Lactoferrin - Protein quan trọng trong hệ miễn dịch tự nhiên của cơ thể

Bài viết của Dược sĩ Nguyễn Phúc Hoàng - Khoa Dược - Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec Times City

Lactoferrin là một loại protein có trong sữa người và động vật có vú có tác dụng tăng cường, điều hòa hệ miễn dịch, chống viêm, kháng khuẩn, kháng virus hiệu quả. Cùng tìm hiểu cơ chế hoạt động và cách sử dụng sản phẩm có chứa hoạt chất Lactoferrin trong bài viết sau đây.

Lactoferrin là một glycoprotein gắn kết sắt thuộc họ transferrin được hình thành bởi hai thùy: thùy N và thùy C. Theo đó, mỗi thùy có thể chelate một ion sắt. Lactoferrin được tổng hợp bởi các tuyến ngoại tiết và bạch cầu trung tính, có mặt trong tất cả các chất bài tiết của con người. Vì thế, chúng đại diện cho một trong những glycoprotein quan trọng nhất của cơ chế bảo vệ bẩm sinh của vật chủ. Lactoferrin nổi tiếng với nhiều chức năng sinh học như hoạt động kháng khuẩn và điều hòa miễn dịch. Bên cạnh đó, Lactoferrin cũng được chứng minh có nhiều vai trò khác nhau như ngăn ngừa tỷ lệ ung thư, tăng cường sức đề kháng, chống lão hóa, cải thiện chứng loãng xương ở người cao tuổi...

Ngày nay, Lactoferrin được sử dụng như một thành phần trong thực phẩm nhưng chủ yếu là trong dược phẩm và mỹ phẩm. Tại Liên minh Châu Âu, Lactoferrin của bò đã được phép sử dụng hợp pháp làm nguyên liệu thực phẩm kể từ năm 2012. Tuy nhiên, nó không được sử dụng rộng rãi trong sản xuất thực phẩm. Nhờ hoạt động chống viêm, kháng khuẩn, kháng vi-rút, điều hòa miễn dịch, chống oxy hóa và chống khối u mà Lactoferrin có khả năng phòng ngừa bệnh tật, hỗ trợ điều trị các bệnh lý như: bệnh béo phì, tiểu đường, cũng như các bệnh tim mạch, bao gồm thiếu sắt và thiếu máu

Lactoferrin có nhiều trong sữa mẹ và nồng độ của nó cao nhất trong thời kỳ đầu cho con bú, sau đó giảm nhanh chóng và duy trì tương đối ổn định từ một tháng đến hai năm cho con bú. Điều này cho thấy, Lactoferrin là một thành phần quan trọng đối với trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ ngay cả sau một tuổi.

Lactoferrin của người và bò (tương ứng là hLf và bLf) chia sẻ 69% nhận dạng trình tự axit amin dựa trên phân tích sắp xếp trình tự protein và các hoạt tính sinh học của chúng được đánh giá trong ống nghiệm hoặc trong các mô hình động vật là tương đương nhau, bLf được sản xuất ở quy mô công nghiệp và được sử dụng trên toàn thế giới trong nhiều sản phẩm thực phẩm như sữa công thức dạng bột. Từ những năm 1980 đến nay, nhiều nghiên cứu lâm sàng đã được tiến hành ở trẻ em được nuôi bằng bLf.

Ngoài ra, Lactoferrin cũng được tìm thấy trong nhiều chất dịch của cơ thể như: nước mắt, nước bọt, dịch mật, tuy nhiên ở những cơ quan này thì có nồng độ rất thấp.

Trong vài năm nay, nhiều sản phẩm có chứa Lactoferrin đã được thương mại hóa dưới dạng sản phẩm dinh dưỡng. Tất cả các sản phẩm này đều chứa Lactoferrin được chiết xuất từ sữa bò (bLf), có tính tương đồng cao về trình tự với và các chức năng tương tự như Lactoferrin của con người (hLf). Hơn nữa, bLF đã được Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA Hoa Kỳ) phê duyệt là hợp chất được công nhận chung là An toàn (GRAS) và là một chất bổ sung trong chế độ ăn uống.

