ALIMENTI - FRUMENTO - ALLERGIA ALLA FARINA DI FRUMENTO

 ALLERGIA ALLA FARINA DI FRUMENTO


FRUMENTO – WHEAT – BLÉ


di Vasco Bordignon


Il frumento o grano rappresenta il cereale più coltivato e consumato in Italia. Le specie più coltivate sono il grano duro, destinato prevalentemente alla produzione delle paste, e il grano tenero per la panificazione.

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La struttura della cariosside di frumento è costituita schematicamente

- dall’embrione o germe , 2-4% in peso

- dai tegumenti o involucri rappresentati dalla crusca, 7-8% circa

- dall’endosperma amilaceo o mandorla farinosa, 87-90% circa

Ricordiamo che per “farina di frumento” si intende una farina bianca, costituita esclusivamente dall’endosperma del grano. La crusca e il germe vengono separati dalla farina  nel corso della molitura. Il germe e lo strato di aleurone contengono delle globuline più o meno apparentate alle viciline (vedi Sezione Eziologia/Allergeni molecolari).

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La cariosside (=il seme) del grano presenta

- Un involucro esterno del chicco prevalentemente costituito da cellulosa e da minerali suddiviso classicamente in pericarpo, spermoderma e perisperma. Il pericarpo a sua volta è suddiviso in vari strati di cellule.

- Una parte interna detta endosperma, che è la parte principale ai fini alimentari. E’ rappresentata alla periferia dallo strato aleuronico (= cellule monostratificate ricche di proteine, lipidi, vitamine, sali minerali, ed enzimi), al centro l’endosperma amilifero conosciuto anche come mandorla farinosa o albume, con cellule che contengono granuli di amido e proteine di riserva. Prima della maturazione queste proteine vengono disposte dentro particolari globuli sferici detti corpi proteici, la cui membrana verrà distrutta quando la cariosside è matura. La grandezza dei granuli aumenta andando verso il centro del chicco, diminuendo progressivamente il contenuto delle proteine.

- L’embrione o germe, separato dall’endosperma da un rivestimento detto scutello, rappresentato da cellule cilindriche che accumulano sostanze nutritive necessarie per la germinazione, da cui sorgerà una nuova pianta.

La composizione chimica della cariosside

E’ influenzata da vari fattori: specie di appartenenza, il terreno, il clima, i trattamenti , lo stato di conservazione.

l’acqua varia dall’8 al 18%, se eccessiva può danneggiarla.

i glucidi in media sono il 72% del suo peso, che comprendono l’amido (60-68%) importante per la sua caratteristica di assorbire l’acqua: la presenza di enzimi idrolitici (la diastasi composto di alfa e beta –amilasi) determina sia nella conservazione del grano come pure poi nella farina e nell’impastamento l’idrolisi dell’amido in zuccheri fermentescibili da cui si ha la lievitazione dell’impasto; pentosani (6,5 in media) polimeri aldopentosi non fermentescibili; la cellulosa e la lignina (2-2,5%) nella parte corticale della cariosside; e gli zuccheri riducenti (1,5%) rappresentati dai prodotti dell’idrolisi dell’amido, cioè destrine e maltosio. Nel pane danno inizio alla fermentazione.

Le proteine (12% in media) rappresentano il maggior interesse nell’ambito allergologico.  L’analisi delle proteine del grano e di altri cereali ha una lunga e ben precisa storia, databile oltre 250 anni fa, ricordando che l’isolamento del “glutine” del grano è stato descritto nella letteratura scientifica la prima volta nel 1745. La classificazione dei principali costituenti, determinata dal chimico americano T.B. Osborne in base al metodo di estrazione basato su una serie di solventi è del 1907. Egli definì nel grano quattro frazioni proteiche, spesso chiamate “frazioni di Osborne”, che sono estratte in sequenza: solubili in acqua (albumine), in soluzione salina diluita (globuline), in soluzione idro-alcoolica (gliadine) e in soluzione acida diluita (glutenine). (vedi immagine sottostante).

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Le albumine (9% del contenuto proteico totale) sono ricche in glutamina, leucina, lisina e prolina. Si trovano nella parte esterna della cariosside e nell’embrione; le globuline (5-7% del contenuto proteico totale) si trovano nel germe, e sono  ricche di lisina, arginina, serina e cisteine. Entrambe sono proteine complete in aminoacidi essenziali ma vengono allontanate con la macinazione essendo presenti solo nel germe e nel pericarpo. All’interno di questo gruppo sottolineiamo

a.gli inibitori dell’alfa-amilasi. (AAI alfa-amilasi inibitori) [vedi anche Sezione Eziologia/Allergeni molecolari]che rappresentano una strategia di difesa verso i predatori basate sulla produzione di molecole di natura proteica e non, in grado di inibire l’attività degli enzimi secreti dall’apparato digerente degli insetti e degli animali superiori tra cui anche dell’uomo. Gli inibitori proteici dell’alfa-amilasi esogena dei cereali vengono generalmente classificati a seconda della loro struttura quaternaria in: monomerici, dimerici e tetramerici. Sono proteine composte da 120-160 aminoacidi per ogni subunità, e ognuna di queste è molto simile per struttura e peso molecolare. In particolare, ogni subunità ha un peso di circa 12-15 kDa ed ha cinque ponti disolfuro che ne stabilizzano la struttura secondaria. Tuttavia la classificazione di queste proteine è particolarmente complessa soprattutto per il fatto che esse vengono chiamate con nomi diversi in lavori pubblicati da differenti gruppi di ricerca.

