Лактоферрин снижает плазматический уровень белка острой фазы церулоплазмина в условиях, моделирующих воздействие невесомости на организм человека
DOI:
https://doi.org/10.33910/2687-1270-2025-6-2-171-180Ключевые слова:
«сухая» иммерсия, невесомость, человек, церулоплазмин, лактоферринАннотация
Лактоферрин (LF), белок семейства трансферрина, имеет широкое применение в качестве пищевой добавки и рассматривается как перспективный нутрицевтик. Лактоферрин млекопитающих существует в двух основных формах: LF молока и других внеклеточных секретов синтезируется и секретируется зернистыми эпителиальными клетками, второй вариант аккумулируется во вторичных гранулах нейтрофилов. Обе изоформы кодируются одним геном, но различаются по сайтам гликозилирования, составу углеводного компонента и функциональным свойствам. При пероральном приеме LF часть молекул белка, поступающего в пищеварительную систему, не подвергается гидролизу пищеварительными ферментами, сохраняется в интактном виде, адсорбируется эпителиальными клетками тонкого кишечника и попадает в кровеносную систему, где может взаимодействовать с плазматическим белком церулоплазмином (Cer) с образованием труднодиссоциируемых долгоживущих комплексов. В эксперименте с «сухой» иммерсией, моделирующей воздействие на организм невесомости, использование препаратов LF человека в качестве пищевой добавки приводило к снижению плазматической концентрации Cer у испытуемых, наблюдаемый эффект проявлял признаки дозовой зависимости. Церулоплазмин выполняет функции скавенджера свободнорадикальных соединений кислорода, вырабатываемых клетками иммунной системы, и в случае уменьшения его концентрации будет снижен суммарный антиокислительный потенциал крови. На начальных этапах адаптации к стрессовому воздействию, каким является «сухая» иммерсия, способность LF модулировать активность иммунных клеток может оказывать влияние на синтез и секрецию провоспалительных цитокинов, от которых зависит экспрессия острофазных белков, в том числе церулоплазмина. Таким образом, иммуномодулирующая функция лактоферрина является еще одним фактором, участвующим в регуляции плазматического уровня церулоплазмина.
Библиографические ссылки
Aleshina, G. M., Yankelevich, I. A., Zakharova, E. T., Kokryakov, V. N. (2016) Stress-protektivnoe dejstvie laktoferrina cheloveka [Stress-protective effect of human lactoferrin]. Rossijskij fiziologicheskij zhurnal im. I. M. Sechenova — Russian Journal of Physiology, vol. 102, no. 7, pp. 846–851. (In Russian)
Aleshina, G. M. (2019) Laktoferrin — endogennyj regulyator zashchitnykh funktsij organizma [Lactoferrin — an endogenous regulator of the protective functions of the organism]. Meditsinskij akademicheskij zhurnal — Medical Academic Journal, vol. 19, no. 1, pp. 35–44. (In Russian)
Baveye, S., Elass, E., Mazurier, J. et al. (1999) Lactoferrin: A multifunctional glycoprotein involved in the modulation of the inflammatory process. Clinical Chemistry and Laboratory Medicine, vol. 37, no. 3, pp. 281–286. https://doi.org/10.1515/CCLM.1999.049 (In English)
Bekker, A. M., Tyurin-Kuzmin, A. Yu., Larina, O. N. (2016) Aktivnost’ ekspressii plazmaticheskikh belkov ostroj fazy pri adaptatsii k usloviyam immersii svyazana s izmeneniyami produktsii superoksidnykh anion-radikalov v lejkotsitakh krovi [The expression of plasmatic acute phase proteins at the adaptation to immersion conditions is associated with the changes of superoxide production by blood leukocytes]. In: XVI konferentsiya po kosmicheskoj biologii i meditsine s mezhdunarodnym uchastiem, shkola molodykh uchenykh [XVI Conference on space biology and medicine with international participation, young scientists school]. Moscow: [s. n.], pp. 20–21. (In Russian)
Berczi, I. (1998) The stress concept and neuroimmunoregulation in modern biology. Annals of the New York Academy of Sciences, vol. 851, no. 1, pp. 3–12. https://doi.org/10.1111/j.1749-6632.1998.tb08969.x (In English)
Ceciliani, F., Giordano, A., Spagnolo, V. (2002) The systemic reaction during inflammation: The acute-phase proteins. Protein & Peptide Letters, vol. 9, no. 3, pp. 211–223. https://doi.org/10.2174/0929866023408779 (In English)
Commission Implementing Decision of 22 November 2012 authorising the placing on the market of bovine lactoferrin as a novel food ingredient under Regulation (EC) No 258/97 of the European Parliament and of the Council (Friesland Campina) (notified under document C(2012) 8404). (2012) Official Journal of the European Union. [Online]. Available at: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/HTML/?uri=CELEX:32012D0727 (accessed 10.03.2025). (In English)
