глютен

В останнє десятиліття зріс попит на безглютенові продукти, і тому їх все частіше можна знайти на прилавках магазинів. Число споживачів, які відчувають проблеми з переварюванням клейковини зросла приблизно до 10%. Ці люди показують різну ступінь чутливості до глютену, але їх стан в цілому покращується при дотриманні безглютенової дієти. Крім того, серед все більшого числа споживачів зростає розуміння того, що для них краще безглютеновая дієта.

Тенденція використання трьох різних дієт в США в період з 2004 року по травень 2012 року.

"Для американського населення в цілому перехід на безглютенової дієту стає все більш популярним. Ринок безглютенових продуктів харчування і напоїв зростав щорічно на 28% з 2004 по 2011 рік. Випередивши в 2008 році дієту з низьким вмістом вуглеводів і безжирову дієту, він досяг рівня роздрібних продажів майже в 1,6 млрд. доларів в 2010 році. до 2012 року роздрібний оборот за прогнозами складе близько 2,6 млрд. доларів. Той факт, що близько трьох мільйонів американців страждають від целіакії і лише частина цих пацієнтів були діагностовані, говорить про те , що паціен и, які страждають від інших форм доведеною реакції на клейковину (включаючи чутливість до глютену і алергію на пшеницю), вносять внесок в зростання цього ринку. Інша частина ринку заповнена випадковими споживачами (без медичної необхідності) або людьми із захворюваннями, які, як вважається, залежать від наявності глютену в їжі (аутизм, синдром дефіциту уваги з гіперактивністю, розсіяний склероз і синдром роздратованого кишечника і т.д.), але для яких відсутні докази ефективності безглютенової дієти. " джерело: Sapone et al., Spectrum of Глютен-related disorders: consensus on new nomenclature and classification., BMC Medicine 2012 10:13.

Що таке глютен? Чому він може бути токсичним? І як глютен може бути виявлений в їжі?

Термін "глютен" (синонім: клейковина) походить від латинського слова glue (клей), і цим словом позначають цілий ряд білків, які називаються Проламіни і глютеліни, які містяться в пшениці, ячмені, житі, вівсі та їх гібридах. Терміном "проламіни" позначають фракцію, яку можна витягти за допомогою 40-70% етанолу, і ця фракція, в залежності від виду зерна, носить назву гліадин, гордеїн, секалін або авенін. В цілому, проламіни і глютеліни присутні в клейковиною приблизно в рівній пропорції.
У всьому світі клейковина є важливим джерелом харчових білків - як в продуктах, приготовлених безпосередньо з джерел глютену, так і в якості добавки до їжі з низьким вмістом білка. Завдяки своїм фізико-хімічним властивостям клейковина відповідає за текстуру і форму харчових продуктів. При замішуванні з водою клейковина утворює в'язкопружну тісто з особливою білкової сіткою, яка відповідає за форму хлібобулочних виробів.

джерело: Sapone et al., Spectrum of Глютен-related disorders: consensus on new nomenclature and classification., BMC Medicine 2012 10:13.

З початком переходу від полювання і збирання до аграрного укладу життя 10 000 років тому хлібні злаки стали головною складовою раціону людини. У зв'язку з цим виникає питання: чому в даний час глютен приносить все зростаючі проблеми зі здоров'ям? Приблизно 1% світового населення страждає від целіакії - імунної ентеропатії, спричиненої глютеном в їжі. Цікаво, що целіакія зустрічається частіше у жінок, ніж у чоловіків. Симптоми різноманітні і не обмежуються шлунково-кишкового трактом. Це може бути не тільки пронос, біль в животі, метеоризм, розлад шлунка або втрата ваги, але і дратівливість, депресія і тривожність. Проте, всі ці симптоми вважаються ненадійними індикаторами целіакії. Целіакія може бути діагностована методом скринінгу певних антитіл в сироватці крові. Ще один рекомендований метод діагностики - це біопсія слизової оболонки і тонкого кишечника з метою підтвердження їх поразки, оскільки це захворювання призводить до руйнування мікроскопічних пальчікообразних виростів в тонкому кишечнику, які називаються ворсинками. Оскільки кишкові ворсинки відповідальні за засвоєння поживних речовин, то недоїдання стає проблемою, яка з часом може привести, серед інших проблем, до затримки розвитку, остеопорозу або дефіциту поживних речовин. Целіакія - це генетично обумовлені аутоімунні розлади, при яких імунна система не реагує належним харчової глютен. Фермент під назвою "тканинна трансглутамінази" деамінірует пептиди глютену з утворенням Т-клітинних епітопів. Це стимулює імунну систему і перехресні реакції з тканинами тонкого кишечника, викликаючи запальну реакцію, яка призводить до усічення ворсинок. За такі імунні реакції відповідальні в основному білки проламіни. Найсильніша відповідь спрямований на альфа-2-гліадіновий фрагмент, який складається з 33 амінокислот і дає головний вклад в Імунотоксичність глютену. Цей, так званий 33-mer, має високу стійкість до розщеплення травними ферментами і, отже, є підходящою молекулою для використання в якості аналітичного маркера. Були виявлені гомологи в зернових культурах, які токсичні для хворих на целіакію, але відсутні в нетоксичних злаках.

