Alfa-lattoalbumina: cos’è, impiego e benefici

Introduzione

L’α-lattoalbumina (α-LA) è una piccola proteina presente nel siero di latte umano e di molte specie animali alla quale vengono attribuite molteplici azioni biologiche quali riduzione dello stress [1], attività antibatterica [2], azione antiipertensiva [3], regolazione della crescita cellulare, attività antiulcera [4], immunomodulante, ma soprattutto specifiche azioni intestinali.

“Tutte le malattie hanno origine nell’intestino” recita uno dei più celebri aforismi di Ippocrate, padre della medicina, che a distanza di più di 2000 anni, conserva la sua immutata verità e che trova conferma nel suo rinnovato interesse da parte di studiosi appartenenti a specifiche branche della medicina, quali ginecologia ed endocrinologia.

Negli ultimi anni, infatti, la letteratura scientifica ha evidenziato in modo sempre più definito la correlazione tra alterazioni intestinali e diverse condizioni patologiche a carattere metabolico quali, ad esempio, insulino-resistenza [5], PCOS [6], diabete [7] e obesità. Allo stesso modo è stato possibile vedere come avere cura dell’intestino sia centrale rispetto a diverse malattie e, quindi, per la salute.

Obiettivo di questa pagina è proprio quello di approfondire le attività dell’α-LA a livello intestinale, analizzando tutti i possibili benefici sul metabolismo in determinati contesti clinici come PCOS, diabete e obesità.

Che cos’è l’Alfa-lattoalbumina e perché è importante

L’α-LA è la principale sieroproteina del latte umano (nel colostro materno costituisce il 40% delle proteine), ma è presente anche nel latte vaccino e in quello di altri mammiferi. Da un punto di vista fisiologico, è una proteina sintetizzata nelle cellule epiteliali, a livello dell’apparato di Golgi, della ghiandola mammaria in cui gioca un ruolo fondamentale nella sintesi del lattosio [8].

L’α-LA è indispensabile per la produzione del latte materno.

Questa piccola proteina è presente anche nel latte vaccino e consta di 123 aminoacidi, i quali, allo stato nativo, formano una struttura globulare compatta, stabilizzata da quattro ponti disolfuro (Cys6-Cys120, Cys61-Cys77, Cys73-Cys91 e Cys28-Cys¹¹¹).

L’α-LA bovina presenta un’elevata omologia di sequenza con quella umana (sovrapposizione del 76%) [9] e quindi potrebbe essere un sostituto perfetto.

L’α-LA mostra, inoltre, una stretta analogia strutturale con il lisozima, spesso utilizzato come “antibiotico naturale”, ed entrambe le proteine vengono sintetizzate sotto il controllo di geni che provengono da un comune gene ancestrale.

L’α-LA, grazie alla sua composizione amminoacidica, possiede un elevato valore nutrizionale. È, infatti, ricca di aminoacidi essenziali come triptofano (precursore della serotonina, nota anche come “ormone del buonumore”), cisteina (precursore del glutatione, nota riserva antiossidante del nostro organismo) fondamentali soprattutto per l’alimentazione dei neonati.

L’α-LA è ricca di aminoacidi essenziali come triptofano e cisteina, fondamentali soprattutto per l’alimentazione dei neonati. Queste caratteristiche la rendono perfetta per la fortificazione dei prodotti alimentari e degli alimenti ai fini medici, anche in alimenti privi di lattosio [10]

Come viene assorbita l’Alfa-lattoalbumina?

Una delle caratteristiche più interessanti dell’α-LA, dalla quale dipendono molte delle sue attività biologiche, è la sua capacità di legare cationi metallici: è pertanto una metalloproteina. L’α-LA presenta, infatti, due siti di legame per Calcio, uno più forte (detto primario) e un altro più debole e meno stabile (detto secondario) [11] sia nella proteina di origine bovina che in quella umana.

Oltre al Calcio, l’α-LA è capace di legare altri cationi mono-di-tri-valenti [12] come ad esempio Na+, Mg++, Zn++, Fe++, Al+++, che competono per lo stesso sito di legame per il Calcio.

L’α-LA, somministrata per via orale, passa indisturbata attraverso lo stomaco, a differenza di tutte le altre proteine che precipitano nell’ambiente gastrico, e giunge a livello duodenale, dove viene attaccata dagli enzimi pancreatici. Dalla digestione proteolitica dell’α-LA, da parte di pepsina, tripsina e chimotripsina, si ottengono diversi frammenti o “Biopeptidi” responsabili di molteplici azioni biologiche: antibatterica [2], antinfiammatoria [13], analgesica [14], antipertensiva [15], immunomodulatoria, pro-apoptotica [16], trofica e antiperistaltica.

