Молекулярна та біохімічна класифікація рослинних алергенів

В основі поєднаної харчової та пилкової алергії, одного з найбільш типових проявів харчової алергії серед дорослого населення, лежить IgE-опосередкований перехресна реактивність між різними алергенами рослин, обумовлена наявністю в них білків, що мають схожість амінокислотної послідовності і просторової конфігурації молекул. Багато вживаються в їжу рослини містять алергени, що належать різним групам білків, профилинам, 2S-альбуминам і 12S-глобулінів і мають схожість амінокислотної послідовності і просторової конфігурації молекул. Розвиток молекулярної біології і поява нових методів ідентифікації білкових молекул в останні десятиліття дозволили отримати інформацію про структурні та функціональні властивості рослинних алергенів. Виявилося, що багато з них є так званими патогенними білками. Патогенетичні білки синтезуються в рослинах під впливом стресових ситуацій, таких як інфекція, ультрафіолетове опромінення, несприятливі метеорологічні умови, деякі хімічні речовини, механічні пошкодження. 

В деяких тканинах і органах рослин, наприклад у пилку або плодах, кумуляція цих білків особливо висока. Патогенетичні білки можна порівняти з білками гострої фази у ссавців; вони забезпечують першу фазу захисту рослин від інфекцій і інших подразників. Згідно класифікації патогенетичних білків, в основу якої покладено їх амінокислотна послідовність або ферментна та біологічна активність, можна виділити 14 різних груп. Встановлено, що 7 з цих груп білків мають алергенну активність, а 6 - входять до складу харчових рослинних алергенів. У процесі формування перехресної реактивності найбільш значущими є патогенетичні білки другої, третьої, п'ятої та десятої груп. 

Харчові алергени з гомологією до патогенетичним білків 2-го типу білків.
До патогенетичним білків 2-го типу належать бета-1,3-глюканазу - гідролітичні ферменти з молекулярною масою 25-35 кД, дія яких спрямована на руйнування клітинної стінки грибів. Один з таких ферментів, що володіє вираженою сенсибілізуючою активністю, був виділений з натурального латексу, отриманого з Hevea brasiliensis, і охарактеризований як один з алергенів латексу Hev Ь2. Гомологічні йому пептиди, що містять багато фрукти і овочі, особливо авокадо, банани, ківі, інжир, каштани, томати та картопля.

Харчові алергени з гомологією до патогенетичним білків 3-го типу білків.
Патогенетичні білки 3-го типу є переважно хитиназами 1-го класу, що володіють здатністю розщеплювати хітин, який представляє собою основний структурний елемент екзоскелету комах та клітинної стінки більшості грибів. Зазвичай хітинази існують у вигляді мономерів з молекулярною масою від 25 до 35 кД. N-кінцева частина хитиназ носить назву гевеиновой області і, імовірно, має хитинсвязывающую функцію. До хитинсвязывающим протеїнів належать алергени латексу - прогевеин (Hev b 6.01) і гевеин (Hev b 6.02), а також головний алерген авокадо (Pres al), алергени банана і каштана. Патогенетичні білки-3 авокадо і банана ідентифіковані як перехресно-реагують харчові алергени.

Харчові алергени з гомологією до патогенетичним білкам 4-го типу білків.
Патогенетичні білки 4-го типу білків також відноситься до хитиназам. Вони виділені з турнепсу і ожини.

Харчові алергени з гомологією до патогенетичним білків 5-го типу білків.
Патогенетичні білки 5-го типу називають ще тауматиноподобными протеїнами. Тауматин - білок з дуже солодким смаком, що синтезується в плодах західноафриканській чагарнику Thaumatococcus daniellii. Тауматиноподобные білки володіють антифунгальной активністю. До них належать алергени яблука Mat d2 і вишні Pru av2.

Харчові алергени з гомологією до патогенетичним белкам10-го типу білків.
Алергія до фруктів, овочів і горіхів часто поєднується з сенсибілізацією до пилку берези. Bet v1 відноситься до патогенетичним білкам 10-го типу і є основним алергеном пилку берези. Гомологічні йому протеїни представлені в більшості квітучих рослин: Cor a1 - головний алерген пилку ліщини, Ma1 d1 - головний алерген яблука, алергени вишні - Pru av1, абрикоса - Pru ar1, груші - Руг c1, селери-Api g1, моркви-Dau c1. Гомологічні Bet v1 протеїни також виявлені в петрушці та картоплі.

