Медицинские аспекты применения сывороточных белков

15-05-2014, 15:27

Молочная сыворотка содержит около 20 % белков от общего их количества в цельном молоке. Более 20 лет ученые ведут исследования с целью выявить, насколько эти белки способны влиять на иммунную систему. Установлено, что в молочной сыворотке находятся белковые вещества, обладающие лечебными или лечебно-профилактическими свойствами. Это некоторые виды аминокислот, пептиды (небелковый азот, гликомакропептиды и т.д.), лактоферрин, лактопероксидаза, гликопротеин и, конечно, ангиогенин.
Сывороточные белки являются хорошим природным источником аминокислот, со сбалансированным аминокислотным составом (R.R. Wolfe, США). Их введение в состав продуктов, относящихся к категории «спортивное питание», стимулирует синтез белка в мускулах, что способствует наращиванию мышечной массы и силы.
Содержащиеся в сыворотке аминокислоты с разветвленной цепью выполняют в организме роль стимулятора иммунной системы. Они могут обеспечивать поступление энергии непосредственно к мышечной ткани и после выполнения физических упражнений, предотвращают падение уровня глутамина, который является метаболическим топливом, необходимым для функционирования иммунной системы. Опубликованные в журнале Sports Medicine результаты проведенных в 1996 г. исследований концентрата сывороточного белка показывают, что аминокислоты с разветвленной цепью используются исключительно для производства глутамина в мышцах. Дополнительный прием таких аминокислот перед физическими упражнениями позволяет предотвратить снижение уровня производства лимфоцитов и таким образом избежать обычного в этих случаях падения концентрации глутамина в плазме крови. Результаты более позднего исследования по изучению аминокислот с разветвленной цепью и глутамина опубликованные в журнале Medicine & Science in Sports & Exercise за 2002 г. Они показали, что добавление к суточному рациону 1,5 г изолята сывороточного белка на 1 кг массы тела в течение 11 недель способно обеспечить поддержание на постоянном уровне концентрации глутамина в плазме при активных занятиях спортом или физическими упражнениями, а также больше увеличивает мышечную силу, чем казеин.
Некоторые аминокислоты (особенно лейцин), присутствующие в сывороточных белках при попадании в организм влияют на гомеостаз глюкозы и обладают инсулинотропным действием (стимулируют транспорт глюкозы в мышечные ткани), стимулируют ресинтез гликогена в мышцах и в печени. Это очень важно для восстановления организма, особенно спортсменов, после усиленных тренировок. Употребление на ранней стадии восстановления сил напитков, в состав которых входят углеводы и сывороточный белок или его гидролизаты, проводит к восстановлению мышечного белка и способствует более быстрому восполнению запаса гликогена.
Сывороточные белки также богаты цистеином, предшественником глутатиона — сильного антиоксиданта, который защищает организм человека от отрицательного влияния радиационного облучения, ультрафиолетового излучения, химиотерапии и токсинов, например, алкоголя. В качестве нейтрализатора тяжелых металлов он способствует излечению заболеваний крови и печени. Глутатион играет большую роль в предупреждении рака, особенно рака печени; замедляет процессы старения. DMV International (Fraser, США) выпустили по запатентованной технологии гидролизаты сывороточных белков, концентрация цистеина в которых была выше, чем в сывороточных белках. Коммерческое название этого продукта Cysteine Peption. Испытания, проведенные на животных, показали, что в печени крыс цистеин дозозависимо трансформировался в глутатион.
Кроме того, сыворотка, являясь высококачественным источником белка со сбалансированным аминокислотным составом, стимулирует выработку лептина (гормона насыщения). Гормон насыщения, синтезируемый клетками кишечника при поступлении в него белковой пищи, всасывается в кровь и подавляет чувство голода. Таким образом, продукты, содержащие сывороточный белок, можно использовать людям с избыточной массой тела.
Особое внимание исследователей привлекает α-лактальбумин, который обладает рядом физиологических свойств, очень важных, в частности, в грудном возрасте. Прежде всего, в α-лактальбумине содержится высокий уровень особенно важных для грудного ребенка аминокислот (триптофана 4-5%, лизина — 11%, цистеина — 6%). Причем гомологическое совпадение аминокислотного состава грудного и коровьего α-лактальбумина составляет 74%. Кроме того, α-лактальбумин способствует росту бифидофлоры в кишечнике у детей. α-Лактальбумин обладает способностью связывать кальций и цинк и ускоряет их всасывание. При его переваривании образуются пептиды, обладающие антибактериальными и иммуностимулирующими свойствами. α-Лактальбумин, используемый как добавка при лечении почечных заболеваний, корректирует низкий уровень сывороточного альбумина и гемоглобина/гематокрит в крови.
