Introducción
La seguridad alimentaria en todo el mundo
depende en gran medida de la producción de cereales que se cultivan en cerca de
60% de las tierras agrícolas. En el año 2016, se cosecharon más de 2800 x 106
toneladas de cereales en todo el mundo, donde el maíz (1060 x 106
toneladas), el trigo (749 x 106 toneladas) y el arroz con cáscara
(741 x 106 toneladas) fueron los cultivos principales. El trigo es
una fuente importante de nutrientes en la dieta, y su consumo satisface la
necesidad de cerca de 30% de carbohidratos y proteínas, 25% de fibra dietética
y 10-30% de vitaminas (por ejemplo, tiamina, niacina) y minerales (por ejemplo,
potasio, magnesio, hierro y zinc).
Sin embargo, se atribuye al consumo de
trigo una amplia gama de enfermedades como la diabetes mellitus tipo 2, la
obesidad, la depresión, el autismo, alergias y otros riesgos para la salud por
parte de libros seudo-científicos y redes sociales. La respuesta resultante de
los medios de comunicación causa una gran confusión e incertidumbre entre los
consumidores, ya que la eliminación del trigo (gluten) se promueve como una
cura milagrosa. Muchos consumidores comienzan una dieta libre de gluten (DLG,
eliminación de trigo común, espelta, trigo duro, trigo kamut o jorasan, emmer o
farro, einkorn o trigo escaña, triticale (cruce de trigo y centeno), centeno,
cebada, en muchos casos avena) por sí solos sin evidencia médica clara en la
creencia de que una DLG es más saludable, positivo para su bienestar general y
beneficioso para la reducción de peso. Al hacerlo, se arriesgan a ignorar que
pueden tener una verdadera hipersensibilidad al trigo y, en este caso, también
corren el riesgo de complicaciones a largo plazo que podrían evitarse con un
tratamiento adecuado. Además, no existe evidencia científica sólida que
justifique los beneficios de una DLG; más bien al contrario, ya que muchos
productos sin gluten son pobres en vitaminas, minerales, fitoquímicos,
proteínas y fibra dietética, todos los cuales son importantes para una dieta
bien balanceada y saludable.
Proteínas
de los cereales
De acuerdo con T.B. Osborne, las proteínas
de los cereales se dividen de forma clásica en fracciones extraíbles de manera
secuencial de acuerdo con sus propiedades de solubilidad en agua (albúminas),
soluciones salinas diluidas (globulinas), etanol acuoso 40-70% (v/v)
(prolaminas) y ácido acético o álcali diluido (glutelinas). Las albúminas y las
globulinas (20 a 30% de las proteínas de Triticeae)
se componen de proteínas metabólicas y protectoras con funciones en el
desarrollo de granos y resistencia a patógenos y plagas. Las prolaminas y las
glutelinas (70-80% de las proteínas Triticeae)
son proteínas de almacenamiento (proteínas del gluten) que sirven como reservorio
de aminoácidos y nitrógeno durante la germinación. Las prolaminas son proteínas
de predominio monoméricas, mientras que las glutelinas son principalmente
proteínas poliméricas unidas por enlaces disulfuro intermoleculares. A medida
que se dispone de más y más conocimiento sobre las proteínas de los cereales,
se redefinen las fracciones tradicionales de Osborne. Las proteínas de
almacenamiento Triticeae ahora se
dividen según las homologías de secuencia y los pesos moleculares relativos
similares (Mr) en tres grupos con peso molecular alto (PMA, Mr = 67-90 x 103),
de peso molecular medio (PMM, Mr = 34-51 x 103) y de bajo peso
molecular (PMB, Mr = 21-42 x 103). Una excepción son las γ-75k-secalinas
que pueden alcanzar un valor de 52 × 103. De forma más reciente, se
pusieron a disposición nuevos conocimientos con el Consorcio Internacional de
Secuenciación del Genoma del Trigo (CISGT) RefSeq v1.0 como la primera
secuencia de referencia anotada para el genoma hexaploide común del trigo. Una variedad
amplia de proteínas de trigo (y proteínas de centeno y cebada relacionadas de
forma estrecha) que incluyen proteínas con gluten y sin gluten se identificaron
como alérgenos o desencadenantes de la enfermedad celíaca (EC) y sensibilidad no
celíaca al gluten/trigo (SNCG) y una selección de las proteínas causales más
importantes se muestra en la Tabla 1.
Gluten−proteína
única con dos caras
El término “gluten” (derivado del latín
para “pegamento”) tiene diferentes significados, de acuerdo con el contexto en
el que se usa. El primer significado se remonta a 1745 cuando JB Beccari
descubrió el gluten en la harina de trigo y lo definió como la “masa proteica
similar a la goma que permanece, cuando la masa de trigo se lava con agua”.
