DISORDINI CORRELATI AL GLUTINE: GENERALITÀ E ASPETTI DI LABORATORIO

Redazione-   Carissimi lettori,siamo lieti di pubblicare un articolo, inviatoci dal Dott.Remo Barnabei, dal titolo: “Disordini correlati al glutine”, che contribuisce a dare prestigio alla nostra rivista, la quale, negli ultimi anni, si sta arricchendo di contributi di carattere scientifico, che, grazie al loro rigore ed all’apporto di nuove conoscenze, contribuiscono a fare crescere e qualificare ulteriormente la rivista.
Conosco da numerosi anni il famoso Dott.Barnabei Remo, che , peraltro, insegna , come docente a contratto, in Univaq e che, ex imo corde, ringrazio sentitamente.

Prof.Gabriele Gaudieri
Pedagogista,Didatta, Formatore
Direttore editoriale di anankenews

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Barnabei Remo – Dirigente Biologo A.S.L. n.1 L’Aquila (in pensione). Cosenza Elisabetta – Dirigente Medico U.O.C. Medicina di Laboratorio A.S.L. n.1 L’Aquila.

Introduzione. Cereali e Glutine.

La parola “cereale” deriva da Cerere, dea romana della fertilità.

I cereali comprendono un insieme di specie, prevalentemente appartenenti alla famiglia delle graminacee, che producono semi secchi e ricchi di amido, che possono essere utilizzati nell’ alimentazione animale e umana sia tal quali, sia come sfarinati sia come prodotti ottenuti da sfarinati. Caratteristica importante dei cereali, che assunsero importanza per l’uomo già nell’antichità, è quella di dare un frutto:

• Completo perché presenta contenuto proteico, contenuto energetico, lipidi, sali minerali, vitamine in quantità ottimali per l’alimentazione umana;

• Capace di durare nel tempo, quindi adatto alla costituzione delle scorte;

• Facilmente trasportabile, poiché si comporta come un liquido;

• Facilmente trasformabile in alimento, poiché privo di parti legnose

• Dal sapore che non stanca, quindi adatto ad essere mangiato quotidianamente. In oltre la loro relativa semplicità di coltivazione ne spiega la diffusione (1)

La storia del glutine inizia circa 10.000 anni fa con la diffusione della coltivazione dei cereali nella zona della “Mezza Luna Fertile”. La Mezzaluna Fertile è una regione storica del Medio Oriente. Nell’antichità si estendeva all’incirca sugli attuali stati di Egitto, Israele, Palestina, Giordania, Libano, Siria, Turchia, Iraq, Kuwait, Iran e Arabia Saudita (Fig. 1).

Questa regione viene spesso definita come la “culla della civiltà” grazie alla sua straordinaria importanza nella storia umana dal Neolitico all’età del bronzo e del ferro. Fu nelle valli fertili dei quattro grandi fiumi della regione (Nilo, Giordano, Tigri ed Eufrate) che si svilupparono le prime civiltà agricole.

Fig.1: La Mezzaluna Fertile

Prima che si sviluppasse la cerealicoltura nella regione della Luna fertile l’uomo primitivo comunque raccoglieva i cereali, infatti nel sito di Halo II a sud del lago

Tiberiade (Mar di Galilea) risalente a 23.000 anni fa sono stati trovati resti di grano raccolti da una comunità di raccoglitori-cacciatori. Si tratta di grano monococco (T. monococcum),

che è ritenuto il primo cereale “addomesticato” dall’uomo. Fig. 2.

Fig. 2: Il sito di Halo II a sud del lago Tiberiade e spiga di grano monococco

Nel sito siriano di Abu Hureyra, lungo la parte centrale del fiume Eufrate, sono state trovate falci usate nel 9500 a.C. da raccoglitori-cacciatori per mietere il grano.

La cerealicoltura ha avuto probabilmente inizio nel cosiddetto Corridoio Levantino. Fig 3.

Fig.3: L’area circoscritta corrisponde al cosiddetti Corridoio Levantina.

Nel sito di Mureybet e nel sito di Aswad nella Siria meridionale risalenti al 8300-7500 a.C. sono state trovate evidenze di coltivazione di grano diploide e tetraploide. Si tratta di grano monococco e grano dicocco a spiga fragile (T. monococcum, T.urartu, T. turgidum ssp d forme domestiche del selvatico Triticum baeoticum. Prima chiara evidenza della domesticazione del Triticum baeoticum. Anche nei siti di Netiv Hagdud e a Gerico nella valle del Giordano a nord del mar Morto risalenti al Neolitico preceramico (8300-7500 a.C.)

sono state trovate evidenze di coltivazione di grano diploide e tetraploide.

Solo a partire dal 7000 a.C. nel Corridoio Levantino vengono coltivati i frumenti a spiga rigida, frutto della domesticazione (T. monococcumssp monococcum, T. turgidumssp dicoccum, T. timopheevii ssp timopheevii). Per la riproduzione dei frumenti a spiga rigida è necessario

l’intervento dell’uomo.

Resti di grano a spiga rigida sono stati trovati a Can Hassan (sud della Anatolia sito del 5500–4200 a.C.). Tutta via questo grano è entrato in coltivazione solo nel III sec a.C. in Egitto.

L’agricoltura ed il grano si sono diffusi nell’area mediterranea a partire dal Corridoio Levantino. Nel 6500 a.C. il grano era presente in tutti i paesi del mediterraneo settentrionale, nel 6000 a.C. in tutta l’Europa continentale, isole escluse. Il Triticum momnococcum era la specie più diffusa: Ötzi, l’uomo del Similaun

(3350-3100a.C.), si nutriva di pane di grano monococco,

legumi, carne. Dal neolitico, ceci, lenticchie, piselli e cicerchia sono stati una fonte primaria di proteine nella dieta dell’uomo primitivo. I legumi compensano la carenza di lisina e treonina tipica dei cereali, i quali a loro volta compensano la carenza di cisteina e metionina tipica dei legumi. Con lo sviluppo della agricoltura vengono selezionati a partire da grani diploidi come Triticum momnococcum e Triticum speltoides grani tetraploidi come il farro medio (Triticum dicoccum). I reperti di Pompei (79 d.C.) e l’opera “De re rustica” di Columella (I sec d.C.) dimostrano che in epoca romana si coltivavano i grani tetraploidi, farro medio soprattutto.

La coltivazione e il commercio del grano erano molto diffusi nell’antica Roma e soprattutto nel periodo imperiale. (Fig. 4)

Fig.4: aree della coltivazione ed il commercio del grano erano molto importanti nella Roma antica

Nella religione romana Cerere (in latino Ceres, Cereris) era una divinità materna della terra e della fertilità, nume tutelare dei raccolti, ma anche dea della nascita, poiché tutti i fiori, la frutta e gli esseri viventi erano ritenuti suoi doni, tant’è che si pensava che avesse insegnato agli uomini la coltivazione dei campi. L’agricoltura nell’antica Roma non era solamente una necessità, ma era anche idealizzata nella società d’élite come uno stile di vita. Cicerone considerava l’agricoltura come la migliore fra le occupazioni romane. Catone, Columella, Varrone e Palladio scrissero manuali sull’attività agricola. La coltivazione di base era il grano, e il pane era il pilastro di ogni tavola romana.

I Romani migliorarono la crescita del grano innaffiando le piante con l’utilizzo degli acquedotti ed esistono prove sempre maggiori che parte del processo era meccanizzato. Per esempio, ci fu un ampio utilizzo di mulini in Gallia e a Roma per trasformare il grano in farina. I resti più impressionanti ancora esistenti si trovano a Barbegal, nel sud della Francia, vicino ad Arles. Sedici mulini ad acqua divisi in due colonne venivano nutriti dall’acquedotto principale di Arles, nel quale l’efflusso d’acqua del primo riforniva il

successivo della serie. I mulini apparentemente operarono dalla fine del primo secolo d.C. fino alla fine del III

secolo.

La portata dei mulini è stata stimata attorno alle 4.5 tonnellate di farina giornaliere, sufficienti a rifornire di pane i 12 500 abitanti che occupavano la città di Arelate a quel tempo.

Ci sono evidenze dirette da bassorilievi sull’utilizzo di una qualche tipo di mietitura automatica nella raccolta di grano maturo. Si crede che o i Romani o i Celti prima di loro, inventarono la mietitrice meccanica o meglio una sua rudimentale antesignana, che tagliava o strappava le spighe lasciando il gambo a terra, ed era spinta da buoi o cavalli. Plinio il vecchio menziona questo congegno nella Naturalis Historia XVIII, 296. La macchina era stata dimenticato nel Medioevo, quando si ritornò all’utilizzo di falci e falcetto per i raccolti. Fig.5

Fig.5: Rilievo raffigurante una mietitrebbia gallo-romana nella Gallia romana.

La diffusione della coltivazione del grano in tutta l’Europa portò alla selezione del Farro grande o spelta (Triticum spelta). Dall’opera “Opus commodorum ruralium” (1303) di Pier de Crescenzi si evince che farro medio e farro grande (spelta)erano ancora i frumenti più coltivati in epoca

Rinascimentale. In epoca rinascimentale si diffuse anche la coltivazione del Grano tenero (Triticum

aestivum, esaploide) originario della regione di Karaman, nell’Anatolia. Essendo più adatto alla pianificazione (essendo meno ricco di glutine) in alcune regioni italiane si era diffusa la sua coltivazione. Dalle “Giornate” (1579) di Agostino Gallo risulta che in pianura padana nel XVI secolo i farri erano scomparsi e sostituiti dal grano tenero.

Durante il Medioevo giunsero in Europa nuove piante portate dagli arabi: riso, cotone, carrubo, pistacchio, spinacio, agrumi. Dopo la scoperta dell’America giunsero il mais, la patata, il fagiolo, l’arachide, il pomodoro, il peperone, la papaya. Dopo gli andamenti di stagnazione demografica e di regressione economica che caratterizzarono il XVII il ‘700 fu caratterizzato da un notevole incremento demografico, da una espansione dei commerci e dall’inizio della produzione industriale. L’agricoltura fino al XVII° era basata sulla rotazione triennale delle colture (variazione della specie agraria coltivata nello stesso appezzamento) e sul maggese (tecnica agricola in cui i terreni arabili vengono lasciati senza semina per uno o più cicli vegetativi al fine di incrementarne la fertilità). Il progressivo sviluppo dei commerci stimolò gradualmente l’adozione di nuove tecniche produttive. In particolare, nelle Fiandre il notevole sviluppo del commercio marittimo fece

aumentare notevolmente la domanda di prodotti quali il lino per le tele, i coloranti per il panno, l’orzo e il luppolo per la birra, la canapa per le funi, il tabacco ecc. La densità della popolazione, inoltre, favoriva lo sviluppo dell’orticoltura e della frutticoltura. Si adottarono quindi nuove tecniche basate sulla rotazione pluriennale e sulla sostituzione del maggese con pascoli per il bestiame, anche per ottenerne concime naturale.

Tali innovazioni vennero studiate da esperti europei ed americani. L’agronomo inglese Richard Weston visitò le province fiamminghe intorno al 1650 e descrisse in una sua famosa opera, Adiscourse of husbandrie used

in Brabant and Flanders, il loro metodo basato sulla rotazione delle colture (lino, rapa, avena, trifoglio). I nuovi metodi dettero origine al cosiddetto sistema di Norfolk (Fig.3), sviluppato nella Contea inglese di Norfolk e generalmente considerato il prototipo di una nuova agricoltura che, grazie alla rotazione e ad altri aspetti (recinzioni, grandi aziende, lunghe affittanze, aratro in metallo tirato da cavalli ecc.), consentì all’Inghilterra di esportare grandi quantità di grano e farine nel periodo 1700-1770.Secondo Paul Bairoch, (Anversa, 24 luglio 1930 – Ginevra, 12 febbraio 1999 – storico ed economista belga considerato uno dei maggiori esponenti di storia economica del secondo dopo guerra) il notevole sviluppo dell’agricoltura stimolò la successiva rivoluzione industriale grazie alla domanda di aratri e altri attrezzi in metallo.

