Zusammenfassung
Lactoferrin, das in menschlicher und Säugetiermilch vorkommt, ist ein multifunktionales Glykoprotein mit zahlreichen Aufgaben, darunter Immunregulation, entzündungshemmende, antibakterielle, antivirale und antioxidative Wirkungen. Diese Funktionen werden größtenteils seiner hohen Eisenaffinität zugeschrieben. Es gehört zur Transferrin-Proteinfamilie und ist das wichtigste eisenbindende Protein in menschlicher Milch. Darüber hinaus weist es keine Toxizität auf und ist mit der Aufnahme anderer Nährstoffe, einschließlich Nahrungsergänzungsmittel, verträglich.
Die vorliegende Übersicht fasst die wichtigsten Aspekte der Wirkmechanismen, biologischen Funktion und des Metabolismus von Lactoferrin zusammen. Sie beschreibt die verschiedenen diätetischen Quellen von Lactoferrin (einschließlich Nahrungsergänzungsmittel) und gibt Empfehlungen zur Lactoferrin-Aufnahme zur Gesundheitsförderung und Optimierung der körperlichen Leistungsfähigkeit bei körperlich aktiven Personen, einschließlich Ausdauer-, Kraft- und Leistungssportlern.
Die verfügbaren Daten deuten darauf hin, dass eine orale Lactoferrin-Supplementierung positive Auswirkungen auf die Gesundheit und die körperliche Leistungsfähigkeit haben kann, insbesondere bei körperlich aktiven Personen, die Ausdauertraining betreiben. Lactoferrin ist ein sicheres und gut verträgliches Nahrungsergänzungsmittel. Es vermeidet die Magenbeschwerden, die mit der oralen Eisenergänzung verbunden sind. Eine wirksame Dosis zur Unterstützung der Gesundheit und körperlichen Leistungsfähigkeit bei gesunden Personen liegt zwischen 100 und 200 mg täglich, aufgeteilt in ein bis zwei Dosen von jeweils 100 mg, über einen Zeitraum von 1 bis 3 Monaten.
Einleitung
Lactoferrin (früher bekannt als Lactotransferrin) ist ein Glykoprotein mit einem Molekulargewicht von etwa 80 kDa, das eine hohe Affinität zu Eisen aufweist.1 Es gehört zur Transferrin-Proteinfamilie und ist das wichtigste eisenbindende Protein in menschlicher Milch.2 Lactoferrin wird von Schleimhautepithelzellen und Neutrophilen bei verschiedenen Säugetierarten, einschließlich Menschen, Rindern, Kühen, Ziegen, Pferden, Hunden, verschiedenen Nagetieren und Fischen, produziert und freigesetzt.2
Neben Milch und Rinderkolostrum, wo Lactoferrin in einer Konzentration von 7 g/L nach Kasein das zweithäufigste Protein ist, findet sich Lactoferrin in Tränenflüssigkeit, Speichel, Vaginalflüssigkeiten, Sperma, Nasen- und Bronchialsekreten, Galle, Magen-Darm-Flüssigkeiten und Urin. Darüber hinaus ist eine beträchtliche Menge in den sekundären Granula von Neutrophilen (15 g/10⁶ Neutrophilen) und in anderen Flüssigkeiten wie Blutplasma und Fruchtwasser vorhanden.2
Viele Studien haben gezeigt, dass Lactoferrin beim Menschen gut verträglich ist.2 Tatsächlich wurde die orale Einnahme von Lactoferrin von der FDA (USA) und der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit als Nahrungsergänzungsmittel in Lebensmitteln zugelassen.3 Da jedoch oral aufgenommenes Lactoferrin im Magen durch Verdauungsenzyme abgebaut werden kann, gelangt es nicht leicht in den Verdauungstrakt. Um dieses Problem zu überwinden und die ernährungsphysiologische und gegebenenfalls therapeutische Wirkung von Lactoferrin zu verbessern, hat sich gezeigt, dass die Verwendung von