Trong một nghiên cứu khoa học nước ngoài về da liễu thẩm mỹ, điều trị bằng Lactoferrin ở liều 1-50 mg/con chuột làm giảm đáng kể tình trạng viêm và sản xuất lipid trong mô hình chuột bị mụn trứng cá. Ngoài ra, số lượng tế bào tuyến bã nhờn đã giảm đáng kể và tế bào chết theo chương trình tăng lên đáng kể khi điều trị bằng lactoferrin ở chuột. Kết quả chứng minh tiềm năng của lactoferrin chống lại sự hình thành bã nhờn, viêm tuyến bã nhờn trong mụn trứng cá.

Ở cuối giai đoạn nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nutrition năm 2010, nhóm những người sử dụng sữa có Lactoferrin đã hạn chế đáng kể số lượng mụn trứng cá, các ổ viêm và cả lượng bã nhờn tiết ra trên da. Đặc biệt, nhiều nghiên cứu đã chứng minh được sự giảm nồng độ triacylglycerol - một loại chất béo - trên bề mặt da.

Lactoferrin thể hiện hoạt tính kháng khuẩn chống lại các vi khuẩn khác nhau chủ yếu bằng cách cô lập sắt - chất cần thiết cho sự phát triển của vi khuẩn, hoặc bằng cách liên kết trực tiếp với lipopolysacarit được nhúng vào bề mặt vi khuẩn gram âm, dẫn đến sự mất ổn định và tính thấm màng ngoài của vi khuẩn.

Cơ chế ức chế sự nhiễm trùng Lactoferrin được giải thích bởi điện tích dương của Lactoferrin. Các điện tích dương này liên kết với điện tích âm ở trên bề mặt của tế bào vi khuẩn, làm trung hòa điện tích. Đây cũng chính là điều kiện giúp lysozyme phá hủy vi khuẩn thông qua màng tế bào.

Lactoferrin có tác dụng kìm khuẩn và diệt khuẩn đối với vi khuẩn Gram âm như E. coli, Ps. aeruginosa, Salmonella, Enterobacter, H. pylori, Yersinia, Klebsiella pneumoniae, Porphyromonas gingivalis, và trên các vi khuẩn Gram dương như Bacillus, Listeria monocytogenes và S. aureus. Ngoài ra, sự hiện diện của Lactoferrin có thể cải thiện tác dụng của một số loại kháng sinh như levofloxacin, rifampicin, clarithromycin và clindamycin đối với các tác nhân gây bệnh khác nhau, điều này cho thấy rằng việc sử dụng phân tử này có thể thúc đẩy đáng kể các phương pháp điều trị hiện tại chống lại các bệnh khác nhau.

Tác dụng của Lactoferrin đối với sự biệt hóa và hoạt hóa của bạch cầu đơn nhân/đại thực bào góp phần làm giảm quá trình tiền viêm. Mặt khác Lactoferrin cũng có thể làm giảm phản ứng viêm trong nhiều loại bệnh lý: viêm mũi dị ứng, viêm đại tràng, góp phần sửa chữa niêm mạc trong bệnh Crohn, viêm nhiễm do virus ...

Lactoferrin được biết là có trong sữa động vật có vú, đã được báo cáo là thúc đẩy sự tăng sinh của các nguyên bào xương và ngăn chặn sự tái hấp thu xương bằng cách ảnh hưởng đến các nguyên bào xương.

Một nguồn tế bào gốc tiềm năng cho kỹ thuật mô xương là tế bào gốc có nguồn gốc từ mỡ (ADSC) và BMP-2 đã được chứng minh là có hiệu quả cao trong việc thúc đẩy quá trình biệt hóa tế bào gốc tạo xương. Trong một nghiên cứu cơ chế của Lactoferrin thúc đẩy sự phát triển tạo xương của ADSC, chúng tôi đã kiểm tra tác động của LF và BMP-2 để đánh giá khả năng của LF trong việc kích thích sự khác biệt hóa xương của ADSC. Kết quả cho thấy rằng, Lactoferrin là một giải pháp thay thế hấp dẫn cho BMP-2 trong kỹ thuật mô xương. Đây là một phân tử hoạt tính sinh học có khả năng tạo ra các tế bào gốc mỡ để hình thành các nguyên bào xương, Lactoferrin dự kiến ​​sẽ được sử dụng lâm sàng kết hợp với các vật liệu sinh học như một liệu pháp tế bào và phân tử cải tiến để thúc đẩy sửa chữa xương.