Гидролизаты сывороточных белков содержат большое количество биоактивных пептидов, которые оказывают лечебное действие при гипертониях, заболеваниях сердечно-сосудистой системы. Компоненты, выделяемые из сывороточных белков эффективны также при лечении ВИЧ-инфекций, онкологических и почечных заболеваниях, а также могут выступать как иммуномодуляторы. Ферментативный гидролиз высокоспецифичными протеазами сывороточных белков делает доступными некоторые биологически активные пептиды, такие как лактоферрин и лактопероксидазу.
Лактоферрин — это железосодержащий гликопротеин, содержащийся в молозиве и в меньшей степени в молоке. Он является ключевым фактором врожденного иммунитета млекопитающих (в том числе человека), а его присутствие в биологических жидкостях и слизистой (слюна, слезная жидкость, кровь, молоко) указывает на то, что этот белок входит в первую линию защиты организма млекопитающих против широкого спектра патогенных микроорганизмов, включая, бактерии, вирусы и микрофлору. Как было показано во многих клинических исследованиях, лактоферрин ингибирует рост таких микроорганизмов как: Shigella dysenteria, Salmonella typhimirum, Lysteria monocytogenes и др. Он обладает и противовирусной активностью (ВПГ1, цитомегаловирус). Помимо прямого защитного эффекта лактоферрин обладает следующими видами активности: антибактериальной, антивирусной, противогрибковой, антиоксидантпой, он также является иммуномодулятором, противоопухолевым агентом, и другими. В силу столь широкого спектра свойств и активностей лактоферрин получил название «природный антибиотик».
Каждые год или два исследователи открывают новую активность лактоферрина, например, протеолитическую активность, способность ингибировать образование бактериальной пленки, активацию роста костных клеток. Большинство этих свойств можно отнести к защитной функции, но проявление этих активностей определяется различными механизмами действия молекулы лактоферрина. Уже известные свойства этого вида сывороточного белка открывают широкие возможности для использования его как терапевтического агента при различных заболеваниях.
Основной особенностью лактоферрина, определяющей спектр его многочисленных функций является его способность специфически связывать ионы железа и некоторых других металлов переходной группы. Функции, в основе которых лежит комплексообразующая способность лактоферрина — детоксицирующая, транспортная, антимикробная. Создавая и поддерживая дефицитную по катионам железа и других металлов переменной валентности, необходимых для роста бактерий среду, лактоферрин является одним из ведущих молекулярных факторов, сдерживающих размножение и рост бактерий и низших грибов на поверхности барьерных эпителиев.
В ходе клинических исследований было выявлено, что применение лактоферрина с функциональными продуктами оказывает положительные действие на пациентов, имеющих следующие заболевания: хронический гепатит С, дермофития стопы, полипоз толстой кишки, и др. Кроме того, доказана роль лактоферрина как иммуномодулятора, поэтому его применяют при сниженном иммунитете.
Лактоферрин применяют также в стоматологии при лечении воспалительных процессов, возникающих при инфицировании поддесенных карманов периодонтальными болезнетворными микроорганизмами. В полости рта имеется большое количество микроорганизмов, которые, с одной стороны, адаптированы к анаэробным условиям десневых карманов, а с другой стороны — обладают способностью удерживаться на поверхности зубов.
Важным звеном иммунопатогенетической терапии в лечении воспалительных процессов слизистой оболочки полости рта является воздействие на местный иммунитет. В последнее время предлагается большое количество иммунорегуляторов местного действия, в частности применение лактоферрина, который обладает антибактериальной активностью против периодонтальных болезнетворных микроорганизмов — Porphylomonasgingivalis и Prevotella.
Лактоперосидаза — один из наиболее активных антимикробных ферментов молозива. По химической природе представляет собой гликопротеин, содержащий гемовую группу (с Fe+3). В период лактации лактопероксидаза обладает антимикробной активностью по отношению к Streptococcus spp., Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhimirum, Staphilococcus aureus, Listeria monocytogenes.
к-Казеин-гликомакропептид, полученный из подсырной сыворотки можно использовать при производстве продуктов и напитков для людей, страдающих фенилкетонурией. Это единственный известный диетический белок, который не содержит ароматических аминокислот, в том числе и фенилаланина.