Lisozima e Sistema Immunitario

Il lisozima è una proteina presente nelle secrezioni umane ed animali, come saliva, muco e lacrime, a cui viene associata un’importante azione antibatterica, antivirale, e di partecipazione alla risposta immunitaria, non solo nella lisi della membrana cellulare di batteri e virus, ma anche nella liberazione di molecole ad attività immunitaria. Scoperto inizialmente nell’uovo, il lisozima è divenuto uno degli enzimi più studiati in medicina, una delle “barriere” più importanti nella difesa dell’organismo da microrganismi patogeni. In questo articolo analizzeremo che cos’è e qual è la funzione del lisozima, come assumerlo, ed in cosa consiste, nello specifico, la sua attività battericida, antimicrobica ed antivirale e come assumerlo negli integratori per il sistema immunitario a base di lisozima, lattoferrina, quercetina e vitamina C.

Cos’è il lisozima?

Il lisozima è una molecola proteica enzimatica ad azione battericida e coadiuvante dell’attività immunitaria. Il suo nome ufficiale è N-acetilmuramidedeglicanoidrolasi (Commissione Internazionale per gli Enzimi). Non si trova mai libero nel nostro organismo, ma sempre combinato con altri componenti, quali enzimi, ormoni, eparina, vitamine, glicoproteine e lipoproteine per formare con essi sali complessi. A ciascuno di questi complessi è attribuibile una specifica funzione fisiologica.

Storia e scoperta del lisozima

Il lisozima è probabilmente l’enzima più studiato in biologia e medicina. Le prime osservazioni risalgono al 1909 per mano di P. Lashtschenko, il quale constatò l’azione antibatterica del lisozima nell’uovo di gallina. Dati relativi alla presenza del lisozima nell’essere umano risalgono al 1922 e sono da attribuire al batteriologo Alexander Fleming, scopritore della penicillina, al quale dobbiamo la coniazione del suo nome. Durante i suoi molteplici studi mirati alla scoperta di nuovi farmaci antibiotici, Fleming si imbattè nel lisozima per caso.

Era fortemente raffreddato in quel momento, e decise di utilizzare una goccia del suo muco nei suoi studi, scoprendo che la carica microbica in esso presente si azzerava in pochi minuti. La sua curiosità ed intraprendenza scientifica lo aveva così portato alla scoperta di una delle maggiori difese immunitarie naturali del nostro organismo.

Presto si scoprì che tale enzima è molto grande, motivo per cui non diffonde agevolmente tra le cellule del nostro organismo. Per questo il lisozima non poteva essere utilizzato come farmaco, se non localmente, e gli studi sul suo conto s’interruppero velocemente. Le ricerche di Fleming proseguirono per altre vie nell’ambito della ricerca di sostanze antibiotiche, fino alla scoperta della penicillina, che gli comportò l’assegnazione del Premio Nobel per la medicina nel 1928.

Lisozima in natura: struttura e caratteristiche

Il lisozima è una proteina basica formata da una singola catena polipetidica composta di 129 amminoacidi, legati tra loro da legami glucosidici. La sua struttura è molto complessa: si presenta di forma ellissoidale, con una parte avvolta ad elica ed una parte ripiegata su sé stessa a zig-zag (struttura ad elica e struttura a foglietto). Osservando la molecola ai raggi X è facilmente visibile una sorta di lunga fessurazione, il sito d’azione mediante il quale interagisce con altre molecole, svolgendo la sua azione battericida. Lo stesso sito può anche essere punto di legame di un inibitore, che ne inibisce la sua azione.

Dove si trova il lisozima?

Il lisozima è una proteina batteriolitica quasi onnipresente fra gli esseri viventi. In natura la si ritrova nei tessuti, nel sangue e nelle secrezioni animali e umane, quali lacrime, saliva, muco nasale e vaginale, secrezioni spermatiche, ed in grandi quantità nel latte materno (ad eccezione del latte bovino).

Ad elevatissime concentrazioni la sua presenza è riscontrabile anche nel cervello e nel surrene. La forte azione battericida del lisozima lo rende una delle più importanti “sostanze barriera” naturali del nostro organismo, intervenendo a protezione delle zone più vulnerabili agli attacchi microbici esterni, quali congiuntiva, cavità orale e vaginale, vie respiratorie. Questi distretti corporei, infatti, sono le porte di diretto accesso per i microrganismi nel nostro corpo. Se non disponessimo di questo prezioso alleato saremmo continuamente soggetti ad infezioni di varia natura.