Gli inibitori monomerici sono stati ampiamente studiati. La prima proteina ad essere stata isolata mostra una mobilità elettroforetica relativa pari a 0.28 ed è stata nominata WMAI-1. Successivamente sono state isolate altre proteine che hanno caratteristiche simili. Due di queste isoforme, indicate come WRP25 e WRP26, differiscono in sequenza l’una dall’altra soltanto per due residui aminoacidici e sono caratterizzati da un’altissima omologia con l’inibitore 0.28. Un’altra isoforma, WRP27, possiede una sequenza distinta da quelle delle ultime due menzionate e bassa omologia anche con lo 0.28, tuttavia un’analisi della velocità di sedimentazione ne ha confermato la natura monomerica.

Gli inibitori dimerici sono identificati con la sigla WDAI (Wheat Dimeric Amylase Inhibitors) oppure con un numero indicante la loro mobilità in elettroforesi basica. Tra gli omodimeri accertati ci sono tre isoforme: WDAI-1 (0.53), WDAI-2 (0.19) e WDAI-3.

Gli inibitori tetramerici vengono spesso identificati con la sigla WTAI (Wheat Tetrameric Amylase Inhibitors), ma sono anche noti con il nome di “CM-proteins” in quanto solubili in miscele di cloroformio e metanolo, utilizzati per l’estrazione dalle farine. Attualmente sono conosciute sette subunità denominate CM1, CM2, CM3A, CM3B, CM3D, CM16. Di quest’ultima isoforma di 16 kDa esiste una variante omologa glicosilata. Questa N-glicosilazione sembrerebbe implicata nel rendere questo peptide uno degli allergeni inalatori più potenti delle farine di frumento, riconosciuta dalla maggior parte delle IgE dei soggetti affetti da asma del panificatore. Tutte le subunità indicate si possono combinare tra loro a formare degli eterotetrameri, ma non tutte le combinazioni sono consentite .

Negli estratti di farina di grano duro sono presenti soltanto due isoforme degli inibitori dimerici dell’alfa-amilasi, ossia lo 0.53 e WDAI-3; mentre negli estratti di farina di grano tenero è presente anche l’inibitore 0.19: questo infatti è codificato dal genoma D. Gli inibitori dimerici sono gli unici in grado di inibire l’alfa-amilasi proveniente da mammiferi, anche se in modo diverso l’uno dall’altro.

b. le LTP (Lipid Transfer Protein). Il frumento contiene due tipi di LTP: una LTP1 di 9 kDa (Tri a 14) ed una LTP2 da 7kDa. E’ stato dimostrato che LTP del frumento è capace di attraversare l’epitelio intestinale (63).  La crusca de frumento contiene da 4 a 5 volte di più di LTP rispetto all’endosperma (64).

La restante quota di proteine (75-95%) è data dalle gliadine e dalle glutenine che appartengono alla famiglia delle  prolamine o prolammine. Il nome “prolamina” deriva dal loro eccezionale contenuto in 2 aminoacidi: la prolina e la glutamina.

Le gliadine sono molecole monomeriche capaci di associarsi solamente mediante legami idrogeno ed interazioni idrofobiche; i legami disolfuro tra cisteine, infatti, sono assenti o sono saturati dalle interazioni intramolecolari.Le gliadine possono essere separate mediante elettroforesi su gel di poliacrilammide in tampone acido e comprendono quattro gruppi: α, β, γ e ω-gliadine, in ordine decrescente di mobilità. In base alla loro sequenza N-terminale esse possono essere distinte in tre tipi: α, γ ed ω-gliadine. Le ω-gliadine hanno peso molecolare compreso tra 44 e 78 kDa, non contengono aminoacidi solforati, mentre sono ricche di acido glutammico, glutammina, prolina e fenilalanina (circa 80% dei residui totali).

Le α- e γ -gliadine contengono invece aminoacidi solforati (cisteina e metionina), coinvolti solamente nella formazione di legami disolfuro intramolecolari, e minor quantità di acido glutammico, prolina e fenilalanina (60-70% dei residui totali). Queste due classi proteiche hanno un peso molecolare compreso tra 32 e 42 kDa.

