucza jednak udziału w omówionym mechanizmie regu­lacyjnym innych elementów, w tym również laktoferry­ny. Potwierdzają to niedawne badania, które wykazały, że TNF-α oraz IFN-γ mogą promować hipoferremię w zapale­niu poprzez mechanizmy niezależne od indukcji hepcydy­ny, m.in. w wyniku stymulacji syntezy ferrytyny i zmniej­szenia uwalniania tkankowych zapasów żelaza (ryc. 1) [91].

Ryc. 1. Mechanizm powstawania hipoferremii podczas zapalenia. W stanie zdrowia odpowiednie (zgodne z fizjologicznym zapotrzebowaniem ustroju) ilości żelaza są wchłaniane z jelita oraz uwalniane z zapasów tkankowych (głównie z komórek układu RES wątroby). Podczas zapalenia lub przewlekłej choroby obniżają się stężenia żelaza we krwi z jednoczesną jego akumulacją w magazynach ustrojowych i ograniczonym dostarczaniem do szpiku kostnego, czemu towarzyszy rozwój anemii (tzw. anemia podczas zapalenia lub chorób chronicznych). Czynniki wpływające na obniżenie wchłaniania żelaza i jego uwalniania z komórek magazynujących to: hepcydyna, cytokiny (IL-6, IFN-γ, TNF-α), regulujące ekspresję hepcydyny i ferrytyny oraz laktoferryna

Omówiony mechanizm hipoferremii w zapaleniu może sku­tecznie eliminować z patogennych i potencjalnie patogen­nych grup mikroorganizmów wszystkie te, które nie wy­kształciły zdolności współzawodnictwa o żelazo z białkami chelatującymi gospodarza (takie drobnoustroje stanowią ponad 90% wszystkich mikroorganizmów). Usunięcie żela­za z płynów ustrojowych uniemożliwia również jego udział w procesach tworzenia toksycznych rodników tlenowych, które odgrywają ważną niekorzystną rolę w procesach za­palnych. Uwzględniając powyższe fakty rola opisanego mechanizmu mikrobiostatycznego i przeciwzapalnego jest nie do przecenienia.

Podsumowanie

Żelazo jest istotnym składnikiem odżywczym dla organi­zmów eukariotycznych i prokariotycznych. Umożliwia pra­widłowy przebieg procesów metabolicznych, zatem jego nie­dobór uszkadza funkcje wielu komórek, w tym m.in. procesy oddechowe, proliferację i różnicowanie komórek, funkcje od­pornościowe. Żelazo jest też istotnym kofaktorem tworze­nia bardzo reaktywnych cząsteczek, jakimi są RFT. W wa­runkach fizjologicznych odgrywają ważną rolę w ustroju, w tym uczestniczą w zabijaniu patogenów. Gdy jest ich jed­nak za dużo stają się toksyczne, uszkadzając liczne skład­niki organizmu. Nadmiar żelaza w organizmie gospodarza ułatwia też jego nabywanie przez patogenne drobnoustroje, stymulując ich wzrost. Żelazo zatem jest również istotnym elementem interakcji gospodarz-patogen. Ilości dostępne­go żelaza w ustroju muszą więc podlegać bardzo precyzyj­nej regulacji, tak by gospodarz korzystał z żelaza, ale unik­nął toksyczności a jednocześnie ograniczył jego dostępność dla patogenów (potrzeby ustroju vs przeładowanie; tworze­nie potrzebnych RFT vs toksyczność). Organizm „zainwe­stował” w stworzenie precyzyjnego systemu kontroli pobie­rania, przepływu, dostępności i reaktywności żelaza, co jest tym ważniejsze, że w zasadzie brak systemu usuwania żela­za z organizmu, a kontrola jego poziomów odbywa się głów­nie podczas wchłaniania. LF i inne białka chelatujące żelazo są bardzo istotnymi elementami systemu homeostazy żela­za w ustroju. LF uczestniczy nie tylko w procesach absorp­cji w jelicie, transporcie i magazynowaniu żelaza w komór­kach ustroju, ale też reguluje jego dostępność w reakcjach tworzenia wolnych rodników tlenowych oraz dostępność dla drobnoustrojów pasożytujących w organizmie. Te dwie ostatnie funkcje stanowią ważny element przeciwmikrobio­logicznej aktywności LF. Udział LF w procesach tworze­nia RFT zostanie dokładnie omówiony w III części artyku­łu (w przygotowaniu).