Mikropartikeln oder Liposomen seine Wirkung verbessert, indem sie die Stabilität gegenüber dem Magenabbau erhöht und die Wechselwirkung mit der Darmschleimhaut und spezifischen Lactoferrin-Rezeptoren erleichtert.4 Daher hat die orale Lactoferrin-Supplementierung aufgrund ihrer vielfältigen physiologischen und schützenden Funktionen, einschließlich der Regulation der Eisenaufnahme im Darm; der Modulation der Immunfunktion, antioxidativer, entzündungshemmender, antimikrobieller und krebshemmender Wirkungen, Interesse geweckt.2 Diese Eigenschaften deuten darauf hin, dass die orale Lactoferrin-Supplementierung die Gesundheit positiv beeinflussen und die körperliche Leistungsfähigkeit und Erholung bei körperlich aktiven Personen optimieren würde.3
Schlüsselmechanismen von Lactoferrin im menschlichen Körper
Jedes Lactoferrin-Molekül kann zwei Eisenionen (Fe³⁺) binden, eines in jedem seiner beiden Lappen, mit extrem hoher Affinität. Tatsächlich behält Lactoferrin gebundenes Eisen auch bei saurem pH-Wert (bis zu 3–4) bei, wodurch es die freien Eisenwerte regulieren kann, indem es freies Eisen in biologischen Flüssigkeiten und entzündetem Gewebe bindet.5 Diese Eigenschaften verleihen Lactoferrin starke bakteriostatische und antioxidative Funktionen: Es entzieht Mikroben das Eisen, das sie zum Wachsen benötigen, und schützt Gewebe vor durch Eisen katalysierten oxidativen Schäden.5 Tatsächlich sind viele der biologischen Aktivitäten von Lactoferrin (antimikrobiell, entzündungshemmend usw.) eng mit seiner Fähigkeit verbunden, Eisen stark zu binden und dessen Verfügbarkeit zu kontrollieren. So reduziert Lactoferrin Hepcidin (ein Hormon, das die Eisenfreisetzung einschränkt) und kann so Eisenmangelanämie vorbeugen.6 Darüber hinaus erhöhte oral verabreichtes Lactoferrin aus Rindern die probiotische Aktivität sowohl bei Erwachsenen als auch bei Säuglingen, einschließlich Frühgeborenen, signifikant.2 Lactoferrin weist auch eine starke antivirale Aktivität gegen Cytomegalievirus (CMV), Herpes-simplex-Virus (HSV), humanes Immundefizienz-Virus (HIV), Hepatitis-C-Virus (HCV) und Hepatitis-B-Virus (HBV) auf. Die antiparasitäre Aktivität von oralem Lactoferrin scheint die Störung der Eisenaufnahme bei einigen Parasiten, z. B. Pneumocystis carinii, zu umfassen oder als spezifischer Eisendonor bei anderen, wie Tritrichomonas foetus, zu wirken.2
Lactoferrin trägt zur Aufnahme und Verteilung von Eisen in verschiedenen Kompartimenten des menschlichen Organismus bei, einschließlich des Dünndarms. Spezifische Lactoferrin-Rezeptoren vermitteln die Eisenaufnahme in Enterozyten, wobei Eisen ohne den prooxidativen Stress, der mit freiem Eisen im Darm verbunden ist, absorbiert wird.7 Tatsächlich kann die Zugabe von Rinder-Lactoferrin zur Nahrung die Eisenaufnahme und den Eisenstatus bei Säuglingen und schwangeren Frauen verbessern.8
Lactoferrin gelangt in den Blutkreislauf und kann Galle und Liquor erreichen. Es kann die Blut-Hirn-Schranke durch einen spezifischen rezeptorvermittelten Transport überwinden und Eisen auf regulierte Weise ins Gehirn abgeben.9 Lactoferrin hilft, das systemische Eisen-Gleichgewicht aufrechtzuerhalten, indem es als Eisentransporter fungiert, der die Funktion von Transferrin (dem Haupt-Eisentransporter im Plasma) ergänzt. Lactoferrin kann an einer Stelle Eisen aufnehmen und es über spezifische Rezeptoren an einer anderen ablagern, wodurch es hilft, Eisen dorthin zu verteilen, wo es benötigt wird, während es gleichzeitig von Krankheitserregern oder katalytischen Reaktionen ferngehalten wird. So bietet Lactoferrin eine zusätzliche Kontrolle über die Eisenhomöostase auf Schleimhautoberflächen und in bestimmten Geweben.10