Lactoferrin cũng là một loại protein có tác dụng điều hòa và thúc đẩy hoạt động của hệ thống miễn dịch, tham gia gián tiếp vào các phản ứng miễn dịch đặc hiệu. Các cơ chế tương tác của lactoferrin với các thụ thể khác nhau được liên kết chặt chẽ với cấu trúc glycan của nó. Người ta đã quan sát thấy rằng, có sự tương tác giữa một số TLR và Lf, qua trung gian là glycans của phân tử, cho phép tác dụng điều hòa miễn dịch.

Các kháng thể (trong đó có kháng thể Lactoferrin) có nhiều nhất trong sữa non của bà mẹ và sẽ giảm dần đến tháng thứ 9 thì hết hẳn, trong khi đó hệ miễn dịch của trẻ chưa phát triển hoàn thiện, điều này tạo ra “khoảng trống miễn dịch” ở trẻ từ 6 đến 36 tháng tuổi.

Trong giai đoạn “khoảng trống miễn dịch” để trẻ hạn chế tình trạng ốm vặt, luôn khỏe mạnh, ngoài việc tăng cường cho trẻ bú sữa mẹ thì có thể xây dựng chế độ dinh dưỡng, sinh hoạt khoa học và nên bổ sung kháng thể miễn dịch từ sữa bò.

Lactoferrin là kháng thể miễn dịch tìm thấy trong sữa mẹ và sữa của các loài động vật có vú (bò, cừu, dê...). Theo đó, Lactoferrin từ sữa mẹ góp phần hình thành nên hệ miễn dịch thụ động của trẻ, tạo tấm lá chắn bảo vệ trẻ khỏi sự xâm nhập của các loại vi khuẩn, virus, tác nhân gây bệnh. Vì vậy, Lactoferrin có ý nghĩa quan trọng đối với sức khỏe của trẻ.

Nếu cơ thể trẻ bị tác nhân gây bệnh xâm nhập thì Lactoferrin có vai trò truyền thông tin đến hệ miễn dịch, từ đó kích hoạt khả năng miễn dịch của cơ thể.

Một nghiên cứu tại Sở Khoa học và Công nghệ Dược, Đại học Torino, Italia vào năm 2016 cho thấy, Lactoferrin có vai trò quan trọng trong hệ thống miễn dịch bẩm sinh giúp bảo vệ cơ thể, chúng có tác dụng kháng virus, kháng khuẩn, nấm, ký sinh trùng, điều hòa miễn dịch để giúp trẻ tăng cường sức đề kháng, nâng cao hệ miễn dịch.

Sự hình thành khối u có tác động đến sự tiến triển của khối u. Việc ức chế sự hình thành mạch khối u là một liệu pháp lý tưởng hạn chế sự tăng sinh đó. Bovine lactoferrin (bLf) đã được báo cáo là một chất có tác dụng chống khối u. Tuy nhiên, hiệu ứng bLf đối với sự hình thành khối u không được chứng minh rõ ràng. Các nghiên cứu gần đây đã chứng minh rằng, lactoferrin của bò (bLf) ngăn chặn sự phát triển và di căn của khối u ở chuột nhắt và chuột cống, hơn nữa có thể ức chế sự hình thành mạch.

Một nghiên cứu đã đánh giá tác dụng ức chế của bLf đối với sự hình thành mạch khối u trong cơ thể và trong ống nghiệm. Trong đó, bLF đặc biệt ngăn chặn sự hình thành mạch khối u thông qua ức chế p-p65 bằng cách liên kết với TRAF6 và ngăn chặn kích hoạt HIF-1α, sau đó là điều chỉnh giảm VEGF/VEGFR.