Altri paesi seguirono l’esempio dell’Inghilterra. Ad esempio, in Francia, in cui le tecniche agricole medioevali dominarono fino al 1750, la scuola fisiocratica di François Quesnay (Méré, 4 giugno 1694 – Versailles, 16 dicembre 1774 – economista, medico e naturalista francese) propose espressamente fin dal 1756 (data dell’articolo Fittavoli che Quesnay scrisse per l’Encyclopédie) l’adozione del modello inglese.

Fig. 3: sistema di rotazione agraria sviluppato nella Contea inglese di Norfolk.

La popolazione europea agli inizi del XIX secolo ammontava a circa 200 milioni di individui quindi più che raddoppiata rispetto alla popolazione del XIV secolo che ammontava a circa 90 milioni di individui. Per soddisfare la sempre crescente domanda di prodotti alimentari fu necessario aumentare la produttività agricola: per questo, oltre al miglioramento delle tecniche agrarie si ricorse al disboscamento delle terre incolte e alla loro privatizzazione, a scapito delle aree di pascolo. La conseguenza fu la crescita dell’agricoltura e l’introduzione di una maggiore quantità di cereali nella dieta comune che è divenne sempre più carente di proteine.

Dopo la Unità l’Italia si trova a fronteggiare molteplici problemi, economici e sociali, che alimentano povertà e miseria tra la popolazione del Regno.

È soprattutto la popolazione delle campagne a subire i contraccolpi maggiori.

Negli ultimi decenni dell’Ottocento si verifica un processo di profonda trasformazione dell’agricoltura italiana, soprattutto nelle regioni settentrionali, che avrà come conseguenza lo sviluppo in senso capitalistico dell’attività agraria, accompagnato a un fenomeno di crescente proletarizzazione della classe contadina e di frazionamento della proprietà, a cui poi si aggiungeranno altri mutamenti, come l’utilizzazione di nuove tecniche di produzione, l’avvicendamento di nuove colture, il maggiore sviluppo dell’indirizzo zootecnico e molto altro ancora.

Questa vera e propria crisi agraria provoca più miseria che benessere, e si riversa sull’agricoltura italiana,

con tutti i suoi effetti più dirompenti, dopo il 1880, colpendo i mercati con un brusco calo dei prezzi di molti prodotti agricoli, trascinati al ribasso dalla concorrenza, già allora, dei prodotti stranieri, in particolate di Cina e Giappone.

La crisi colpisce un po’ tutte le categorie agrarie e, in primo luogo, i proprietari, grandi e piccoli, abituati a fare una stima dei profitti sulla base degli anni precedenti, e ora invece, si vedono colpiti da un forte calo degli introiti.

Chi versa in condizioni ancora più drammatiche sono gli affittuari, i mezzadri e, ovviamente, i contadini salariati, che pagano più di tutti, l’impoverimento dei loro padroni. I proprietari terrieri, infatti, già in crisi per il crollo dei prezzi sul mercato, non possono permettersi di continuare ad assumere contadini e sfruttano manodopera solo nella misura minima necessaria, ricorrendo sempre più spesso a lavoratori avventizi,

pagati interamente in denaro, e disposti ad offrire il lavoro delle loro braccia solo nei periodi di reale necessità, con contratti a breve termine.

Un’altra faccia della crisi è l’aumento della pressione esercitata sul lavoro contadino. Se si guadagna meno e se i prezzi sono calati, per recuperare le perdite è necessario fare pressione sui lavoratori perché producano dipiù e contrastino la concorrenza.

È soprattutto a seguito della progressiva infiltrazione di nuovi ceti borghesi nel possesso della terra, che si punta sempre più sull’utilizzo di nuovi metodi di produzione e nuove tecniche colturali, ma soprattutto, come già detto, sull’aumento della produttività dei campi.

Ne consegue che molti contratti di mezzadria, per esempio, sono sostituiti da altri basati sull’affitto a grano,

per cui i contadini sono costretti ad adibire gran parte del terreno a frumento e a utilizzare gli altri prodotti per pagare i debiti.

Il mais diventa l’unico alimento per il sostentamento della famiglia, in molte campagne, soprattutto del nord. Si tratta, infatti, di un tipo di coltura che si inserisce bene nelle rotazioni agrarie e non ha bisogno di trattamenti particolari.

L’avvento quasi esclusivo della dieta maidica è quindi la conseguenza di una crescente pressione sui contadini che fa diventare il mais l’unico alimento per loro accessibile.

La geografia di diffusione della coltivazione del mais coincide terribilmente con quella di propagazione della devastante piaga della pellagra, causata dalla carenza o dal mancato assorbimento di vitamine del gruppo B, niacina (vitamina PP), o di triptofano, amminoacido necessario per la sua sintesi. La niacina non è presente nella farina del mais.

La pellagra aveva mietuto vittime e reso inaffidabili alcuni alimenti che, come il “frumentone”, (mais)

recavano scarso e cattivo nutrimento; essa faceva sentire ancora i suoi nefasti effetti lungo tutto il secolo

XIX. malattia che provoca migliaia di morti in molte regioni italiane.

La pellagra si ferma a ridosso dell’Italia centrale, dove la sua diffusione è ostacolata dalla vasta persistenza del sistema mezzadrile, e rimane completamente sconosciuta nel sud, dove il mais è scarsamente coltivato. Le zone più colpite furono la Lombardia, il Veneto, l’Emilia-Romagna, ma la malattia provocò molti morti anche in Piemonte, Umbria, Marche, arrestandosi proprio a questa altezza.

I cereali tornano ad essere l’alimento principale di questi anni, con gravi ripercussioni sulle popolazioni durante i periodi di siccità.

Il pane rimaneva ancora protagonista incontrastato della dieta dei poveri. Con il pane vecchio venivano preparate delle minestre, come la panata o come il pancotto: per lo più tozzi di pane duro bolliti insieme ai broccoli.

La Prima guerra mondiale fa sentire le sue prime conseguenze sul regime alimentare degli italiani già alla fine di marzo del 1915 quando una grave crisi granaria induce le autorità ad ordinare che il pane – il genere più diffuso nella già povera alimentazione popolare – venga confezionato in un unico tipo, in forme non inferiori a 500 grammi, con farina abburattata in ragione dell’80%. Compare così sulle mense il «pane di guerra». Negli anni successivi, una serie di decreti avrebbe sancito la vendita di un prodotto sempre meno mangiabile: forme grosse, da 700 grammi, senza tagli, da vendersi raffermo e confezionato con surrogati di ogni tipo (farina di riso, di granoturco, di castagne, di lupini), un pane nero, poco digeribile e particolarmente sgradevole.

A partire dal 1916 sono decisi, a livello governativo, alcuni interventi parziali riguardo ai consumi: vengono introdotti i calmieri, prima per il grano e poi per lo zucchero; è ridotta la distribuzione di cibi e bevande nei locali pubblici; limitata la vendita di dolci e di carne (con la chiusura delle macellerie nei giorni di giovedì e venerdì).

I bisogni dell’esercito mobilitato devono venire prima di quelli della popolazione civile e, oltre a procedere con le requisizioni per soddisfarli, nel 1917-1918 viene istituita la tessera annonaria (Fig. 4), nel novembre per il pane, la pasta e il riso, e, successivamente, per tutti i principali beni di consumo.

Fig. 4: La tessera annonaria.

A partire dal 1° novembre 1917 ogni cittadino ha diritto a 250 grammi di pane al giorno, 90 di pasta, 40 di riso. Nella primavera del 1918, invece, viene limitato il consumo di carne bovina con distribuzione nei soli giorni di sabato e domenica (in dicembre la razione non supererà i 135 grammi settimanali a persona).

Iniziano ad essere tesserati anche l’olio, i grassi animali, il burro, i formaggi. La quantità di questi generi dipende dalla disponibilità: in maggio quella dell’olio è di cento grammi. Dal dicembre 1918 viene razionato il latte che spetta solo ai bambini inferiori ai 12 anni e agli anziani di età superiore ai 65 anni.

La fine della Prima Guerra Mondiale non risolve il problema del pane. Nel 1925, l’Italia affrontava un crescente deficit nella bilancia commerciale a causa delle importazioni di grano, che costituivano il 15% del totale delle importazioni. Per ridurre questo passivo nella bilancia commerciale italiana, venne studiata la cosiddetta “Battaglia del grano” (Fig. 5), una campagna che aveva lo scopo di far raggiungere la completa autosufficienza dall’estero nella produzione di grano. La “battaglia” venne proclamata durante la seduta notturna della Camera dei deputati del 20 giugno 1925. Il 4 luglio venne costituito, con regio decreto, il Comitato permanente del grano che attuò una serie di provvedimenti per aumentare la produttività di frumento. Le autorità fasciste, nell’intento di aumentare la produzione di frumento, arrivarono ad osteggiare apertamente coltivazioni di vegetali ritenuti “vili e minori”. Tra questi, i broccoli, le cime di rapa, il farro, le lenticchie e le rape. Tentarono quindi in maniera sistematica di convincere i coltivatori a sostituirle con il grano causa anche se a volte i terreni non erano adatti a causa della particolare climatologia. Lo sviluppo della superficie coltivata venne portato avanti soprattutto grazie alla bonifica integrale realizzata su tutto il territorio nazionale, in particolar modo con la bonifica dell’Agro Pontino e della Maremma, ma in parte anche con la destinazione alla cerealicoltura di terreni prima destinati ad altre colture. L’aumento delle rese unitarie fu dovuto invece a: una scelta più accurata delle sementi, con un importante ruolo svolto dall’Istituto di Granicultura di Rieti, diretto da Nazzareno Strampelli. Nacque il concetto di “sementi elette”, poi ripreso da un apposito Ente nazionale sementi elette e da un maggiore ricorso a fertilizzanti, naturali e chimici, dove un ruolo importante fu assunto dalla Montecatini, ed alla meccanizzazione. Nel1931, solo sei anni dopo il lancio della campagna, grazie alla “Battaglia del grano”, il Regno d’Italia riuscì ad eliminare un deficit sulla bilancia commerciale di 5miliardi di lire e a soddisfare quasi pienamente il suo fabbisogno di frumento, arrivando ad una produzione di 81milioni di quintali. Il merito fu soprattutto dei nuovi ibridi del frumento selezionati da Nazzareno Strampelli. Nato il 29 maggio 1866 a Crispiero, frazione del comune di Castelraimondo, in

provincia di Macerata (Marche), si laurea in Agraria a Pisa e agli inizi del Novecento studia, senza conoscere le Leggi di Mendel, il frumento con l’obiettivo di migliorarne la qualità sia la produttività; per ottenere il miglioramento genetico del grano tenero usa gli incroci (“ibridismo”) con semi provenienti da ogni parte del mondo. Il punto di partenza di Strampelli: il grano “Rieti Originario”, coltivato da tempo immemorabile

nell’Alto Lazio e molto apprezzato dai contadini in quanto in grado di resistere alla “ruggine” del Grano, causata dal basidiomicete Puccinia recondita. Il “Rieti Originario” tuttavia è una specie soggetta al fenomeno dell’“allettamento”, cioè il ripiegamento fino a terra della pianta a seguito di vento o pioggia, che crea problemi di ordine fitosanitario e rende difficoltosa la raccolta del prodotto (per esempio la mietitura). Dopo

aver vinto la Cattedra di Agricoltura presso Istituto di Granicultura di Rieti, si occupa del grano della vallata di