Єдиним ефективним методом лікування целіакії досі є довічне дотримання безглютенової дієти. Це нелегко, оскільки клейковина дуже поширена в продуктах харчування. "Прихований" глютен, який додають в якості білкового наповнювача, можна знайти в таких несподіваних продуктах, як лікарські препарати, ковбаси, соуси і десерти. Крім того, безглютенові продукти можуть містити глютен внаслідок перехресного забруднення, яке може статися в процесі шліфування зерна, зберігання і виробництва. Безглютенові продукти, як правило, включають рис, кукурудзу і гречку, а також очищений крохмаль, який все ще містить невелику кількість клейковини. Дуже важко встановити допустимі межі, оскільки чутливість до глютену варіюється від людини до людини. Згідно з науковими дослідженнями добове споживання клейковини повинно становити менше 50 мг.

Комісія за якістю харчових продуктів в кінці 1970-х років приступила до обговорення рекомендацій по допустимим межам, створивши в 2008 році Стандарт кодексу по дієтичним харчовим продуктам для людей з непереносимістю глютену (CODEX STAN 118 - 1979). Ця рекомендація була прийнята в європейському законодавстві в Регламенті Комісії (EC) № 41/2009 від 20 січня 2009 р "Про склад і маркування харчових продуктів, придатних для людей з непереносимістю глютену". На відміну від інших харчових алергенів, пороги були визначені. Продукти харчування, помічені як безглютенові, повинні містити не більше 20 ppm глютену, а продукти з низьким вмістом клейковини - менше 100 ppm. У США правила маркування безглютенових продуктів харчування перебувають у стадії підготовки.

Оскільки існує багато регламентів, назріла необхідність в застосуванні відповідних методів виявлення глютену в їжі. В даний час є кілька технологій (з різним ступенем комерціалізації) для проведення якісних і кількісних визначень: тести з використанням специфічних антитіл, наприклад, імуноферментний аналіз (ІФА) або горизонтальний проточний аналіз, полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР) і нові методи, такі як мас -спектрометрія. Переважно, щоб аналітичні тест-системи могли виявляти епітопи, які беруть участь в целіакії. Той факт, що клейковина являє собою складну суміш білків, які присутні в широкому діапазоні матриць як оброблених, так і необроблених харчових продуктів, створює величезну проблему з точки зору правильного кількісного визначення та підбору підходящого стандартного зразка. У 1985 році в Європі була заснована Робоча група по Проламіни (PWG). Одним із її завдань було створення визнаних стандартів глютену - і, відповідно, гліадин. Їм вдалося отримати стандартні зразки шляхом вилучення гліадинів з найбільш поширених сортів пшениці. IRMM (Інститут стандартних матеріалів і вимірювань) спочатку затвердив гліадин PWG як сертифікованого стандартного матеріалу, але пізніше відкликав своє рішення. Проте, гліадин PWG як і раніше залишається єдиним стандартним матеріалом, який отримав якесь визнання і широко використовувався для калібрування тест-систем. Імуноферментний аналіз (ІФА) - рекомендований метод для визначення глютену в їжі. В даний час велика кількість наборів для ІФА комерційно доступні. В імунологічних методах застосовуються антитіла, які були індуковані до різних проламіновим фракціям або специфічним послідовностей, які є токсичними. Різні тест-набори не завжди дають однакові результати по ряду причин. Сюди відносяться різні особливості використовуваних поліклональних і моноклональних антитіл, різні методи вилучення, а також різні матеріали для калібрування тестів. Для тестування клейковини було розроблено багато моноклональних і поліклональних антитіл, але тільки деякі з них отримали широке застосування. В кінці 1980-х років Скеррітт отримав нове антитіло. Ці моноклональних антитіл було індукувати до гліадину пшениці з австралійського сорти пшениці; воно розпізнає високомолекулярні глютеніновие субодиниці і термостабільні субфракции, звані омега-гліадин, що робить антитіло Скеррітта придатним для аналізу глютену в оброблених харчових продуктах. Проте, оскільки кількісне визначення грунтується на кількості омега-гліадинів, які розрізняються у різних видів зернових, це може викликати значні розбіжності в результатах. Крім того, антитіло Скеррітта дає слабка відповідь на гордеїн.

Інша моноклональних антитіл для виявлення глютену - антитіло R5 - було отримано професором Мендесом в Іспанії. Антитіло R5 було індукувати до секаліну жита, але показало сильну перехресну реактивність з гліадином пшениці. При цьому воно також розпізнає білки з сої і люпину, які не належать до токсичних Проламіни. Зміна напрямку пошуку від виявлення проламіни до виявлення імунотоксичних пептидів, що беруть участь в патогенезі целіакії, привело до створення наступного покоління антитіл. Антитіло G12, яке застосовується в ІФА-тесті AgraQuant® Глютен G12 і в Імунохроматографічний тесті AgraStrip® Глютен G12, належить до наступного покоління.