Bảo vệ chống viêm dạ dày ruột là hoạt động có liên quan đến sinh học nhất của lactoferrin. Nhiều nghiên cứu trong ống nghiệm và trên động vật đã cho thấy, tác dụng bảo vệ của lactoferrin đối với các bệnh nhiễm trùng do vi sinh vật đường ruột, bao gồm rotavirus, Giardia, Shigella, Salmonella và Escherichia coli gây tiêu chảy. Lactoferrin có hai tác dụng chính đối với mầm bệnh đường ruột cụ thể: nó ức chế sự phát triển và nó làm suy yếu chức năng của các yếu tố độc lực biểu hiện trên bề mặt, làm giảm khả năng bám dính hoặc xâm nhập tế bào động vật có vú. Do đó, lactoferrin có thể bảo vệ trẻ sơ sinh khỏi nhiễm trùng đường tiêu hóa bằng cách ngăn chặn sự bám dính của mầm bệnh đường ruột trong ruột.

Một số nghiên cứu dịch tễ học về tác động bất lợi của ô nhiễm không khí đã tăng tốc đáng kể trong những năm gần đây. Vật chất hạt đô thị (PM) xâm nhập vào hệ hô hấp và chuyển vào tuần hoàn làm ảnh hưởng đến một số mô, chẳng hạn như gan và thận.

Lactoferrin là một chất thuộc nhóm glycoprotein không gắn sắt heme có trong sữa mẹ và các dịch ngoại tiết khác. Lactoferrin bảo vệ chống lại nhiều điều kiện sinh lý bệnh. Trong một nghiên cứu về Lactoferrin đã khám phá ảnh hưởng tiềm năng của lactoferrin đối với nhiễm độc thận do PM gây ra, điều này cho thấy, lactoferrin đã giải cứu cái chết tế bào do PM gây ra nhưng không ảnh hưởng đến quá trình tự hủy trong tế bào thận của con người.

Lactoferrin làm giảm hoại tử và xơ hóa nhưng làm tăng quá trình tự thực trong tế bào thận của con người. Tóm lại, những phát hiện này cho thấy rằng lactoferrin có thể là một tác nhân điều trị hoặc phòng ngừa mới cho các rối loạn thận do ô nhiễm PM trong không khí.

Lactoferrin tham gia gián tiếp vào các phản ứng miễn dịch giúp cơ thể kháng vi khuẩn, vi sinh vật và virus có hại, có nhiệm vụ kích hoạt hệ thống miễn dịch. Cụ thể:

Kháng khuẩn, kháng vi sinh vật: Lactoferrin có khả năng liên kết, vận chuyển sắt trong máu đi đến các tế bào trong cơ thể. Bên cạnh đó, nó chiếm sắt của các vi khuẩn có hại, từ đó góp phần hạn chế các vi khuẩn này.

Kháng virus: Lactoferrin có khả năng liên kết cùng với Glycosaminoglycans - đây là một chuỗi Glucid gồm: các phân tử đường đơn giúp ngăn chặn virus xâm nhập vào trong bên trong tế bào để gây bệnh. Vì thế, Lactoferrin có khả năng kháng khuẩn, đồng thời hạn chế sự hoạt động của virus.

Ngoài những công dụng nói trên thì Lactoferrin còn có nhiều tác dụng khác như:

• Chống lão hóa, giảm thiểu sự lão hóa
• Ngăn ngừa các bệnh ung thư
• Điều trị một số bệnh lý về đường tiêu hóa
• Thúc đẩy những hoạt động lành mạnh của vi khuẩn có lợi bên trong đường ruột
• Có khả năng ức chế quá trình nhiễm viêm gan C vào bên trong cơ thể
• LF dùng đường uống có tác dụng kháng khuẩn, kháng virus tại chỗ, điều hòa miễn dịch tại chỗ - toàn thân, đồng thời củng cố hàng rào ruột, dẫn đến sự ức chế và giảm bớt các triệu chứng đường tiêu hóa, hô hấp.

...

Sữa mẹ được coi là tiêu chuẩn vàng để đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng của trẻ sơ sinh. Lactoferrin (LF) là một glycoprotein đa hoạt tính sinh học chính trong sữa mẹ nhưng lại có rất ít trong sữa công thức dành cho trẻ sơ sinh. LF có thể chống lại sự tiêu hóa trong hệ tiêu hóa của trẻ sơ sinh và được hấp thu vào máu ở dạng nguyên vẹn để thực hiện các chức năng sinh lý. Bằng chứng cho thấy, LF ngăn ngừa nhiễm trùng mầm bệnh, thúc đẩy phát triển hệ thống miễn dịch, phát triển đường ruột, phát triển trí não và sức khỏe của xương, cũng như cải thiện tình trạng thiếu máu do thiếu sắt.

