Grâu şi gluten

Oboseala trupului se drege cu pâine – Judecători: 8,5

 

M-am hotărât să scriu câte ceva despre subiectul de mai sus, când am văzut acum vreo doi ani in Serbia înt-un supermarket cârnaţi şi ulei fără gluten. M-a pufnit râsul, dar gazda mea, m-a asigurat că este ceva foarte serios şi la modă...

Dacă este o problemă, haideţi să încercăm să o dezbatem serios.

Un articol despre grâu se poate scrie doar cu greu. Am încercat să consultăm articole şi lucrări din ţară şi străinatate, Volumul de material este impresionant, şi adevărata greutate constă în a selecta ceea ce este probat şi relevant pentru viaţa de zi cu zi. Am structurat materialul în aşa fel încât să poată fi lecturat la orice nivel, prin notele de la subsol.

Azi grâul se cultivă în peste 25.000 de varietăţi, din Scandinavia până în Argentina. Este atestat arheologic in situri de acum aproximativ 23.000 de ani. Iniţial a fost consumat ca atare, seminţe culese de pe plante de grâu sălbatic.

Cultura grâului începe în Sud-Estul Turciei de azi, şi în Levant, acum 10-12.000 de ani, prin cultivarea speciilor cunoscute în zilele noastre sub numele einkorn si emmer (1). Genetica grâului este complicată. Grâul este capabil de poliploidie, adică noile specii pot avea mai multe seturi de cromozomi decât specia originară. Diversele varietăți de grâu actuale diferă atât prin genom cât și prin numărul de cromozomi. Grâul Einkorn este diploid și poate fi considerat la originea speciilor actuale. Grâul Einkorn hibridizat cu o altă plantă ierboasă sălbatică diploidă a generat varietățile tetraploide (cu patru seturi de cromozomi) Emmer și Durum. La rândul lor, acum aproximativ 9.000 de ani, aceste specii au fost hibridizate cu altă plantă ierboasă sălbatică, rezultatul fiind varietățile hexaploide: Grâul Spelt și grâul comun. Consumul grâului s-a făcut probabil ca atare, adică prin mestecarea seminţelor, apoi prin fierberea lor,  prin fierberea seminţelor zdrobite în mojare, apoi în mori de piatră. Finalmente au fost preparate aluaturi din boabe de grău măcinate şi cernute mai mult sau mai putin grosier.  Au fost uscate la soare, sau coapte pe pietre încinse. Această perioadă este cunoscută drept perioada galetelor (în franceză galette=bucăti de pesmet consumate de ostaşi şi marinari), turte nedospite din făină de cereale, uscate sau coapte. În Egiptul antic se pare că ar fi apărut pâinea dospită, utilizănd drept ferment fie aluat acru - adică un aluat păstrat mai multe zile, fie drojdie de bere. Odata cu grecii antici şi romanii pâinea dospită devine un aliment uzual, dar accesibil doar claselor superioare.

Agricultorii au urmărit prin selecţia soiurilor de grâu mai multe caracteristici: în primul rând au fost selectate soiuri care să nu se scuture. Grâul sălbatic îşi asigura reproducerea şi existenţa prin acest mecanism de scuturare şi împrăştiere a seminţelor. Azi soiurile de grâu nu mai sunt capabile să supravietuiască singure în câmp (2). Apoi s-a urmărit ca spicul de grău şi seminţele să poată fi treierate mai uşor (3). S-au selecţionat soiuri panificabile. Adică soiuri ce produc o făină, care în prezenţa drojdiei şi la temperatură cresc mult în volum. O altă direcţie a fost selecţia unor soiuri care să producă paste făinoase mai dure. Capabile să-si pastreze forma prin diverse procedee de gătit. Ulterior, mai ales în ultimele două sute de ani, şi cu precădere în secolul trecut au fost selecţionate tipuri de grâu cu talie mică, productive, şi superproductive. Astfel dacă Moromete obţinea vreo 2.500 de kilograme de grâu la hectar într-un an bun, azi agricultura modernă obţine 6.000-10.000 de kilograme de grâu. Cultura grâului azi, şi soiurile în sine sunt foarte departe de grâul din vechime.  Vă redau doua exemple din istorie: în 335 ÎC Alexandru Macedon ne binecuvintează cu o vizită şi trece Istrul (Dunărea) spre Nord, atacând o populaţie getă, în zona Olteniei de azi. Arrian (4) ne relatează ceea ce a consemnat la faţa locului Ptolemeu al lui Lagos:

“Alexandru a luat-o prin semănături, poruncind pedestrimii să înainteze către ţinuturile nelucrate, culcând grâul cu suliţele aplecate”.