PIŚMIENNICTWO

[1] Abdallah F.B., El Hage Chahine J.M.: Transferrins: iron release from lactoferrin. J. Mol. Biol., 2000; 303: 255-266
[PubMed]  

[2] Abe F., Tateyma M., Shibuya H., Azumi N., Ommura Y.: Experimental candidiasis in iron overload. Mycopathologia, 1985; 89: 59-63
[PubMed]  

[3] Alexander J., Limaye A.P., Ko C.W., Bronner M.P., Kowdley K.V.: Association of hepatic iron overload with invasive fungal infection in liver transplant recipients. Liver Transpl., 2006; 12: 1799-1804
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[4] Almeida R.S., Wilson D., Hube B.: Candida albicans iron acquisition within the host. FEMS Yeast Res., 2009; 9: 1000-1012
[PubMed]  

[5] Altes A., Remacha A.F., Sarda P., Sancho F.J., Sureda A., Martino R., Briones J., Brunet S., Canals C., Sierra J.: Frequent severe liver iron overload after stem cell transplantation and its possible association with invasive aspergillosis. Bone Marrow Transplant., 2004; 34: 505-509
[PubMed]  

[6] Andersen J.H., Osbakk S.A., Vorland L.H., Traavik T., Gutteberg T.J.: Lactoferrin and cyclic lactoferricin inhibit the entry of human cytomegalovirus into human fibroblasts. Antiviral Res., 2001; 51: 141-149
[PubMed]  

[7] Anderson B.F., Baker H.M., Norris G.E., Rice D.W., Baker E.N.: Structure of lactoferrin: crystallographic structure of analysis and refinement at 2.8A resolution. J. Mol. Biol., 1989; 209; 711-734
[PubMed]  

[8] Andersson Y., Lindquist S., Lagerqvist C., Hernell O.: Lactoferrin is responsible for the fungistatic effect of human milk. Early Hum. Dev., 2000; 59: 95-105
[PubMed]  

[9] Andrews N.C.: Forging a field: the golden age of iron biology. Blood, 2008; 112: 219-230
[PubMed]  

[10] Andrews S.C., Robinson A.K., Rodriguez-Quinones F.: Bacterial iron homeostasis. FEMS Microbiol. Rev., 2003; 27: 215-237
[PubMed]  

[11] Antonini G., Catania M.R., Greco R., Longhi C., Pisciotta M.G., Seganti L., Valenti P.: Anti-invasive activity of bovine lactoferrin against Listeria monocytogenes. J. Food Prot., 1997; 60: 267-271

[12] Arnold R.R., Brewer M., Gauthier J.J.: Bactericidal activity of human lactoferrin: sensitivity of a variety of microorganisms. Infect. Immun., 1980; 28: 893-898
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[13] Arnold R.R., Russell J.E., Champion W.J., Brewer M., Gauthier J.J.: Bactericidal activity of human lactoferrin: differentiation from the stasis of iron deprivation. Infect. Immun., 1982; 35: 792-799
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[14] Artym J.: Udział laktoferryny w gospodarce żelazem w organizmie. Część I. Wpływ laktoferryny na wchłanianie, transport i magazynowanie żelaza. Postepy Hig. Med. Dosw., 2008; 62: 599-612
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[15] Barluzzi R., Saleppico S., Nocentini A., Boelaert J.R., Neglia R., Bistoni F., Blasi E.: Iron overload exacerbates experimental meningoencephalitis by Cryptococcus neoformans. J. Neuroimmunol., 2002; 132: 140-146
[PubMed]  