Le glutenine formano, invece, aggregati proteici ad elevato peso molecolare costituiti da diverse catene polipeptidiche tenute insieme da legami disolfuro intermolecolari, le quali,  dopo riduzione e separazione in SDS-PAGE, vengono distinte in subunità ad elevato (HMW-GS, 80-120 kDa) ed a basso peso molecolare (LMW-GS, 40-55 kDa).

Le subunità ad elevato peso molecolare, oltre che per il peso molecolare, differiscono dalle gliadine per un maggior contenuto di glicina ed un più basso contenuto in prolina.

Le subunità a basso peso molecolare sono simili alle α− e γ−gliadine per la composizione aminoacidica ed il peso molecolare, ma sono, come si è detto, in grado di formare ponti disolfuro intermolecolari e di legarsi alle HMW-GS, formando aggregati insolubili in soluzioni idroalcoliche.

Le glutenine sono state classificate, in base alla loro mobilità elettroforetica in SDS-PAGE e al loro punto isoelettrico, in quattro gruppi denominati A, B, C e D. Il primo gruppo comprende tutte le HMW-GS, mentre le subunità B costituiscono il gruppo principale delle LMW-GS, sia per numero sia per quantità, e sono le componenti più basiche tra le proteine di riserva. Studi sulle sequenze N-terminali hanno indicato che il gruppo C è costituito prevalentemente da proteine simili alla α- e γ-gliadine, mentre le subunità appartenenti al gruppo D sono strettamente correlate alle ω-gliadine. Al contrario il gruppo B sembra essere strutturalmente distinto, sulla base delle sequenze N-terminali, rispetto alle altre proteine che costituiscono il glutine.

Questa classificazione tradizionale, come già accennato, è molto utile, da un punto di vista funzionale e tecnologico, in quanto le glutenine e le gliadine appaiono responsabili delle diverse proprietà funzionali degli impasti. Le glutenine e i relativi legami disolfuro sono considerati, infatti, responsabili dell’elasticità dell’impasto e del glutine, mentre le gliadine, dotate solo di interazioni non covalenti, principalmente legami idrogeno e interazioni idrofobiche, sono apparentemente responsabili della viscosità ed estensibilità.

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Le gliadine e le glutenine sono importanti sia per la nutrizione sia per la loro importanza nella panificazione. Infatti a contatto con l’acqua si uniscono con legami intermolecolari formando il GLUTINE  (vedi immagini sovrastanti) una sostanza lipoproteica che conferisce al pasta del pane viscosità, elasticità e coesione. E’ la ricchezza di queste proteine di cistina, prolina e acido glutammico  a consentire la formazione di legami idrogeno con le molecole d’acqua, importanti per la coesione del glutine. Sono però povere in lisina e metionina.

Lo schema seguente riassume le principali caratteristiche strutturali delle prolamine del frumento:

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I domini ripetitivi sono rappresentati in giallo. I domini globulari sono rappresentati in celeste, e il numero delle cisteine presenti in questi domini sono indicati a destra e a sinistra.L’omega-5 gliadina , per es. non possiede cisteine. Ciò impedisce di formare dei legami e connessioni con altre gliadine o glutenine (da Allerdata).


I lipidi (1,5-2% della cariosside) sono presenti solo nel germe.

Sali minerali (1,5-2%)  sono situati nella parte esterna della cariosside.

Enzimi, presenti in piccole quantità nella cariosside, possono essere importanti come la diastasi che idrolizza l’amido in zuccheri fermentescibili; le lipasi del germe e dello strato aleuronico che possono dare irrancidimento; le proteasi che impediscono la formazione della trama proteica ostacolando la panificazione; la fitasi…

ALLERGENI DEL FRUMENTO

Numerosi sono gli allergeni identificati e caratterizzati : la loro denominazione deriva dal nome latino Triticum aestivum, cui associamo una breve spiegazione per approfondire poi gli allergeni maggiormente in causa nelle reazioni allergiche.

Tralasciamo gli allergeni pollinici.

Tri a 12 : una profilina riscontrata nei chicchi di frumento e nei pollini

Tri a 14: una lipid transfer proteine (LTP) in causa nelle reazioni allergiche per ingestione, per contatto cutaneo e per inalazione di farina di frumento. E’ stabile al calore. Non ha cross-reattività verso i pollini di graminacee

Tri a 18: una proteina hevein-like

Tri a 19: conosciuto anche come glutine, gliadina, gamma-gliadina, omega-gliadina

Tri a Chitinasi: una chitinasi

Tri Bd 17K:  un inibitore dell’α-amilasi CM16

Tri a 25: una tioredoxina

Tri a 26: una glutenina

Tri a  28: un inibitore dell’α-amilasi, inibitori dimerici dell’alfa amilasi

Tri a 29: un inibitore dell’alfa amilasi, inibitori tetramerici dell’alfa amilasi CM1/CM2

Tri a 30: funzione ancora non conosciuta

Tri a aA/TI: un inibitore dell’alfa-amilasi/tripsina, di basso peso molecolare (LMW) di circa Tri a 14-15 kDa dimostratosi un allergene del frumento sia per via intestinale che per via inalatoria