Dove si trova il lisozima negli alimenti, invece? Il latte materno è quello più ricco di lisozima tra quello di tutti i mammiferi. In questa preziosa e ricca matrice alimentare il lisozima svolge, tra gli altri, uno specifico ruolo di protezione dell’intestino neonatale dall’azione allergizzante di alcuni alimenti, tra cui latte e derivati, uova e pesce.

La mucosa intestinale del futuro nascituro, non essendo ancora del tutto sviluppata, è più permeabile alle macromolecole; questo consente al lisozima di penetrarvi facilmente. È dato scientifico ormai incontestabile che i bambini allattati al seno, rispetto a quelli nutriti con latte artificiale, si mostrano più robusti e con difese immunitarie maggiori, questo anche grazie al contributo del lisozima.

A cosa serve il lisozima? Proprietà antibatteriche

Il lisozima è stato nel tempo oggetto di molti studi; centinaia sono ormai i lavori scientifici a suo carico. Da tali studi si evincono diverse peculiari funzioni di tale enzima. Tra le più riconosciute ed importanti per il nostro organismo si annoverano quelle antibatteriche, antivirali, immunomodulanti e di protezione contro fattori allergizzanti. I meccanismi d’azione del lisozima sono molteplici: lisanti, in quanto è in grado di distruggere la membrana cellulare di batteri e virus, agglutinanti, decapsulanti e flocculanti.

La comprovata azione battericida del lisozima è maggiormente efficace nei confronti dei batteri gram positivi, i quali, entrando in contatto con esso, muoiono in pochi minuti; questo è dovuto alla capacità idrolitica del lisozima nei confronti della parete batterica. I batteri sono avvolti esternamente da un resistente strato di natura glucidica ed amminoacidica, il peptidogliacano, noto anche come mureina.

La componente zuccherina consiste nella presenza alternata di due glucidi, N-acetilglucosamina (NAG) ed N-acetilmuramico (NAM). Lo spessore di tale parete varia significativamente tra i batteri gram positivi e quelli gram negativi, tanto da rappresentare un elemento determinante per la loro caratterizzazione. Nei batteri gram positivi essa rappresenta il 90% del peso secco, mentre nei batteri gram negativi ne rappresenta solo il 10%. La funzione del peptidoglicano è quella di conferire resistenza strutturale al batterio e di regolare la pressione osmotica del citoplasma.

Dal punto di vista chimico l’azione battericida del lisozima deriva dalla natura fortemente basica della sua molecola capace di interferire con i legami chimici esistenti tra N-acetilglucosamina ed N-acetilmuramico comportando la lisi della parte cellulare e, conseguentemente, la morte batterica.

Ne deriva come il lisozima sia dunque una proteina fondamentale per il sistema immunitario e per la protezione delle aree più vulnerabili dell’organismo dall’azione di batteri e virus. Prima di illustrarne l’azione, tuttavia è necessario definire quali sono le naturali difese immunitarie del nostro organismo, nonché com’è fatto il sistema.

Lisozima e sistema immunitario

Qual è l’importanza del lisozima nel sistema immunitario? Il nostro organismo durante il decorso della vita è soggetto a continui attacchi dall’esterno da parte di agenti patogeni (batteri, virus, funghi e parassiti) e sostanze di varia natura (tossine, composti allergizzanti), detti antigeni, che il nostro corpo riconosce come estranei.

Tali antigeni se riescono ad entrare ed attecchire nel nostro corpo, possono innescare l’insorgenza di malattie. La quantità di tali agenti esterni è molteplice e i momenti di contatto con il nostro organismo sono numerosissimi durante l’arco della giornata; il nostro organismo è tuttavia dotato di strumenti di difesa molto efficaci, ossia il nostro sistema immunitario.

Il sistema immunitario è composto di due forme di difesa, quella innata o aspecifica e quella adattativa o specifica; entrambe intervengono per difenderci dagli attacchi esterni e mantenerci in salute ma con meccanismi differenti.

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Lisozima e immunità innata

La forma innata del sistema immunitario è composta di elementi nativi in grado di rispondere velocemente in caso di attacco ed in maniera aspecifica contro tutte le tipologie di agenti esterni. Ha nel suo corredo armi di tipo fisico che con la loro presenza fanno da barriera all’ingresso delle sostanze estranee: si tratta di pelle che ricopre esternamente tutto il nostro corpo, mucose che rivestono le parti interne del corpo a diretto contatto con l’esterno (naso, bocca, orecchie) e secrezioni (in cui si riscontra la presenza di lisozima) quali saliva, lacrime e muco.