Харчові алергени з гомологією до патогенетичним білків 14-го типу білків.
Патогенетичні білки 14-го типу - поліпептиди з молекулярною масою 9 кД, що складаються з 90-95 амінокислотних залишків. Вони відносяться до трансфер-факторів ліпідів, і їх біологічна функція полягає в переносі фосфоліпідів з ліпосом в мітохондрії. Крім того, патогенетичні білки 14-го типу володіють протимікробною активністю. Алергени плодів розоцвітих рослин (Pru рЗ персика, Pru агЗ абрикоса і Mai d3 яблука) являють собою трансфер-фактори ліпідів. IgE - AT до трансфер-факторів ліпідів виявлено у хворих, які мають алергічні реакції на названі фрукти, але не сенсибілізованих до пилкових алергенів.

Основні джерела рослинних харчових алергенів у формуванні харчової алергії:
- PR-білки або білки захисту;
- актинсвязывающие білки (структуральные або профилины, тіоловою протеази);
- проламины (резервні білки насіння і білки запасів). PR-білки - низька молекулярна маса, з 14 груп
PR-білків 8 містять алергени, що мають перехресні реакції з різними продуктами їжі.

РR2-білки - В-1,з-глюконази(захищають рослини від грибкової інфекції). Перехресна чутливість з овочами і фруктами (фруктово-латексний синдром).
РRЗ-білки - ендохітінази(перехресна алергія з овочами/фруктами, латексом).
РR4-білки - хітинази (у листках тютюну, уражених вірусом), гомогологичны білків сої, картоплі, томату.
PR5-білки - захищають від засухи, грибків рослини - головний алерген яблук, вишні. Амінокислотні послідовності є гомологічними пшениці, солодкого перцю, томату.
PR8-білки - латексний мінорний алерген, ідентичний лизоциму (хитиназа огірка).
РИ9-білки-лигнинобразующие пероксидази. Виділений з пшеничного борошна (астма булочників).
PR10-білки - білки кісточкових, пасльонових. Структурна гомологія з пилком берези, вільхи, ліщини, каштана, дуба, ліщини, жолуді.
РR14-білки (межмембранный перенесення фосфоліпідів з ліпосом до мітохондрій, має антибактеріальної та антигрибкової активності). Були виділені з кропиви, персиків, абрикосів, слив, вишні, яблук, винограду, лісового горіха, каштана.

Профилины - регулюють цитоскелет рослин (мережа активних волокон), часто є причиною анафілаксії на сою і арахіс. Були ідентифіковані вперше з берези. З ними пов'язують розвиток алергії на моркву, картоплю, селеру, насіння гарбуза, томати, лісовий горіх у хворих на поліноз.

Тіоловою протеази: папаїн з папайї, бромелайн з ананаса, актиниозин з ківі, соєвий білок сої, мишачі АГ до постільних кліщів, фіцин винної ягоди. Клінічної зв'язку мишачих АГ і рослинних тіолових протеаз не встановлено.

Проламины:
- багато хто ставиться до РR14-білків;
- резервні білки насіння;
- білки зберігання (власне проламины)-високомолекулярні сполуки, розчинні у суміші вода-спирт.
Передбачається, що деякі харчові добарки можуть виконувати роль гаптенів - наприклад, азокрасители (тартразин), особливо в присутності похідних піразолону

Існування специфічних артител класу IgE проти тартразина продемонстровано в експерименті проти таких барвників, як амарант червоний, зелений, оранжевий, жовтий.

В даний час встановлено основні харчові барвники, значимі у розвитку харчової алергії:
- тартразин Е102, жовто-оранжеві Е110, еритрозин Е127, азорубін Е122, амарант Е123, кошеніль червона Е124, діамантова чернь BN Е151;
- консерванти: бензойна кислота Е210, бензоаты Е211 - Е219, сульфіти та їх похідні Е220 - Е227, нітрити Е249 - Е252;
- смакові добавки: глютаматы натрію Е621, калію Е622, кальцію Е623, амонію Е624, магнію Е625;
- ароматизатори: глютаматы В550 - В553. Встановлено також, що сульфитные компоненти провокують полиаллергические реакції.

В харчовій промисловості широко використовуються харчові барвники, які дозволяють надати виробам потрібний колір або відтінок. Більшість барвників мають водну основу, не мають запаху і дають стійку забарвлення харчового продукту. В залежності від виду харчового продукту концентрація барвника у ньому може коливатися в межах від 25 до 500 мг/кг або мг/л. Одним з найбільш широко використовуваних барвників є тартразин (Е102).