Tri a LMW Glu: una glutenina

Tri a Germin: una germina

Tri a Perossidasi: una perossidasi purificata dalle albumine del frumento e un allergene inalante

Tri a TPIs: una triosofosfato isomerasi, un allergene inalatorio nei panettieri

Tri a alphabeta_Gliadina: una gliadina, conosciuta anche come gliadina o glutine, che dà luogo a reazioni allergiche per inalazione di frumento ad es. come  farina

Tri a alpha_Gliadina: una gliadina, conosciuta come gliadina, glutine

Tri a beta_gliadina

Tri a gamma_gliadina

Tri a omega2_gliadina

Tri a DH: una deidrina

Tri a GST: una glutatione-S-transferasi

Tri a Per: una perossiredoxina

Le prolammine

Un legame alle IgE si è dimostrato sia per le gliadine che per glutenine.

Le gliadine sono maggiormente conosciute rispetto alle glutenine.

Le gliadine giocano un ruolo fondamentale nella malattia celiaca, come vedremo nel lavoro dedicato.

Le gliadine sono IgE-reattive nell’allergia alimentare al frumento del bambino e dell’adulto, come pure nella allergia respiratoria di origine professionale, ad eccezione della frazione “fast” o omega-5 gliadina ( o Tri a 19)  che è stata ampiamente studiata nel quadro della anafilassi al frumento associata allo sforzo. Quest’ultima proteina non forma dei polimeri allo stato naturale e rappresenta una parte molto piccola delle omega gliadine (dall1% all’8 % a seconda dei cultivar) ma è più ricca in glutamina rispetto alle omega-1,2-gliadine (56% vs 43%). Essa è codificata dal cromosoma 1B, mentre le omega-1,2 sono codificate dal cromosoma  1A o 1D.

Anche LMW glutenina è stata riportata essere l’allergene maggiore nei pazienti allergici al frumento.

Singole comunicazioni recenti hanno individuato altri allergeni ritenuti importanti sia nell’allergia alimentare sia in quella inalatoria.

 

Gli inibitori dell’alfa amilasi (IAA)

Sono varie proteine di 14-17 kDa , che, come già scritto, si possono riscontrare in forma monomerica, dimerica e tetramerica. Non sono termolabili.

Gli IAA hanno un ruolo importante nella allergia respiratoria al frumento e sono pure positive in caso di allergia alimentare al frumento.

E’ stato visto in Mäkelä MJ, e al., 2014, come bambini con reazioni immediate al test di provocazione orale riconoscevano nella maggior parte dei casi la forma dimerica di IAA 0.19 di questo allergene.

Armentia ha trovato panificatori positivi al TC sia per le forme glicosilate delle IAA che per le forme non glicosilate. Le forme glicosilate determinerebbero una allergenicità maggiore. In vitro, le IAA comprendono CDD, cioè presenza di catene laterali oligosaccaridiche legate a residui di asparagina definite Cross-reactive Carbohydrate Determinants (CCD).

I CCD sono ubiquitari, si ritrovano nei pollini, negli alimenti ed anche nel veleno di imenotteri e sono in grado di legare le IgE mediante almeno due siti di legame. Circa il 5% di soggetti non allergici possiede IgE anti-CCD, mentre tale percentuale sale al 10-15% in soggetti allergici al polline di graminacee e fino al 60% in pazienti con multiple pollinosi.

Le LTP (Lipid Transfer Protein)

Le LTPs sono piccole molecole di circa 9-10 kDa, evidenziano grande stabilità e sono molto resistenti alla digestione e trattamento termico. (vedi anche rispettivo file nella sezione eziologia). Queste LTP sono altamente conservate e ampiamente distribuite nel regno vegetale. Sono stati identificati come allergeni nella mela, nella pesca, nella albicocca, ecc.  Possono essere associate a severe sistemiche reazioni in soggetti sensibilizzati primariamente a della frutta senza essere stati associati a reazioni polliniche.

La LTP1 (o Tri a 14) è un allergene sia per via alimentare che per via respiratoria .

La LTP2 da 7 kDa talvolta ha dimostrato essere IgE-reattiva.

La LTP1 del frumento maturo ha una moderata omologia con la LTP della pesca, Pru p 3 (45% di identità e sembra che si comporti come un allergene completo, cioè sensibilizzante e non solo cross-reattivo.

ENZIMI

Tra gli allergeni della farina di frumento si riscontra una grande varietà di enzimi.

La rilevanza clinica della maggior parte di questi enzimi IgE-reattivi in vitro è poco conosciuta: spesso sono stati descritti da un solo autore. 

Per altri le positività in blot possono essere dovute a delle CCD, notoriamente per le proteine al di sopra di 30 kDa.

Alcuni enzimi sono stati descritti prevalentemente come allergeni respiratori: trioso-fosfato isomerasi di 27 kDa, gliceraldeide 3-fosfato deidrogenasi di 37 kDa; acil-CoA ossidasi di  27 kDa,  fruttosio-1,6-difosfato aldolasi di 39 kDa, perossidasi 36 kDa.