[16] Bartosz G.: Druga twarz tlenu. Wolne rodniki w przyrodzie. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2003

[17] Baynes R.D., Bezwoda W.R.: Lactoferrin and the inflammatory response. Adv. Exp. Med. Biol., 1994; 357: 133-141
[PubMed]  

[18] Bhimani R.S., Vendrov Y., Furmanski P.: Influence of lactoferrin feeding and injection against systemic staphylococcal infections in mice. J. Appl. Microbiol., 1999; 86: 135-144
[PubMed]  

[19] Brock J.H., Pickering M.G., McDowall M.C., Deacon A.G.: Role of antibody and enterobactin in controlling growth of Escherichia coli in human milk and acquisition of lactoferrin- and transferrin-bound iron by Escherichia coli. Infect. Immun., 1983; 40: 453-459
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[20] Brodie A.M., Ainscough E.W., Baker E.N., Baker H.M., Shongwe M.S., Smith C.A.: Synergism and substitution in the lactoferrins. Adv. Exp. Med. Biol., 1994; 357: 33-44
[PubMed]  

[21] Broxmeyer H.E., deSousa M., Smithyman A., Ralph P., Hamilton J., Kurland J.I., Bognacki J.: Specificity and modulation of the action of lactoferrin, a negative regulator of myelopoiesis. Blood, 1980; 55: 324-333
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[22] Bullen J.J.: The significance of iron in infection. Rev. Infect. Dis., 1981; 3: 1127-1138
[PubMed]  

[23] Bullen J.J., Rogers H.J., Griffiths E.: Role of iron in bacterial infection. Curr. Top. Microbiol. Immunol., 1978; 80: 1-35
[PubMed]  

[24] Byrd T.F., Horwitz M.A.: Interferon gamma-activated human monocytes downregulate transferrin receptors and inhibit the intracellular multiplication of Legionella pneumophila by limiting the availability of iron. J. Clin. Invest., 1989; 83: 1457-1465
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[25] Byrd T.F., Horwitz M.A.: Lactoferrin inhibits or promotes Legionella pneumophila intracellular multiplication in nonactivated and interferon gamma-activated human monocytes depending upon its degree of iron saturation. Iron-lactoferrin and nonphysiologic iron chelates reverse monocyte activation against Legionella pneumophila. J. Clin. Invest., 1991; 88: 1103-1112
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[26] Campagnari A.A., Shanks K.L., Dyer D.W.: Growth of Moraxella catarrhalis with human transferrin and lactoferrin: expression of iron-responsible proteins without siderophore production. Infect. Immun., 1994; 62: 4909-4914
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[27] Collins H.E.: The role of iron in infections with intracellular bacteria. Immunol. Lett., 2003; 85: 193-195
[PubMed]  

[28] Collins H.L., Kaufmann S.H., Schaible U.E.: Iron chelation via deferoxamine exacerbates experimental salmonellosis via inhibition of the nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase-dependent respiratory burst. J. Immunol., 2002; 168: 3458-3463
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[29] Coughlin R.T., Tonsager S., McGroarty E.J.: Quantitation of metal cations bound to membranes and extracted lipopolysaccharide of Escherichia coli. Biochemistry, 1983; 22: 2002-2007
[PubMed]  

