Lactoferrin, Bakterien und Darmgesundheit

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Lactoferrin, Eisen und der Darm

Wenn uns der Darm und seine Bakterien Probleme bereiten, dann häufig aufgrund von einer Dysbiose der Darmflora und einer damit verbundenen Produktion von für uns unangenehmen Stoffen. Dazu zählen zwar auch bestimmte Gase, die zu Beschwerden führen können, vor allem aber so genannte Endotoxine oder Lipopolysaccharide (LPS). Kommt eine “löchrige”, nicht gesunde Darmzellwand hinzu, können diese Stoffe durch den Darm auf unser Immunsystem und den damit verbundenen Blutkreislauf zum Rest unseres Körpers stoßen. Das ist insbesondere unter chronischen Umständen – gelinde gesagt – ein Problem [1,2]. LPS, von unserem Körper gerne mal wie ein bösartiger Fremdkörper gesehen, rufen alle möglichen entzündlichen Abwehrreaktionen auf den Plan. Das kann sich natürlich zu einer systemischen Belastung für unseren Körper entwickeln und hoch bis zum empfindlichen Gehirn vordringen. Die Blut-Hirn-Schranke, unser Filter zwischen unserem Blut und unserem neuronalen Netzwerk, kann beschädigt werden und auf Dauer können verschiedene chronische Nervenkrankheiten ihren Ursprung im Darm entwickeln [3].

Eisen selbst ist wichtig und nicht “schlecht“. Nur ein unkontrolliertes Übermaß, zum Teil sicherlich bedingt durch unsere moderne Lebensweise, kann für ein ganzheitliches Chaos im Körper sorgen. Vor allem bei Kindern ist dieses Wissen wertvoll. Nicht ohne Grund enthält unsere Muttermilch unter anderem große Mengen an Lactoferrin, um für ein eisernes Gleichgewicht im Darm und im Körper zu sorgen [4]. Eisen selbst, aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften, ist in der Lage unseren oxidativen Stress zu erhöhen [5,6]. Das betrifft auch den Darm selbst und eine damit verbundene erhöhte Produktion an Radikalen, die unseren Zellen und damit auch der Darmwand schaden können. Eisen kann als Katalysator für die Produktion von Hydrogenperoxid (H2O2) und Hydroxyl-Radikalen(HO·) dienen, während Lactoferrin das überschüssige Eisen im Darm binden kann und “verstauen” kann [7]. Insbesondere HO· ist in der Lage, Bestandteile unserer Zellmembranen, wie zum Beispiel ungesättigte Fettsäuren, in einem Prozess mit dem Namen “Lipid-Peroxidation“ zu schädigen und so in gewisser Weise eine oxidative Kettenreaktion zu stimulieren [8-10].

Durch seine eisen-bindende Eigenschaft verhindert Lactoferrin, dass größere Mengen an Eisen im Darm bleiben und vielen teils pathogenen Bakterien dabei helfen, eine Oberhand beispielsweise im Dickdarm zu gewinnen. Viele Bakterien, davon einige für uns potentiell schädlich, benötigen eine Eisenversorgung zur optimalen Funktion [11,12].

Damit solch eine pathologische Kaskade in ihre Grenzen verwiesen wird, kann man an verschiedenen Schlüsselpunkten ansetzen. Auf der einen Seite kann man durch eine Darmsanierung und einer damit verbundenen artgerechten Ernährung einer möglichen Dysbalance im Darm vorsorgen oder sie wieder in den Griff bekommen. Auf der anderen Seite kann man das Immunsystem unterstützen, die Darmwand intakt halten und dem Körper dabei helfen chronisch entzündliche Reaktionen in den Griff zu bekommen. Alles ergibt einen Sinn. Und Lactoferrin kann hier durchaus maßgeblich unterstützen. Es arbeitet an allen gerade beschriebenen Systemen, die dem Körper helfen.