Rieti, che ha un clima freddo in inverno e umido in estate cioè un ambiente estremamente favorevole allo sviluppo delle ruggini; il grano locale si era selezionato attraverso i secoli acquistando la resistenza

all’attacco dei parassiti. Strampelli spiegò nel 1932 (epoca fascista) che il metodo “selezionista” in voga all’epoca fosse inutile su grani come il “Rieti”, le cui caratteristiche erano rimaste immutate per secoli, ma che bisognava “incrociare” (cioè ibridare) varietà diverse per poter migliorare il “Rieti”. Strampelli iniziò a raccogliere grani da tutto il mondo (più di 250 specie) per inserire nuove caratteristiche nel “Rieti” tramite incroci. Il lavoro di Strampelli era iniziato già nel 1900 a Camerino (MC) dove aveva praticato la ibridazione del “Rieti” con la specie autoctona: il “Noè” (selezione proveniente dalla Franca di un grano russo). Il suo scopo era di ottenere un ibrido adatto alla coltivazione nei terreni del Camerinese dove per elevata fertilità il “Rieti” allettava mentre il “Noè” non “allettava” ma, a causa delle abbondanti nebbie era fortemente danneggiato dalla ruggine del grano. Proseguendo gli studi di ibridazione presso l’Istituto di Granicultura di

Rieti ottiene il grano “Ardito” incrociando tre specie internazionali: il “Rieti Originario” (resistente alla ruggine nera), il grano olandese ad alta produttività “Wilhelmina Tarwe” e un grano giapponese di taglia bassa a maturazione precoce (Akakomugi)

Fig 5: Benito Mussolini durante la “Battaglia del Grano” e le spighe del grano “Ardito”

L’”Ardito” maturava 15-20 giorni prima del “Rieti”, era alto 80 – 100 cm, resisteva alla ruggine del grano ed era molto produttivo. Fu grazie a questa specie di frumento che il regime fascista riuscì ad aumentare notevolmente la produzione italiana di grano.

Nel 1907 il marchese abruzzese Raffaele Cappelli (Nato a San Demetrio nel 1848) permise a Strampelli di fare semine sperimentali sui suoi campi vicino a Foggia; Strampelli seleziono e incrociò grani duri autoctoni del Sud d’Italia e delle isole sia provenienti da altri paesi del Mediterraneo. Dopo otto anni di lavoro, nel

1915, il Prof. Strampelli selezionò una varietà autunnale con buone qualità di adattabilità e adatta alla pastificazione, ottenuto dalla varietà tunisina (razza tunisina Jenah Rhetifah). Nel 1923 questa nuova varietà verrà chiamata “Senatore Cappelli”. l frumento Cappelli, nonostante fosse alto (circa 150–160 cm), tardivo e

suscettibile alle ruggini e all’allettamento, ebbe grande successo in Italia grazie alla sua larga adattabilità,

alla sua rusticità ed alla eccellente qualità della sua semola. L’introduzione di questa cultivar determinò l’aumento delle rese medie da 0,9 t/ha ad 1,2 t/ha alla fine degli anni ’30. Nel trentennio dagli anni ’20 agli anni ’50, fino al 60% della superficie nazionale a grano duro era investita a Cappelli, che si diffuse in seguito anche in altri paesi del Mediterraneo. Grazie all’alto contenuto proteico si ottennero delle farine molto nutrienti che costituirono un alimento completo (pane e pasta) specialmente per le popolazioni più pevere senza i problemi presentati dalla dieta esclusivamente maidica.

Durante il secondo conflitto mondiale, l’Italia ha affrontò gravi difficoltà economiche e alimentari, con risorse scarse e molte famiglie che lottavano per procurarsi cibo. Il governo ha dovette introdurre razionamenti per garantire una distribuzione equa delle limitate risorse disponibili.

In quegli anni, molti si affidavano ad alimenti di base come pane, pasta e legumi, poiché carne e pesce erano rari e difficili da ottenere. Uova e formaggio erano considerati vere prelibatezze, riservate per occasioni speciali.

Sin dalla fine del XIX secolo: “dopo pazienti studi e lunghi esperimenti nella Buitoni (impresa alimentare italiana, fondata a Sansepolcro, in Valtiberina (provincia di Arezzo), nel 1827) riuscirono a preparare una pastina speciale che ebbe subito un largo consenso di approvazione nel mondo scientifico per la sua intima composizione e per il suo potere nutritivo, e favore nel pubblico per il sapore gradito e per la facile sua digeribilità, la pastina glutinata che contiene il 15% di glutine secco, alla quale poi successero, la pastina poliglutinata con il 20%, la pastina iperglutinata al Somatose (preparato a base di carne) che aveva il 10% di Somatose e il 30% di glutine. Ove si pensi alla grande quantità di sostanze azotate contenute da queste pastine si comprenderà subito la loro importanza nella nutrizione dei bambini, dei malati, dei convalescenti” (Fig.6).

Fig.6: pubblicità delle Pastina Glutinata Buitoni

Mentre in Italia si cercò di risolvere i problemi alimentali delle classi più povere della popolazione con l’uso di farine sempre più ricche di proteine e in particolare di glutine in Olanda fu osservato un fenomeno

particolare.

Il paradosso olandese

Nel 1945 il pediatra olandese Willem Karel Dicke durante la carestia olandese, (quando il pane scarseggiava) notò dei miglioramenti dei sintomi nei bambini celiaci alimentati anche con bulbi di tulipano lessi privi di glutine. Successivamente, in seguito agli aiuti alimentari, quando i bambini tornano a mangiare farine e cereali, Dicke osserva nuovamente nei piccoli pazienti i sintomi gastro- intestinali. Dicke fu il primo ad associare i sintomi della celiachia

(dolori addominali, diarrea cronica, gonfiore, ecc.) ai derivati cerealicoli e in particolare al glutine.

Sin dagli inizi della introduzione del grano nell’alimentazione fu evidente che una significativa percentuale di soggetti non si adattava a questo tipo di alimento in quanto possedeva un gruppo genetico particolare che non riusciva a riconoscere il grano come una proteina che poteva essere “tollerata” ma lo considerava come un antigene ostile, contro il quale era necessario difendersi innescando una risposta immunitaria che provoca l’atrofia

della mucosa digiunale (malattia celiaca). Areteo di Cappadocia, che visse nella zona della “Luna fertile”, dove era iniziata la coltura dei cereali, nel II secolo, documentò una sindrome da malassorbimento con diarrea cronica. La sua definizione “affezione celiaca” (dal greco antico κοιλιακός, koiliakòs, “addominale”). Il paziente descritto nel lavoro di Areteo presentava mal di stomaco ed era pallido, debole e inabile al lavoro. La diarrea si manifestava come perdita di feci bianche, maleodoranti e flatulenza, la malattia era intrattabile

e suscettibile di ritorno periodico. Soggetti con intolleranza al glutine probabilmente erano esistiti presso tutte le popolazioni che si alimentavano con grano. Nella Fig. 7 viene mostrato lo scheletro, trovato in una tomba

di un sito archeologico della costa toscana, di una giovane donna vissuta in Toscana 2.000 anni fa con segni di malnutrizione. Sulla base delle evidenze archeologiche apparteneva ad una famiglia ricca e aveva la possibilità di avere ogni tipo di cibo, ma probabilmente cercava di evitarne alcuni.

Fig. 7

Proprietà, struttura e composizione molecolare del frutto del grano (chicco o cariosside). Anatomia della cariosside.

Fig. 8: anatomia della cariosside.

Il fumento produce frutti secchi indeiscenti disposti su file ordinate, che danno forma alla spiga. La classificazione come frutto secco, come intuibile, è dovuta allo scarso contenuto di acqua, al di sotto del

20% e il termine “indeiscente” indica, invece, che il frutto non espone all’esterno i semi durante la maturazione; occorre infatti specificare che il chicco di grano, per quanto compatto, presenta in realtà una struttura molto complessa, dove le parti germinali (Germe), i veri e propri “semi”, non costituiscono che una frazione irrisoria, il 3%.

La cariosside del grano (Fig. 8) presenta una struttura stratificata, in cui ciascuna parte contiene la successiva come in una matrioska, fino ad arrivare al punto più interno, l’embrione, avvolto dalle riserve di nutrimento. L’involucro esterno è la prima struttura osservabile nel frutto: è formato da una serie di tre membrane fibrose ricche di fibre di cellulosa, molecola indispensabile per conferire rigidità al fusto delle piante. Questi rivestimenti sono denominati, procedendo verso l’interno, epicarpo, mesocarpo ed endocarpo. Insieme, formano il pericarpo, l’organo protettivo, che una volta macinato formerà la crusca, le cui proprietà

benefiche per colon e intestino sono state ampiamente rivalutate dopo che per molto tempo la crusca è stata considerata prodotto di scarto. Al di sotto del rivestimento, della buccia del frumento, si trova la parte più consistente del frutto. Occupa circa l’80% del volume complessivo ed è chiamato endosperma amilifero. Si tratta di una riserva di amido da cui l’embrione della pianta attingerà per alimentarsi durante lo sviluppo, fino a che avrà le dimensioni per nutrirsi autonomamente tramite fotosintesi. È anche la porzione lavorata per

ottenere la farina durante la macinazione. L’endosperma è avvolto da due membrane, una più interna detta strato di aleurone, ricca di proteine e grassi, e una esterna, o strato ialino, costituita da un velo di cellule elastiche e trasparenti. Alla base del chicco si trova infine il germoglio che darà vita alla pianta. È composto da parti: una foglia embrionale, o cotiledone, che convoglia le riserve di amido per nutrire il germoglio, come un cordone ombelicale; due meristemi, tessuti con cellule ancora indifferenziate che consentono l’accrescimento; uno è situato all’estremità superiore (apicale) e svilupperà il fusto, mentre l’altro è situato all’estremità inferiore (radicale) e svilupperà le radici; un ipocotile, struttura interposta fra i due meristemi, funge da sostegno e fornisce l’asse di crescita della pianta.

La composizione a livello molecolare: acqua: costituisce dell’8 al 18% del frutto, a seconda dello stadio di maturazione; zuccheri: sono la frazione dominante, 72% del frutto; grassi: circa 1,5-2%; sali minerali: come i lipidi ammontano all’1,5-2% del chicco; proteine: mediamente attorno al 12%. Buona parte è contenuta nell’ endosperma amilifero, e alcune di esse le prolamine (gliadine e glutinine) a contatto con l’acqua formano il glutine.

Il glutine (il “cereal killer”).

Il glutine è definito ufficialmente come la frazione proteica del frumento, segale, orzo, kamut, spelta, triticale o i loro ceppi ibridati o da essi derivati, insolubile in acqua e 0,5M NaCl e alla quale i celiaci sono intolleranti.

Il glutine può essere definito come il “materiale proteico coesivo e viscoelastico ottenuto come sotto prodotto dell’isolamento dell’amido dalla farina di grano”. Una definizione biologica potrebbe includere le origini del complesso proteico del glutine, identificandolo come derivato dalle “proteine di riserva del grano” (Shwery & Halford, 2002).I cereali contengono centinaia di componenti proteici diversi, tradizionalmente classificati in quattro categorie dette frazioni di Osborne:

1. albumine: solubili in acqua.