Антитіло G12 специфічно розпізнає 33-заходів білка гліадин, присутнього в клейковиною. Цей токсичний фрагмент був ідентифікований в Університеті Стенфорда і описаний в журналі Science в 2002 році. На підставі цієї публікації, до 33-mer пептиду було індукувати антитіло G12, яке розпізнає гексапептідную послідовність QPQLPY і подібні пептиди, знайдені в ячмені, житі та вівсі. На відміну від нього, антитіло R5 було індукувати до екстракту секаліна, а потім епітоп, з яким він реагує, був ідентифікований як пентапептид QQPFP. Різниця між цими двома антитілами полягає в тому, що антитіло G12 специфічно націлене на токсичний фрагмент, який запускає аутоімунні реакції у хворих на целіакію, а не на пептидную послідовність, не пов'язану з клінічними результатами. Це було підтверджено в ході валідаційних досліджень, які показали, що G12 не дає хибнопозитивних результатів з соєю і, отже, підходить для вимірювання глютену в продуктах, що містять сою. Також не спостерігається перехресної реактивності з кукурудзою або рисом.

33- заходів білка гліадин

Тривають суперечки про те, чи безпечний овес. У ряді публікацій прийшли до висновку, що деякі сорти вівса можуть викликати аутоімунні реакції у хворих на целіакію. В процесі валідації ІФА-тесту AgraQuant® Глютен G12 і тесту методом бічного проточного аналізу AgraStrip® Глютен G12 спостерігалися позитивні і негативні відповіді на сорти вівса. По всій видимості, позитивні результати обумовлені специфічною реакцією антитіла з токсичним фрагментом, але не неспецифічним відповіддю. Таким чином, за допомогою антитіла G12 можна пролити нове світло на цю дискусію за допомогою визначення тих сортів вівса, які запускають відгук у хворих на целіакію. Зокрема, Іспанська асоціація целіакії недавно вручила 6-ту Національну премію за дослідження целіакії групі вчених, які використовували антитіло G12 для виявлення сортів вівса з низьким вмістом клейковини.

Від правильного маркування безглютенових продуктів залежить здоров'я людей, які страждають на целіакію. Забезпечення безпеки харчових продуктів - складне завдання, тому дослідження з розробки методів виявлення глютену тривають. Результати нових иммунохимических тестових систем на основі антитіла G12 слід вважати практично ідеальними для тестів на харчову безпеку, оскільки встановлено зв'язок між целіакію і присутністю імунотоксичних пептидів.

література

Structural Basis for Глютен Intolerance in Celiac Sprue. Shan L., Molbergv Ø., Parrot I., Hausch F., Filiz F., Gray GM, Sollid LM, Khosla C., Science. 2002 Sep 27; 297 (5590): 2275-9.
Toward the Assessment of Food Toxicity for Celiac Patients : Characterization of Monoclonal Antibodies to a Main Immunogenic Глютен Peptide. Morón B., Bethune MT, Comino I., Manyani H., Ferragud M., López, MC, Cebolla A., Khosla C., Sousa C., PLoS ONE. 2008 May 28, 3 (5): e2294.
Sensitive detection of cereal fractions that are toxic to celiac disease patients by using monoclonal antibodies to a main immunogenic wheat peptide . Morón B., Cebolla A., Manyani H., Alvarez-Maqueda M., Megías M., DelCarmen Thomas M., López MC, Sousa C., Am J Clin Nutr. 2008 Feb; 87 (2): 405-14.
The Molecular Basis for Oat Intolerance in Patients with Celiac Disease . Arentz-Hansen H., Fleckenstein B., Molberg Ø., Scott H., Koning F., Jung G., Roepstorff P., Lundin KEA, Sollid LM, PLoS Medicine, 2004 - medicine.plosjournals.org
Characterization of G12 Sandwich ІФА, a Next-Generation Immunoassay for Глютен Toxicity. Halbmayr-Jech E., Hammer E., Fielder R., Coutts J., Rogers A., Cornish M., J AOAC Int. 2012 Apr; 95 (2): 372-376.

Spectrum of Глютен-related disorders: consensus on new nomenclature and classification. Sapone A., C Bai JC, Ciacci C., Dolinsek J., Green PHR, Hadjivassiliou M., Kaukinen K., Rostami K., Sanders DS, Schumann M., Ullrich R., Villalta D., Volta U., Catassi C., Fasano A., BMC Medicine 2012 10:13.

Characterization of G12 Sandwich ELISA, a Next-Generation Immunoassay for Глютен Toxicity. Halbmayr-Jech E., Hammer E., Fielder R., Coutts J., Rogers A., Cornish M., J AOAC Int. 2012 Apr; 95 (2): 372-376.

Spectrum of Глютен-related disorders: consensus on new nomenclature and classification. Sapone A., C Bai JC, Ciacci C., Dolinsek J., Green PHR, Hadjivassiliou M., Kaukinen K., Rostami K., Sanders DS, Schumann M., Ullrich R., Villalta D., Volta U., Catassi C., Fasano A., BMC Medicine 2012 10:13.