L’α-LA, somministrata per via orale, passa indisturbata attraverso lo stomaco, a differenza di tutte le altre proteine che precipitano nell’ambiente gastrico

Alfa-lattoalbumina: differenza tra probiotici e prebiotici

Nel corso degli anni l’attenzione dei ricercatori si è focalizzata sulle specifiche azioni intestinali dei probiotici – il cui utilizzo è ormai ampiamente diffuso – definiti come «microrganismi in grado, una volta ingeriti in adeguate quantità, di esercitare funzioni benefiche per l’organismo» [17].

Per assolvere alla propria funzione, però, devono arrivare in condizione di “vitalità” nell’intestino e sopravvivere all’ambiente acido dello stomaco per poi moltiplicarsi. Uno studio molto recente ha valutato gli aspetti quali-quantitativi, nonché la vitalità e quindi la resistenza ai succhi gastrici e intestinali, di 10 formulazioni orali di probiotici, attualmente in commercio in Italia.

I risultati hanno evidenziato che 7 prodotti su 10 mostrano una significativa riduzione dei ceppi batterici che li compongono già dopo soli 30 minuti di incubazione in ambiente “simil-gastrico” e che prodotti contenenti Bifidobacterium lactis e/o Lactobacillus rhamnosus non superano la parete gastrica e intestinale [18].

Per tale motivo il focus della ricerca si è spostato piuttosto sulle azioni prebiotiche nel cui contesto emergono quelle di una proteina, l’alfa-lattoalbumina, fondamentali per recuperare e mantenere l’eubiosi intestinale e quindi l’equilibrio dell’intero organismo.

Qual è il ruolo dell’alfa-lattoalbumina

In presenza di un quadro metabolico alterato, l’utilizzo dell’α-LA trova il suo razionale nelle specifiche azioni intestinali di cui la proteina è dotata.

 

  1.  In primo luogo, l’α-LA, mediante la sua azione prebiotica e antibatterica, controlla l’instaurazione di una corretta flora intestinale, impedendo a quella disbiotica di proliferare.In una recente metanalisi che ha valutato 12 studi controllati randomizzati (popolazione totale: 684 pazienti diabetici) è emerso che l’utilizzo di alcuni ceppi batterici, tra i quali anche quelli stimolati dall’ α-LA come L. acidophilus, B. breve, B. longum e B. infantis, è associato a un significativo miglioramento dell’emoglobina glicata e dell’HOMA-IR in pazienti con diabete di tipo 2 [8].
  2. Inoltre, l’α-LA, riducendo le citochine e i mediatori flogistici, aiuta a contrastare l’infiammazione che si accompagna alla disbiosi nei soggetti obesi e non, causa effettiva o predisponente all’insulino-resistenza.
  3. Un recente studio ha dimostrato che l’α-LA idrolizzata esercita un effetto protettivo nei confronti dell’infiammazione e dell’insulino-resistenza nel tessuto adiposo nei topi alimentati con una dieta ricca di grassi. I risultati dello studio hanno dimostrato che l’α-LA riduce significativamente il peso corporeo, la glicemia, il livello di insulina e dell’HOMA-IR, diminuendo l’espressione dei geni di fattori proinfiammatori quali IL-6, TNF-α, MCP-1 nel tessuto adiposo dei topi [19].
  4. In più, l’α-LA, attraverso la funzione trofica e mucoprotettiva, supporta la funzione barriera dell’intestino, ricostituendone e preservandone l’integrità.

L’α-LA impedisce alla flora batterica “cattiva” di attecchire e ai suoi metaboliti di oltrepassare la parete intestinale, innescando la risposta infiammatoria.

Alfa-lattoalbumina e azioni intestinali

Ciò che maggiormente ha destato l’interesse di numerosi studiosi nei confronti di questa proteina del latte sono le azioni dirette esercitate a livello intestinale, gli effetti indiretti dell’azione prebiotica e quindi il suo ruolo nella prevenzione e nel trattamento dei disordini metabolici “microbiota-dipendenti”.

La ricerca nel campo della nutrizione neonatale è volta da almeno 100 anni all’emulazione del latte materno, considerato un “super alimento” grazie al quale il neonato può sviluppare un proprio microbiota intestinale, e quindi anche un sistema immunitario. Inoltre, i neonati allattati esclusivamente al seno per i primi 6 mesi di vita sono maggiormente protetti da allergie, asma, dermatiti, diabete mellito, obesità e ipertensione [17].