2. globuline: solubili in soluzione salina.

3. prolamine: solubili in alcol acquoso.

4. gluteline: insolubili, che sono solubili in alcol solo in presenza di agenti riducenti.

Le albumine e le globuline (circa 20-25%} delle proteine del grano) comprendono principalmente proteine metaboliche e protettive, mentre le prolamine e le gluteline (circa 75-80% delle proteine del grano) servono come proteine di riserva. I nomi comuni di queste ordeine proteine del glutine strettamente correlate sono gliadine (ovvero le prolamine) e glutenine (ovvero le gluteline) nel grano, secaline nella segale, nell’orzo e avenine nell’avena. Sulla base delle sequenze di amminoacidi omologhe e dei pesi molecolari simili, le proteine del glutine possono essere suddivise in tre gruppi: ad alto peso molecolare (HMW), a medio peso molecolare (MMW) e a basso peso molecolare(LMW). Ogni gruppo contiene numerosi tipi di proteine del glutine correlati, con un numero variabile di singole proteine all’interno di ciascun tipo (Schalk et al., PLOS ONE 2017). Come visto sopra, il glutine è composto da due principali gruppi di proteine: gliadina e glutenina. Quando vengono mescolati con acqua, questi due componenti si uniscono per formare una struttura elastica che conferisce alla farina la sua tipica consistenza.

GLIADINE

Conferiscono elasticità e capacità di espansione al glutine. Sono spesso associate alle reazioni immunitarie nei soggetti celiaci, poiché provocano l’infiammazione intestinale .Le gliadine sono principalmente proteine monomeriche con pesi molecolari compresi tra 28.000 e 55.000 Da (Dalton) e possono essere classificate,

in base alle loro diverse strutture primarie, ovvero in base alla sequenza di amminoacidi da cui sono formate.

Alfa-gliadina

La più studiata e responsabile delle reazioni immunitarie nella celiachia. Contiene il peptide 33-mer, che è difficilmente digeribile e altamente infiammatorio.

Beta-gliadina

Simile all’Alfa-gliadina, può stimolare una risposta immunitaria nei soggetti sensibili.

Gamma-gliadina

Meno studiata, ma può contribuire alle reazioni avverse nei celiaci, sebbene sia considerata meno aggressiva rispetto all’Alfa-gliadina.

Omega-gliadina

Diversamente dalle altre frazioni, è solubile in acqua. È meno reattiva rispetto all’Alfa gliadina, ma può comunque contribuire alla risposta immunitaria in soggetti predisposti. L’Alfa-gliadina è la frazione più implicata nelle reazioni autoimmuni, motivo per cui è spesso monitorata nei test per il glutine.

Composizione Molecolare della Gliadina:

La gliadina è una prolammina, una classe di proteine ricca di amminoacidi prolina e glutammina (Acidi glutammico). Essendo una proteina composta da lunghe catene di amminoacidi, la gliadina non ha una formula chimica unitaria, ma la sua composizione può essere descritta in base alle sequenze degli amminoacidi che la costituiscono. Più amminoacidi si legano in sequenza tra loro tramite dei legami chimici definiti legami peptidici. Le catene che ne risultano sono definite peptidi. Più catene peptidiche si legano tra loro tramite legami covalenti a dare le proteine.

GLUTENINE

Proteine responsabili della forza e della coesione del glutine, conferendo struttura e stabilità, quindi, maggiore resistenza. Le glutenine sono proteine complesse composte da catene di amminoacidi legate insieme attraverso legami peptidici e ponti disolfuro. In questo caso si parla quindi di proteine polimeriche, formate da proteine aggregate legate dalegami disolfuro intermolecolari; hanno dimensioni variabili che vanno da circa 500.000 a oltre 10milioni di Da. In base al peso molecolare, le subunità di glutenina possono essere classificate in glutenina ad alto peso molecolare (HMW-GS) e glutenina a basso peso molecolare (LMW-GS) (Brandner et al., 2019). La formazione della rete proteica del glutine, facilitata in gran parte dalle subunità di glutenina adalto peso molecolare è cruciale per migliorare la qualità della lavorazione del grano e le proprietà del prodotto finito. Le subunità ad alto peso molecolare hanno un peso che varia tra 80.000 e120.000 Da. Le subunità a basso peso molecolare sono più piccole, con un peso molecolarecompreso tra

30.000 e 50.000 Da.

Composizione Molecolare della Glutenina.

Come le gliadine, anche le glutenine sono proteine che non possono essere identificate da una formula chimica generale. Le glutenine sono però caratterizzate da una maggiore presenza nella sequenza

amminoacidica di cisteine. Queste sono importanti poiché tra due residui di cisteina può formarsi un ponte disolfuro (-S-S-), che va a stabilizzare la struttura tridimensionale della proteina.

Il glutine si forma durante la panificazione, quando le proteine del grano (gliadina e glutenina vengono idratate e mescolate con acqua. Questo processo crea una rete elastica di glutine che dà struttura e consistenza al pane.

Il glutine non ha un valore biologico elevato poiché è povero di acido aspartico (28.1%) e lisina (19,4) ancora meno di alanina e arginina; tirosina (39,7%) e metionina – mentre è ricco in prolina e acido glutammico (31.4%) fenilalanina (23,6%) e leucina (14.4%). Significativa la presenza di valina e treonina. La selezione di grani a maggior contenuto di prolammine e glutenine (grani esaploidi) è stato finalizzato ad ottenere impasti di farine facilmente lavorabili, elastiche ed estensibili (glutine deriva dal latino gluten= colla).

Aspetti tossici del Glutine.

Fino a dieci anni fa la celiachia era considerata estremamente rara al di fuori dell’Europa e, pertanto, quasi completamente ignorata dagli operatori sanitari. In soli dieci anni, traguardi fondamentali hanno portato la celiachia dall’oscurità alla ribalta mondiale. Ora stiamo osservando un altro fenomeno interessante che sta generando grande confusione tra gli operatori sanitari. Il numero di persone che adottano una dieta senza glutine (GFD)sembra molto più alto del numero stimato di pazienti celiaci circa 1% della popolazione aperta), alimentando un mercato globale di prodotti senza glutine che ha raggiunto un fatturato globale di quasi 2,5 miliardi di dollari (USA) nel 2010. Questa tendenza è supportata dal fatto che, insieme alla celiachia, altre condizioni legate all’ingestione di glutine sono emerse come problemi di salute.

Le malattie umane correlate all’esposizione al glutine.

Le più note sono mediate dal sistema immunitario adattativo: l’allergia al grano (WA) e la celiachia (CD). In entrambe le condizioni, la reazione al glutine è mediata dall’attivazione delle cellule T nella mucosa

gastrointestinale. Tuttavia, nella WA è il cross-linking delle immunoglobuline di classe IgE mediante sequenze ripetute nei peptidi del glutine (ad esempio, serina-glutammina-glutammina-glutammina- (glutammina-)prolina-prolina-fenilalanina) che innesca il rilascio di mediatori chimici, come l’istamina, dai basofili e dai mastociti. Al contrario, la CD è una malattia autoimmune, come dimostrato da specifici autoanticorpi sierologici, in particolare gli anticorpi sierici anti-transglutaminasi tissutale (tTG) e gli anticorpi anti-endomisio (EMA). Oltre a CD e WA, ci sono casi di reazioni al glutine in cui non sono coinvolti né meccanismi allergici né autoimmuni. Queste sono generalmente definite come sensibilità al glutine (Non Celiac Gluten Sensitivity – NCGS).

Allergia alimentare (onset: minutes to hours after gluten exposure)

Le risposte allergiche all’ingestione di grano possono essere divise in due tipi. La WDEIA è una sindrome ben definita causata da un tipo specifico di proteina del grano, le ω5-gliadine. Altre risposte allergiche includono dermatite atopica, orticaria e anafilassi e sembrano essere correlate a una serie di proteine del grano. Queste possono variare tra le popolazioni ed essere correlate all’età e ai sintomi. Studi con proteine purificate utilizzando test specifici per le IgE con il siero dei pazienti hanno mostrato che il 60% presentava IgE contro α-gliadine, β-gliadine e subunità a basso peso molecolare, il 55% contro le γ-gliadine, il 48% contro le ω-gliadine e il 26% contro le subunità ad alto peso molecolare. Tutti i pazienti con anafilassi o WDEIA e il 55% di quelli con orticaria presentavano IgE contro le ω5-gliadin

Allergia al glutine (allergia al grano)

L’allergia al glutine rientra più correttamente nel quadro delle allergie al grano, una reazione immunologica avversa mediata principalmente dai immunoglobuline E (IgE) nei confronti delle proteine presenti nel frumento. Il glutine, complesso proteico costituito prevalentemente da gliadine e glutenine, rappresenta uno dei principali antigeni coinvolti in queste reazioni allergiche (Sapone et al., 2012). A differenza della celiachia,

che è una patologia autoimmune cronica, e della sensibilità al glutine non celiaca, l’allergia al grano è una vera allergia alimentare caratterizzata da una risposta immunitaria immediata. L’esposizione alle proteine del grano può indurre la degranulazione dei mastociti e dei basofili con il rilascio di mediatori infiammatori quali istamina, leucotrieni e prostaglandine (Sicherer & Sampson, 2018).Il meccanismo patogenetico dell’allergia

al grano è generalmente mediato da IgE specifiche dirette contro diverse proteine del frumento, tra cui albumine, globuline e componenti del glutine come la gliadina. In soggetti sensibilizzati, l’ingestione o l’inalazione di queste proteine determina il legame con IgE specifiche presenti sulla superficie dei mastociti, provocando una rapida risposta allergica (Inomata, 2009). Una particolare forma di allergia al grano è l’anafilassi indotta da esercizio fisico dipendente dal frumento (Wheat- Dependent Excercise – Induced Anaphylaxis, WDEIA), nella quale l’ingestione di grano seguita da attività fisica può scatenare una reazione anafilattica potenzialmente grave. In questo caso una proteina del glutine chiamata ω- 5 gliadina è spesso implicata come allergene principale (Morita et al., 2007). Le manifestazioni cliniche dell’allergia al grano possono variare notevolmente e coinvolgere vari sistemi dell’organismo. I sintomi più comuni sono:

• Orticaria e angioedema

• Rinite allergica

• Sintomi gastrointestinali (dolore addominale, nausea, vomito, diarrea)

• Sintomi respiratori come tosse o broncospasmo

• Nei casi più gravi, anafilassi (Sicherer & Sampson, 2018).

Nei bambini l’allergia al grano è relativamente più frequente e spesso tende a risolversi con la crescita. Negli adulti, invece, è meno comune ma può manifestarsi con forme cliniche più gravi come la WDEIA

(Inomata, 2009). La diagnosi di allergia al glutine, più correttamente definita allergia al grano, si basa su una combinazione di anamnesi clinica, valutazione allergologica e test di laboratorio. Gli esami di laboratorio hanno un ruolo fondamentale nell’identificazione della sensibilizzazione alle proteine del frumento e nella conferma diagnostica della patologia. Tuttavia, è importante sottolineare che la sola positività dei test di laboratorio non è sufficiente per stabilire la diagnosi di allergia alimentare, che deve essere sempre interpretata nel contesto clinico del paziente. Le principali metodiche di laboratorio usate includono la determinazione delle immunoglobuline E (IgE) specifiche, i test cutanei e, in alcuni casi, test molecolari più avanzati per l’identificazione degli allergeni specifici del grano. Uno dei principali strumenti diagnostici di laboratorio è il dosaggio delle immunoglobuline E specifiche per le proteine del grano nel siero del paziente. Questo esame viene generalmente eseguito mediante metodiche immunoenzimatiche o immuno- fluorimetriche come il sistema ImmunoCAP, quello usato nel nostro laboratorio, che consente di quantificare le IgE dirette contro specifici allergeni alimentari. Nel caso dell’allergia al grano, le IgE possono essere

dirette contro varie componenti proteiche, tra cui albumine, globuline, gliadine, glutenine. Tra queste, la ω- 5 gliadina rappresenta uno degli allergeni maggiormente associati alle reazioni allergiche severe e

all’anafilassi indotta da esercizio fisico dipendente dal frumento.