Trong năm 2020, đã có nhiều bằng chứng từ các nghiên cứu trong ống nghiệm rằng, bLf có hoạt tính chống lại SARS-CoV-2. BLf thực hiện hoạt động chống vi-rút của mình bằng cách che khuất các thụ thể của tế bào chủ hoặc bằng cách liên kết trực tiếp với glycoprotein tăng đột biến của SARS CoV-2. Ba mươi hai bệnh nhân COVID-19 không có triệu chứng và từ nhẹ đến trung bình được điều trị bằng liposomal bLf cho thấy, các triệu chứng lâm sàng phục hồi nhanh chóng, đảo ngược sớm phiên mã thời gian thực (rRT)-PCR chuyển đổi âm tính RNA SARS-CoV-2 và giảm các dấu hiệu viêm như IL-6, d-dimer và ferritin huyết thanh so với điều trị chăm sóc tiêu chuẩn.

Nghiên cứu gần đây đã đề xuất nhiều ưu điểm và lợi ích của việc sử dụng lactoferrin bò trong nuôi trồng thủy sản. Các báo cáo cho thấy, khả năng tiềm năng của nó trong việc tăng cường sự tăng trưởng, giảm tỷ lệ tử vong, điều chỉnh quá trình chuyển hóa sắt, giảm bùng phát dịch bệnh, kích thích hệ thống phòng thủ chống oxy hóa và phục hồi tình trạng sức khỏe tổng thể của cá, tôm được điều trị.

Ngoài ra, Lactoferrin bò có thể được coi là một chất thay thế kháng sinh an toàn và là một tác nhân trị liệu độc đáo để giảm tác động tiêu cực của các bệnh truyền nhiễm. Những tính năng này có thể là do khả năng kháng khuẩn, chống ký sinh trùng, chống viêm, kích thích miễn dịch và chống oxy hóa của nó.

Ngoài ra còn một số ứng dụng quan trọng như:

• Ứng dụng trong thẩm mỹ da liễu giúp cải thiện mụn và nhiễm trùng da.
• Ức chế hình thành và di căn của khối u trong điều trị bệnh ung thư.
• Ứng dụng trong hỗ trợ chữa trị các bệnh về xương khớp.
• Sữa non chứa protein Lactoferrin - yếu tố miễn dịch rất quan trọng trong cơ thể, bảo vệ cơ thể còn non yếu của trẻ.

Lactoferrin phù hợp với hầu hết các nhóm đối tượng, vai trò nổi bật của chúng là làm tăng cường hệ miễn dịch, giảm nguy cơ bệnh lý nên phù hợp với những đối tượng như:

• Trẻ em và trẻ sơ sinh.
• Phụ nữ đang mang thai và nuôi con bú do sức đề kháng kém
• Người cao tuổi, người vừa khỏi bệnh đang mắc các bệnh khiến hệ miễn dịch suy giảm

Tùy theo từng độ tuổi, hiện trạng, khả năng hấp thụ - chuyển hóa mà việc bổ sung Lactoferrin có cơ chế khác nhau, cụ thể:

• Đối với phụ nữ mang thai, mỗi ngày nên dùng khoảng 200 - 250mg cho mỗi kg khối lượng cơ thể, dùng liên tục 8 tuần.
• Đối với trẻ em bị nhiễm trùng máu, nên bổ sung từ 100 - 200mg Lactoferrin cho mỗi kg cơ thể mỗi ngày.
• Đối với bệnh nhân viêm gan C, liều dùng hàng ngày dao động từ 1.8 đến 3.6g tùy theo tình trạng bệnh.

Hy vọng những thông tin trong bài viết trên đã giúp độc giả hiểu rõ hơn về hoạt chất Lactoferrin. Để nâng cao hiệu quả sử dụng, bạn hãy đọc kỹ hướng dẫn sử dụng và tuân thủ theo đúng chỉ dẫn của bác sĩ.