[30] Dhaenens L., Szczebara F., Husson M.O.: Identification, characterization, and immunogenicity of the lactoferrin-binding protein from Helicobacter pylori. Infect. Immun., 1997; 65: 514-518
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[31] Doherty C.P.: Host-patogen interactions: the role of iron. J. Nutr., 2007; 137: 1341-1344
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[32] Doring G., Pfestorf M., Botzenhart K., Abdallah M.A.: Impact of proteases on iron uptake of Pseudomonas aeruginosa pyoverdin from transferrin and lactoferrin. Infect. Immun., 1988; 56: 291-293
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[33] Edde L., Hipolito R.B., Hwang F.F., Headon D.R., Shalwitz R.A., Sherman M.P.: Lactoferrin protects neonatal rats from gut-related systemic infection. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol., 2001; 281: 1140-1150
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[34] Ellison R.T.3rd, Giehl T.J.: Killing of Gram-negative bacteria by lactoferrin and lysozyme. J. Clin. Invest., 1991; 88: 1080-1091
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[35] Ellison R.T.3rd, Giehl T.J., LaForce F.M.: Damage of the outer membrane of enteric Gram-negative bacteria by lactoferrin and transferrin. Infect. Immun., 1988; 56: 2774-2781
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[36] Esposito J.J., Obljeski J.F.: Enterovirus type 70 virion and intracellular proteins. J. Virol., 1976; 18: 1160-1162
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[37] Evans D.M., Frazer I.H., Martin N.G.: Genetic and environmental causes of variation in basal levels of blood cells. Twin. Res., 1999; 2: 250-257
[PubMed]  

[38] Freestone P.P., Lyte M., Neal C.P., Maggs A.F., Haigh R.D., Williams P.H.: The mammalian neuroendocrine hormone norepinephrine supplies iron for bacterial growth in the presence of transferrin or lactoferrin. J. Bacteriol., 2000; 182: 6091-6098
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[39] Goldoni P., Sinibaldi L., Valenti P., Orsi N.: Metal complexes of lactoferrin and their effect on the intracellular multiplication of Legionella pneumophila. Biometals, 2000; 13: 15-22
[PubMed]  

[40] Groenink J., Almstahl A., Veerman E.C., Wikstrom M., Nieuw Amerongen A.V.: Salivary lactoferrin in relation to the colonisation of oral pathogens. 6th International Conference on Lactoferrin, Capri, Italy, 5-9 May 2003; Materiały zjazdowe: 69

[41] Gutteberg T.J., Rokke O., Andersen O., Jorgensen T.: Early fall of circulating iron and rapid rise of lactoferrin in septicemia and endotoxemia: an early defence mechanism. Scand. J. Infect. Dis., 1989; 21: 709-715
[PubMed]  

[42] Husson M.O., Legrand D., Spik G., Leclerc H.: Iron acquisition by Helicobacter pylori: importance of human lactoferrin. Infect. Immun., 1993; 61: 2694-2697
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[43] Iglesias-Osma C., Gonzalez-Villaron L., San Miguel J.F., Caballero M.D., Vazquez L., de Castro S.: Iron metabolism and fungal infections in patients with haematological malignancies. J. Clin. Pathol., 1995; 48: 223-225
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[44] Inouye Y., Kanamori T., Yoshida T., Bu X., Shionoya M., Koike T. Kimura E.: Inhibition of human immunodeficiency virus proliferation by macrocyclic polyamines and their metal complexes. Biol. Pharm. Bull., 1994; 17: 243-250
[PubMed]  

[45] Jenssen H., Hancock R.E.: Antimicrobial properties of lactoferrin. Biochemie, 2009; 91: 19-29
[PubMed]  

[46] Kakhlon O., Cabantchik Z.I.: The labile iron pool: characterization, measurement, and participation in cellular processes. Free Radic. Biol. Med., 2002; 33: 1037-1046
[PubMed]  

[47] Kampschmidt R.F., Mesecher M.: Interleukin-1 from P388D1: effects upon neutrophils, plasma iron, and fibrinogen in rats, mice, and rabbits. Proc. Soc. Exp. Biol. Med., 1985; 179: 197-200
[PubMed]  

[48] Kruzel M.L.: Rola laktoferyny w rozwoju ostrych stanów zapalnych. Postepy Hig. Med. Dosw. 2003; 57: 377-404
[PubMed]  