Fig. Sistema automatico per la determinazione delle IgE specifiche.

La presenza di IgE specifiche contro questa proteina è considerata un’importante marker diagnostico in tali condizioni. Il dosaggio delle IgE specifiche presenta una buona sensibilità ma la sua specificità può essere limitata. Infatti, alcuni pazienti possono mostrare sensibilizzazione immunologica senza sviluppare manifestazioni cliniche. Pertanto, i risultati vanno sempre correlati con la storia clinica del paziente. Sebbene non rappresentino un esame di laboratorio in senso stretto, i prick cutanei costituiscono uno strumento diagnostico complementare frequentemente utilizzato nella pratica allergologica. Il test consiste nell’applicazione sulla cute di estratti allergenici contenenti proteine del grano seguita da una lieve puntura della pelle. La comparsa di un pomfo cutaneo entro 15- 20 minuti indica una possibile sensibilizzazione IgE- mediata. I prick test presentano una buona sensibilità e sono relativamente rapidi e poco invasivi. Tuttavia, come per le IgE specifiche, una risposta positiva non equivale necessariamente a un’allergia clinicamente significativa. Negli ultimi anni la diagnostica allergologica ha beneficiato dello sviluppo della component- resolved diagnostics (CRD), una metodologia che consente di identificare con maggior precisione le singole componenti allergeniche responsabili della reazione. Nel caso dell’allergia al grano, questa tecnica permette di rilevare IgE specifiche verso allergeni molecolari ben definiti tra cui:

• Tri a 14 (proteina di trasferimento lipidico)

• Tri a 19 (ω- 5 gliadina)

• Tri a 30 e Tri a 36

L’identificazione di specifiche componenti allergeniche può migliorare l’accuratezza diagnostica e contribuire alla stratificazione del rischio di reazione allergiche gravi. Inoltre, consente di distinguere meglio tra sensibilizzazione crociata e allergia primaria al grano. Il test di provocazione orale con alimenti rappresenta il gold standard per la diagnosi definitiva di allergia alimentare. In questo test, il paziente assume quantità progressive dell’alimento sospetto sotto stretto controllo medico. Sebbene sia altamente affidabile, il test di provocazione orale viene eseguito solo in centri specializzati a causa del rischio di reazioni allergiche

severe. Per questo motivo, viene generalmente utilizzato quando i risultati dei test di laboratorio e la storia clinica non risultano conclusivi. Non esiste una terapia curativa per l’allergia al grano. Il trattamento principale consiste nell’eliminazione degli alimenti contenenti grano dalla dieta. Nei soggetti a rischio di reazioni gravi può essere prescritta adrenalina autoiniettabile per il trattamento immediato dell’anafilassi. L’educazione del paziente e la corretta lettura dell’etichetta alimentare rappresentano aspetti fondamentali nella gestione della patologia poiché il grano è presente in numerosi prodotti alimentari trasformati (Sicherer

& Sampson, 2018).

La celiachia.

La celiachia è un’enteropatia cronica immunomediata con un’ampia gamma di manifestazioni di gravità variabile. È scatenata dall’ingestione di gliadina, una frazione del glutine di frumento, e di proteine simili solubili in alcol (prolamine) di orzo e segale in soggetti geneticamente suscettibili, con successiva reazione immunitaria che porta a infiammazione dell’intestino tenue e normalizzazione dell’architettura dei villi in risposta a una dieta priva di glutine. L’esordio avviene da settimane ad anni dopo l’esposizione al glutine. La celiachia non colpisce solo l’intestino, ma è una malattia sistemica che può causare lesioni a qualsiasi organo. È una malattia genetica complessa e lo stato HLA sembra essere il più forte determinante genetico del rischio di autoimmunità celiaca. Gli individui con celiachia hanno una propensione a essere portatori di specifici alleli HLA di classe II, che si stima rappresentino fino al 40% del carico genetico. Negli individui affetti, il 95% presenta DQ2 (HLA-DQA1*05-DQB1*02) o DQ8 (HLA-DQA1*03-DQB1*0302), rispetto alla popolazione generale in cui il 39,5% presenta DQ2 o DQ8. La celiachia è un modello unico di autoimmunità in cui, a differenza della maggior parte delle altre malattie autoimmuni, sono noti una stretta associazione genetica con i geni HLA, una risposta autoimmune umorale altamente specifica contro

l’autoantigene della transglutaminasi tissutale e, soprattutto, il fattore ambientale scatenante (gliadina). È l’interazione tra geni (sia associati all’HLA che non associati all’HLA)e ambiente (ad esempio, glutine) che porta al danno intestinale tipico della malattia . In circostanze fisiologiche, questa interazione è prevenuta dall’interconnessione tra cellule TJ competenti. Nelle fasi precoci della celiachia, le TJ vengono aperte, e ne consegue un grave danno intestinale.

Il repertorio di peptidi del glutine coinvolti nella patogenesi della malattia è più ampio di quanto si pensasse in precedenza e può differire tra bambini e pazienti adulti. Ci sono almeno 50 epitopi tossici nei peptidi del glutine che esercitano attività citotossica, immuno-modulatoria e di permeazione intestinale. Queste attività sono state parzialmente mappate su specifici domini nella gliadina (Fig. ): il peptide citotossico 31–43 (106,

132, 166), il peptide immunomodulatore 57–89 (33-mer), i peptidi 111–130 e 151–170 che legano CXCR3 e rilasciano la zonulina (che permeano l’intestino), e il peptide 261–277 che rilascia l’interleuchina (IL)-8. Il frammento di gliadina 33-mer è il peptide più immunogeno perché ospita 6 epitopi sovrapposti. Inoltre, è resistente alla degradazione enzimatica da parte dell’acidità gastrica e delle peptidasi pancreatiche e dell’orletto a spazzola.

FIG. …: Sequenze motivo nel peptide 33-mer della gliadina. La molecola maggiormente responsabile degli effetti tossici del glutine. In rosso quella con azione citotossica, in giallo quella con attività immuno-modulatrice, quella del rilascio della zonulina e attività di permeabilità intestinale in blu e quella che induce il rilascio di IL-8 CXCR3 dipendente in verde scuro.

Questo peptide potrebbe raggiungere i distretti immunitari della mucosa intestinale in una forma intatta e stimolatoria. Inoltre, il peptide 33-mer non richiede ulteriore elaborazione nelle cellule presentanti l’antigene per la attivazione delle cellule T perché si lega alle molecole DQ2 con un profilo di pH che promuove il legame extracellulare. L’effetto dei peptidi di gliadina permeanti in vivo è stato confermato dall’analisi dei tessuti intestinali di pazienti con CD attiva e controlli non CD sottoposti a test per l’espressione di zonulina. L’immunoblotting quantitativo di lisati di tessuto intestinale di pazienti con CD attiva ha confermato l’aumento della proteina zonulina rispetto ai tessuti di controllo. L’aumento della zonulina durante la fase acuta della celiachia è stato confermato misurando la concentrazione di zonulina nel siero di pazienti con celiachia utilizzando un test ELISA sandwich. Rispetto ai controlli sani, i soggetti con celiachia presentavano concentrazioni sieriche di zonulina più elevate (P 0,000001) durante la fase acuta della malattia, che diminuivano a seguito di una dieta priva di glutine. I dati attuali suggeriscono che l’alterazione dell’elaborazione da parte degli enzimi intraluminali, i cambiamenti nella permeabilità intestinale e

l’attivazione dei meccanismi dell’immunità innata precedono l’attivazione della risposta immunitaria adattativa (Fig. ). Sulla base di questi dati e della mappatura dell’epitopo della gliadina descritta sopra, è possibile ipotizzare la seguente sequenza di eventi: dopo l’ingestione orale, la gliadina interagisce con la mucosa dell’intestino tenue causando il rilascio di IL-8 dagli enterociti (peptide 261-277), determinando così un immediato reclutamento di neutrofili nella lamina propria. Allo stesso tempo, i peptidi permeanti la gliadina

111–130 e 151–170 avviano la permeabilità intestinale attraverso un rilascio di zonulina dipendente da

MyD88 (come è stato recentemente confermato identificando CXCR3 come il recettore che rilascia zonulina in modo dipendente da MyD88, ve che consente la traslocazione para cellulare della gliadina e la sua successiva interazione con i macrofagi (attraverso 33-mer e altri peptidi immunomodulatori) all’interno della sottomucosa intestinale. Questa interazione avvia la segnalazione attraverso un percorso dipendente da MyD88 ma indipendente da TLR4 e TLR2, con conseguente stabilizzazione di un ambiente citochinico proinfiammatorio (di tipo Th1) che determina l’infiltrazione di cellule mononucleate nella sottomucosa. La presenza persistente di mediatori infiammatori come il fattore di necrosi tumorale (TNF) e l’interferone (IFN) provoca un ulteriore aumento della permeabilità attraverso gli strati endoteliali ed epiteliali, suggerendo che la violazione iniziale della funzione di barriera intestinale causata dalla zonulina può essere perpetuata dal processo infiammatorio successivo all’accesso della gliadina alla sottomucosa.

Fig…:La ansglu aminas 2 TG2 s lega a esidu d glu ammina ne le sequenze Q X P de pep idi de glutine deamidandoli in acido glutamm co e int oducendo una ca ca nega iva che può inte agire con un esiduo d lisina a ca ica posit va in posizione 6 della asca pep idica dell HLA DQ2 5 de e minando un aumen o dell avidi à de pep ide pe l’HLA DQ2 5 compless HLA DQ2 5 pep ide de glutine esp ess su le cellule p esen an an igene APC possono a va e le cellule T CD4 spec che pe il glutine Come pe alt an igen alimen a i, l’a vazione può avvenire nelle placche d Peye o ne lin onod mesen e c dopo la mig azione d cellule dend iche CD103+ ca ca e con pep idi de glutine nella lamina p op ia Wo bs e

al. 2006 Tu avia, è s a a segna a a un insoli a a vazione a d uo dell in es ino ne op HLA DQ2 Du P e e al. 2011

L a vazione è seguita dalla selez one e dall espansione clonale delle cellule T che mos ano un TCR ad alta avidi à Qiao e al. 2011

Meccanismi immunitari

I peptidi del glutine derivanti da una digestione incompleta nel lume intestinale accedono alla lamina propria attraverso la barriera epiteliale tramite la via trans cellulare (mediata dalla zonulina) o para cellulare. Nei pazienti affetti da celiachia, questi peptidi dannosi innescano l’attivazione di una vigorosa risposta immunitaria adattativa ed una risposta immune di tipo innato. La risposta immunitaria adattativa nella

