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Gli straordinari biocomponenti del latte: focus sui fattori umorali e sulle proteine bioattive

Introduzione

Il latte è il primo alimento per l’uomo e, per le sue caratteristiche nutrizionali (comprese quelle dei suoi derivati), è confermato come uno dei prodotti fondamentali per l’alimentazione umana in tutte le età. Esistono vari tipi di latte che differiscono in termini di contenuto di grassi: latte intero con un contenuto di almeno il 3,5%; latte parzialmente scremato con un contenuto di grassi compreso tra 1,5% e 1,8%; scremato con un contenuto inferiore allo 0,5%. Il latte è un alimento con un buon valore nutrizionale, grazie alla sua composizione chimica e un buon valore alimentare. Infatti contiene in media 32 grammi di proteine per litro, una discreta quantità di vitamine del gruppo B e, tra i sali minerali, il primato è sicuramente dovuto al calcio. A parte le proteine (se ne discuterà più avanti) le sostanze bioattive sono rappresentate anche nei componenti lipidici e zuccherini del latte. Quattro di queste sono le più importanti.

Acido butirrico

Questo acido grasso a catena corta (SCFA) inibisce direttamente la crescita cellulare di vari tumori, che può prevenire il cancro del colon. Come inibitore della crescita cellulare, ha un effetto diretto sugli enzimi (istone deacetilasi) del nucleo cellulare. Gli acidi SCFA modulano le funzioni di diversi sistemi, come quello intestinale, cerebrale, endocrino e del sangue, fungendo da fattore chiave nella regolazione dei disturbi metabolici e dell’immunità. Queste azioni vengono eseguite principalmente attraverso l’attivazione di recettori di superficie, come GPR41, GPR43 e GPR109a. Gli effetti di SCFA sono stati dimostrati influenzando le risposte autoimmuni sistemiche e partecipando a diverse fasi del processo di infiammazione.

Acido linoleico coniugato (CLA)

Il latte di vacca intero contiene in media il 3,5% di acidi grassi e di questi circa lo 0,5% è rappresentato dal CLA. L’isomero principale è l’acido rumenico, cis9-trans11, che può rappresentare dal 79% al 94% del CLA totale del latte. Ha un potenziale antinfiammatorio ma soprattutto antitumorale, poiché inibisce la crescita delle cellule tumorali umane. Migliora anche la funzione immunitaria e la massa magra e porta a una riduzione dell’aterosclerosi. Sembra che alcuni ceppi di Lactobacillus e Bifidobacterium presenti nell’intestino umano possano contribuire alla sua parziale sintesi interna. Altre azioni dimostrate dal CLA sono i regolatori della funzione pancreatica (insulina), immuno-modulanti e contrastanti la formazione di placche aterosclerotiche.

Sfingomielina

Questo fosfolipide ha un’importante azione antitumorale, in particolare per quanto riguarda la crescita cellulare del carcinoma del colon. Diventa parte delle membrane cellulari, ma dalla sua scissione enzimatica produce ceramide. Questa, a sua volta, è la responsabile dell’azione chemiopreventiva attraverso un tipo di morte cellulare programmata chiamata apoptosi. L’altro prodotto dell’idrolisi è la fosfo-colina, che è un nutriente delle cellule nervose; può essere usato per sintetizzare acetilcolina e fosfolipidi nel cervello, essendo una fonte di fosforo per il metabolismo cerebrale.

Glicani complessi

I glicani sono componenti caratteristici del latte e ogni specie ha modelli unici di carboidrati specifici. Il latte umano è insolitamente ricco di glicani, coni componenti principali come lattosio e oligosaccaridi, che rappresentano rispettivamente il 6,8% e l’1% di latte. Nel latte materno, la presenza e i modelli di questi glicani variano a seconda della fase di lattazione. Il latte materno contiene quantità maggiori e strutture più complesse di oligosaccaridi solubili rispetto a qualsiasi altro latte di mammifero; le quantità medie vanno da 7g/L nel latte maturo a 23 g/L nel colostro. Molti glicani del latte umano inibiscono i patogeni dal legame con la mucosa intestinale. I glicani inoltre stimolano direttamente la crescita di batteri intestinali benefici; questi mutualisti e i loro prodotti di fermentazione possono, a loro volta, inibire i patogeni, i prodotti di infiammazione e fermentazione possono essere assorbiti e utilizzati come fonte di calorie nella dieta.

Proteine con azioni biologiche

Caseine e proteine del siero non sono le uniche componenti proteiche del latte. Escludendo gli anticorpi (immunoglobuline), che forniscono una parziale protezione al neonato ed al bambino, ecco un elenco delle proteine bioattive più abbondanti nel latte.

Mucine

Queste glicoproteine sono molto resistenti alla degradazione gastrica e proteggono da vari microrganismi. Le mucine purificate dal latte materno, MUC1e MUC4 e dal muco cervicale della gravidanza (MUC2, MUC5A, MUC5B e MUC6), inibiscono l’HIV-1 in vitro. Il latte ha anche piccole mucine comeMUC15 (PAS3), una proteina altamente glicosilata associata alla crema del latte bovino (MFGM). Oltre alle frazioni contenenti grassi come MFGM e latticello, MUC15 è presente anche in frazioni senza grassi, come latte scremato e siero di latte.