Ma cosa rende questo alimento così speciale? Come mai è così prezioso e difficilmente sostituibile?

Le evidenze scientifiche hanno portato a ipotizzare che molte delle azioni salutistiche riportate per il siero del latte sono imputabili proprio all’α-LA. Da vari studi condotti anche in vivo su neonati alimentati con latte artificiale con α-LA, essa sembra essere in grado di ridurre la permeabilità intestinale e attivare i processi difensivi/assorbitivi [5].

Proprietà e benefici

L’azione dell’α-LA sulla sintomatologia gastrointestinale è emersa per la prima volta nello studio di Lien [20] e confermata da Davis in uno studio successivo [21].

Evidenze scientifiche dimostrano che l’α-LA svolge specifiche azioni a livello intestinale: prebiotica/antibatterica intestinale, antinfiammatoria, mucoprotettiva, trofica e assorbitiva.

  • Prebiotica/Antibatterica intestinale
    L’α-LA promuove selettivamente la crescita di batteri commensali “buoni”, cosiddetti probiotici, ossia microrganismi in grado di apportare effetti benefici sulla salute dell’ospite.
  • Antinfiammatoria
    L’α-LA riduce, infatti, i livelli di citochine proinfiammatorie e di mediatori flogistici quali PGE₂, IL-6, TNF-α [11], implicati nei disordini gastrointestinali.
  • Mucoprotettiva
    L’α-LA stimola la secrezione di mucine, aumentando lo strato di muco protettivo nel corpo e nell’antro dello stomaco. Esercita pertanto un’azione “antiulcera” proteggendo la mucosa gastrica da ulcere indotte da stress, alcool [12] o FANS. L’α-LA, tramite la produzione di mucine, rinforza la barriera intestinale contrastando il passaggio trans-mucosale dei batteri potenzialmente patogeni [22].
  • Trofica
    L’α-LA stimola la secrezione di Glucagon-like peptide-2 (GLP-2), un peptide di 33 aminoacidi prodotto principalmente dalle cellule intestinali. Ad oggi è noto che questo ormone svolge un ruolo critico per il trofismo delle cripte intestinali, stimolando la proliferazione e la rigenerazione della mucosa intestinale e inibendone l’apoptosi.
    La correlazione tra GLP-2 e azione trofica è stata evidenziata anche in condizioni patologiche come celiachia, malattie infiammatorie intestinali e obesità [23].In sintesi, l’α-LA, attraverso la stimolazione del GLP-2, assolve alle più importanti funzioni intestinali.
  • Assorbitiva
    L’α-LA è in grado di migliorare l’assorbimento intestinale di alcuni micronutrienti.
    Ampiamente documentata è la sua funzione “carrier” di minerali, di cui aumenta l’assorbimento: l’α-LA presenta, infatti, 2 siti di legami per il calcio, uno dei quali può essere occupato da altri cationi come zinco o ferro. Di recente, è stato osservato anche un sito di legame per la Vitamina D [24].Inoltre, alcuni peptidi rilasciati durante la digestione della proteina possiedono un’alta affinità per il ferro. Oltre a ciò, l’α-LA stimola l’assorbimento intestinale dei micronutrienti attraverso le azioni sopracitate:

    1.  favorendo la crescita di lattobacilli e bifidobatteri, l’α-LA, da un lato acidifica il pH del tratto intestinale che aumenta la solubilizzazione del ferro, dall’altro porta alla formazione di acidi grassi a catena corta (SCFA) quali acetato, butirrato e propionato. Questi ultimi favoriscono la proliferazione delle cellule epiteliali e aumentano l’espressione dei geni che regolano il trasporto del Ferro (DMT);

    2. attraverso la stimolazione del GLP-2, l’α-LA “attiva” gli enzimi presenti sull’orletto a spazzola degli enterociti deputati all’assorbimento dei micronutrienti come il myo-inositolo [25].

In aggiunta, l’α-LA è capace di migliorare la biodisponibilità del myo-inositolo, in vitro e in vivo, anche attraverso la modulazione delle Tight Junction che regolano la diffusione paracellulare degli enterociti.

La somministrazione di α-LA è quindi in grado di massimizzare l’assorbimento dei micronutrienti, come il Ferro e il Myo-inositolo, sia assunti con l’alimentazione che con una supplementazione [25].

Myo-inositolo e alpha-lattoalbumina

L’impiego dell’α-LA insieme al myo-inositolo nasce dalla volontà della ricerca di superare il problema dell’inositolo-resistenza. Sappiamo infatti ormai che il myo-inositolo ha diversi effetti benefici per l’organismo, come nel caso della PCOS.