Lactoferrin ist ein Schlüsselmediator der Ernährungs-Immunität mit starken nutrazeutischen, immunmodulatorischen und entzündungshemmenden Wirkungen.2 Da fast alle Krankheitserreger Eisen zur Replikation benötigen, stellt die hohe Affinität von Lactoferrin zu Eisen einen mächtigen antimikrobiellen Mechanismus dar, um freies Eisen in Sekreten und entzündetem Gewebe zu binden und Bakterien und Pilzen dieses essenzielle Element effektiv zu entziehen.11 Es ist bemerkenswert, dass bei Sportlern gezeigt wurde, dass eine Lactoferrin-Supplementierung proinflammatorische Zytokine wie Interleukin-6 (IL-6) reduziert, was auf eine Verringerung der systemischen Entzündung hinweist, die mit einer besseren Erholung zwischen den Trainingseinheiten verbunden ist.12 Darüber hinaus kann Lactoferrin auch als Präbiotikum wirken und die Darmgesundheit unterstützen. Die bei der Verdauung von Lactoferrin freigesetzten Peptide fördern das Wachstum nützlicher Darmbakterien (z. B. Bifidobakterien und Laktobazillen). Eine gesunde Darmmikrobiota und eine intakte Darmbarriere sind entscheidend für die Nährstoffaufnahme, reduzieren die durch Sport verursachten Magen-Darm-Beschwerden und wirken sich indirekt positiv auf die Leistung aus, indem sie eine effiziente Nährstoffaufnahme bei Sportlern gewährleisten.13
Die verfügbaren Beweise deuten darauf hin, dass Lactoferrin ein immunmodulierendes Mittel ist, das eine wirksame antimikrobielle Aktivität mit der Kontrolle von Entzündungen in Einklang bringt. Indem es Mikroben Eisen entzieht, oxidative Schäden begrenzt und Zytokinantworten optimiert, dient Lactoferrin als kritische Verbindung zwischen dem Eisenstoffwechsel und der Immunfunktion beim Menschen.11 Darüber hinaus könnte Lactoferrin die Leistung (insbesondere bei Ausdauersportlern) und die Erholung optimieren, indem es eisenmangelbedingte, trainingsinduzierte Entzündungen, oxidativen Stress und Infektionen abschwächt.12
Ernährungsquellen für Laktose
Rindermilch und Kolostrumprodukte sind die wichtigsten natürlichen Nahrungsquellen für Lactoferrin. Im Kolostrum (die erste Milch nach der Geburt) sind die Lactoferrin-Konzentrationen sehr hoch (mehrere Gramm pro Liter) und bleiben in der Muttermilch bei etwa 1–2 g/L.14 Lactoferrin ist ein Bestandteil der Proteinfraktion des Molkenproteins in der Milch aller Säugetiere, aber sein Lactoferrin-Gehalt ist im Vergleich zur menschlichen Milch geringer.14 Zum Beispiel liefert Kuhmilch etwa 0,1–0,3 g/L Lactoferrin in reifer Standardmilch, obwohl Rinderkolostrum höhere Werte (~2–5 g/L) aufweisen kann, bevor es in den ersten Tagen der Laktation abnimmt.15 Fermentierte Milchprodukte (Joghurt, Käse) können noch etwas Lactoferrin enthalten, aber die Hochtemperaturbehandlungen, die bei der Milchverarbeitung (z. B. Hochtemperaturpasteurisierung oder Herstellung von Milchpulver) angewendet werden, können einen Teil des Lactoferrins denaturieren.
