Los efectos de los alimentos alérgenos se han convertido en un importante problema de salud pública mundial
La alergia a los alimentos es una enfermedad inmunológica común con consecuencias potencialmente graves
Riesgos y cómo remediar y reducir sus efectos mediante métodos enzimáticos
Beatriz Riverón,
Bioquímico farmacéutica
INFORMACIÓN
Las alergias son un conjunto de reacciones causadas por la hipersensibilidad del sistema inmunológico a agentes variados en algunas personas.
Incluyen rinitis, problemas al ingerir determinados alimentos, dermatitis, asma y anafilaxia (es una reacción alérgica grave que progresa rápidamente y que puede provocar la muerte; por lo general, causa uno o más de los siguientes síntomas: eritema pruriginoso, inflamación de la garganta o la lengua, dificultad para respirar, vómitos, aturdimiento y presión arterial baja. Los síntomas generalmente se manifiestan en minutos u horas).
Algunas señales típicas de alergias son: tos repetitiva, disnea (dificultad para respirar), rinitis, estornudos seguidos, nariz congestionada, necesidad de respirar por la boca, coriza (secreción nasal acuosa y fluida), picazón en la nariz, lagrimeo de ojos, dermatitis atópica y / o de contacto, lesiones descamativas, principalmente en lugares donde el cuerpo se pliega (anterior del codo, posterior de la rodilla y cuello) y cuero cabelludo, urticaria, angioedema (hinchazón) en cualquier parte del cuerpo, eczema entre otras.
Entre los alérgenos más comunes se encuentran el polen y ciertos alimentos, aunque los metales y otras sustancias también pueden provocarlas. Las causas de las reacciones alérgicas más graves incluyen ciertos alimentos, picaduras de insectos y ciertos medicamentos.
El desarrollo se origina en factores genéticos y ambientales. El mecanismo subyacente implica la unión de los anticuerpos de inmunoglobulina E a un alérgeno, que luego se unen a un receptor en los mastocitos o basófilos (leucocitos, células blancas de la sangre), donde desencadenan la liberación de sustancias químicas inflamatorias como la histamina.
El diagnóstico se basa en el historial médico de la persona. En algunos casos, las pruebas de sensibilidad cutánea o los análisis de sangre pueden resultar útiles.
En los países desarrollados, aproximadamente el 20% de las personas se ven afectadas por la rinitis alérgica, aproximadamente el 6% tiene al menos una alergia alimentaria y aproximadamente el 20% tiene dermatitis atópica (es un tipo de inflamación crónica de la piel con picazón, agrietamiento, inflamación y enrojecimiento). Entre el 1 y el 18% de la población tiene asma, y entre el 0,05 y el 2%, anafilaxia. La prevalencia de muchas enfermedades alérgicas parece estar aumentando.
Tratamientos
Si bien las estrategias de prevención de alergias alimentarias anteriores implementaron la evitación de los alimentos alergénicos en la infancia, el paradigma actual está cambiando en relación a evitar la exposición controlada y se ha propuesto la introducción temprana de alimentos alergénicos para la prevención de alergias.
Muchas pautas internacionales de alimentación infantil ya recomiendan la introducción de alimentos complementarios, incluidos los alergénicos, entre los 4 y los 6 meses de edad, independientemente del riesgo de antecedentes familiares.
La exposición a alérgenos potenciales precozmente en la vida puede ofrecer cierta protección. La inmunoterapia con alérgenos, que expone gradualmente a una persona a cantidades crecientes de alérgenos, puede ser útil para algunos tipos de alergias, como la rinitis alérgica y las reacciones a las picaduras de insectos, aunque aún no está clara su eficacia en las alergias alimentarias.
De un modo general, los tratamientos incluyen evitar la exposición a alérgeno y existen varios fármacos disponibles para bloquear la acción de mediadores alérgicos o para prevenir los procesos de activación y desgranulación celular. Entre los medicamentos más comunes se encuentran los antihistamínicos, glucocorticoides, adrenalina (epinefrina), estabilizadores de mastocitos y antagonistas de los receptores de leucotrienos. También se utilizan habitualmente anticolinérgicos y descongestionantes nasales. Aunque es poco común, la gravedad de la anafilaxia a menudo requiere una inyección de adrenalina (epinefrina).
Alimentos alérgenos
Hasta la fecha, se han informado como alérgenos cerca de 400 proteínas de más de 170 fuentes alimentarias y se sabe que las alergias son mediadas por IgE (anticuerpo, inmunoglobulina).
Los alérgenos de origen animal más comunes incluyen mariscos, pescado y caseína de la leche.