Non solo, l’immunità innata è composta anche di cellule e molecole circolanti che vengono prodotte e mobilizzate nel caso in cui gli agenti estranei riescano a superare le barriere fisiche penetrando nel nostro corpo. In tal caso l’organismo risponde fronteggiando l’attacco e riparando eventuali danni subiti.

L’immunità adattativa, invece, è composta di elementi che si sviluppano dopo la nascita (nel primo anno di vita) a seguito degli attacchi ricevuti, viene infatti chiamata anche acquisita proprio perché consente al nostro organismo di acquisire nel tempo le armi opportune per la difesa, man mano che entra in contatto con gli antigeni.

Inoltre, l’immunità adattativa è di tipo specifico, ossia in grado di operare in modo mirato contro determinati agenti. Questo tipo di difesa risulta più efficace di quella innata ed in più può essere rafforzata tramite la somministrazione di vaccini, che innescano meccanismi di memoria degli agenti estranei incontrati e dei relativi strumenti di difesa.

Le principali armi a disposizione dell’immunità specifica sono i linfociti T e B; i primi sono cellule dotate di recettori in grado di riconoscere gli agenti esterni, i secondi sono cellule che, una volta attivate, sono in grado di produrre anticorpi contro gli agenti specifici.

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Il lisozima aumenta le difese immunitarie?

Il lisozima è una delle componenti del sistema immunitario, in particolare della forma innata. Esso è un enzima presente nel sangue e nelle secrezioni corporee, quali saliva, lacrime, sudore, muco, ossia proprio quelle forme di barriera che il nostro organismo appone all’attacco aspecifico da parte di antigeni. È in questi distretti corporei che il lisozima svolge la sua funzione antimicrobica e anti-allergizzante, partecipando in prima linea ai meccanismi di difesa corporei.

Come agisce il lisozima?

Come agisce il lisozima? Recenti studi hanno ampliato le conoscenze dimostrando che il coinvolgimento del lisozima nella resistenza alle infezioni batteriche non derivi esclusivamente dalla sua attività batteriolitica, ma anche, indirettamente, dalla liberazione di molecole ad attività immunitaria ed antitumorale.

Di fatto la sua azione distruttiva nei confronti della parete batterica libera piccoli frammenti residui di peptidoglicano (muramil dipeptidi-DMPs), che esercitano molti effetti sul sistema immunitario e sul sistema nervoso centrale, e sembrano contribuire alla resistenza aspecifica alle infezioni, alla febbre, alla fatica e alla patogenesi dell’infezione batterica.

In sintesi questi peptidi antimicrobici-AMPs esercitano capacità immunostimolante e immunomodulante, come catalizzatori per i meccanismi di difesa dell’ospite, tanto da essere utilizzati come adiuvanti in terapie con farmaci e vaccini.

I meccanismi di autodifesa che il nostro organismo mette in atto sono molto complessi ed un sistema immunitario in salute è in grado di mostrare alta efficienza di difesa in tutte le circostanze. Studi scientifici hanno evidenziato che cambiamenti nelle concentrazioni di lisozima sono associate a diverse condizioni patologiche e all’intensità e alla frequenza delle recidive.

Lisozima e proprietà antivirali

L’azione antimicrobica del lisozima è stata evidenziata anche contro le forme virali. Studi sperimentali in vitro hanno dimostrato che la natura basica elettropositiva del lisozima lo rendono capace di interagire con il capside virale, distruggendolo. Inoltre il lisozima è anche in grado di interferire con il DNA e/o RNA virale, secondo la natura dell’infettante, interferendo fortemente con le sue funzioni vitali fino all’interruzione della sua capacità di replicazione.

L’enzima è in grado di formare dei complessi molecolari con acidi nucleici (DNA e RNA) e lipoproteine, entrambi elementi costitutivi dei virus ed indispensabili per la loro “vita”. Il lisozima inoltre compete con i virus, per via enzimatica, per i substrati glicoproteici ad essi necessari per il loro sviluppo.

Numerosi dati bibliografici riportano che i Virus Erpetici (Simplex e Zooster), gli Adenovirus, come pure i Virus influenzali, il Papilloma Virus, Citomegavirus ed Epstein-Barr Virus vengono nettamente inibiti dal lisozima. In molte affezioni, in particolare quelle a carico degli epiteli aereo digestivi superiori, si può dimostrare un deficit di lisozima, espressione di abbassamento del potere immunitario e difensivo dell’organismo.

Una testimonianza scientifica dell’azione del lisozima contro i virus è data da uno studio pubblicato sul sito ufficiale del Ministero della Salute, secondo il quale il trattamento di pazienti affetti da Herpes Simplex con lisozima ha avuto un evidente effetto terapeutico. Per i 34 pazienti trattati si è evidenziato una risoluzione più precoce del quadro clinico oltre che una notevole diminuzione delle recidive periodiche.