Altri  enzimi sono associati a forme alimentari di allergia al frumento: le stesse perossidasi e la gliceraldeide-3-fosfato desidrogenasi; fosfo-glicerato chinasi; β-amilasi di  57-65 kDa; β-D-glucan esoidrolasi; amido sintetasi di 58 kDa; serina carbossipeptidasi di 60 kDa, ciclofillina, chitinasi.

 

CLINICA DELLE REAZIONI DA FRUMENTO

Il grano o frumento induce principalmente le seguenti manifestazioni cliniche

- l’allergia alimentare con reazioni immediate e/o ritardate, IgE mediate oppure no, con forme, talora, puramente intestinali

- l’allergia respiratoria in ambito professionale es. asma da panettiere

- l’anafilassi frumento-dipendente indotta da sforzo (WDEIA = wheat-dependent exercise-induced anaphylaxis)

- la malattia celiaca

- la sensibilità al glutine senza celiachia

In questo lavoro considererò l’allergia alimentare al grano come tale.

Nell’ambito dell’allergia alimentare tratterò a parte, in questa sezione, l’allergenicità degli  isolati/idrolisati di frumento.

Gli altri quadri clinici saranno trattati separatamente nella sezione clinica.

L’allergia alimentare ha caratteristiche diverse nel bambino e nell’adulto.

Nel bambino il grano è uno dei sei alimenti (gli altri sono il latte vaccino, l’uovo, il pesce, l’arachide, la soia) responsabili del 90% delle allergie alimentari del bambino, aggiungendo che oltre l’80% dei casi di questi allergie guariscono spontaneamente entro i primi 3 anni di vita, e quindi nella maggior parte dei casi ha un carattere transitorio (Pingitore G, 2008).

Secondo Battais F, e al. (2005), i bambini che arrivano ad acquisire una tolleranza sono prevalentemente reattivi ad epitopi posti su domini non ripetitivi delle gliadine/glutenine.  Altrimenti la persistenza dell’allergia, così come nelle forme adulte (orticaria cronica, anafilassi)  è piuttosto in relazione con epitopi lineari situati nei domini ripetitivi.La sensibilizzazione avviene all’epoca della introduzione dell’alimento nella dieta, intorno al 4°-6° mese di vita (Pingitore G, 2008).  E’ Stata segnalata la possibilità anche di una sensibilizzazione attraverso il latte materno in neonati allattati esclusivamente al seno.I sintomi clinici interessano la cute (dermatite atopica, orticaria, angioedema), l’apparato gastro-intestinale: vomito, diarrea, dolore addominale, ritardo nella crescita), l’apparato respiratorio (rinite, asma), generali (anafilassi indotta dall’esercizio fisico). Tuttavia la maggior parte di questi bambini presenta una dermatite atopica di grado moderato-severo e l’associazione con altre sensibilizzazioni alimentari es. latte vaccino e uovo.

Uno studio nazionale multicentrico osservazionale (Tardi e al., 2008)  fatto su una popolazione complessiva di 41.958 bambini, in collaborazione tra pediatri universitari e pediatri di famiglia i cui dati sono stati raccolti mediante un questionario che comprendeva i parametri sensibili dell'allergia alimentare tra i sintomi di AA più frequenti il grano rappresentava 1,6%.  Nella misura in cui la diagnosi teneva conto delle reazioni ritardate (60-80% dei casi) la prevalenza di una allergia al frumento è stata dell’ordine del 15-20% in questi bambini. Ciò è importante in particolar modo nella effettuazione del Test di Provocazione Orale, che in genere  considera le reazioni immediate, in quanto deve prolungare lo studio anche nei giorni successivi fino ad una settimana.  Infatti nello studio di Räsänen e al. (1994) le reazioni immediate sono presenti nel 35% dei pazienti e le reazioni ritardate nel 61%; nello studio di Majamaa e al. (1999) le reazioni immediate nel 23%, le ritardate nel 77%.

Nell’adulto le manifestazioni cliniche dell’allergia alimentare alla farina possono essere simili alle altre allergie alimentari con sintomi immediati (orticaria, angio-edema, shock anafilattico, asma, sintomi digestivi) o con sintomi ritardati (eczema, disturbi digestivi che compaiono qualche ora dopo l’ingestione scatenante. 

Tuttavia l’allergia al grano si caratterizza per dei quadri clinici più frequentemente descritti come l’orticaria cronica, l’anafilassi alimentare indotta dall’esercizio fisico che tratteremo a parte. Inoltre risponde meno bene alla dieta di esclusione, la quale per altro non è facile a realizzarla.


A tutto questo si deve sottolineare la crescente utilizzazione di glutine e dei suoi derivati nella alimentazione (isolati/idrolisati e questi derivati possono presentare nuovi epitopi e quindi necessitare di un approccio diagnostico differente.