Los alérgenos de alimentos vegetales incluyen también proteínas de almacenamiento como las similares a la taumatina, las β-1,3-glucanasas y las quitinasas.
La taumatina es un edulcorante natural, mezcla de proteínas extraídas de una planta de África occidental, Thaumatococcus daniellii, que se metaboliza en el organismo como otras proteínas de la dieta).
Las β-1,3-glucanasas son enzimas capaces de hidrolizar los enlaces glucosídicos presentes en los carbohidratos y pertenecen a la familia de las glucósido hidrolasas; estos polisacáridos son abundantes en la naturaleza y se encuentran en animales, algas, plantas y hongos siendo importantes en varios procesos biológicos).
Las quitinasas son enzimas endoglicosil hidrolasas que rompen los enlaces glicosídicos de la quitina, que es un polisacárido lineal, formado por unidades de N-acetil-glucosamina; las quitinasas de insectos participan en la degradación de la cutícula, el recambio de la membrana peritrófica y la digestión de los hongos. Son alérgenos comunes relacionados con la patogénesis en una amplia variedad de alimentos vegetales. Las gliadinas y gluteninas de cereales, y proteínas presentes en semillas dicotiledóneas como albúminas 2S, leguminas 11S y vicilinas 7S, son los principales.
Los alérgenos alimentarios son principalmente glicoproteínas con masas moleculares que oscilan entre 10 y 70 kDa (kilo Dalton, unidad de masa atómica= 1000 Dalton).
Son oligoméricos, como las leguminas (hexaméricos) y las vicilinas (triméricos) o pueden contener unidades peptídicas repetitivas responsables de iniciar reacciones de unión con la IgE.
La solubilidad, la estabilidad y el tamaño aseguran el transporte de estas proteínas, mientras que el procesamiento de alimentos puede influir en su estabilidad e inmunogenicidad.
Alergia a la leche
La alergia a la leche es un problema no resuelto en los pacientes pediátricos y es una de las alergias alimentarias más comunes en la primera infancia que con frecuencia perdura durante la vida adulta.
Las proteínas de la leche están presentes en innumerables productos alimenticios (yogur, queso o productos de panadería), lo que representa una amenaza constante para las personas alérgicas.
El β-LG bovino es la proteína alergénica más común que puede causar alergia a la leche en individuos susceptibles. La α-lactoalbúmina es otra proteína alergénica importante en la leche de vaca que contiene epítopos.
Un epítopo o determinante antigénico es la porción más pequeña de un antígeno con el potencial de generar una respuesta inmune; es el área de la molécula de antígeno que se une a los receptores y anticuerpos celulares y es el sitio de unión específico que es reconocido por un anticuerpo o un receptor de superficie de linfocitos como IgE e IgG. La modificación de los epítopos alergénicos mediante reticulación enzimática podría aprovecharse para desarrollar productos lácteos hipoalergénicos.
Alergia a los mariscos
Los mariscos son un componente importante de la dieta humana entre la población que vive en la región costera. Los mariscos se componen de moluscos como ostras, calamares, almejas y crustáceos tales como camarones, langostas y cangrejos). Es una rica fuente de vitaminas, ácidos grasos poliinsaturados (omega-3) y proteínas altamente asimiladas con importantes beneficios para la salud. Sin embargo, los mariscos también causan alergia tipo 1 que representa una prevalencia del 0,6% en todo el mundo y es principalmente común en Asia.
La incidencia de alergia a los mariscos entre las poblaciones es 5 veces mayor en comparación con la alergia al pescado. Su prevalencia está aumentando en los últimos tiempos debido a la tendencia creciente en la producción y consumo de mariscos.
Hasta ahora, algunas familias de proteínas como la arginina quinasa (enzima), la troponina (la troponina es un complejo de tres proteínas que participan en el proceso de contracción muscular en el músculo esquelético y cardíaco, pero no en el músculo liso), la proteína de unión al calcio sarcoplásmico (sarcoplasma es el citoplasma de las células musculares), la hemocianina y la cadena ligera de miosina se han clasificado como alérgenos de los mariscos.
La reticulación enzimática ayuda a mejorar y proteger la calidad de vida de las personas alérgicas o sensibilizadas a los mariscos mediante el desarrollo de productos de mariscos hipoalergénicos.
Alergia al pescado
El pescado es una parte importante de la dieta humana que tiene un rico valor nutricional y proporciona proteínas altamente asimiladas y un delicioso sabor. A pesar de todo esto, también puede inducir reacciones alérgicas tras su ingestión.
La alergia al pescado ocurre con frecuencia en regiones geográficamente adyacentes a los océanos. Los síntomas clínicos comunes incluyen urticaria, síndrome de alergia oral, dolor abdominal, rinitis, diarrea, asma y angioedema, y, en casos graves, incluso puede causar anafilaxia.