Lactoferrin und die Darmschleimhaut

Unser Körper spielt mit dem entzündlichen Feuer. Nur eine einzige Zellschicht, bedeckt mit Schleim (Mukus), trennt die fremde bakterielle Außenwelt unseres Darms von unserem wachsamen Immunsystem. Während die Forschung noch rätselt, warum sich der Körper neben einem Säurebecken auch noch eine gewaltige Armada an infektiösen Bakterien nur wenige Schritte von seinem Blutkreislauf als Haustier hält, müssen wir tagtäglich damit leben. Vielleicht mag man irgendwann gut verstehen, warum unser Körper so gebaut ist, wie er ist. Doch bis es soweit ist, sollten wir gut darauf Acht geben, dass diese empfindliche Barriere gesund bleibt. Denn nicht nur ein Mangel an Nährstoffen kann hier den Mukus mürbe machen. Im Grunde genommen ist ein steter Auf- und Abbau der Schleimhaut keine Besonderheit. Schließlich ist unser gesamter Körper jeden Tag damit beschäftigt, Strukturen zu erneuern. Viele Bakterien in unserem Darm können jedoch dieser wichtigen Wand durchaus Schaden zufügen. Sei es durch die Produktion von Radikalen oder anderen Stoffen, wie Toxinen. Durch die Bindung von Lactoferrin an bakterielle Endotoxine (Lipopolysaccharide bzw. LPS) wird neben anderen positiven Wirkungen auf unsere Darmflora ebenfalls die Darmschleimhaut geschützt und kann so vom Körper besser intakt gehalten werden [18,19]. Nicht zuletzt ist Lactoferrin ein direkter Bestandteil unseres darmassoziierten Immunsystems und Bestandteil der Darmschleimhaut.

The second component involves functional immunological elements found in the mucosal and submucosal compartments, e.g., gut associated lymphoid tissue. When gut integrity is disrupted by invasive pathogens or by trauma, a myriad of pro-inflammatory mediators are released from cells in the gut wall that exert actions in the tissue or gut lumen. One of these mediators is lactoferrin, an iron binding protein found in high concentration in most human exocrine secretions. [Studie]

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Lactoferrin: Der Darm

Lactoferrin ist ein erstaunlich stabiles Protein. Nicht nur kann es den harschen Bedingungen unseres Verdauungstrakts widerstehen, es wird auch gleichzeitig dort benötigt, wo Brennherde am stärksten wüten. Im Darm zum Beispiel. An diesem empfindlichen Treffpunkt von Außenwelt, Fremdkörpern, unserem Körper und seinem Immunsystem, kontrolliert es entzündliche Prozesse, hält die bakterielle Bevölkerung des Darms in Schach und reguliert unsere Versorgung mit Eisen.

Lactoferrin selbst hat wichtige Aufgaben in unserem Immunsystem und kann als eine Art erste Verteidigungslinie gesehen werden [13,14]. Direkt an der Schleimhaut im Inneren unseres Darms sorgt Lactoferrin für eine Regulierung von entzündlichen und infektiösen Angriffen und schützt uns vor einem Übermaß an feindlichen Fremdkörpern aus dem Darm. Als wäre das nicht schon interessant genug, haben zusätzlich Lactoferrins eisenbindende Eigenschaften noch weitere Effekte auf unseren Darm.

Eisen ist sicherlich ein wichtiger Bestandteil unserer Ernährung. Doch wie so immer gilt es, eine Balance zu finden. Eine Überversorgung an Eisen durch unsere Nahrung bzw. Eisenergänzungen kann zu einer Wucherung von Bakterienstämmen im Dickdarm führen. Gerät hier die Homöostase aus dem Gleichgewicht, können Reizdarm und andere bekannte Darmerkrankungen die Folge sein. Viele Bakterien des Darms benötigen Eisen um funktionsfähig zu bleiben. Laktobazillen und einige andere anaerobe Bakterien zählen nicht dazu. Beobachtet wurde beispielsweise bei Kindern, denen mit Eisen angereicherte Kekse verabreicht wurden, dass es nach kurzer Zeit zu einem Anstieg von schlechten Bakterien im Stuhl und zu einer Abnahme an Laktobazillen kam [15]. Eisen scheint laut mehrerer Studien die Wucherung von möglicherweise pathogenen Bakterien in Darm zu fördern [16,17]. Eisen selbst ist wichtig und nicht “schlecht“. Nur ein unkontrolliertes Übermaß, zum Teil sicherlich bedingt durch unsere moderne Lebensweise, kann für ein ganzheitliches Chaos im Körper sorgen. Vor allem bei Kindern ist dieses Wissen wertvoll. Nicht ohne Grund enthält unsere Muttermilch große Mengen an Lactoferrin, um für ein eisernes Gleichgewicht im Darm und im Körper zu sorgen [4].