Butirrofiline

Servono per correggere la secrezione delle cellule lipidiche nel latte, ma sembrano svolgere un ruolo nel regolare determinate funzioni immunitarie. Costituiscono una grande famiglia di proteine trans-membrana strutturalmente simili della super-famiglia delle immunoglobuline. Sebbene il membro principale di questa famiglia sia legato alla lattazione, può anche avere una funzione di recettore della superficie cellulare. In generale, le butirrofiline sono ora note per modulare la selezione dei linfociti T, la loro maturazione, le loro risposte co-stimolanti e la determinazione del destino cellulare.

Adipofilina (Perilipina-2)

Questa proteina favorisce la formazione di grasso sottocutaneo, partecipando in modo rilevante alla fisiologia dei tessuti cutaneo e sottocutaneo. L’aumentata attività della perlipina 2 aumenta la resistenza all’insulina, promuovendo così il diabete di tipo 2. La riduzione dell’espressione della perlipina 2 diminuisce il fegato grasso mentre il suo aumento risulta associato a varie malattie metaboliche come l’insulino-resistenza e il diabete di tipo2. Inoltre, la sua espressione è risultata correlata ad altre malattie legate all’età.

Lattoferrina

Componente importante del sistema immunitario dei mammiferi, con attività anti-infiammatoria ed antimicrobica contro numerosi microrganismi, antivirale e antitumorale. Il colostro umano ha la più alta concentrazione, seguito dal latte umano, quindi dal latte di mucca (150 mg/L). La lattoferrina idrolizza l’RNA e mostra le proprietà di ribonucleasi: distruggendo l’RNA, questa proteina inibisce la trascrizione inversa dei retrovirus che causano il cancro al seno nei topi. È stato dimostrato che la lattoferrina ha effetti positivi sulla salute delle ossa. Riduce la formazione di osteoclasti, il che significa una diminuzione delle risposte pro-infiammatorie inclini a promuovere la perdita ossea. Le ricerche degli ultimi 10 anni la vedono al centro di attività antivirali ad ampio spettro, che potrebbero coprire anche il coronavirus SARS-CoV2.

Lattoperossidasi

La lattoperossidasi (LPO) è una proteina antimicrobica secreta dalle ghiandole mammarie, salivari e di altre mucose. È un membro importante degli enzimi eme-perossidasi e dell’enzima perossidasi primario presente nei tessuti animali. È uno dei più importanti enzimi del siero di latte in grado di formare potenti molecole battericide, ossidando anioni di cloruro attraverso il perossido di idrogeno. Il tiocianato (SCN-) è uno dei substrati più importanti dell’enzima, poiché produce ipotiocianato (OSCN-). L’ipotiocianato è un potente agente antibatterico; in questo modo, la lattoperossidasi esercita una significativa attività antibiotica nel latte. La sua concentrazione nel latte di vacca è di circa 30 mg/L a seconda della stagione, della dieta, della nascita e della stagione riproduttiva.

Xantina ossidasi (XOS / XDH)

Questo enzima è noto in modo classico perché sintetizza il prodotto finale del catabolismo del DNA, vale a dire l’acido urico. Nel latte, tuttavia, è coinvolto nella secrezione del globulo lipidico e quindi agisce come una proteina di difesa in quanto regola alcune reazioni ossido-riduttive. Uno di questi è la produzione di superossido durante la sua attività enzimatica, un radicale libero che ha un effetto battericida.

Lactaderina

La lactaderina è un componente importante della membrana del grasso del latte nel latte. Inibisce l’infettività del rotavirus (HRV) o dei responsabili di molte forme di gastroenterite. L’attività inibitoria contro l’infezione da HRV della lactaderina umana è stata identificata per la prima volta nel 1992. Inoltre, un precedente studio clinico ha indicato una correlazione tra lactaderina umana nel latte materno e morbilità dovuta alla gastroenterite da rotavirus nei bambini piccoli. La lactaderina si lega alle cellule attraverso l’integrina αvβ3, nota come uno dei recettori delle cellule del rotavirus. Pertanto, l’interazione tra lactaderina e componenti della superficie cellulare è probabilmente importante per la sua attività antivirale.

  • a cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

Pubblicazioni scientifiche

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Dott. Gianfrancesco Cormaci
Dott. Gianfrancesco Cormaci
Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998, specialista in Biochimica Clinica dal 2002, ha conseguito dottorato in Neurobiologia nel 2006. Ex-ricercatore, ha trascorso 5 anni negli USA alle dipendenze dell' NIH/NIDA e poi della Johns Hopkins University. Guardia medica presso la casa di Cura Sant'Agata a Catania. In libera professione, si occupa di Medicina Preventiva personalizzata e intolleranze alimentari. Detentore di un brevetto per la fabbricazione di sfarinati gluten-free a partire da regolare farina di grano. Responsabile della sezione R&D della CoFood s.r.l. per la ricerca e sviluppo di nuovi prodotti alimentari, inclusi quelli a fini medici speciali.

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