Fig. …: Meccanismi di rilascio di zonulina indotto dalla gliadina, aumento della permeabilità intestinale e insorgenza di autoimmunità. La produzione di peptidi specifici derivati dalla gliadina da parte degli enzimi digestivi provoca il rilascio di zonulina mediato da CXCR3 e dipendente datMr yD88 t(2) e la isuc(cess)ivai trans ai trtivazioinei deltl’EGFR da plarte di PAR2 ch- e-portai alla tdisgrelgazione, delle giunzioni strette (TJ) nell’intestino tenuei (3). L’arumento della permri eabilità itntestinale consernte agli antigerni non seilf (inclusa lra gliadinai) di entrare nella lamina propria (4), dovet vengonot presenta’ ti da-lle mo.le,colet Hr LA-DQ e -DR (5). Lta pres’ entatzionel di unt o o piùr peptid- i dell.a .gIliadina porta all’abolizione dei lla to-lleran.za- oratle (paslsaggio alla rispoistalTh1/Th17) re a unt mtai rl’cato aume( nto d)elle rispostettiimmr unitarie periferiche alla gliadina. Inifoi ltre, lercellule de.ndritiche craricrhie dti gliadi ina migtrarno dtatill’intestino tenue ai linfonodi mesenteriici e/orpancri eatfici (6)i dove presentano at nrtiigieni derivati dralla gliadiina. Questa priet sentazione portari allta migraziotne dellle cellule T CD4 CD8 er CDr 4 (CD8r all’otrgano bersagli,o (inte)s.tinet/to pancretast ) dove claut sano’ infiamt mattzi ione (7). Ll ‘aittfuazriione’ditunta dietai pt rivia di g-lutine (o il trartta´ mtento, con l)’.inibitore della zonulin’ attAi T1001 (8) previene l’attivazioine della vi’a della zonulina e, quindi, del processo autotrimmune che colpisce le ctellu( le intesttinali

, ).

celiachia è caratterizzata dà risposte delle cellule T CD4+ specifiche per il glutine nella mucosa dell’intestino tenue e da anticorpi contro la gliadina del grano e l’enzima TG2 (codificato da TGM2) (Fig. ) Nel 1997, la scoperta della TG2 come principale autoantigene ha permesso una migliore comprensione della patogenesi della celiachia e lo sviluppo di test sierologici altamente specifici per la diagnosi. I peptidi del glutine nativo contengono l’amminoacido glutammina in posizioni chiave (hanno carica neutra) e questi possono

essere deamidati selettivamente dalla TG2 (acquistando carica negativa). Questa modificazione biochimica porta alla sostituzione dei residui di glutammina con acido glutammico, che aumenta mille volte l’affinità di legame dei peptidi del glutine alle molecole HLA-DQ2 o HLA-DQ8 sulle APC (Fig. ). I peptidi di gliadina legati all’HLA vengono ulteriormente presentati alle cellule T helper CD4+ specifiche per il glutine. Storicamente, le cellule dendritiche pro-infiammatorie, che esprimono facilmente le molecole HLA-DQ, sono state considerate le APC chiave nella celiachia. Tuttavia, è stato ipotizzato che le cellule B specifiche per la gliadina e per la TG2 possano esercitare funzioni simili. Le cellule T CD4+ specifiche per il glutine riconoscono i peptidi di gliadina presentati dall’HLA tramite i recettori delle cellule T (TCR) presenti sulla superficie cellulare. È interessante notare che le cellule T specifiche per il glutine che presentano un TCR con modalità di riconoscimento dell’epitopo della gliadina distinte sono state identificate solo nei pazienti con

celiachia. Poiché i TCR vengono generati in un processo casuale, i TCR ad alta affinità specifici per la gliadina possono essere prodotti solo in una minoranza di individui HLADQ2-positivi o HLA-DQ8- positivi, fornendo così una potenziale spiegazione del perché solo un sottogruppo di questi individui sviluppa la celiachia. Una volta attivate, le cellule T CD4+ specifiche per il glutine secernono diverse citochine, tra cui IFNγ e IL-21, creando così un ambiente infiammatorio nella lamina propria dell’intestino tenue che favorisce il danno tissutale (Fig. 4). Oltre a contribuire alla rete di citochine pro-infiammatorie nell’intestino tenue, le cellule CD4+ specifiche per il glutine sono state implicate nella generazione delle risposte anticorpali caratteristiche della celiachia (Fig. 4). Dopo aver incontrato la gliadina legata all’HLA su una cellula APC ed essersi attivata, una cellula CD4+ potrebbe fornire segnali di supporto sia alle cellule B specifiche per il glutine che a quelle specifiche per la TG2, promuovendo così la loro attivazione e differenziazione in plasmacellule che secernono anticorpi contro i peptidi deamidati della gliadina (DGP) e la TG2. Entrambe le popolazioni di anticorpi possono essere rilevate nella circolazione dei pazienti affetti da celiachia; inoltre, gli anticorpi anti-TG2 sono presenti nella mucosa dell’intestino tenue, depositati a livello della membrana basale subepiteliale e attorno ai vasi sanguigni della mucosa. Storicamente, si riteneva che sia gli anticorpi anti-TG2 circolanti che quelli depositati nell’intestino fossero prodotti nell’intestino tenue dalle plasmacellule locali. Tuttavia, dati recenti indicano che gli anticorpi anti-TG2 sierici sono secreti da plasmacellule clonalmente correlate alle plasmacellule intestinali specifiche per la TG2. cellule plasmatiche ma risiedono al di fuori dell’intestino. Indipendentemente dalla loro origine, sia gli anticorpi antigliadina che gli anticorpi anti-TG2 sono stati proposti come possibili fattori coinvolti nella patogenesi della celiachia. Ad esempio, si ritiene che questi anticorpi aumentino la permeabilità della barriera epiteliale, consentendo ai peptidi della gliadina di accedere alla lamina propria e influenzando la biologia delle cellule epiteliali. È interessante notare che le risposte auto anticorpali dirette contro altri membri della famiglia della transglutaminasi sono state associate a specifiche manifestazioni della celiachia. Gli anticorpi diretti

contro TG3 e TG6, che si manifestano rispettivamente nel contesto della dermatite erpetiforme e dell’atassia da glutine, sono stati considerati potenziali fattori contribuenti alla patogenesi di queste manifestazioni extra intestinali. Un sottoinsieme di citochine, tra cui IFNγ e IL-21, prodotte dalle cellule T CD4+ specifiche per il glutine a seguito dell’attivazione immunitaria adattativa, fungono da collegamento tra l’immunità adattativa e quella innata. Nella celiachia, le risposte immunitarie innate sono caratterizzate da un’aumentata espressione mucosale di IL-15, IL-18 e interferoni di tipo I, che si ritiene siano prodotti da cellule epiteliali intestinali stressate e/o cellule dendritiche. Tra queste citochine, l’IL-15 è nota per contribuire allo sviluppo della malattia in molteplici modi, ad esempio inibendo gli effetti regolatori delle cellule T CD4+

regolatorie (Treg), promuovendo così la perdita di tolleranza orale e di regolazione immunitaria, e autorizzando gli IEL a uccidere le cellule epiteliali intestinali.

Linfociti intraepiteliali (IEL).

Gli IEL sono una popolazione eterogenea di linfociti T che pattugliano la barriera mucosa e possono esercitare funzioni effettrici senza un’attivazione antigene-specifica; interagiscono direttamente con le cellule epiteliali intestinali e possono indurre l’apoptosi quando necessario. Nella celiachia, il numero di IEL è aumentato e la loro quantità è correlata alla gravità dell’atrofia della mucosa. È interessante notare che gli IEL nella mucosa dei pazienti con celiachia non sono attivati da antigeni dipendenti dal TCR. Queste cellule mostrano invece una trasformazione citotossica, fondamentale per l’induzione dell’apoptosi delle cellule epiteliali intestinali, guidata da meccanismi che coinvolgono il ligando Fas, la perforina, la granzima B e la proteina di membrana integrale di tipo II NKG2D. Quest’ultimo, NKG2D, è un recettore attivante presente sulla superficie dei linfociti intraepiteliali (IEL) e la sua espressione è aumentata nella celiachia in risposta all’IL-15. Il principale ligando per NKG2D espresso sulle cellule epiteliali intestinali è una molecola HLA di classe I non convenzionale indotta dallo stress, MICA, la cui espressione è aumentata nella celiachia. L’interazione tra NKG2D e MICA induce direttamente la morte delle cellule epiteliali intestinali insieme alle suddette vie apoptotiche. Questi meccanismi contribuiscono allo sviluppo dell’atrofia dei villi della mucosa dell’intestino tenue (Fig. 5), ma il contributo relativo di ciascuna via nell’induzione della morte delle cellule epiteliali intestinali nella celiachia rimane ancora poco chiaro.

Fig. : Risposte immunitarie adattative coinvolte nella celiachia. A causa dell’elevato contenuto di prolina, il glutine è piuttosto resistente alla degradazione proteolitica da parte degli enzimi digestivi dei mammiferi e dei microrganismi, il che porta alla comparsa di peptidi di gliadina piuttosto lunghi, incluso il 33mer, nel lume dell’intestino tenue. Questi peptidi accedono alla lamina propria attivamente attraverso la via trans epiteliale o passivamente tramite il flusso para cellulare causato da una compromissione della funzione di barriera epiteliale. Nella lamina propria, i peptidi di gliadina immunogenici vengono modificati dalla transglutaminasi 2 (TG2), che de amida specifici residui di glutammina in acido glutammico, aumentandone l’affinità per l’antigene leucocitario umano (HLA)-DQ2 o HLA-DQ8. Questi epitopi modificati vengono captati dalle cellule presentanti l’antigene, comprese le cellule dendritiche che li presentano alle cellule T CD4+ specifiche per il glutine nel contesto delle molecole HLA-DQ2 o HLA-DQ8. Inoltre, è stato suggerito che sia le cellule B specifiche per il glutine che quelle specifiche per la transglutaminasi tissutale (TG2) agiscano come cellule presentanti l’antigene nella celiachia. Le cellule B riconoscono i loro antigeni (peptidi della gliadina e complessi TG2-gliadina) tramite i recettori delle cellule B (BCR) presenti sulla superficie cellulare, li internalizzano e presentano i peptidi del glutine processati alle cellule CD4+ specifiche per il glutine. In seguito all’interazione tra HLA-DQ2 o HLA-DQ8, i

peptidi della gliadina e specifici recettori delle cellule T (TCR), sia le cellule T che le cellule B verrebbero attivate. Una volta attivate, le cellule T CD4+ specifiche per il glutine iniziano a secernere citochine infiammatorie, tra cui IFNγ e IL-21,creando così un ambiente infiammatorio nella lamina propria dell’intestino tenue. Inoltre, le cellule B attivate possono differenziarsi in plasmacellule che secernono anticorpi contro il glutine

e la TG2. IEL, linfocita intraepiteliale.

Diagnosi sierologica della celiachia.