A ciò corrispondono questi interessanti dati francesi: la rete di allergo-vigilanza rilevava fino al 2007:  25 casi/534 denunce  per la farina di frumento,  alle quali si aggiungevano 10 casi per gli isolati di frumento. Un caso era associato al lievito, 1 al riso e 1 al mais.

Nel maggio del 2010 questi dati si erano così evoluti: frumento 44 casi/su 900 denunce  , e 21 casi per  isolati di frumento. La progressione dunque è più rapida per le reazioni agli isolati. (allerdata).

Infine nei prodotti confezionati si possono riscontrare altri componenti ben diversi dalla farina di frumento: altri cereali, farine di altra origine come quelle da lupino, soia, fave), lecitine (di soia, di uovo), semi ad es. di lino, di sesamo, ecc.), gomme, contaminanti (acari, detriti , di insetti, ecc.),  additivi della produzione quali lieviti, enzimi, ….

 

DIAGNOSTICA DELLE REAZIONI AL FRUMENTO

Una accurata anamnesi ed una accurata valutazione di tutti i sintomi non sempre ci portano ad un preciso indirizzo diagnostico  specialmente in questa sensibilizzazione alla farina di frumento e ai prodotti alimentari che ne derivano, in quanto tale sensibilizzazione può tradursi (come già detto) in un insieme di quadri clinici di cui alcuni sono lontani dall’essere suggestivi per questa patologia, in particolare nelle situazioni di reazioni ritardate o nelle situazioni in cui l’allergene è “nascosto” in alimenti considerati sicuri.

Ad es. nel bambino, molto spesso in presenza di eczema atopico, la storia clinica è più raramente suggestiva rispetto ad altri prodotti allergizzanti: in uno studio di Sampson (2001) un sospetto clinico molto forte era visto nel 10% di bambini per il frumento contro 33 % per il pesce e 43 % per l’arachide.

In generale possiamo affermare che la ricerca di una sensibilizzazione (=presenza di IgE specifiche) mediante prick-test o mediante determinazione nel siero delle IgE specifiche è importante per darci un indirizzo diagnostico nei casi di manifestazioni allergiche insorte immediatamente dopo ingestione del grano (anafilassi, orticaria, asma) o al massimo entro le due ore successive alla ingestione. Tuttavia vi sono – come detto -  anche le manifestazioni ritardate (cioè 24 ore o più dopo l’ingestione) con prevalente interessamento gastro-intestinale con dolore addominale, vomito e diarrea, e cutaneo con un aggravamento della dermatite atopica: per lo più queste manifestazioni sono dovute a meccanismi non IgE mediati. In questi casi nel sospetto che sia il grano il responsabile di queste manifestazioni è necessario effettuare un Test di Provocazione Orale (TPO) dopo un periodo di almeno 4-6 settimane di dieta priva di grano e con relativo miglioramento sintomatico.

Comunque la diagnostica comprende

- le prove cutanee mediante prick-test

Gli estratti della farina di frumento hanno il grande limite di contenere gli allergeni solubili presenti nella frazione “albumine/globuline” e non quelli insolubili come quelli della gliadina e quindi lontani dalla realtà del contatto vero e proprio vissuto dal paziente.

Questa situazione nella pratica allergologica realizza situazioni frequenti di test cutanei positivi che non sono poi stati confermati dal TPO, specie in casi di eczema atopico del bambino. Ciò avviene anche nell’adulto.

Ma anche un test cutaneo negativo  può non essere sufficiente ad escludere una allergia al frumento.

Comunque i dati provenienti dalla banca dati del CICBAA [Cercle d'Investigations Cliniques et Biologiques en Allergologie Alimentaire] dimostrano che una soglia di 6 mm al TC non è sempre discriminante. Bisogna avere 15 mm al TC per avere un VPP (Valore Predittivo Positivo) di 100% , ma ciò interessa solo 1,3 % dei pazienti (Allerdata).

Altri hanno trovato dei migliori risultati, con un VPP a 100% a partire da 8 mm, ma solamente nelle forme con reazione clinica immediata.  Niggemann B et al. (2005) dimostrano invece che non si può calcolare una soglia decisionale utile.

Comunque il diametro del test cutanee non può predire la dose minima scatenante in TPO.

- IgE specifiche per frumento in toto.

Il materiale proviene da chicchi di frumento non trattati (es. wheat - F4 Phadia).

Ad eccezione di alcuni lavori finlandesi che riscontravano VPP di 80-87%  con una soglia di 0,7 kU/ml, in generale le performance dei test in vitro sono del tutto insufficienti per stabilire una diagnosi di allergia alimentare al frumento. Le VPP riscontrate in vari lavori potevano essere di circa 50% solamente per un test >=0,35 kU/L, come pure per un risultato >=46 kU/L.  Al massimo del valore di misura (100 kU/L), Celik-Bilgili (2005) arrivava a 61% di VPP, Sampson a 75% (2001). Per Komata (2005), nessuna soglia decisionale è calcolabile.