Vă garantez că nu este o greşală. Grăul era aşa de înalt încât trebuia culcat pentru a se putea înainta prin el. Chiar dacă înalţimea strămoşilor noştri a fost ceva mai mică. O altă imagine similara ne relatează Paul de Alep care menţionează în scrierile lui că o oaste a lui Vasile Lupu (Sec. XVII), s-ar fi rătăcit într-un lan de grâu… Azi grâul pe care îl cultivăm noi e complet diferit, din acest punct de vedere, şi  abia trece de genunchi.  

Aprox. 95% din grâul cultivat în întreaga lume este hexaploid și panificabil, restul de 5% fiind grâu durum tetraploid (5), mai bine adaptat climatului uscat mediteranian. Este uneori denumit grâu pasta, reflectând principala sa utilizare. Și acesta este panificabil, și folosit de asemenea pentru mâncăruri locale, precum cuşcuş și bulgur din Africa de Nord. Cantități mici din alte specii (einkorn, emmer, spelt) sunt cultivate în unele regiuni din Spania, Turcia și Balcani sau din subcontinentul Indian. În Italia, acest specii de grâu sunt denumite faro. Grâul spelt continuă să fie cultivat în Europa în regiunea Munților Alpi. (6)

În bobul de grâu sunt expresate peste 30 000 de gene (7).  Analizele au revelat prezența a peste 1125 de componente proteice individuale.  În 2012 a fost completată analiza genomului grâului panificabil, iar în 2014 International Wheat Genome Sequencing Consortium a anunțat completarea secvențelor genomului T. aestivum.  

Glutenul a constituit una dintre fracțiunile proteice cele mai studiate, fiind descris inițial de către Jacopo Bartolomeo Beccari în 1728. Se obține prin spălarea aluatului din făină de grâu cu apă, sau soluții saline diluate, până când rămâne o masă lipicioasă cu cca. 80% proteină, restul fiind compus din granule de amidon prinse în matricea proteică. Glutenul este constituit dintr-un amestec de proteine.

Termenul de gluten provine din limba latina, cu înţelesul de „clei”. Acest termen a fost folosit pentru că este elastic şi lipicios. 

Thomas Burr Osborne (1859-1929) descrie în 1912 într-o lucrare proteinele din bobul de grău. Numeşte proteinele din gluten solubile în amestec de apă şi alcool prolamine. Proteinele individuale din gluten sunt asociate prin forțe puternice, covalente și non-covalente, care fac ca întreaga fracțiune să fie privită ca o masă coezivă unică.

Glutenul din punct de vedere biochimic este un termen  ce desemnează un complex de proteine, care pentru bobul de grâu au rol funcţional de proteină de depozitare(8). Pentru seminţele care ajung să încolţească aceste proteine de depozitare servesc ca o rezervă alimentară, pâna când planta este capabilă să se întreţină. 

Proteine de depozitare, cu rol de susţinere a creşterii embrionului unei plante găsim în toate seminţele. Biochimia consideră că proteine cu rol de depozitare ar exista şi  în lumea animală. In ou ovalbumina. În lapte cazeina.

Nimic toxic pâna aici, nu ?

Glutenul ca şi complex de proteine privit din punctul de vedere al industriei de panificaţie şi patiserie, se regăseşte la origine, în grâu şi secară, cereale panificabile cunoscute şi utilizate din cea mai îndepartată istorie. Ulterior la final de secol XIX sunt utilizate si triticalele pentru productia de pâine în Germania şi  Scoţia.  

Pentru industria alimentara de azi glutenul ca şi ingredient se obţine prin procese laborioase de prelucrare, care au drept scop reducrea cantităţii de apă din masa fnală. Creşterea procentului conţinutului proteic. Şi obţinerea unui produs cu o granulaţie foarte fină. Ulterior poate fi un ingredient pentru multe alte produse, ca liant, bază pentru înglobare şi susţinere, sau aport nutritiv. Îl regasim în pâinea îmbogăţită proteic, pentru persoanele care au regim vegetarian, sau în carne artificială, îngheţată, sos de soia, etc.(9)

Glutenul ca şi complex de proteine din cereale privit din punct de vedere al igienei medicale, este o hrană pentru marea majoritate a populatiei.