Recentemente si è iniziato a tenere in considerazione il lisozima relativamente al Coronavirus, tuttavia, nonostante la comprovata azione antivirale, non vi sono ancora studi specifici in merito. Tali proprietà, rendono il lisozima un perfetto alleato nel coadiuvare le terapie farmacologiche contro le infezioni batteriche e virali. Grazie alla sua azione, esso riesce ad integrare l’effetto antibatterico degli antibiotici.

Lisozima e lattoferrina

Nelle secrezioni organiche, oltre al lisozima ed altri composti, è presente un’altra proteina ad azione enzimatica antimicrobica, che agisce in forte sinergia con il lisozima: la lattoferrina. Questa glicoproteina è composta da 703 amminoacidi e le sue peculiari funzioni sono quella ferro-trasportatrice e quella immunitaria. La lattoferrina si trova in elevate quantità nel colostro umano e circola nell’organismo prevalentemente nel plasma sanguigno.

L’azione antimicrobica della lattoferrina è dovuta a diversi fattori, in primis è componente dei globuli bianchi neutrofili, gli agenti difensori del nostro corpo in caso di attacchi da agenti esterni. In secondo luogo la sua natura basica rende possibile il legame con l’RNA virale con effetto idrolitico del capside dell’antigene. Inoltre la sua funzione ferro-trasportatrice interferisce con il metabolismo di quei batteri ferro-dipendenti, sottraendogli un elemento indispensabile per le loro attività di colonizzazione e proliferazione.

Per quanto concerne la forza antivirale della lattoferrina, essa è capace di legarsi a recettori cellulari prevenendo la penetrazione del virus ed impedendo l’infezione sul nascere. Non ultima per importanza va menzionata la sua caratteristica antinfiammatoria dovuta alla capacità di regolare la produzione di citochine.

Da quanto detto si può affermare che lisozima e lattoferrina hanno effetti similari sull’omeostasi del nostro organismo, seppur attraverso meccanismi differenti. Entrambi gli enzimi sono presenti nelle secrezioni organiche, tuttavia l’azione antibatterica è legata prevalentemente alla sua capacità di lisare la parete dei microbi nel lisozima, mentre per la lattoferrina è prevista una peculiare azione di competizione per il loro cofattore essenziale, il ferro.

Il lisozima è principalmente efficace contro i batteri gram-positivi; la lattoferrina ha azione prevalente contro i batteri gram-negativi. Sia lisozima che lattoferrina assicurano al nostro organismo una copertura antibatterica ad ampio spettro.

Relativamente all’azione antivirale, il lisozima attua azione litica, mentre la lattoferrina impedisce la penetrazione dell’antigene. In merito al loro contributo al funzionamento del sistema immunitario il lisozima ne rappresenta uno degli elementi costitutivi, la lattoferrina ne coadiuva il funzionamento partecipando alla produzione di sostanze antinfiammatorie. Lisozima e lattoferrina, quindi, operano in sinergia nel nostro sistema immunitario contribuendo entrambi al corretto svolgimento di quei meccanismi di difesa del nostro corpo.

Nonostante le molteplici funzioni svolte dai due enzimi, per entrambi non si può scientificamente affermare che “potenziano” il sistema immunitario, ma certamente offrono attività coadiuvanti il suo corretto funzionamento.

Integratori di lisozima

Sono in molti ad interrogarsi su dove comprare il lisozima, proprio perché l’uso di lisozima come integratore è ormai largamente diffuso, e di utilità altamente riconosciuta. Le sue molteplici funzioni lo rendono un preziosissimo fattore coadiuvante il fisiologico meccanismo di difesa naturale del nostro organismo contro tutti gli attacchi esterni.

Essendo utilizzato in combinazione con vitamine (Vitamina A, Vitamina C e Vitamine del gruppo B) e lattoferrina, il lisozima rientra in molteplici formulazioni studiate per aiutare a combattere gli stati influenzali e di raffreddamento. Il supporto della normale alimentazione con gli integratori a base di lisozima è ritenuto valido come trattamento preventivo contro le infezioni in soggetti immunodepressi, bambini, anziani e con fattori di rischio o con patologie croniche quali asma e malattie cardiovascolari.