In caso di sospetta celiachia, diversi test sierologici, tra cui gli EmA (anticorpi specifici per la TG2 nell’endomisio, una forma di tessuto connettivo perivascolare) e i test per gli anticorpi anti-TG2, possono supportare la procedura diagnostica nella selezione dei pazienti da sottoporre a endoscopia, a seguito della quale vengono prelevati campioni bioptici duodenali a scopo diagnostico. Gli EmA e gli anticorpi anti-TG2 presentano un’eccellente sensibilità (90-100%) e una specificità prossima al 100% per la celiachia. Il test degli EmA è considerato il metodo di riferimento per la rilevazione degli autoanticorpi responsabili della celiachia. Tuttavia, poiché questo test si basa sull’immunofluorescenza indiretta, è soggettivo, a bassa produttività, laborioso e costoso. Al contrario, il test immunoenzimatico (ELISA) o il RIA per gli anticorpi anti- TG2 sono indipendenti dall’operatore e possono essere eseguiti su strumenti automatizzati; per tali ragioni sono diventati più diffusi nella pratica clinica. Tuttavia, le prestazioni dei test commerciali per gli anticorpi

anti-TG2 possono variare a seconda della qualità dell’antigene TG2 (ad esempio, la conformazione della molecola) e, pertanto, alcuni test possono produrre risultati falsi negativi e falsi positivi. In particolare, bassi valori di anticorpi anti-TG2 sono talvolta associati a malattie autoimmuni come il diabete mellito di tipo 1 e malattie infettive in generale. I test di prima generazione per gli anticorpi antigliadina, che utilizzano peptidi di gliadina nativi come antigene, sono considerati imprecisi e, pertanto, non sono più raccomandati per la diagnosi di celiachia. I test sviluppati più recentemente utilizzano i DGP come antigene per rilevare gli anticorpi specifici per i DGP; Questi test potrebbero individuare alcuni pazienti affetti da celiachia che non vengono rilevati dai test EmA e TG2-Ab (Fig. )

Fig. : evoluzione dei tests sierologici per celiachia.Fig. :

Fig. : Performaces dei vari tests sierologici per celiachia.

I tests sierologici vanno condotti con una dieta con presenza di glutine altrimenti i risultati non sono attendibili. Questo perché con la dieta gluten free i titoli anticorpali ritornano nei “range” di normalità (Fig )

La Non Celiac Gluten Sensitivity (NCGS).

Fig. : incidenza percentuale della celiachia nelle varie regioni del mondo.

La sensibilità al glutine non celiaca (NCGS), descritta per la prima volta all’inizio degli anni Settanta, è un’entità clinica caratterizzata dall’assenza di celiachia e allergia al grano nei pazienti che scatenano risposte sintomatiche riproducibili al consumo di alimenti contenenti glutine. I sintomi gastrointestinali che iniziano ore o giorno dopo la esposizione al glutine, simili a quelli della sindrome dell’intestino irritabile (IBS), possono includere uno qualsiasi dei seguenti: dolore addominale, gonfiore, anomalie dell’alvo (diarrea o stitichezza), nausea, aerofagia, malattia da reflusso gastroesofageo e stomatite aftosa. Mentre la celiachia interessa circa l’1% della popolazione (Fig. ) la NCGS colpisce circa il 6% della popolazione. La patogenesi della NCGS è poco conosciuta, oggetto di acceso dibattito e di intense ricerche (Figura ). La NCGS potenzialmente coinvolge molti fattori scatenanti, come si osserva nella malattia celiaca e nella sindrome dell’intestino irritabile (IBS). L’evento iniziale nella NCGS coinvolge principalmente l’esposizione dell’epitelio intestinale ad alimenti contenenti glutine, che porta a risposte immunomediate e/o non immunomediate. Mentre la malattia celiaca mostra un aumento della permeabilità intestinale, la NCGS mostra una diminuzione della permeabilità intestinale ai soluti con un aumento della barriera epiteliale e un’espressione elevata del componente delle giunzioni strette claudina-4. Data la mancanza di prove di un coinvolgimento delle cellule T e l’apparente contributo dei recettori toll-like (ad es. TLR-2, TLR-1), la NCGS potrebbe essere più una risposta immunitaria innata che adattativa. Dal momento che non sono chiariti i fattori scatenanti, questo rende la NCGS un’entità patologica relativamente diversa da altre condizioni correlate al glutine come la CD e WA. I cambiamenti nel microbiota intestinale (disbiosi) prodotti dal

consumo di glutine potrebbero intervenire nella NCGS. Questa risposta sistemica prevalentemente innata basata sui TLR potenzialmente indotta da cambiamenti nel microbiota è stata ulteriormente supportata dall’aumento dei livelli di LBP (proteina legante il lipopolisaccaride) e proteine solubiliCD14. Inoltre, vi sono prove che la NCGS si sviluppi in individui con alcune predisposizioni genetiche (ad esempio, HLA-DR4, HLA-DR2), che sono più elevate rispetto alla popolazione generale ma inferiori rispetto ai pazienti con CD che presentano una forte componente genetica. Tuttavia, attualmente questa associazione non sembra essere così chiara. Il glutine, il principale agente scatenante nella CD, ha anche un ruolo significativo nella patologia della NCGS. Oltre al glutine, è stato dimostrato che diversi altri stimoli derivati dagli alimenti sono importanti nell’eziopatogenesi della NCGS, tra cui gli inibitori dell’alfa-amilasi/tripsina (ATI – un gruppo di proteine a basso peso molecolare altamente resistenti alle proteasi gastrointestinali, si trovano

Fig : I recettori Toll-like agiscono come sensori primari per la gliadina e le proteine non glutine, come gli inibitori dell’alfa-amilasi/tripsina e i segnali derivati dal microbiota nella sensibilità al glutine non celiaca. Un microbiota disregolato rilascia anche lipopolisaccaride (LPS) in circolo, che determina la produzione di proteina legante LPS (LBP) da parte delle cellule epiteliali gastrointestinali ed epatiche e di CD14 solubile (sCD14) da parte di monociti/macrofagi. Ciò porta all’attivazione del fattore di trascrizione NF-κB (fattore nucleare kappa B), che controlla l’espressione di una serie di geni di citochine infiammatorie, con conseguente reclutamento di neutrofili e macrofagi. A differenza della celiachia, si osserva una limitata attivazione delle cellule dendritiche, con conseguente ridotta espressione di cellule Treg, FOXP3, TGFβ e IL-10. Tutti questi fattori, insieme all’aumentata espressione di claudina-4, culminano in una ridotta permeabilità intestinale e in un aumento della barriera epiteliale. La disbiosi

intestinale può anche promuovere l’infiammazione attraverso l’espansione di patobionti pro-infiammatori. TLR: recettori Toll-like.

nell’endosperma dei semi delle piante, dove agiscono come pesticidi naturali), i FODMAPs (un gruppo di carboidrati che comprende fruttosio, lattosio, glucosio, polioli, fruttani e galatto-oligosaccaridi) e altri fruttani a catena corta. La gliadina è la frazione solubile in alcol del glutine e contiene la maggior parte dei componenti immunogenici. La gliadina ha la capacità di promuovere una risposta infiammatoria principalmente nel tratto gastrointestinale superiore. È stato dimostrato che la gliadina innesca sia la risposta innata che quella adattativa attraverso il reclutamento di cellule T CD4+ e l’aumento dell’espressione dell’interleuchina-15 da parte degli enterociti. Tuttavia, gli effetti delle risposte enteriche indotte dalla gliadina non sono completamente visibili nella NCGS, dove la risposta immunitaria innata sembra svolgere un ruolo più importante rispetto alla risposta adattativa. Il comportamento eterogeneo della NCGS rispetto alla CD

può essere spiegato da diversi motivi della proteina gliadina che esercitano risposte diverse con i peptidi alfa gliadina e probabilmente sono più espressi negli individui con NCGS. Gli individui con NCGS hanno anche livelli aumentati di TLR2 e in misura minore l’espressione di TLR1, aumento del numero di IEL e riduzione

del numero di cellule T regolatorie. La funzione di barriera dei soluti rimane in gran parte invariata nella NCGS, il che è coerente con una risposta immunitaria adattativa abbastanza normale, una normale permeabilità intestinale ed espressione delle proteine delle giunzioni strette. L’effetto oppioide del glutine sul tempo di transito intestinale e l’effetto patologico sono stati studiati e potrebbero avere un ruolo importante sulla patologia generale e sulla presentazione clinica della malattia. Negli ultimi anni, è stato dimostrato che anche altri componenti non glutine del grano svolgono un ruolo importante. In particolare, gli ATI sono stati implicati nella patologia della NCGS. Il ruolo degli ATI nell’innescare una risposta immunologica è stato dimostrato in modelli di ricerca animali e umani e si ritiene che siano un importante antigene orale sia nella celiachia che nella NCGS. Questa risposta immunitaria prevalentemente innata coinvolge macrofagi, neutrofili e cellule dendritiche intestinali attraverso l’attivazione dei complessi recettoriali Toll-like. La loro minore tendenza a influenzare la morfologia intestinale generale è in linea con la patologia della NCGS. È stato dimostrato che il microbiota intestinale svolge un ruolo significativo nella patogenesi della malattia di Crohn, in cui la disbiosi intestinale precede l’attivazione dell’infiammazione percorsi immunomediati. Il ruolo

della disbiosi intestinale è stato recentemente enfatizzato anche nella patogenesi della NCGS e potrebbe aiutare a spiegare sia le manifestazioni intestinali che quelle non intestinali della malattia attraverso la regolazione positiva dell’infiammazione intestinale e sistemica. L’aumentato reclutamento di Granulociti neutrofili a livello della mucosa probabilmente comporta la dismissione di Calprotectina (proteina prodotta dai Granulociti neutrofili) nelle feci anche se con valori a quelli riscontrati in caso di IBD (>300 mg/Kg).

Diagnosi della NCGS.

A differenza della celiachia, attualmente non sono disponibili biomarcatori sensibili e specifici per la diagnosi di NCGS, e, di conseguenza, la sua diagnosi si basa sull’esclusione di CD e WA e sulla valutazione clinica del paziente durante un test di provocazione con glutine in doppio cieco o controllato con placebo in singolo cieco. I criteri degli esperti di Salerno (Catassi C, Elli L, Bonaz B, Bouma G, Carroccio A, Castillejo G,et al. Diagnosis of non-celiac gluten sensitivity (NCGS): the Salerno experts’ criteria. Nutrients. 2015;7(6):4966–

77.) Fig. hanno stabilito un approccio standardizzato per la diagnosi di NCGS. Questo approccio prevede la valutazione clinica del paziente mentre segue una dieta priva di glutine per almeno 6 settimane. Dopo

questo periodo, dovrebbe essere eseguito un test di provocazione con glutine in doppio cieco controllato con placebo con un approccio crossover (test di provocazione con glutine e placebo per una settimana

ciascuno), ma un test di provocazione con glutine in singolo cieco controllato con placebo potrebbe essere implementato nella pratica clinica. Tuttavia, questo approccio è difficile da applicare nella pratica clinica quotidiana poiché la maggior parte dei pazienti si autodiagnostica e inizia una dieta priva di glutine, e nella maggior parte dei casi non sono disposti ad assumere nuovamente glutine.