Da notare come un test di IgE-reattività non è adeguato in caso di sintomi elettivamente gastro-intestinali.  Neppure la predizione di acquisizione di tolleranza viene stabilita con maggior sicurezza rispetto alla diagnosi iniziale di allergia. Ciò è anche dovuto, in parte , dal fatto che malgrado la dieta di esclusione si mantengono livelli elevati di IgE .

Pertanto è realistico effettuare un test di reintroduzione nella maggior parte dei casi.

IgE specifiche verso singoli allergeni della farina del frumento

Si deve anzitutto ricordare come parecchi allergeni sono glicosilati nella farina di frumento: le IAA , delle perossidasi, certe beta gliadine e glutenine.

Pertanto vari allergeni non sfuggono alla interferenza delle IgE anti-CCD, come già detto.

Al momento attuale sono disponibili pochi test in quanto  i procedimenti di separazione delle differenti frazioni sono sovente imperfette, essendo osservato particolarmente  delle contaminazione dalle albumine/globuline.  Occorrono  quindi metodi molto rigorosi per ottenere una buona separazione.

Possiamo utilizzare: 

- la gliadina (f98 Phadia): viene purificata da un estratto di frumento. E’ costituita di 4 gliadine native altamente purificate (99%): α-, β-, γ- e ω –gliadine (omega-5 gliadina compresa), di queste le più importanti si sono rivelate l’α e l’ω. 

L’utilità di questo test è per almeno tre ragioni:

1. nei confronti della WDEIA (Wheat-dependent, exercise–induced anaphylaxis: anafilassi frumento-dipendente indotta dall’esercizio fisico), dove nella maggioranza dei casi si trovano IgE-specifiche verso ω-5 gliadina (Tri a 19), quando l’ulteriore determinazione della α-, β- e γ-gliadina migliora il valore diagnostico in questa situazione in specie nei pazienti con ω 5-gliadina negativi;

2. la γ- e ω –gliadina hanno evidenziano essere importanti nella diagnostica dell’allergia da ingestione di frumento  e nella identificazione di gravi reazioni al frumento

3. la gliadina è stata utilizzata favorevolmente nella valutazione di soggetti sensibilizzati alle proteine idrolisate di frumento, specialmente da cosmetici.

- Glutine (f79 Phadia, glutine da frumento): le proteine gliadina e glutenina formano un “complesso” che è stato chiamato Glutine (vedi sopra le immagini). Alcune  condizioni esprimono positività per questo test: ad es. nella GDEIA (gluten-dependent exercise-induced anaphylaxis) provocata dalla combinazione ingestione di cibi contenti glutine con intensa attività fisica nelle immediate successive ore; nella riacutizzazioni di dermatiti atopiche per ingestione di cibi con glutine

- una LTP ricombinante CCD-free = rTri a 14  (f433 Phadia). Questo allergene è stato descritto come uno dei più importanti allergeni collegati all’ingestione di frumento.

Le LTPs vengono descritte possedere una grande stabilità e resistenza alla digestione e al trattamento termico permettendo loro di raggiungere il tratto intestinale pressoché immodificate e quindi in grado di poter dare gravi sintomi allergici, anche se si è dimostrato come un prolungato riscaldamento possa provocare la perdita del ripiegamento molecolare e quindi della struttura originaria della LTP del frumento. Questo argomento è ancora oggetto di approfondimenti. 

Comunque questa cross-reattività tra gli allergeni LTPs da frutti e da verdure potrebbe essere la causa della sensibilizzazione a Tri a 14 in alcuni pazienti con asma da panettiere (baker’s asthma). Come vedremo nel lavoro dedicato a questa patologia  questo allergene è considerato l’allergene maggiore nell’asma da panettiere.

L’allergene nativo Tri a 14 ha evidenziato una capacità di legarsi alle IgE sovrapponibile a quello recombinante rTri a 14.

E’ stato recentemente descritto un caso di anafilassi frumento-dipendente indotta da esercizio fisico (WDEIA) determinato da LTP e non da ω-5 gliadina. (Pastorello EA, et al. 2014)

- omega-5-gliadina ricombinante = rTri a 19 (f416)Come già scritto, la gliadina comprende 4 forme native: α-,β-,γ-e ω.  Le ω-gliadine possono essere divise in fast-ω-gliadine e in slow-ω-gliadine (quindi in veloci e in lente). Tra le fast-ω-gliadine è stata identificata la ω 5-gliadina che ha evidenziato essere il principale allergene nella WDEIA (anafilassi frumento-dipendente indotta da esercizio fisico): infatti con questo test è stato riscontrato in circa l’80% dei pazienti con WDEIA (in pazienti giapponesi).

Inoltre la ω 5-gliadina ha dimostrato essere un importante allergene nei bambini con una allergia grave di tipo immediato al frumento.
Può riscontrarsi positivo anche in caso di orticaria cronica.