[49] Leclercq A., Martin L., Vergnes M.L., Ounnoughene N., Laran J.F., Giraud P., Carniel E.: Fatal Yersinia enterocolitica biotype 4 serovar O:3 sepsis after red blood cell transfusion. Tansfusion, 2005; 45: 814-818
[PubMed]  

[50] Leitch E.C., Willcox M.D.: Synergic antistaphylococcal properties of lactoferrin and lysozyme. J. Med. Microbiol., 1998; 47: 837-842
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[51] Levi S., Yewdall S.J., Harrison P.M., Santambrogio P., Cozzi A., Rovida E., Albertini A., Arosio P.: Evidence of H- and L-chains have co-operative roles in the iron-uptake mechanism of human ferritin. Biochem. J., 1992; 288: 591-596
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[52] Li S., Zhou H., Huang G., Liu N.: Inhibition of HBV infection by bovine lactoferrin and iron-, zinc-saturated lactoferrin. Med. Microbiol. Immunol., 2009; 198: 19-25
[PubMed]  

[53] Lieu P.T., Heiskala M., Peterson P., Yang Y.: The roles of iron in health and disease. Mol. Aspects Med., 2001; 22: 1-87
[PubMed]  

[54] Lipiński P., Jarząbek Z., Broniek S., Zagulski T.: Protective effect of tissue ferritins in experimental Escherichia coli infection of mice in vivo. Int. J. Exp. Pathol., 1991; 72: 623-630
[PubMed]  

[55] Longhi C., Conte M.P., Seganti L., Polidoro M., Alfsen A., Valenti P.: Influence of lactoferrin on the entry process of Escherichia coli HB101 (pRI203) in HeLa cells. Med. Microbiol. Immunol., 1993; 182: 25-35
[PubMed]  

[56] Lonnerdal B.: Lactoferrin receptors in intestinal brush border membranes. Adv. Exp. Med. Biol., 1994; 357: 171-175
[PubMed]  

[57] Małaczewska J., Rotkiewicz Z., Siwicki A.K.: Laktoferyna – mechanizmy działania przeciwwirusowego. Medycyna Wet., 2006; 62: 1104-1107
[Full Text PDF]  

[58] Marchetti M., Pisani S., Antonini G., Valenti P., Seganti L., Orsi N.: Metal complexes of bovine lactoferrin inhibit in vitro replication of herpes simplex virus type 1 and 2. Biometals, 1998; 11: 89-94
[PubMed]  

[59] Marchetti M., Superti F., Ammendolia M.G., Rossi P., Valenti P., Seganti L.: Inhibition of poliovirus type 1 infection by iron-, manganese- and zinc-saturated lactoferrin. Med. Microbiol. Immunol., 1999; 187: 199-204
[PubMed]  

[60] Masson P.L., Heremans J.F., Prignot J.J., Wauters G.: Immunohistochemical localization and bacteriostatic properties of an iron-binding protein from bronchial mucus. Thorax, 1966; 21: 538-543
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[61] Menozzi F.D., Gantiez C., Locht C.: Identification and purification of transferrin- and lactoferrin-binding proteins of Bordetella pertussis and Bordetella bronchiseptica. Infect. Immun., 1991; 59: 3982-3988
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[62] Mickelsen P.A., Blackman E., Sparling P.F.: Ability of Neisseria gonorrhoeae, Neisseria meningitidis, and commensal Neisseria species to obtain iron from lactoferrin. Infect. Immun., 1982; 35: 915-920
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[63] Mulayim B., Celik N.Y., Yanik F.F.: Helicobacter pylori infection detected by 14C-urea breath test is associated with iron deficiency anemia in pregnant women. J. Obstet. Gynaecol. Res., 2008; 34: 980-985
[PubMed]  

[64] Nikawa H., Samaranayake L.P., Tenovuo J., Pang K.M., Hamada T.: The fungicidal effect of human lactoferrin on Candida albicans and Candida crusei. Arch. Oral. Biol., 1993; 38: 1057-1063
[PubMed]  