Dar pentru un numar mic de persoane, care este în creştere, poate să devină o sursă de suferinţă. În acest sens medicina vorbeşte despre glutenul care poate să producă o intoleranţă sau mai rar o alergie alimentară. Din acest punct de vedere, al patolgiei medicale, au fost identificat proteine cu acţiune similară celor din glutenul din grău, şi în secară, triticale, orz şi ovăz.

Uneori şi proteinele de depozitare din orez sau porumb sunt denumite incorect, tot gluteni, print-o extensie incorectă. Spre exemplu termenul „Xerox” desemnează azi, în limbaj obişnuit, orice aparat de copiat.

În ceea ce piveşte continutul de proteine al grâului acesta era între 7-14%. Ulterior au fost selectate soiuri, sub control genetic, care au un conţinut  mare de proteină, de până la 22%. Sunt comunicări şi lucrari ştiinţifice care raportează continut de proteină de 27%. Iar ultimele informaţii vorbesc despre activitaţi de cercetare care au permis realizarea unor soiuri care dacă au suficient azot la dispoziţie pot acumula peste 40% proteine... (10)

Aportul de minerale adus de grâul cultivat azi este sensibil mai mic, în special aportul de zinc şi fier. (11)

Consumul de făină și de pâine albă sunt legate istoric de prosperitate și de punerea în funcțiune a unor mori sofisticate, mori cu valţuri, în Austro-Ungaria în a doua jumătate a sec. al XIX-lea. Acest fapt a permis producerea unor cantități mărite de făină albă față de procedeele tradiționale cu pietre și site. Totuși, folosirea de pâine obținută din făină rafinată nu a fost acceptată universal, conducând la tendința paralelă de a consuma produse fabricate din făină integrală.

De ce ? Pentru că diferenţele între proportia de nutrienţi este atât de mare, încât sperie pe orice om cu judecată. Iată despre ce este vorba:

În făina albă faţă de bobul de grâu se află cu 97% mai puţină vitamină B1

În făina albă faţă de bobul de grâu se afla cu 94% mai putină vitamină B6

În făina albă faţă de bobul de grâu se află cu 88% mai putină vitamină B3 (PP)

În făina albă faţă de bobul de grâu se află cu 87% mai puţin crom

În făina albă faţă de bobul de grâu se află cu 80%  mai puţin magneziu

În făina albă faţă de bobul de grău se află cu 77% mai puţin potasiu

În făina albă faţă de bobul de grău se află cu 72% mai puţin zinc

În făina albă faţă de bobul de grău se află cu 70% mai puţine fibre

În făina albă faţă de bobul de grâu se află cu 70% mai puţin omega 3 şi omega 6

În făina albă faţă de bobul de grău se află cu 68% mai puţină vitamina B2

În făina albă faţă de bobul de grău se află cu 60% mai putin calciu.

În făina albă faţă de bobul de grău se află cu 57% mai puţina vitamină B5

Exemplele pot umple încă o pagină... Din acest motiv agricultura ar trebui subsumată administrativ medicinei, si sănătăţii. Pentru că dacă privim agricultura şi industria alimentară doar ca o ramură economică, atunci sănătatea va continua să aibe de suferit. Din acest motiv azi avem un număr uriaş de bolnavi, în continuă creştere. (12)

În ceea ce priveşte întoleranţele alimentare şi alergiile la grău au fost comunicate atât alergii respiratorii cât și alimentare la grâu.      

Alergiile respiratorii (astmul brutarilor) este cunoscut de pe vremea romanilor. Sclavii care manipulau făină purtau măști de protecție. Astmul brutarilor este și astăzi o formă importantă de alergie ocupațională. Este a doua cea mai răspândită alergie ocupațională în Marea Britanie și afectează cca. 8% din ucenicii brutari din Polonia, după numai doi ani de expunere. (13)

Grâul este considerat azi printre cei ”opt mari” alergeni alimentari, care  împreună  determină 90% dintre răspunsurile alergice alimentare. Incidența alergiilor alimentare adevărate (mediate IgE) la adulți este puțin frecventă, însă afectează cca. 1% dintre copii secolului XXI. Alergenicitatea a fost comunicată pentru mai multe proteine din grâu, însă a fost studiat exhaustiv numai Sindromul Anafilaxiei Induse prin Efort Dependente de Grâu (WDEIA), sindrom bine definit în care ingestia unui produs care conține grâu, urmată de efort fizic, determină un răspuns anafilactic. (14)