Il lisozima come integratore è efficace per bambini e neonati, in quanto può avere anche un’altra importante funzione, ossia rendere più facilmente digeribile il latte, materno o artificiale. Grazie alla sua capacità di frammentare i coaguli lipidici, rende questi ultimi più facilmente attaccabili dagli enzimi proteolitici, un aspetto peculiare in età pediatrica. I bambini fino a 6 anni ad esempio possono trarre numerosi vantaggi dall’assunzione di lisozima nei latti artificiali, poiché quest’ultima è utile nel prevenire diarrea e rinforzare le difese immunitarie.

Lisozima da uovo e da altri alimenti

Il lisozima è presente anche negli alimenti, e da questi viene estratto per le sperimentazioni di molti studi scientifici. Gli alimenti che più ne sono ricchi sono il latte e l’albume d’uovo di gallina. Ricordando che il latte vaccino è l’unico privo di lisozima, la concentrazione maggiore dell’enzima tra le specie mammifere si ritrova nel latte d’asina, che per questo ed altre importanti caratteristiche chimico-fisiche risulta essere più simile a quello umano.

È proprio grazie alla sua presenza che il latte appena munto si mantiene “fresco” per alcune ore senza subire attacchi da parte dei microrganismi. Analogo discorso può essere fatto per il pesce, che, appena pescato, forma uno strato di muco sulla sua superficie; tale muco, ricco di lisozima, lo protegge per qualche ora dagli attacchi microbici. Gli stessi meccanismi si realizzano nella carne cruda appena macinata.

In generale però, la fonte alimentare più ricca di lisozima è l’albume d’uovo, da cui spesso viene estratto il lisozima per altri impieghi: si parla per questo di lisozima da uovo.

Il lisozima è una molecola termosensibile e ciò significa che in tutte le matrici alimentari i processi termici industriali, quali blanching, pastorizzazione o sterilizzazione, denaturano tale enzima facendogli perdere la sua funzione “antibiotica”.

Proprio in virtù delle sue caratteristiche antimicrobiche naturali sono oggi molteplici gli usi del lisozima come conservante alimentare (E1105) nelle tecnologie di produzione di diversi alimenti, soprattutto dei formaggi stagionati ed altri prodotti caseari. Nel formaggio Grana Padano, ad esempio, il lisozima è utilizzato per evitare gonfiori indesiderati causati dai gas derivanti dalle fermentazioni da Clostridium spp.

Lisozima e farmaci

Dati bibliografici mostrano che il lisozima “in vitro” è in grado di potenziare l’attività antibatterica di numerosi antibiotici, in particolare penicilline e cefalosporine.

I principali effetti farmacologici del lisozima sono rappresentati dalle azioni antibatteriche, antivirali ed immunomodulanti. Dotato di molteplici e complesse azioni, enzimatiche e non, ha rivelato sorprendenti e nuove proprietà terapeutiche in molteplici affezioni, grazie alle sue proprietà antinfettive ed immunostimolanti.

Inoltre presenta un ampio spettro d’azione ed elevata efficacia. Queste caratteristiche, insieme al basso costo, all’assenza di tossicità e alla facile maneggevolezza, ne hanno favorito l’utilizzo come principio attivo sotto forma di compresse. Il lisozima cloridrato viene impiegato per uso sistemico contro batteri e virus che possono essere dannosi per l’apparato orale e respiratorio, oltre che quello gastroenterico, soprattutto in situazioni di virosi recidivanti e condizioni di immunodepressione.

L’assunzione di lisozima viene dunque consigliata in caso di infezioni, a soggetti immunodepressi, anziani o soggetti a rischio affetti da problemi respiratori o cardiovascolari e ai bambini e neonati, per rafforzare il sistema immunitario.

Come assumere lisozima, dunque, e quanto assumerne? Generalmente il lisozima può essere integrato, previo consenso e/o prescrizione medica, dai 500 mg fino ai 3 grammi giornalieri. Si può assumere lisozima in diverse forme, come polvere o compresse, per ripristinare o aumentare i livelli della proteina enzimatica naturalmente presenti nell’organismo, e per stimolare il sistema immunitario.

In posologie significative, assumere 3 o più grammi di lisozima intervallati nel corso della giornata, somministrati in modo continuativo fino alla scomparsa dei sintomi, offre positivo riscontro negli stati influenzali, a condizione che ad esso si uniscano vitamina A e vitamina C.

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Agnese Stella

Tecnologo Alimentare e Nutrizionista. Da sempre operante nel mondo della food science, sia nell’ambito delle tecnologie di produzione che in quello della sana alimentazione. Negli anni ha ricoperto ruoli di responsabile interno e di consulente esterno nell’industria alimentare. Oggi impegnata, peculiarmente, in attività di formazione e supporto verso una sana alimentazione, personalizzata e finalizzata al raggiungimento ed al mantenimento di un buono stato di salute.