[65] Okutomi T., Abe S., Tansho S., Wakabayashi H., Kawase K., Yamaguchi H.: Augmented inhibition of growth of Candida albicans by neutrophils in the presence of lactoferrin. FEMS Immunol. Med. Microbiol., 1997; 18: 105-112
[PubMed]  

[66] Patruta S.I., Hörl W.H.: Iron and infection. Kidney Int. Suppl., 1999; 69: S125-S130
[PubMed]  

[67] Perraudin J.P., Prieels J.P.: Lactoferrin binding to lysozyme-treated Micrococcus luteus. Biochim. Biophys. Acta, 1982; 718: 42-48
[PubMed]  

[68] Peterson K.M., Alderete J.F.: Iron uptake and increased intracellular enzyme activity follow host lactoferrin binding by Trichomonas vaginalis receptors. J. Exp. Med., 1984; 160: 398-410
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[69] Puddu P., Borghi P., Gessani S., Valenti P., Belardelli F., Seganti L.: Antiviral effect of bovine lactoferrin saturated with metal ions on early steps of human immunodeficiency virus type 1 infection. Int. J. Biochem. Cell. Biol., 1998; 30: 1055-1062
[PubMed]  

[70] Rich I.N.: The macrophage as a production site for hematopoietic regulator molecules: sensing and responding to normal and pathophysiological signals. Anticancer Res., 1988; 8: 1015-1040
[PubMed]  

[71] Rossi P., Giansanti F., Boffi A., Ajello M., Valenti P., Chiancone E., Antonini G.: Ca2+ binding to bovine lactoferrin enhances protein stability and influences the release of bacterial lipopolysaccharide. Biochem. Cell Biol., 2002; 80: 41-48
[PubMed]  

[72] Ryu S.Y., Jeong K.S., Kang B.N, Park S.J., Yoon W.K., Kim S.H., Kim T.H.: Modulation of transferrin synthesis, transferrin receptor expression, iNOS expression and NO production in mouse macrophages by cytokines, either alone or in combination. Anticancer Res., 2000; 20: 3331-3338
[PubMed]  

[73] Sandrini S.M., Shergill R., Woodward J., Maralikuttan R., Haigh R.D., Lyte M., Freestone P.P.: Elucidation of mechanism by which catecholamine stress hormones liberate iron from innate immune defense proteins transferrin and lactoferrin. J. Bacteriol., 2010; 192: 587-594
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[74] Schaible U.E., Collins H.L., Priem F., Kaufmann H.E.: Correction of the iron overload defect in β-2-microglobulin knockout mice by lactoferrin abolishes their increased susceptibility to tuberculosis. J. Exp. Med., 2002; 196: 1507-1513
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[75] Schaible U.E., Kaufmann S.H.: Iron and microbial infection. Nat. Rev. Microbiol., 2004; 2: 946-953
[PubMed]  

[76] Schryvers A.B.: Identification of the transferrin- and lactoferrin-binding proteins in Haemophilus influenzae. J. Med. Microbiol., 1989; 29: 121-130
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[77] Singh P.K., Parsek M.R., Greenberg E.P., Welsh M.J.: A component of innate immunity prevents bacterial biofilm development. Nature, 2002; 417: 552-555
[PubMed]  

[78] Soukka T., Tenovuo J., Lenander-Lumikari M.: Fungicidal effect of human lactoferrin against Candida albicans. FEMS Microbiol. Lett., 1992; 90: 223-228
[PubMed]  

[79] Spik G., Cheron A., Montreuil J., Dolby J.M.: Bacteriostasis of a milk-sensitive strain of Escherichia coli by immunoglobulins and iron-binding proteins in association. Immunology, 1978; 35: 663-671
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[80] Stintzi A., Raymond K.N.: Amonabactin-mediated iron acquisition from transferrin and lactoferrin by Aeromonas hydrophila: direct measurement of individual microscopic rate constants. J. Biol. Inorg. Chem., 2000; 5: 57-66
[PubMed]  