Alte răspunsuri alergice la proteinele din grâu includ dermatite atopice, urticarii și anafilaxie, simptome asociate cu proteinele din gluten. (15)

Intoleranțele alimentare la grâu sunt mult mai răspândite decât alergiile, în special boala celiacă (Celiac Disease), ce afectează peste 1% din populația Europei de Vest, și dermatita herpetiformă, cu incidență de 2 ori mai redusă decât CD.

CD este o inflamație cronică a intestinelor care conduce la malabsorbția nutrienților. Ca și astmul brutarilor, CD este cunoscută de mult timp, dar a fost definită în detaliu abia în 1887, legătura sa cu grâul fiind demonstrată de către medicul pediatru olandez Willem Karel Dicke la sfârțitul anilor 1940. (16)

Dermatitis herpetiformis reprezintă o erupție cutanată produsă ca rezultat al ingestiei de gluten, și este asociată cu depozite de anticorpi IgA în papilele dermale. Aceste depozite includ anticorpi IgA față de transglutaminaza epidermală, care este considerată un autoantigen important pentru evoluția bolii.

Au fost publicate numeroase rapoarte referitoare la asocierea proteinelor din grâu cu diferite probleme medicale. Ele includ boli autoimune precum artrita reumatoidă, care este mai prevalentă la suferinzii de boală celiacă și rudele lor, schizofrenia, ataxia idiopatică sporadică (ataxia de gluten), migrenele, unele psihoze acute, și un număr mare de afecțiuni neurologice. A fost comunicată asocierea cu autismul, unii medici recomandând un regim alimentar lipsit de gluten și de cazeină. (17)

In momentul de faţă se apreciază că aprox. 15% din populația din țările vestice prezintă semnele unei probabile intoleranțe la gluten. Spunem probabile pentru că un diagnostic cert nu există in  95% din cazuri. Simptomele intoleranței la gluten ar fi: probleme digestive: flatulență, balonare, diaree sau constipație. Apar în special la copii. Keratosis Pilaris pe dosul brațelor. Semnal al deficienței de acizi grași și vitamina A cauzate de malabsorbția lipidelor la nivel intestinal. Stare de oboseală post-prandială. Diagnosticarea unei afecțiuni autoimune: tiroidită Hashimoto, colită ulcerativă, lupus, psoriazis, sclerodermie, scleroză multiplă. Simptome neurologice: vertij, lipsă de echilibru la mișcări rapide. Dezechilibre hormonale și infertilitate inexplicabilă. Oboseală cronică, fibromialgie. Inflamații, dureri articulare. Anxietate, depresie, schimbări frecvente de dispoziție.(18)

Ce se poate face în mod concret de către consumatorul informat ? Pentru cei sănătoşi: într-o ordine dictată de posibilitatile de a identifica pe piaţa aceste produse, ar trebui să căutaţi grâu bio. Să utilizaţi făină integrală, dacă se poate bio. Să utilizaţi soiuri de grău vechi: alac (einkorn), emmer, spelt, în măsura în care este posibil din culturi ecologice. Să vă procurati o moară mică cu pietre şi să vă faceti singuri făină în casă, şi pâine în casă. Sau să vă orientaţi spre un atelier de brutărie, în care aveţi încredere, şi care vă poate oferi aceste produse. Pentru cei care aveţi deja probleme de sănatate determinate de consumul de gluten, evitaţi produsele care conţin gluten, fie că este vorba de cereale, produse de panificaţie şi patiserie, dar şi cele care au înglobat gluten din diverse motive. Citiţi etichetele!