Fig. Algoritmo diagnostico della NCGS proposto da Catassi et al. [34]. GFD: dieta senza glutine, A: prodotto A (glutine o placebo), B: prodotto B (placebo o glutine), E: valutazione (questionario). La valutazione è stata effettuata settimanalmente durante la fase 1 e quotidianamente durante la fase 2. Valutazione del miglioramento: i responder sono stati definiti come pazienti che hanno soddisfatto i criteri di risposta (>30% di riduzione di uno a tre sintomi principali o almeno 1 sintomo senza peggioramento degli altri) per almeno il 50%

del tempo di osservazione. Adattato da Catassi et al., Nutrients. 2015

Nelle ultime tre decadi l’incidenza delle malattie autoimmuni è in aumento, parallelamente all’espansione della lavorazione industriale degli alimenti e al consumo di additivi alimentari. La barriera epiteliale intestinale, con le sue TJ intercellulari, controlla l’equilibrio tra tolleranza e immunità verso gli antigeni non self. Di conseguenza, si sta prestando particolare attenzione al ruolo della disfunzione delle giunzioni strette nella patogenesi delle malattie autoimmuni. La permeabilità delle giunzioni strette è accentuata da numerosi componenti luminali, tra cui gli additivi alimentari industriali di uso comune. Glucosio, sale, emulsionanti,

solventi organici, glutine, transglutaminasi microbica e nanoparticelle sono ampiamente e sempre più utilizzati dall’industria alimentare, secondo quanto affermano i produttori, per migliorare la qualità degli alimenti. Tuttavia, tutti gli additivi sopra menzionati aumentano la permeabilità intestinale compromettendo l’integrità del trasferimento para-cellulare delle giunzioni strette. In effetti, la disfunzione delle giunzioni strette è comune in diverse malattie autoimmuni e il ruolo centrale svolto dalle giunzioni strette nella patogenesi di queste malattie è ampiamente descritto. Si ipotizza che gli additivi alimentari industriali comunemente utilizzati compromettano la funzione di barriera dell’epitelio umano, aumentando così la permeabilità intestinale attraverso le giunzioni strette aperte, con conseguente ingresso di antigeni immunogenici estranei e attivazione della cascata autoimmune. La ricerca futura sull’interazione tra esposizione agli

additivi alimentari, permeabilità intestinale e autoimmunità amplierà la nostra conoscenza dei meccanismi comuni associati alla progressione delle malattie autoimmuni. Nelle malattie correlate al glutine GRD si sta ipotizzando un ruolo importante delle Transglutaminasi microbiche (mTG) nell’aumentare la permeabilità intestinale mediante la formazione di legami crociati tra aminoacidi o proteine. Le transglutaminasi microbiche sono additivi alimentari, ampiamente utilizzato in una moltitudine di industrie alimentari. Non è etichettata ed è nascosta alla conoscenza del pubblico. Essendo funzionalmente simile alla tTg, può post- tradurre e modificare i peptidi della gliadina reticolandoli, inducendo così una perdita di tolleranza. Alle mTG addizionate ai cibi e bevande si aggiungono le mTG dei batteri intestinali. L’uso delle mTG porta alla formazione di nuovi peptidi immunogenici del glutine mediante la reticolazione di varie molecole al glutine, formando così nuovi epitopi celiacogenici che causano mimetismo molecolare dei peptidi immunogeni nei pazienti con malattia celiaca. L’ingresso di antigeni immunogeni attraverso le TJ dilatate attiva la cascata dell’auto-immunità. La capacità di cross-linking della tTG e della mTG di ancorare la gliadina è alla base dei cambiamenti negli epitopi creati ed esposti sui nuovi complessi, con conseguente formazione di anticorpi neo-tTG e neo-mTG.

Fig. : Schema ipotetico della formazione dei complessi neo-epitopici e dei relativi anticorpi nella malattia celiaca (MC). La prima parte della figura mostra il percorso di elaborazione del glutine, in cui i cereali vengono digeriti nell’intestino dagli enzimi luminali. (a) Durante questo processo, la gliadina viene scissa in peptidi che reagiscono poi con la transglutaminasi tissutale (tTG) nella lamina propria, formando complessi reticolati covalentemente (neo-epitopi tTG). (b) Prima o dopo la digestione della gliadina, i peptidi risultanti possono essere ulteriormente elaborati dalla transglutaminasi microbica (mTG), in grado di imitare la tTG e formare peptidi reticolati (neo-epitopi mTG). Quei peptidi tTG deamidati e tTG o mTG reticolati e i loro neo-epitopi inducono la formazione di anticorpi, con conseguente produzione di anticorpi anti-peptide

di gliadina deamidato (DGP, tTG, tTG-neo e mTG neo

Diversi studi recenti hanno confrontato gli anticorpi anti-mTG-neo con altri anticorpi associati alla celiachia. Anti-mTG, tTG, mTG-neo e tTG neo sono stati studiati in 95 pazienti pediatrici. Si è concluso che la mTG è immunogenica nei bambini con celiachia. In seguito alla

complessazione con la gliadina, la sua immunogenicità è ulteriormente aumentata. Utilizzando i criteri di Marsh, gli anticorpi IgG anti-mTG-neo sono risultati correlati al danno intestinale in misura paragonabile agli anticorpi IgA anti-tTG-neo. mTG e TTG hanno mostrato un epitopo immuno-potente comparabile. mTG-neo IgG è stato dichiarato un nuovo marcatore per la diagnosi di CD. Ci sono anche evidenze che la mTG e la mTG “neo” possono supportare la valutazione della NCGS e fungere da strumento alternativo per escludere la celiachia.

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$\omega$-5 gliadin, a major allergen in wheat-dependent exercise-induced anaphylaxis. Journal of Biological Chemistry, 280(13).

• Pastorello, E. A., et al. (2007). The maize lipid transfer protein, LTP, is the major allergen associated with severe allergy to maize. Journal of Allergy and Clinical Immunology, 119(1). (Utile per il confronto con Tri a 14).

Biochimica e Patologia Generale

• Catassi, C., et al. (2013). Non-Celiac Gluten sensitivity: the new frontier of gluten related disorders. Nutrients, 5(10).

• Schalk, K., et al. (2017). Isolation and characterization of gluten protein types.

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• Shewry, P. R., & Halford, N. G. (2002). Cereal seed storage proteins. Journal of Experimental Botany, 53(370).

Patogenesi Molecolare e Biologia della Barriera Intestinale

• Fasano, A. (2011). Zonulin and its regulation of intestinal barrier function: the biological door to inflammation, autoimmunity, and cancer. Physiological Reviews, 91(1), 151-175. (Riferimento per il rilascio di zonulina e le giunzioni strette – TJ).

• Lammers, K. M., et al. (2008). Gliadin induces celiac sprue-derived small intestinal epithelia to release zonulin, leading to increased intestinal permeability. Gastroenterology, 135(1), 194-204. (Fondamentale per il legame tra gliadina, CXCR3 e MyD88).

• Schanz, M., et al. (2017). The 33-mer gliadin peptide: A review of its immunogenic potential and oral digestion resistance. Nutrients, 9(11). (Specifico per la Figura 16 e la resistenza enzimatica).

Immunologia e Genetica della Celiachia

• Dieterich, W., et al. (1997). Identification of tissue transglutaminase as the autoantigen of celiac disease. Nature Medicine, 3(7), 797-801. (Lo studio storico sulla scoperta della TG2 citato nel testo).

• Sollid, L. M. (2002). Coeliac disease: dissecting a complex inflammatory autoimmune disease. Nature Reviews Immunology, 2(9), 647-655. (Riferimento per il ruolo dell’HLA-DQ2/DQ8 e la deamidazione dei peptidi).

• Worbs, T., et al. (2006). Oral tolerance occurs in the absence of antigenspecific effector T cells. Journal of Experimental Medicine. (Citato in Figura 18

per la migrazione delle cellule dendritiche).

• Du Pré, M. F., et al. (2011). Tolerance to soluble dietary proteins is broken in

HLA-DQ2 mice by gluten-specific T cells. Gastroenterology. (Citato in Figura

18).

Diagnostica Sierologica e Clinica

• Husby, S., et al. (2020). European Society Paediatric Gastroenterology, Hepatology and Nutrition Guidelines for Diagnosing Coeliac Disease. Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition, 70(1), 141-156. (Le linee guida ESPGHAN più recenti per i test TG2, EMA e DGP).

• Lebwohl, B., Sanders, D. S., & Green, P. H. (2018). Coeliac disease. The Lancet, 391(10115), 70-81. (Revisione clinica per le performance dei test sierologici – Figura 21).

• Tonutti, E., & Bizzaro, N. (2014). Diagnosis and classification of celiac disease and gluten sensitivity. Autoimmunity Reviews, 13(4-5), 472-476. (Riferimento per l’evoluzione dei test sierologici – Figura 20).

NCGS e Criteri Diagnostici

• Catassi, C., et al. (2015). Diagnosis of Non-Celiac Gluten Sensitivity (NCGS): The Salerno Experts’ Criteria. Nutrients, 7(6), 4966–4977. (Il riferimento fondamentale per l’algoritmo diagnostico della Figura 25).

• Catassi, C., et al. (2013). Non-Celiac Gluten sensitivity: the new frontier of gluten related disorders. Nutrients, 5(10), 3839-3853.

• Sapone, A., et al. (2012). Spectrum of gluten-related disorders: consensus on new nomenclature and classification. BMC Medicine, 10(13).

Patogenesi, Immunità Innata e Microbiota

• Fasano, A. (2020). All disease begins in the (leaky) gut: role of zonulinmediated gut permeability in the pathogenesis of some chronic inflammatory

diseases. F1000Research, 9. (Per il ruolo delle giunzioni strette e della claudina-

4).

• Schuppan, D., & Zevallos, V. (2015). Wheat amylase trypsin inhibitors as nutritional activators of innate immunity. Digestive Diseases, 33(2), 260-263. (Riferimento per il ruolo degli ATI citati nel testo).

• Vriezinga, S. L., et al. (2015). The intestinal microbiome in early life: implications for celiac disease and beyond. Nutrients, 7(10). (Per la parte relativa alla disbiosi e al microbiota).

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Additivi Alimentari e Transglutaminasi Microbica (mTG)

• Lerner, A., & Matthias, T. (2015). Changes in intestinal tight junction permeability associated with industrial food additives explain the rising incidence of autoimmune disease. Autoimmunity Reviews, 14(6), 479-489. (Riferimento per l’effetto di glucosio, sale ed emulsionanti sulle TJ).

• Lerner, A., & Matthias, T. (2020). Microbial transglutaminase is immunogenic and potentially pathogenic in pediatric celiac disease. Frontiers in Pediatrics, 8. (Per i dati sugli anticorpi anti-mTG-neo e il mimetismo molecolare).

Metodologia e Diagnostica di Laboratorio

• Aeskulisa & Aeskucare Technical Manuals. (2024). In vitro diagnostic tests for gluten-related disorders. AESKU.DIAGNOSTICS GmbH & Co. KG. (Riferimento per il principio del test ELISA/Immunoblot modificato e la rilevazione qualitativa/quantitativa).

• Lerner, A., & Matthias, T. (2020). Microbial transglutaminase is immunogenic and potentially pathogenic in pediatric celiac disease. Frontiers in Pediatrics, 8. (Studio fondamentale che valida l’uso dei neo-epitopi mTG-neo come marcatori diagnostici).

• Torsten, M., & Lerner, A. (2018). The diagnostic value of anti-microbial

transglutaminase neo-epitope antibodies in celiac disease. Journal of Clinical & Cellular Immunology, 9(4).

Biomarcatori e Diagnosi Differenziale

• Biesiekierski, J. R., et al. (2013). No effects of gluten in patients with selfreported non-celiac gluten sensitivity after dietary reduction of FODMAPs.

Gastroenterology, 145(2). (Utile per discutere i casi come il n. 4, dove la causa potrebbe essere la disbiosi o i FODMAPs anziché la NCGS).

• Catassi, C., et al. (2015). Diagnosis of Non-Celiac Gluten Sensitivity (NCGS): The Salerno Experts’ Criteria. Nutrients, 7(6). (Per l’inquadramento della coorte di pazienti selezionata).

• Walsh, A. J., et al. (2016). Fecal calprotectin in inflammatory bowel disease and non-celiac gluten sensitivity. Clinical Gastroenterology and Hepatology. (Per validare l’uso dei range di calprotectina 50-300 mg/kg come indice di infiammazione di basso grado).

Biochimica e Meccanismi Molecolari

• Fasano, A. (2011). Zonulin and its regulation of intestinal barrier function.

Physiological Reviews, 91(1).

• Sollid, L. M. (2002). Coeliac disease: dissecting a complex inflammatory autoimmune disease. Nature Reviews Immunology, 2(9). (Per il meccanismo di cross-linking e formazione di neo-epitopi descritto nella Figura 26).

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