L’ω 5-gliadina non è per nulla pertinente in caso di reazioni ritardate.

Non solo per alcuni autori la negatività dell’omega-5 gliadina avrebbe più valore che la sua positività nella esclusione di una anafilassi indotto dall’esercizio fisico.

- AAI (alfa- amilasi inibitori) (è presente nella diagnostica Isaac):  le AAI hanno un ruolo importante nella allergia respiratoria al frumento e anche sono pure positive in caso di allergia alimentare al frumento. E’ stato documentato che bambini con reazioni immediate al test di provocazione orale riconoscevano nella maggior parte dei casi la forma dimerica di AAI 0.19 di questo allergene.(Mäkelä MJ, e al., 2014).

Armentia (1993) ha trovato panificatori positivi al TC sia per le forme glicosilate delle AAI che per le forme non glicosilate. Ciò può derivarne una allergenicità più grande delle forme glicosilate.  E’ stato descritto rappresentare un allergene maggiore  in soggetti clinicamente reattivi in comparazione con soggetti non reattivi. (Mäkelä MJ, e al., 2014).

ATOPY PATCH-TEST (APT)

Abbiamo già scritto che una allergia al frumento è possibile anche con prick-test e IgE specifiche negativi e che la diagnosi è confermata da un test di provocazione orale protratto per una settimana. Si è diffuso in questo contesto l’interesse per i test epicutanei al frumento soprattutto nei soggetti con dermatite atopica, allo scopo di rendere non necessario il test di provocazione. I lavori pubblicati hanno però evidenziato una discordanza tra i risultati, riferibile alla mancanza di standardizzazione.
Nel lavoro di Nosbaum et al. (2011) si evidenzia che l’apporto degli APT nella strategia diagnostica degli allergeni alimentari, associati o no alla dermatite atopica, appare limitato e  che il test di provocazione orale rimane il test di riferimento per mettere poi in atto una dieta specifica di eliminazione.

Test di provocazione orale: rappresenta il test di riferimento quando nessun test precedente abbia dato sufficiente sicurezza di stretta correlazione con la sintomatologia clinica. Esemplifico un DBPCFC (Double-Blind Placebo-Controlled Food Challenge = Test di provocazione orale orale controllato con placebo)  e un semplice TPO  in aperto (test di Provocazione Orale in aperto) da Mäkelä MJ e al., (2014). In questo studio sono stati studiati 108 bambini di età compresa tra 0,6 e 17,3 anni, con 73% di bambini meno di 3 anni. Di questi 85 (=79%) avevano una storia famigliare  o di atopia o di asma;  dopo  ingestione di frumento, i sintomi cutanei (orticaria, dermatite) si manifestavano  in 100 soggetti (=93%) , seguiti da sintomi gastrointestinali in 57 (=53%) e da sintomi respiratori in 38 (=35%).

Si attuò in questi bambini un test di provocazione orale (in aperto)  nel 81% e un double-blind placebo-controlled (DBPC) nel 19%. Quest’ultima è stata eseguita nei bambini che avevano sintomi di tipo ritardato con IgE negative.

Il test si iniziava con una goccia di zuppa di frumento (10% di frumento, cotto in acqua) posta sulla mucosa della parte interna del labbro inferiore; quindi il frumento veniva somministrato oralmente aumentandone la quantità (1 grammo, 5 grammi, e 10 grammi contenenti rispettivamente  0,1 grammi, 0,5 grammi e 1 grammo di proteine) ad intervalli di un ora.

Nel DBPC la zuppa usata era a base di patata e preparata nella cucina del centro ospedaliero da personale non implicato nel test di provocazione.

I sintomi che comparivano entro le prime due ore sono stati considerati di tipo immediato, mentre i sintomi che comparivano dopo le prime 2 ore e fino ai successivi 5 giorni sono stati considerati di tipo ritardato.

Il test veniva sospeso quando segni e sintomi oggettivi indicavano una reazione positiva e venivano allora somministrati gli opportuni farmaci (antistaminici, cortisonici o adrenalina). In questo studio 7 bambini hanno richiesto trattamento anche con adrenalina (suggerendo che questi test non sono mai banali ed è necessario sempre mettere in atto tutti i procedimenti previsti per la realizzazione di questo test).

Se il non vi erano sintomi immediati, il test veniva continuato a casa, con almeno 20 grammi di frumento al giorno per una settimana, avvertendo i genitori di tenere un diario giornaliero dei sintomi e in caso di una reazione cutanea ritardata, il soggetto veniva sottoposto a nuova visita per controllare e verificare la reazione.

Immunoterapia orale

Su questo argomento ho trovato un lavoro di Taniuchi S, e al. (2009) che hanno utilizzato un frumento ipoallergenico realizzato dagli stessi, con il quale hanno effettuato su 20 soggetti allergici al frumento un protocollo di desensibizzazione orale, ottenendo buoni risultati.  Al momento è come una rondine che non fa primavera!


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