Lactoferrin-Supplementierung
Die überwiegende Mehrheit der Lactoferrin-Ergänzungsmittel wird aus Rindermilch gewonnen. Lactoferrin kann mittels Filtrationstechniken und Ionenaustauschchromatographie aus entfetteter Kuhmilch oder Molke, die bei der großtechnischen Käseherstellung anfällt, extrahiert werden.16 Das gebundene Lactoferrin wird eluiert (z. B. mit Salzlösungen), anschließend wird das Protein gereinigt, konzentriert und getrocknet, um ein hochreines Pulver (>95 % reines Protein) aus Rinder-Lactoferrin zu erhalten.16 Neben der Extraktion aus Rindermilch stellen Kolostrumprodukte (Pulver oder Kapseln) eine weitere kommerzielle Lactoferrin-Quelle dar.17 Gereinigtes Lactoferrin für pharmazeutische/nutrazeutische Zwecke wird überwiegend aus konventioneller Kuhmilch gewonnen, aufgrund der großen verfügbaren Mengen und etablierten Verarbeitungsmethoden. Eine weitere Form von Lactoferrin ist das rekombinante Lactoferrin, das aus dem Lactoferrin-Gen gewonnen wird, das in ein Expressionssystem wie Mikroben, Zellkulturen oder transgene Tiere eingefügt wird. So wird Lactoferrin in einer kontrollierten Umgebung synthetisiert. Dies ermöglicht die Produktion von humanem Lactoferrin, das insbesondere für therapeutische Zwecke hergestellt wird, ohne dass eine Extraktion aus Muttermilch erforderlich ist. Studien haben bestätigt, dass rekombinantes Lactoferrin aus transgener Kuhmilch biologische Aktivitäten aufweist, die mit denen von natürlichem humanem Lactoferrin vergleichbar sind.18
Es ist erwähnenswert, dass Rinder-Lactoferrin sicher ist (wie bereits erwähnt, wurde es 2012 von der EFSA als neuer Lebensmittelbestandteil in Europa zugelassen), während rekombinantes Lactoferrin (insbesondere wenn es mit neuartigen Methoden wie Pflanzen oder transgenen Tieren hergestellt wird) vor der Zulassung strengen Sicherheitsbewertungen unterzogen wird.
Lactoferrin-Supplementierung und körperliche Leistungsfähigkeit: Empfohlene Protokolle, Sicherheit und Verträglichkeit.
Aufgrund seiner Eisenbindungsfähigkeit und seiner Rolle als Immunmodulator wurde Lactoferrin als wirksames Nahrungsergänzungsmittel für körperlich aktive Menschen vorgeschlagen, insbesondere zur Optimierung der Leistung im Ausdauersport.3,19 Da Lactoferrin nicht wie Koffein wirkt, führt die akute Einnahme von einer oder wenigen Dosen Lactoferrin nicht zu sofortigen Auswirkungen auf Gesundheitsmarker oder die körperliche Leistungsfähigkeit. Seine Mechanismen (Eisenmodulation und immunologische Effekte) benötigen in der Regel Zeit, um den Immunstatus und die Leistung zu beeinflussen.20 Im Gegensatz dazu hat sich eine chronische Supplementierung über 8 bis 12 Wochen als vorteilhaft für die Eisenreserven (höhere Hämoglobin- und Ferritinwerte) erwiesen, um Entzündungen zu reduzieren [z. B. niedrigere Interleukin-6 (IL-6)-Werte und Hepcidin-Aktivität] und die antioxidative Kapazität zu erhöhen.20 Diese Veränderungen können Leistungsabfälle verhindern, die mit Eisenmangel und übermäßigem körperlichen Stress verbunden sind.21
Bei gesunden Personen, die zur Verbesserung der aeroben Ausdauer trainieren, hat sich gezeigt, dass eine Dosis von ca. 100 mg (einmal täglich, z. B. zum Frühstück oder nach dem Training eingenommen) die Reduzierung des Serumeisens verhindert. Auch die Einnahme von 200 mg (aufgeteilt in zwei tägliche Dosen von je 100 mg, eine morgens und eine nach dem Training) ist wirksam für Personen mit niedrigen Ferritin- oder Hämoglobinwerten. Zwei bis drei Monate Supplementierung würden die Eisenwerte verbessern und könnten dazu beitragen, den VO₂max bei Ausdauersportlern zu erhalten oder zu erhöhen,22 entweder wenn Lactoferrin allein oder in Kombination mit niedrigen Eisendosen eingenommen wird (Lactoferrin würde die positiven Effekte der oralen Eisenaufnahme verstärken).21