Per approfondire leggi: I benefici del myo-inositolo per l’ovaio policistico

Tuttavia, in circa il 30% dei casi esisterebbe un fenomeno di inositolo-resistenza, ovvero una mancata capacità assorbimento degli inositoli.

Uno studio condotto su 18 volontari sani [25] ha valutato l’azione assorbitiva positiva, precedentemente esposta, dell’α-LA, focalizzando l’attenzione sull’assorbimento del myo-inositolo (MI). Nei soggetti a digiuno, la concentrazione plasmatica endogena di MI è di circa 30 μmol/l con un’emivita di 22 minuti.

Va sottolineato, inoltre, che il MI sembra agire sinergicamente con α-LA nel promuovere il proprio passaggio. Ciò può essere correlato con un effetto diretto del MI sulla permeabilità delle giunzioni strette, come è possibile supporre ricordando gli effetti ottenuti con i fitati.

Un successivo studio clinico su donne PCOS con anovulazione [26] ha valutato il vantaggio terapeutico della somministrazione di MI più α-LA. La nuova terapia ha consentito di portare il successo clinico (ovulazione) dal 62% al 95% delle donne.

Le evidenze derivanti da questi studi dimostrano, quindi, in modo convincente l’efficacia dell’abbinamento di MI e α-LA per superare il problema dell’inositolo-resistenza.

Conclusioni

Data la centralità dell’intestino nell’influenzare l’assetto metabolico e quindi lo stato di salute/malattia dell’intero organismo, l’interesse di numerosi studiosi si è focalizzato sulla comprensione dei meccanismi sottostanti ma soprattutto sulla ricerca di interventi mirati a ripristinare l’eubiosi intestinale. A causa della scarsa resistenza alla barriera GI, l’iniziale attenzione verso i probiotici si è via via spostata verso le azioni dei prebiotici, tra le quali emergono quelle dell’α-LA, una proteina che naturalmente si trova nel latte materno.

A differenza di un probiotico, l’α-LA non si limita semplicemente a “ripopolare” il microbiota intestinale, ma provvede a “rimodellarlo” allo scopo di attivare i meccanismi endogeni di difesa e riparazione a livello intestinale, alterati da abitudini alimentari scorrette, da farmaci e soprattutto da stress.

Da qui l’importanza fondamentale che l’α-LA riveste sia nell’alimentazione dei neonati che in quella degli adulti per favorire la maturazione del tratto GI, nonché per ripristinare e mantenere l’integrità dell’intestino quale organo centrale di controllo metabolico.

Grazie alle sue specifiche azioni intestinali può assumere un ruolo chiave in determinati contesti clinici quali:

Oggi sappiamo che la supplementazione di Alfa-lattoalbumina rappresenta una strategia efficace, valida e sicura.

Fonti

[1] Markus CR, Olivier B, Panhuysen GEM, Gugten JVD, Alles MS, Truiten A, Westenberg HGM, Fekkes D, Koppeschaar HF, de Haan EEHF. The bovine protein α-lactalbumin increases the plasma ratio of tryptophan to the other large neutral amino acids, and in vulnerable subjects raises brain serotonin activity, reduces cortisol concentration, and improves mood under stress. American Journal of Clinical Nutrition. 2000. 71:1536–1544.

[2] Pellegrini A, Thomas U, Bramaz N, Hunziker P, von Fellenberg R, Isolation and identification of three bactericidal domains in the bovine α-lactalbumin molecule. Biochimica et Biophysica Acta General Subjects. 1999, 1426 (3):439-448.

[3] FitzGerald RJ, Murray BA, Walsh DJ. Hypotensive peptides from milk proteins. Journal of Nutrition, 2004,134:980S–988S.

[4] Matsumoto H, Shimokawa Y, Ushida Y, Toida T, Hayasawa H. New biological function of bovine α-lactalbumin: Protective effect against ethanoland stress-induced gastric mucosal injury in rats. Bioscience, Biotechnology and Biochemistry. 2001. 65:1104–1111.

[5] Jiao N, Baker SS, Nugent CA, Tsompana M, Cai L, Wang Y, Buck MJ, Genco RJ, Baker RD, Zhu R, Zhu L. Gut microbiome may contribute to insulin resistance and systemic inflammation in obese rodents: a meta-analysis. Physiol Genomics. 2018 Apr 1;50(4):244-254.

[6] Guo Y, Qi Y, Yang X, Zhao L, Wen S, Liu Y, Tang L. Association between Polycystic Ovary Syndrome and Gut Microbiota. PLoS One. 2016; 11(4): e0153196.