Conesa, C., Calvo, M., Sánchez, L. (2010) Recombinant human lactoferrin: A valuable protein for pharmaceutical products and functional foods. Biotechnology Advances, vol. 26, no. 6, pp. 831–838. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2010.07.002 (In English)
Cutone, A., Musci, G., Bonaccorsi di Patti, M. C. (2023) Lactoferrin, the moonlighting protein of innate immunity. International Journal of Molecular Sciences, vol. 24, no. 21, article 15888. https://doi.org/10.3390/ijms242115888 (In English)
Elizarova, A. Yu., Sokolov, A. V., Vasilyev, V. B. (2023) Ceruloplasmin reduces the lactoferrin/oleic acid antitumor complex-mediated release of heme-containing proteins from blood cells. International Journal of Molecular Sciences, vol. 24, no. 23, article 16711. https://doi.org/10.3390/ijms242316711 (In English)
Fava, M., De Dominicis, N., Forte, G. et al. (2024) Cellular and molecular effects of microgravity on the immune system: A focus on bioactive lipids. Biomolecules, vol. 14, no. 4, article 446. https://doi.org/10.3390/biom14040446 (In English)
Fillebeen, C., Descamps, L., Dehouck, M.-P. et al. (1999) Receptor-mediated transcytosis of lactoferrin through the blood-brain barrier. Journal of Biological Chemistry, vol. 274, no. 11, pp. 7011–7017. https://doi.org/10.1074/jbc.274.11.7011 (In English)
Goldman, I. L., Georgieva, S. G., Gurskiy, Ya. G. et al. (2012) Production of human lactoferrin in animal milk. Biochemistry and Cell Biology, vol. 90, no. 3, pp. 513–519. https://doi.org/10.1139/o11-088 (In English)
Ha-Duong, N.-T., Eid, C., Hémadi, M., El Hage Chahine, J.-M. (2010) In vitro interaction between ceruloplasmin and human serum transferrin. Biochemistry, vol. 49, no. 48, pp. 10261–10263. https://doi.org/10.1021/bi1014503 (In English)
Haeryfar, S. M., Berczi, I. (2001) The thymus and the acute phase response. Cellular and Molecular Biology, vol. 47, no. 1, pp. 145–156. (In English)
Han, N., Li, H., Li, G. et al. (2019) Effect of bovine lactoferrin as a novel therapeutic agent in a rat model of sepsis-induced acute lung injury. AMB Express, vol. 9, no. 1, article 177. https://doi.org/10.1186/s13568-019-0900-8 (In English)
He, Y., Lawlor, N. T., Newburg, D. S. (2016) Human milk components modulate toll-Like receptor-mediated inflammation. Advances in Nutrition, vol. 7, no. 1, pp. 102–111. https://doi.org/10.3945/an.115.010090 (In English)
Horeau, M., Navasiolava, N., Van Ombergen, A. et al. (2014) Dry immersion rapidly disturbs iron metabolism in men and women: Results from the VIVALDI studies. NPJ Microgravity, vol. 10, no. 1, article 68. https://doi.org/10.1038/s41526-024-00399-z (In English)
Iyer, S., Lönnerdal, B. (1993) Lactoferrin, lactoferrin receptors and iron metabolism. European Journal of Clinical Nutrition, vol. 47, no. 4, pp. 232–241. (In English)
Jańczuk, A., Brodziak, A., Czernecki, T., Król, J. (2023) Lactoferrin — the health-promoting properties and contemporary application with genetic aspects. Foods, vol. 12, no. 1, article 70. https://doi.org/10.3390/foods12010070 (In English)
Koj, A. (1996) Initiation of acute phase response and synthesis of cytokines. Biochimica et Biophysica Acta, vol. 1317, no. 2, pp. 84–94. https://doi.org/10.1016/s0925-4439(96)00048-8 (In English)
Kruzel, M. L., Zimecki, M., Actor, J. K. (2017) Lactoferrin in a context of inflammation-induced pathology. Frontiers in Immunology, vol. 8, article 1438. https://doi.org/10.3389/fimmu.2017.01438 (In English)
Larina, O. N., Bekker, A. M. (2012) Study of individual patterns of blood protein control during simulation of microgravity effects on humans. Human Physiology, vol. 38, no. 7, pp. 753–756. https://doi.org/10.1134/S0362119712070110 (In English)
Larina, O. N., Bekker, A. M., Tyurin-Kuzmin, A. Yu. (2023) Otvet ostroj fazy v eksperimentakh s modelirovaniem vozdejstviya nevesomosti [Acute phase response in experiments with simulated weightless environment]. Integrativnaya fiziologiya — Integrative Physiology, vol. 4, no. 2, pp. 187–197. https://doi.org/10.33910/2687-1270-2023-4-2-187-197 (In Russian)
Levay, P. F., Viljoen, M. (1995) Lactoferrin: A general review. Haematologica, vol. 80, no. 3, pp. 252–267. (In English)
Martins, J. T., Santos, S. F., Bourbon, A. I. et al. (2016) Lactoferrin-based nanoparticles as a vehicle for iron in food applications — Development and release profile. Food Research International, vol. 90, pp. 16–24. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2016.10.027 (In English)