Consumaţi fierturi de cereale realizate din diversele feluri de orez, mei, hrişcă, chiar şi ovăz, însă nu fulgi de cereale ci cereale ca atare. Fierbeti boabe de porumb. Consumaţi fierturi de teff (mei african), quinoua, tapioca. Dar gătite cu gust, aşa cum este pregătit orezul într-un restaurant chinezesc. Hrana bazată pe consum de fierturi de cereale este extrem de sănătoasă. Era alimentaţia de bază a gladiatorilor în perioada romană. Şi nu din sărăcie sau zgârcenie erau hrăniţi cu fierturi de cereale (terciuri), ci pentru ca această hrană le asigura o sănatate şi o vigoare deosebită. Soldaţii romani mestecau în timpul marşurilor boabe de grâu dintr-o straiţă pe care o aveau în permanenţa cu ei. Biblia vorbeşte despre alimentaţia ce are la bază seminţele pâmântului şi apă, prin gura Sf. Prooroc Daniil. În zilele noastre acest lucru a fost redescoperit de Oshawa, si toţi cei care i-au urmat. Faceti un experiment, pe care noi l-am realizat acum mulţi ani, şi pe care îl recomandam în mod uzual celor care ni se adresează. Consumati timp de 10 zile doar fierturi de cereale, gătite cu gust, cu o mână de alune adăugată la final, cu felioare de legume, cu migdale puţin prăjite, etc. Adică să fie o mâncare cu gust. Să nu suferiţi din acest punct de vedere. Consumaţi doar apă sau ceai. Şi observaţi cum se schimbă înfăţisarea feţei Dvs., strălucirea ochilor, tonusul general, de la o zi la alta. Dacă puteţi extindeţi aceasta perioadă la 20 de zile, şi pentru o concluzie indubitabilă faceti analize uzuale înainte şi după. O să fiti surprins de rezultate...

În momentul de faţă putem să vorbim de o stare generală de nesănatate a populaţiilor din societăţile bogate. Dar şi a celor din ţări în curs de dezvoltare, sau sârace, unde alcoolismul şi consumul de droguri, tutun, fac ravagii. Sau unde hrana este de slabă calitate sau cu totul insuficientă. Sedentarismul, stresul psihic şi emoţional, odihna însuficientă, consumul de excitante diverse, cu sau fără rost, ca stare cronică, afectează azi zeci de milioane de oameni din Europa. Aceste populaţii au deja  în spate câteva generaţii care au fost mai mult sau mai puţin afectate de acest stil de viaţă. Aşa se explică de ce tot mai mulţi copii şi tineri sunt susceptibili a fi afectaţi mai serios de anumite alimente printre care şi glutenul. Dacă vă uitaţi pe listele alimentelor incriminate ca având potenţial alergen, o să observaţi că acolo se regăsesc  alimente de bază. Grâul, cereale diverse, ouă, lapte, etc. Atunci când încercaţi o explicaţie, reflectaţi asupra următoarelor realităţi: starea generala de sănătate, rezistenţa fizică, starea şi raspunsul sistemului  imunitar, este mult mai slabă decât la părinţii şi bunicii noştri. Alimentele pe care le consumăm noi azi sunt de fapt surogate, în cel mai bun caz, netoxice, ale unor alimente funcţionale de altădată.

Aceasta este viaţa pe care ne-am construit-o şi pe care o trăim...  

Aceste doua chestiuni converg: nesănătatea generalizată şi îndepărtarea de la natural a industriei alimentare au condus la apariţia şi la creşterea numarului celor care au de suferit de pe seama produselor aflate azi într-un comerţ al nesănătăţii.

Ca o concluzie va rog să remarcaţi că azi după ce ştiinţă a produs o Revoluţie verde, a crescut formidabil randamentul cerealelor, dar le-a alterat calitatea în mod semnificativ, industria alimentară pentru a ne satisface pretenţiile reuşeste să producă practic nişte surogate de alimente, care nu mai sunt nici pe departe ceea ce erau odată. Aşa după cum şi folozofia ne învaţă că notiunea de câine, nu latră ! Aşadar noţiunea de pâine, desemna odată o hrană integrală, dar azi nu mai este aşa nici pe departe, în cele mai multe cazuri.

Ca atare nu învinovăţiti glutenul, ultima verigă a unui întreg lanţ nefericit în producţie şi tehnolgie,  care poate ajunge azi să aibe un impact negativ asupra unor persoane cu sau fără predispoziţie genetică. Priviţi societatea în ansamblu prin prisma transformărilor, dacă doriţi să înţelegeţi ceva şi să nu mai fiţi din nou păcăliţi, de data asta cu cârnaţi şi ulei fără gluten !

 

ing. Gabriel-Silviu Aoşan, dr. ing. Ştefan Brăgărea

 

Note:

1 - Grâu Einkorn forma diploidă genom (AA). La noi cunoscut sub numele de “Alac”. Grâu Emmer forma tetraploidă genom (AABB).