Cuando la harina de trigo se mezcla con agua, las gliadinas confieren
viscosidad y extensibilidad a la masa, mientras que las gluteninas son
responsables de la cohesión y la elasticidad. Cuando está presente en la
proporción óptima de gliadina/glutenina de 2:1, la masa tiene excelentes
propiedades de retención de gases, lo que da como resultado la formación de un
pan leudado con levadura con miga elástica y de poros uniformes después del
horneado.
El segundo significado del gluten es en la
industria del almidón. El gluten es un complemento de la producción del almidón
de trigo y se utiliza en polvo seco como “gluten vital” en piensos y alimentos,
por ejemplo, como ingrediente de panadería para fortificar las harinas con
contenido bajo de proteínas, como agente aglutinante o como sustituto de la
carne.
En tercer lugar, en el contexto de las
hipersensibilidades, el gluten se define como “una fracción proteica del trigo,
centeno, cebada, avena o sus variedades y derivados de las mismas, a la que
algunas personas son intolerantes y que es insoluble en agua y NaCl 0.5 M”. Las
prolaminas se definen además como “la fracción del gluten que se puede extraer
en 40 a 70% de etanol” y el “contenido de prolaminas en el gluten en general se
toma como 50%”.
Las proteínas del gluten son hidrófobas y se
caracterizan por secuencias repetitivas ricas en glutamina (26-53%) y prolina
(10-29%). Las unidades repetitivas típicas son QQPQQPFP en ω1,2-gliadina y
γ-gliadina, QQQFP en ω5-gliadina, QPQPFP y PQQPYP en α-gliadina, QQQPPFS en PMB-GS
y QQPGQG y YYPTS en PMA-GS. La mayoría de casi los 1000 péptidos activos conocidos
en la EC-gluten se derivan de estas secuencias repetitivas, debido a que las
enzimas gastrointestinales humanas como la pepsina, la tripsina y la
quimotripsina son incapaces de adherirse antes o después de la prolina y la
glutamina, y dejan a los péptidos grandes con más de nueve restos de
aminoácidos intactos. Estos péptidos de gluten digeridos de forma incompleta
llegan al borde en cepillo del intestino delgado, atraviesan la barrera
epitelial ya sea por vía transcelular o paracelular e inician las enfermedades
inmunogénicas específicas de la enfermedad en la lámina propia.
Hipersensibilidades
hacia las proteínas de los cereales
Las hipersensibilidades hacia las
proteínas de los cereales pueden subdividirse de acuerdo con el mecanismo
patogénico en respuestas inmune autoinmune o innata, así como alergias mediadas
por inmunoglobulina E (IgE), no mediadas por IgE o mixtas (mediadas por IgE y
no mediadas por IgE).
Enfermedad
celíaca
La EC se define como una enteropatía
crónica mediada por el sistema inmunitario del intestino delgado causada por la
ingesta de gluten de trigo, centeno y cebada en individuos predispuestos de
forma genética. La prevalencia estimada media de EC en todo el mundo es 1.4% y
0.7% según la serología y la biopsia, de forma respectiva, pero existen
diferencias regionales considerables. Las causas de la EC son una combinación
de factores ambientales (consumo de gluten de trigo, centeno o cebada) y
genéticos (antígenos de leucocitos humanos [HLA]-DQ2 y [HLA]-DQ8). Sin embargo,
esta predisposición genética también está presente en casi 30% de la población
sana, lo que indica que su presencia no es suficiente para causar la EC. Otros
factores asociados con la pérdida de tolerancia al gluten son las infecciones
(rotavirus, adenovirus 12), cambios en la microbiota intestinal, aumento de la
permeabilidad del intestino delgado y la llamada hipótesis de higiene que
propuso una menor incidencia de infecciones en las primeras etapas de la
infancia como explicación del aumento de la hipersensibilidad mediada por el
sistema inmunitario.