Zusammengefasst kann man sagen, dass Lactoferrin erstaunliche und durchaus positive Effekte auf das Darmmilieu zu haben scheint. Fairer Weise sollte man jedoch eine Information nicht vorenthalten. Lactoferrin als Mittel ist noch nicht lange erforscht. Was eine Langzeit-Supplementierung über viele Monate bis Jahre mit hohen Dosen (mehrere Gramm pro Tag) auf den menschlichen Organismus haben kann, ist bisher noch nicht ausreichend in klinischen Studien untersucht worden. Bei gezieltem und akutem Einsatz zeigt Lactoferrin jedoch erstaunlich gute Ergebnisse. Das Fazit für uns? Klug eingesetzt über einen angemessenen Zeitraum kann Lactoferrin einen extrem positiven Effekt auf uns haben!

Quellenangabe:

1. Kruzel, Actor, Boldogh & Zimecki. Lactoferrin in health and disease. Postȩpy higieny i medycyny doświadczalnej (Online) 61, 261–7 (2007).
2. Qin et al. Systemic LPS causes chronic neuroinflammation and progressive neurodegeneration. Glia 55, 453–462 (2007).
3. Hellstrom, Danik, Luheshi & Williams. Chronic LPS exposure produces changes in intrinsic membrane properties and a sustained IL‐β‐dependent increase in GABAergic inhibition in hippocampal CA1 pyramidal neurons. Hippocampus 15, 656–664 (2005).
4. Banks et al. Lipopolysaccharide-induced blood-brain barrier disruption: roles of cyclooxygenase, oxidative stress, neuroinflammation, and elements of the neurovascular unit. Journal of Neuroinflammation 12, 1–15 (2015).
5. Brock. Lactoferrin in human milk: its role in iron absorption and protection against enteric infection in the newborn infant. Archives of Disease in Childhood 55, 417–421 (1980).
6. Theriot, Westby, JLL, M., Zwart & Zanello. High dietary iron increases oxidative stress and radiosensitivity in the rat retina and vasculature after exposure to fractionated gamma radiation. npj Microgravity 2, 16014 (2016).
7. Bresgen & Eckl. Oxidative Stress and the Homeodynamics of Iron Metabolism. Biomolecules 5, 808–847 (2015).
8. Baldwin, Jenny & Aisen. The effect of human serum transferrin and milk lactoferrin on hydroxyl radical formation from superoxide and hydrogen peroxide. The Journal of biological chemistry 259, 13391–4 (1984).
9. Poli & Schaur. 4‐Hydroxynonenal in the Pathomechanisms of Oxidative Stress. IUBMB Life 50, 315–321 (2000).
10. Bruns, Hubatsch, Ridderström, Mannervik & Tainer. Human glutathione transferase A4-4 crystal structures and mutagenesis reveal the basis of high catalytic efficiency with toxic lipid peroxidation products 11Edited by D. Rees. Journal of Molecular Biology 288, 427–439 (1999).
11. Beckman & Ames. The free radical theory of aging matures. Physiological reviews 78, 547–81 (1998).
12. Weber, Achenbach & Coates. Microorganisms pumping iron: anaerobic microbial iron oxidation and reduction. Nature Reviews Microbiology 4, 752–764 (2006).
13. Boone et al. Elevated lactoferrin is associated with moderate to severe Clostridium difficile disease, stool toxin, and 027 infection. European Journal of Clinical Microbiology & Infectious Diseases 32, 1517–1523 (2013).
14. HIROTANI et al. Protective Effects of Lactoferrin against Intestinal Mucosal Damage Induced by Lipopolysaccharide in Human Intestinal Caco-2 Cells. YAKUGAKU ZASSHI 128, 1363–1368 (2008).
15. Arnold, Russell, Champion, Brewer & Gauthier. Bactericidal activity of human lactoferrin: differentiation from the stasis of iron deprivation. Infection and immunity 35, 792–9 (1982).
16. Jenssen & Hancock. Antimicrobial properties of lactoferrin. Biochimie 91, 19–29 (2009).
17. Comstock, Reznikov, Contractor & Donovan. Dietary Bovine Lactoferrin Alters Mucosal and Systemic Immune Cell Responses in Neonatal Piglets. The Journal of Nutrition 144, 525–532 (2014).
18. Cherayil. Iron and Immunity: Immunological Consequences of Iron Deficiency and Overload. Archivum Immunologiae et Therapiae Experimentalis 58, 407–415 (2010).
19. Nairz, Schroll, Sonnweber & Weiss. The struggle for iron – a metal at the host–pathogen interface. Cellular Microbiology 12, 1691–1702 (2010).

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