Bei Kraft- und Leistungssportlern werden ähnliche Dosen (z. B. 200 mg/Tag) angewendet, um die Erholung zu unterstützen und die durch intensive Trainingsakkumulation induzierte Entzündung zu reduzieren.22 Höhere Dosen (bis zu 400 mg/Tag, aufgeteilt in zwei Dosen von jeweils 200 mg) wurden bei speziellen Populationen (Patienten) ohne Sicherheitsprobleme getestet, obwohl Dosen über 200 mg bis zu 400 mg/Tag für die meisten Sportler, die akzeptable Eisen- und Hämoglobinwerte aufweisen, in der Regel nicht erforderlich sind, es sei denn, es werden zusätzliche immunologische oder antioxidative Vorteile angestrebt.20
Eine praktische Strategie für die Einnahme von Lactoferrin als Nahrungsergänzungsmittel wäre, mit ~100 mg/Tag zu beginnen und bei Bedarf zur Erzielung einer stärkeren Wirkung auf 200 mg/Tag zu erhöhen. Wahrscheinlich gibt es einen „Deckeneffekt“; ultrahohe Dosen (z. B. 1 Gramm/Tag) werden jedoch außerhalb eines spezifischen medizinischen Umfelds nicht empfohlen. Tatsächlich bieten die meisten kommerziellen Nahrungsergänzungsmittel zwischen 100 und 300 mg pro Kapsel.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Lactoferrin ein sicheres und gut verträgliches Nahrungsergänzungsmittel ist. Es vermeidet die Magenbeschwerden, die mit der oralen Einnahme herkömmlicher Eisentabletten verbunden sind, und weist keine stimulierenden oder hormonellen Effekte auf. Es kann in hohen Dosen ohne bekannte Gesundheitsrisiken konsumiert werden. Daher sind aufgrund seiner hohen Verträglichkeit in der Regel keine Zyklen oder Pausen aus Sicherheitsgründen erforderlich. Einige Sportler periodisieren die Anwendung von Lactoferrin, indem sie die Dosis während intensiver Trainingseinheiten oder Höhenphasen (wenn der Eisenbedarf und das Infektionsrisiko steigen) erhöhen und es möglicherweise in der Off-Season absetzen, wenn die Ernährung ausreichend Eisen liefert. Da Lactoferrin aus Lebensmitteln gewonnen wird und sicher ist, ist eine langfristige tägliche Anwendung akzeptabel, wenn Vorteile wahrgenommen werden.
Fazit
Die orale Lactoferrin-Supplementierung kann eine bemerkenswerte Auswirkung auf die Gesundheit und die körperliche Leistungsfähigkeit haben. Sie weist ein besseres Sicherheitsprofil auf als herkömmliche Eisenpräparate, praktisch ohne Magenbeschwerden. Eine wirksame Dosis für gesunde Personen liegt zwischen 100 und 200 mg pro Tag, entweder in einer täglichen Dosis oder aufgeteilt in zwei Dosen von je 100 mg/Tag, über einen Zeitraum von 1 bis 3 Monaten. Lactoferrin wirkt als multifunktionaler Nährstoff, der das Immunsystem und die antioxidative Kapazität unterstützt, was wiederum die Erholung optimiert und sich positiv auf die körperliche Trainingsfähigkeit auswirkt, was langfristig die Leistungsverbesserung positiv beeinflusst.
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Lactoferrin 200
Autor
Dr. Fernando Naclerio
Professor für Krafttraining und Sporternährung
Centre for Exercise Activity and Rehabilitation
Institute for Lifecourse Development
School of Human Sciences
University of Greenwich
Contact email: f.j.naclerio@gre.ac.uk
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