Como enfermedad multifacética, la EC se
presenta en forma sintomática, asintomática, potencial o refractaria. Todas las
manifestaciones comparten la predisposición genética y la aparición de
anticuerpos IgA e IgG específicos de la EC en la sangre. La EC sintomática se
presenta con síntomas intestinales y/o extraintestinales que incluyen diarrea,
esteatorrea, vómitos y dolor abdominal, así como anemia, disfunción tiroidea y
disminución de la densidad mineral ósea. El rasgo característico de la EC es el
daño en el intestino delgado superior con un aumento de la infiltración de
linfocitos intraepiteliales (LIE), hiperplasia de las criptas y atrofia parcial
o total de las vellosidades. La EC asintomática se caracteriza por la presencia
de una lesión de la mucosa específica de la EC, pero sin síntomas típicos de la
EC. Estos pacientes a menudo se diagnostican mediante estrategias de detección
de casos al evaluar las poblaciones en riesgo, como los familiares de primer
grado de los pacientes con EC o los pacientes afectados por enfermedades
autoinmunes (por ejemplo, diabetes mellitus tipo I) o trastornos genéticos (por
ejemplo, síndrome de Down) conocidos por asociarse con la EC. Mientras que la
EC potencial también se caracteriza por la ausencia de síntomas, la mucosa del
intestino delgado es normal. Debido a la presencia de anticuerpos específicos
de EC en la sangre, estos individuos tienen un riesgo mayor de desarrollar EC
más adelante en la vida, como las poblaciones de riesgo antes descritas.
El diagnóstico de EC se basa en una
combinación de síntomas y la historia del paciente, la detección de anticuerpos
específicos de EC en la sangre, evaluación histológica de biopsias del
intestino delgado, posiblemente el genotipificado de HLA-DQ y el seguimiento
después de comenzar una DLG. La ingesta diaria de gluten no debe superar los
niveles traza (20 mg) para evitar la recurrencia de los síntomas y asegurar la
curación de la mucosa. Un estudio reciente estimó que los pacientes con EC con
una DLG pueden exponerse de forma inadvertida a 100-400 mg de gluten por día;
cantidades que son suficientes para causar daño persistente en la mucosa.
Sensibilidad
no celíaca al gluten/trigo
Entre las hipersensibilidades al trigo, la
SNCG está menos definida, ya que los factores causales no se identifican de
manera clara y faltan biomarcadores específicos. La prevalencia estimada oscila
entre 0.6 y 6% de la población, pero es difícil obtener cifras precisas debido
a los problemas antes mencionados y a la significativa superposición de SNCG y
el síndrome de intestino irritable. Los síntomas aparecen varias horas hasta
unos pocos días después del consumo de productos de trigo (o que contienen
gluten) e incluyen molestias tanto intestinales como extraintestinales. Tras el
tratamiento con una DLG, los síntomas desaparecen y los hallazgos recientes
sugieren que una reducción de 5 a 10% de la cantidad de trigo que se consume de
forma típica puede ser suficiente. A diferencia de la EC, los pacientes con SNCG
tienen una mucosa normal del intestino delgado. El algoritmo de diagnóstico
para la SNCG implica la exclusión de la EC, la alergia al trigo y otras
intolerancias alimentarias, así como la evaluación de la historia del paciente
que suele reportar empeoramiento de los síntomas después de la ingestión de
productos que contienen gluten.
Luego, la SNCG debe confirmarse mediante
un reto doble ciego con placebo controlado con cruce, pero este procedimiento
es difícil de realizar de rutina en la práctica clínica y muchos pacientes se
niegan a reintroducir el gluten en su dieta.
El mecanismo patogénico de la SNCG permanece
poco conocido. Los componentes del trigo dañinos en potencia incluyen proteínas
de gluten, inhibidores de α-amilasa/tripsina (IAT), aglutininas de germen de
trigo y oligo, di, y monosacáridos y polioles fermentables (FODMAP). Se
descubrió que los IAT del trigo inducen la respuesta inmune innata y actúan
como adyuvantes de la respuesta inmune adaptativa inflamatoria preexistente.
Hasta que el mecanismo patogénico de la SNCG se aclare con más detalle, se
recomienda a los pacientes con SNCG que sigan una DLG o una dieta reducida en
gluten. Otro aspecto que se suma a la confusión que rodea a la SNCG surge de
las personas que ya eliminaron el gluten de su dieta luego de un autodiagnóstico
sin confirmación clínica. Estos “estilos de vida”, “libres de” o “comedores
limpios” pueden representar entre 6% y 13% de la población en los países
industrializados.
Alergia
al trigo
La alergia al trigo se define como
respuestas inmunitarias adversas a las proteínas del trigo que ocurren de
manera reproducible en los individuos afectados en cuestión de minutos a horas
después de la exposición. La alergia alimentaria no mediada por IgE es bien
conocida en niños menores de tres años y menos reconocida en adultos, pero
existe una evidencia cada vez mayor de que pueden estar poco reconocidas y que,
de hecho, la SNCG podría ser una alergia alimentaria no mediada por IgE. Las
alergias alimentarias mixtas implican respuestas inmunitarias mediadas por IgE
y no mediadas por IgE. El trigo es un alérgeno común en la esofagitis
eosinofílica (EE) y la gastroenteritis eosinofílica.