Las posibilidades de ingesta de alimentos de origen marino aumentan gradualmente con la edad; por lo tanto, la incidencia de alergia a los mariscos ocurre principalmente en adultos. Las principales proteínas alergénicas en el pescado poseen una masa molecular de 12 kDa, variando según la especie, y son responsables de causar alergia en el 96-100% de las personas; son termoestables y solubles en agua.
Alergia al huevo
La alergia al huevo es una de las causas más frecuentes de alergia en niños pequeños y lactantes, y su prevalencia se estima en alrededor del 2,0% en niños menores de 5 años.
La clara de huevo comprende más de 20 glicoproteínas y proteínas diferentes.
Ovomucoide (Gal d 1), (ovotransferrina) (Gal d 3), OVA (Gal d 2) y lisozima (Gal d 4) han sido reconocidos como alérgenos principales en huevos de gallina. El ovomucoide, ovotransferrina, lisozima y OVA representan hasta el 80% de las proteínas, mientras que la yema de huevo contiene solo alfa-livetina y glicoproteína. La OVA es el alérgeno de glicoproteína más abundante en los huevos de gallina, que se asocia con una reacción de hipersensibilidad mediada por IgE.
Alergia al cacahuete
La alergia al cacahuete, o maní, suele durar toda la vida, y es responsable de la mayoría de las reacciones anafilácticas fatales en adultos y niños.
Entre los alérgenos del maní, Ara h 1 y Ara h 2 se consideran las principales proteínas alergénicas.
Alergia a la soja
Las principales proteínas alergénicas en la soja y sus productos incluyen las globulinas 11S y 7S.
Estudios han demostrado que la estructura de la proteína de soja se puede alterar durante el procesamiento. La conformación molecular de las proteínas de la soja (β-conglicinina y glicinina) se produce a través de la desnaturalización.
Recientemente, se emplea el procesamiento enzimático para mejorar los parámetros de calidad de los productos de soja y para reducir aún más su inmunorreactividad y alergenicidad. Se ha observado el pH alcalino podría alterar la estructura conformacional, la digestibilidad y la alergenicidad de algunas proteínas alérgenas como la glicinina.
Alergia al trigo
La ocurrencia de alergia al trigo está aumentando en muchos países y se ha convertido en un importante problema mundial de salud pública y seguridad alimentaria.
La reducción sustancial de la alergenicidad de las gliadinas y las gluteninas lleva a la conclusión de que las proteínas del trigo modificadas por el tratamiento enzimático podrían utilizarse como constituyente de productos alimenticios destinados a personas con alergia al trigo. Dado que el trigo es un cereal básico en muchos países, sus usos en alimentos manufacturados son cada vez mayores.
El enfoque enzimático podría usarse potencialmente en el sector de la industria alimentaria para desarrollar productos de cereales hipoalergénicos con propiedades funcionales mejoradas y una inmunorreactividad reducida.
Utilización actual de métodos con capacidad de reducir los efectos de agentes alérgenos
Los métodos analíticos específicos y sensibles, que permiten la identificación inequívoca y la cuantificación precisa de los componentes alergénicos, son herramientas importantes en la gestión del riesgo de alérgenos. Esta perspectiva destaca aspectos moleculares relevantes y analiza, especialmente, oportunidades para la aplicación de métodos basados en ADN para la detección de alimentos alergénicos.
La reticulación enzimática es una técnica no térmica emergente que puede servir como una gran alternativa a los enfoques convencionales de procesamiento de alimentos en el desarrollo de productos alimenticios hipoalergénicos, debido a sus beneficios de alta especificidad y selectividad.
La reticulación enzimática mediante enzimas como tirosinasa, lacasa, peroxidasa y transglutaminasa modifica las propiedades estructurales y bioquímicas de los alérgenos alimentarios que posteriormente provocan la desnaturalización y enmascaramiento de los epítopos antigénicos (o determinante antigénico, es la porción más pequeña de antígeno con el potencial de generar la respuesta inmune).
Estas enzimas catalizan la oxidación de las cadenas laterales de tirosina para iniciar la reticulación de proteínas, inician la unión de isopéptidos entre los residuos de lisina y glutamina. El tratamiento enzimático produce un polímero reticulado de alto peso molecular con inmunorreactividad reducida. Los alérgenos reticulados inhiben aún más la desgranulación de los mastocitos debido al menor potencial inmunoestimulador que ayuda al equilibrio del inmunobalance de linfocitos “T-helper”.