Robin, A., Van Ombergen, A., Laurens, C. (2023) Comprehensive assessment of physiological responses in women during the ESA dry immersion VIVALDI microgravity simulation. Nature Communications, vol. 14, no. 1, article 6311. https://doi.org/10.1038/s41467-023-41990-4 (In English)
Sabatucci, A., Vachette, P., Vasilyev, V. B. et al. (2007) Structural characterization of the ceruloplasmin: Lactoferrin complex in solution. Journal of Molecular Biology, vol. 371, no. 4, pp. 1038–1046. https://doi.org/10.1016/j.jmb.2007.05.089 (In English)
Sokolov, A. V., Pulina, M. O., Zakharova, E. T. et al. (2006) Identification and isolation from breast milk of ceruloplasmin-lactoferrin complex. Biochemistry (Moscow), vol. 71, no. 2, pp. 160–166. https://doi.org/10.1134/s0006297906020076 (In English)
Sokolov, A. V., Voynova, I. V., Kostevich, V. A. et al. (2017) Comparison of interaction between ceruloplasmin and lactoferrin/transferrin: To bind or not to bind. Biochemistry (Moscow), vol. 82, no. 9, pp. 1073–1078. https://doi.org/10.1134/S0006297917090115 (In English)
Stephens, M. A. (1970) Use of the Kolmogorov-Smirnov, Cramér-von Mises and related statistics without extensive tables. Journal of the Royal Statistical Society: Series B (Methodological), vol. 32, no. 1, pp. 115–122. https://doi.org/10.1111/j.2517-6161.1970.tb00821.x (In English)
Takeuchi, T., Kitagawa, H., Harada, E. (2004) Evidence of lactoferrin transportation into blood circulation from intestine via lymphatic pathway in adult rats. Experimental Physiology, vol. 89, no. 3, pp. 263–270. https://doi.org/10.1113/expphysiol.2003.026633 (In English)
Tanaka, K., Nishimura, N., Kawai, Y. (2017) Adaptation to microgravity, deconditioning, and countermeasures. Journal of Physiological Sciences, vol. 67, no. 2, pp. 271–281. https://doi.org/10.1007/s12576-016-0514-8 (In English)
Tomita, M., Wakabayashi, H., Shin, K. et al. (2009) Twenty-five years of research on bovine lactoferrin applications. Biochimie, vol. 91, no. 1, pp. 52–57. https://doi.org/10.1016/j.biochi.2008.05.021 (In English)
Vasilyev, V. B. (2010) Interactions of caeruloplasmin with other proteins participating in inflammation. Biochemical Society Transactions, vol. 38, no. 4, pp. 947–951. https://doi.org/10.1042/BST0380947 (In English)
White, K. N., Conesa, C., Sánchez, L. et al. (2012) The transfer of iron between ceruloplasmin and transferrins. Biochimica et Biophysica Acta, vol. 1820, no. 3, pp. 411–416. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2011.10.006 (In English)
Yankelevich, I. A., Filatenkova, T. A., Aleshina, G. M. (2023) Human lactoferrin modulates gene expression of the cytokine IL4 and the receptor TLR4 in the rat spleen under stress and upon the lipopolysaccharide administration. Microbiology Independent Research Journal, vol. 10, no. 1, pp. 59–64. https://doi.org/10.18527/2500-2236-2023-10-1-59-64 (In English)
Zakharova, E. T., Shavlovski, M. M., Bass, M. G. et al. (2000) Interaction of lactoferrin with ceruloplasmin. Archives of Biochemistry and Biophysics, vol. 374, no. 2, pp. 222–228. https://doi.org/10.1006/abbi.1999.1559 (In English)
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2025 Ольга Николаевна Ларина, Анна Марковна Беккер, Галина Юрьевна Васильева, Людмила Георгиевна Репенкова, Елена Рубеновна Садчикова
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Авторы предоставляют материалы на условиях публичной оферты и лицензии CC BY 4.0. Эта лицензия позволяет неограниченному кругу лиц копировать и распространять материал на любом носителе и в любом формате в любых целях, делать ремиксы, видоизменять, и создавать новое, опираясь на этот материал в любых целях, включая коммерческие.
Данная лицензия сохраняет за автором права на статью, но разрешает другим свободно распространять, использовать и адаптировать работу при обязательном условии указания авторства. Пользователи должны предоставить корректную ссылку на оригинальную публикацию в нашем журнале, указать имена авторов и отметить факт внесения изменений (если таковые были).
Авторские права сохраняются за авторами. Лицензия CC BY 4.0 не передает права третьим лицам, а лишь предоставляет пользователям заранее данное разрешение на использование при соблюдении условия атрибуции. Любое использование будет происходить на условиях этой лицензии. Право на номер журнала как составное произведение принадлежит издателю.