La alergia al trigo mediada por IgE se
desencadenan por medio de la inhalación de harina y polvo de harina (alergia
respiratoria), contacto con la piel (alergia cutánea) o ingestión oral de
productos de trigo (alergia alimentaria al trigo y anafilaxia inducida por
ejercicio dependiente del trigo [AIEDT]). Las estimaciones de prevalencia para
las alergias al trigo dependen del método de evaluación utilizado, pero oscilan
entre 0.1% (reto alimentario positivo) y 3.6% (prevalencia autorreportada de
por vida). Los procedimientos diagnósticos comunes incluyen la historia del
paciente que reporta síntomas reproducibles después de la exposición al
alérgeno, pruebas cutáneas por punción, análisis de anticuerpos IgE específicos
o pruebas funcionales, como pruebas de activación de basófilos in vitro y reto con alimentos por vía
oral. El tratamiento para la alergia al trigo consiste sobre todo en evitar la
exposición a los alérgenos, ya sea en forma de harina y polvo de harina o la
eliminación de los productos de trigo de la dieta. Se pueden usar
antihistamínicos o corticoesteroides para tratar los casos agudos.
¿Por
qué aumenta la prevalencia de hipersensibilidades al trigo?
Si bien existe bastante evidencia para
respaldar una prevalencia creciente de hipersensibilidades al trigo (y alergias
y enfermedades autoinmunes en general) en la población, los factores causales
subyacentes no se identifican hasta el momento. Los factores más probables en
el lado del sistema inmunitario humano son la frecuencia baja de infecciones
debidas a la mejora de la higiene, los antibióticos y las vacunas, la
permeabilidad intestinal modificada, la menor exposición a las bacterias en el
aire y los hábitos alimentarios modificados, como la ingestión de más ácidos
grasos ω-6 y menos ω-3 y menos antioxidantes que a su vez afectan la microbiota
intestinal. Del lado de los cereales, los cambios en la composición de
proteínas puede haber resultado en un contenido mayor de componentes
inmunorreactivos debido a diferentes patrones de expresión de proteínas en
especies diploide, tetraploide y hexaploide de trigo, crianza, estrés por calor
y frío y prácticas agrícolas como la fertilización. Por ejemplo, el péptido
inmunodominante 33-mer sólo estaba presente en el trigo común hexaploide y espelta,
pero no se detectó en el emmer tetraploide y el trigo duro o einkorn
diploide. El procesamiento que incluye
el uso de gluten de trigo en una serie de productos alimenticios, de granos no
fermentados, de harina blanca refinada y de fermentación rápida de levadura en
lugar de una fermentación larga y diversa de masa fermentada, puede haber
aumentado la cantidad total de gluten en la dieta, y superar así un cierto
nivel de umbral necesario para desencadenar hipersensibilidades. Sin embargo,
como diferentes estudios llegan a resultados contrastantes, se necesita más
evidencia para establecer relaciones convincentes entre causa y efecto.
Conclusiones
Se necesita más investigaciones
fundamentales para comprender las interacciones entre los componentes
inmunorreactivos en los cereales y los sistemas gastrointestinal e inmunitario
humanos, incluida la contribución de la microbiota intestinal. Sólo los
esfuerzos multidisciplinarios de investigación con expertos en investigación de
plantas, tecnología de alimentos, proteómica de cereales, bioinformática,
nutrición, dermatología, inmunología, gastroenterología y otras disciplinas
relacionadas proporcionarán respuestas a la pregunta de por qué la prevalencia
de hipersensibilidades del trigo está en aumento en la población. Este
conocimiento contribuirá a mejorar los productos sin gluten para los pacientes
con EC, a desarrollar métodos más confiables para el análisis de trazas de gluten
y a dilucidar las relaciones de estructura, función y bioactividad para diseñar
mejores estrategias de prevención y tratamiento para hipersensibilidades
(trigo).
Immunoreactive cereal proteins in wheat allergy, non-celiac gluten/wheat sensitivity (NCGS) and celiac disease
Centro Regional de Alergia e Inmunología
Clínica CRAIC, Hospital Universitario “Dr. José Eleuterio
González” UANL, Monterrey, México
Dra. Med. Sandra Nora González Díaz Jefe y Profesor
Dra. Bárbara Elizondo Villarreal Profesor
Dra. Ligia Libeth Carrasco Díaz Residente
1er Año
Dra. Alejandra Macías Weinmann Profesor
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