El proceso de reticulación de proteínas comprende la formación química, enzimática o quimioenzimática de nuevos enlaces covalentes entre polipéptidos.
Esto permite (1) el acoplamiento dirigido al sitio de proteínas con propiedades distintas y (2) el ensamblaje de novo de redes de proteínas poliméricas. Se pueden emplear transferasas, hidrolasas y oxidorreductasas como catalizadores para la síntesis de proteínas reticuladas, complementando así las estrategias de reticulación química.
En las últimas décadas, se ha empleado la técnica de reticulación enzimática para mitigar la inmunorreactividad de los alérgenos alimentarios. La técnica puede servir como una gran alternativa a los enfoques convencionales de procesamiento de alimentos en el desarrollo de productos alimenticios hipoalergénicos, debido a sus beneficios de alta especificidad y selectividad.
La reticulación enzimática tiene el potencial de alterar la estructura primaria, secundaria y terciaria de los alérgenos alimentarios mediante la modificación específica del sitio de ciertos residuos de aminoácidos, lo que da como resultado, alérgenos polimerizados de elevado peso molecular.
Las modificaciones químicas de los alérgenos alimentarios pueden provocar cambios en la hidrofobicidad de la superficie debido a la creación de grupos hidrofílicos o hidrofóbicos y la agregación de interacciones hidrofóbicas. Además, la unión específica de aminoácidos, puede disminuir el contenido de grupos amino libres y lisina disponibles.
La modificación de las estructuras secundarias y terciarias de los alérgenos alimentarios son los principales factores implicados en la reducción de las alergias alimentarias debido a la reducción de las propensiones de unión a sus anticuerpos IgE específicos.
Las alteraciones fisicoquímicas de los alérgenos alimentarios pueden influir aún más en la digestibilidad gastrointestinal, así como en su presentación al sistema inmunológico, influyendo así en su potencial alergénico.
Sin embargo, el grado de modificación estructural y alergenicidad a través de la técnica de reticulación enzimática depende del tipo y la dosis de enzimas utilizadas, la característica molecular inherente de los alérgenos alimentarios y las matrices alimentarias, y las condiciones de reacción como la temperatura, el pH y el tiempo.
Los tratamientos enzimáticos ofrecen un gran potencial para el desarrollo de productos alimenticios hipoalergénicos, ayudando a proteger y mejorar la calidad de vida de las personas sensibilizadas / alérgicas.
Los alérgenos vegetales, que son una de las sustancias alergénicas más extendidas, son difíciles de evitar. Por tanto, su identificación y caracterización son de primordial importancia para el diagnóstico y tratamiento de la alergia alimentaria.
Las alergias informadas a las frutas evocan principalmente el síndrome de alergia oral causado por la presencia de IgE con reactividad cruzada a ciertos pólenes. Se están estudiando muchas alergias a las frutas cuyos alérgenos se están caracterizando. Algunas frutas tropicales o exóticas son responsables de alergias específicas de la región para las que solo se dispone de información limitada y, por lo general, carecen de caracterización de alérgenos.
A partir de un estudio de la literatura sobre alergia a las frutas, queda claro que algunas frutas comunes (manzana, melocotón, melón almizclero, kiwi, cereza, uva, fresa, plátano, chirimoya, mango y granada) y sus alérgenos parecen estar en el centro de investigación actual sobre alergia alimentaria.
Perspectivas
Las tendencias recientes en la investigación científica y los sectores de la industria alimentaria han cambiado en muchos aspectos, teniendo en cuenta las preocupaciones sobre la seguridad alimentaria y la salud pública.
La innovación en la técnica de procesamiento enzimático ha ofrecido una alternativa notable a los enfoques de procesamiento químico y físico para desarrollar productos hipoalergénicos con más eficiencia y perfiles de seguridad. Aunque la tecnología enzimática ha mostrado un gran potencial para reducir el potencial alergénico de ciertos alimentarios, todavía existen algunos desafíos que deben considerarse en estudios futuros.
Por otro lado, las proteínas alergénicas son característicamente más resistentes a la proteólisis en comparación con las proteínas no alergénicas, y los fragmentos de digestión resultantes aún pueden retener la reactividad de IgE.
Por lo tanto, es necesario tener en cuenta la inmunorreactividad de los fragmentos de digestión de los alérgenos alimentarios, que podrían hidrolizarse adicionalmente mediante el tratamiento posterior con enzimas proteolíticas.
Además, es necesario explorar el impacto de la reticulación enzimática en las propiedades organolépticas de los productos alimenticios finales para garantizar la seguridad de los alimentos con un sabor y aroma aceptables.
Fuentes
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Pt.Wikipedia.org/wiki/Alergia
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