[7] Sanyal D. Diabetes is predominantly an intestinal disease. Indian J Endocrinol Metab. 2013 Oct;17(Suppl 1): S64-7.

[8] Kamau SM, Cheison SC, Chen W, Liu XM, Lu RR.: Alpha-lactalbumin: Its production technologies and bioactive peptides, Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 2010, 9 (2), 197-212.

[9] Wijesinha-Bettoni R, Dobson CM, and Redfield C. Comparison of the structural and dynamical properties of holo and apo bovine α-lactalbumin by NMR spectroscopy. J Mol Biol. 2001, 307: 885–898.

[10] Layman DK, Lönnerdal B, Fernstrom JD. Applications for α-lactalbumin in human nutrition. Nutr Rev. 2018 Jun 1;76(6):444-460.

[11] Bratcher SC, and Kronman MJ. Metal ion binding to the N and A conformers of bovine α-lactalbumin. J Biol Chem.1984, 259: 10875–10886.

[12] Permyakov EA, Berliner LJ. alpha-Lactalbumin: structure and function. FEBS Lett. 2000 May 19;473(3):269-74.

[13] Yamaguchi M, Yoshida K, Uchida M. Novel functions of bovine milk-derived alpha-lactalbumin: anti-nociceptive and anti-inflammatory activity caused by inhibiting cyclooxygenase-2 and phospholipase A2. Biol Pharm Bull. 2009 Mar;32(3):366-71.

[14] Yoshikawa M, Tani F, Yoshimura T, and Chiba H. Opioid peptides from milk proteins. Agric. Biol.Chem., 1986. 50, 2419–2421.

[15] Pihlanto-Leppälä A, Koskinen P, Piilola K, Tupasela T, Korhonen H. Angiotensin I-converting enzyme inhibitory properties of whey protein digests: concentration and characterization of active peptides. J. Dairy Res., 2000. 67, 53–64.

[16] Svensson M, Håkansson A, Mossberg AK, Linse S, and Svanborg C, Conversion of a-lactalbumin to a protein inducing apoptosis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2000. 97, 4221–4226.

[17] Ministero della Salute. Linee Guida Nutrizione/Probiotici, 2005.

[18] Vecchione A, Celandroni F, Mazzantini D, Senesi S, Lupetti A, Ghelardi E. Compositional Quality and Potential Gastrointestinal Behavior of Probiotic Products Commercialized in Italy. Front Med (Lausanne). 2018 Mar 7;5:59.

[19] Gao J, Song J, Du M, Mao X. Bovine α-Lactalbumin Hydrolysates (α-LAH) Ameliorate Adipose Insulin Resistance and Inflammation in High-Fat Diet-Fed C57BL/6J Mice. Nutrients. 2018 Feb 23;10(2).

[20] Lien EL. Infant formulas with increased concentrations of alpha-lactalbumin. Am J Clin Nutr. 2003 Jun;77(6):1555S-1558s.

[21] Davis AM, Harris BJ, Lien EL, Pramuk K, Trabulsi J. [Alpha]-lactalbumin-rich infant formula fed to healthy term infants in a multicenter study: plasma essential amino acids and gastrointestinal tolerance. Eur J Clin Nutr. 2008. 62, 1294–1301.

[22] Burger-van Paassen N, Vincent A, Puiman PJ, van der Sluis M, Bouma J, Boehm G, van Goudoever JB, van Seuningen I, Renes IB. The regulation of intestinal mucin MUC2 expression by short-chain fatty acids: implications for epithelial protection. Biochem J. 2009 May 13;420(2):211-9.

[23] Cani PD, Delzenne NM. Gut microflora as a target for energy and metabolic homeostasis. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2007; 10:729–734.

[24] Delavari B, Saboury AA, Atri MS, Ghasemi A, Bigdeli B, Khammari A, Maghami P, Moosavi-Movahedi AA, Haertlé T, Goliaei B: Alpha-lactalbumin: A new carrier for vitamin D3 food enrichment. Food Hydrocolloids 2015, 45(Supplement C):124–131.

[25] Monastra G, Sambuy Y, Ferruzza S, Ferrari D, Ranaldi G. Alpha-lactalbumin Effect on Myo-inositol Intestinal Absorption: In vivo and In vitro. Curr Drug Deliv. 2018;15(9):1305-1311.

[26] Montanino Oliva M, Buonomo G, Calcagno M, Unfer V. Effects of myo-inositol plus alpha-lactalbumin in myo-inositol-resistant PCOS women. J Ovarian Res. 2018; 11: 38.

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