[81] Superti F., Ammendolia M.G., Valenti P., Seganti L.: Antirotaviral activity of milk proteins: lactoferrin prevents rotavirus infection in the enterocyte-like cell line HT-29. Med. Microbiol. Immunol., 1997; 186; 83-91
[PubMed]  

[82] Sutak R., Lesuisse E., Tachezy J., Richardson D.R.: Crusade for iron: iron uptake in unicellular eukaryotes and its significance for virulence. Trends Microbiol., 2008; 16: 261-268
[PubMed]  

[83] Torti F.M., Torti S.V.: Regulation of ferritin genes and protein. Blood, 2002; 99: 3505-3516
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[84] van Snick J.L., Masson P.L., Heremans J.F.: The involvement of lactoferrin in the hyposideremia of acute inflammation. J. Exp. Med., 1974; 140: 1068-1084
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[85] Vogel L., Geluk F., Jansen H., Dankert J., van Alphen L.: Human lactoferrin receptor activity in non-encapsulated Haemophilus influenzae. FEMS Microbiol. Lett., 1997; 156: 165-170
[PubMed]  

[86] Wanachiwanawin W.: Infections in E-beta thalassemia J. Pediatr. Hematol. Oncol., 2000; 22: 581-587
[PubMed]  

[87] Wang X., Hirmo S., Willen R., Wadstrom T.: Inhibition of Helicobacter pylori infection by bovine milk glycoconjugates in BALB/cA mouse. J. Med. Microbiol., 2001; 50: 430-435
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[88] Weinberg E.D.: Human lactoferrin: a novel therapeutic with broad spectrum potential. J. Pharm. Pharmacol., 2001; 53: 1303-1310
[PubMed]  

[89] Weinberg E.D.: Iron and infection. Microbiol. Rev., 1978; 42: 45-66
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[90] Weinberg E.D.: Suppression of bacterial biofilm formation by iron limitation. Med. Hypotheses, 2004; 63: 863-865
[PubMed]  

[91] Wilson M.E., Vorhies R.W., Andersen K.A., Britigan B.E.: Acquisition of iron from transferrin and lactoferrin by the protozoan Leishmania chagasi. Infect. Immun., 1994; 62: 3262-3269
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[92] Wolach B., Coates T.D., Hugli T.E., Baehner R.L., Boxer L.A.: Plasma lactoferrin reflects granulocyte activation via complement in burn patients. J. Lab. Clin. Med., 1984; 103: 284-293
[PubMed]  

[93] Zagulski T., Lipiński P., Zagulska A., Broniek S., Jarząbek Z.: Lactoferrin can protect mice against lethal dose of Escherichia coli in experimental infection in vivo. Br. J. Exp. Path., 1989; 70: 697-704
[PubMed]  

[94] Zagulski T., Zagulska A., Jedra M., Jarząbek Z.: Rabbit plasma iron level after in vivo administration of lactoferrin. Prace i Mater. Zoot., 1985; 36: 95-105

[95] Zarember K.A., Cruz A.R., Huang C.Y. Gallin J.I.: Antifungal activities of natural and synthetic iron chelators alone and in combination with azole and polyene antibiotics against Aspergillus fumigatus. Antimicrob. Agents Chemother., 2009; 53: 2654-2656
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[96] Zarember K.A., Sugui J.A., Chang Y.C., Kwon-Chung K. J., Gallin J.I.: Human polymorphonuclear leukocytes inhibit Aspergillus fumigatus conidial growth by lactoferrin-mediated iron depletion. J. Immunol., 2007; 178: 6367-6373
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[97] Zhou H., Li S., Huang G., Liu N.: Study of inhibition effect of zinc-, iron-, and manganese-saturated bovine lactoferrin on hepatitis B virus DNA in vitro. Wei Sheng Yan Jiu, 2008; 37: 586-589
[PubMed]  

Autorka deklaruje brak potencjalnych konfliktów interesów.

Pełna treść artykułu