Пиразопоновый жовтий, синтетичний барвник тартразин (формула C16H9N4Na,09S2) широко застосовується як харчовий барвник, в оболонках таблеток і капсул ліків, а також для фарбування різних виробів.
Цей жовтий порошкоподібний барвник являє собою натрієву сіль синтетичного продукту, виготовленого з фенилгидразин-р-сульфоновой кислоти і диоксивинной кислоти. У комбінації з барвниками, такими як індигокармін (Е132), блискучий синій (Е133), понсо (Е124) та іншими, входить до складу складних барвників, що забезпечують різні забарвлення харчових продуктів від яскраво-зеленого до темно-червоного і коричневого. Часто тартразин зустрічається в таких продуктах, як смажений хрустка картопля, пряники, пряники, пудинги, глазур, хлібобулочні вироби, шоколадна стружка, готові суміші для приготування тіста, пофарбовані безалкогольні газовані і фруктові напої, вино, кольоровий зефір, карамель, драже, морозиво та ін Крім того, тартразин використовується для забарвлення оболонок лікарських форм (таблетки, драже, капсули тощо). Барвники, надходячи в організм у якості гаптенів і зв'язуючись з протеїнами, такими як сироватковий альбумін, стають повноцінними антигенами, до яких можуть синтезуватися специфічні антитіла. З допомогою радіоаллергосорбентний тест наявність антитіл класу IgE проти тартразина було встановлено в експериментах на тварин і у людини.

Дозволені нормативами концентрації 20-100 мг/кг в харчових продуктах і напоях зазвичай перевищуються. Описані численні алергічні реакції на тартразин у вигляді крапивниц і набряків Квінке, ринітів, бронхітів, бронхіальної астми, шлунково-кишкових розладів і діарей.

Зв'язок з індукцією астми у тартразина найбільш чітко виражена у хворих астматичної тріадою (поліноз слизової оболонки носа, непереносимість аспірину, ядуха), при якій він служить одним з провокуючих задуха агентів. Роль тартразина у розвитку астми не заперечується на основі мета-аналізу багатьох досліджень.

Персистирующие неатопические риніти у дослідженнях П.Д. Новікова (2006) залежали від прийому продуктів, що містять бензоаты, тартразин, метабісульфіт і глютамат. Реакції пояснюються як «нетолерантність» і, можливо, вони є псевдоаллергическими.
В дозі 10 або 100 мг/кг барвники-тартразин, амарант, еритрозин, бенгальський рожевий та інші викликали пошкодження ДНК в гастроінтестинальних органах, товстому кишечнику і були генотоксичными у мишей. Вони володіли in vitro імуносупресивними властивостями на проліферацію лімфоцитів. У 3,8% хворих, які приймали психотропні препарати, виявлені алергічні реакції на тартразин. Описана фіксована еритема у дівчинки на тартразин що підтверджувалося пероральної провокаційною пробою з ним. Встановлено зв'язок прийому тартразина з виникненням кропив'янки.

Разом з Е210 і бензойної кислотою тартразин викликає синдром підвищеної збудливості у дітей і заборонений до застосування в Норвегії та Австрії. Встановлено, що харчові добавки та барвники, прийняті перорально, викликають порушення функції жовчного міхура за даними УЗД і позитивні шкірні проби у хворих.

За даними досліджень різних авторів, на багато харчові барвники, в тому числі тартразин, розвивається харчова алергія у вигляді атонической екземи, кропив'янки, набряків і парестезії в області носоглотки, проявів діареї, рідше анафілактичних реакцій, астми і кон'юнктивітів, що підтверджувалося провокаційними тестами з тартразином.
В даний час дослідження антитіл різних класів до тартразину проводяться недостатньо, особливо враховуючи широку поширеність даного барвника в харчових продуктах і можливість алергічної реакції на нього. В основному це пов'язано з відсутністю доступних тест-систем та лабораторних методів діагностики алергії до тартразину, що підтверджує актуальність їх розробки.

У пацієнтів можуть бути перехресні реакції між їжею і пилком; їжею, епідермальними та побутовими алергенами.
Провокатори харчової алергії у дорослих і дітей: алкоголь, паразити, шлунково-кишковий кандидоз, будь-яке подразнення слизової кишечника.

Загрузка...