2 - Acest fapt a fost demonstrat de către Sir John Bennet Lawes, antreprenor, agricultor şi om de ştiinţă. În acest scop el a lăsat în 1882 o parte din recolta de grâu nerecoltată, urmărind plantele în anii următori. După o recoltă normală în 1883, buruienile au devenit dominante, iar puținele plante de grâu rămase (fusiforme și cu înveliș micșorat) au fost colectate și fotografiate în 1885.

Trăsătura non-dispersivă este determinată de mutații la Br (brittle rachis).

3 - aceste soiuri au apărut printr-o mutantă dominantă la locusul Q care a modificat efectele mutațiilor recesive de la locusul Tg (tenacious glume).

4 - Arrian din Nicomedia (Flavius Arrianus Xenophon, 86-160 DC) a fost istoric, comandant militar și filozof. Cea mai cunoscută lucrare a sa este "Anabasis Alexandri" și care descrie campaniile militare ale lui Alexandru cel Mare.

5 - Genomii A ai grâurilor tetraploide și hexaploide sunt înrudiți cu genomii A ai grâului einkorn sălbatic și cultivat, în timp ce genomul D al grâului hexaploid a apărut recent, fiind doar puțin divergent față de genomii D ai speciilor hexaploide și diploide. Genomul B din grâurile tetraploide și hexaploide este derivat din genomul S care apare în secțiunea Sitopsis a Aegilops, cu Ae. speltoides specia existentă cea mai apropiată. Genomul S al Ae. speltoides este strâns înrudit cu genomul G al T. timopheevi, o specie tetraploidă cu genomi A și C.  

6 - Dispersarea geografică a grâului din locul său de origine prin întreaga lume s-a produs în Europa prin Anatolia către Grecia (8000 BP) și apoi atât către nord prin Balcani spre Dunăre (7000 BP) și prin Italia, Franța și Spania (7000 BP) către Anglia și Scandinavia (5000 BP). Similar, grâul s-a răspândit prin Iran către Asia Centrală, ajungând în China (300 BP) și în Africa, prin Egipt. Grâul aa fost introdus în Mexic de către spanioli în 1529 și în Australia în 1788.

7 – „imagine” obţinută prin analize genomice şi transcriptomice

8 - proteinele din gluten sunt secretoare, fiind sintetizate pe reticulul endoplasmic brut și trasportate co-translațional în lumenul reticulului. În lumen, proteinele de depozitare pot urma una dintre două căi: a) una – dependentă de Golgi – care se finalizează prin depozitarea materialului proteic în corpi proteici de origine vacuolară, sau b) una – independentă de Golgi – în care depozitele proteice formate în lumen fuzionează cu corpi proteici de origine vacuolară.

Proteinele din glutenul de grâu pot urma oricare dintre cele două căi, fapt confirmat prin folosirea de ”marcaje epitopice” și anticorpi specifici în urmărirea traseelor proteinelor individuale și a grupurilor de proteine din celulele semințelor în dezvoltare.

9 - Oamenii au realizat de mult faptul că aluatul din făină de grâu posedă proprietăți neobișnuite, comune într-o oarecare măsură cu cele ale aluatului obținut din făină de orez, dar nu și din făinurile obținute din alte cereale. Aceste proprietăți, denumite global ”vîscoelasticitate” sunt esențiale pentru obținerea pâinii dospite, întrucât astfel poate fi înglobat dioxidul de carbon format la dospire. Ele permit și alte utilizări, de ex. obținerea pâinii nedospite, a prăjiturilor, biscuiților, pastelor (din grâu durum) și a tăiețeilor (din aluat panificabil). Ele sunt exploatate în industria alimentară în care proteinele din gluten sunt folosite pentru ”legarea” produselor prelucrate. Sistemul complex nu este încă cunoscut în totalitatea aspectelor genetice, biochimice, biofizice, și funcționale – de prelucrare.

Studiile de genetică au exploatat polimorfismul extensiv existent între fracțiunile proteice ale glutenului care apar în diferite genotipuri cu scopul de a stabili conexiunile genetice dintre diferitele grupuri de proteine și/sau formele lor alelice, precum și caracteristicile de prelucrare. Studiile biochimice și biofizice au demonstrat dependența dintre tăria aluatului și capacitatea proteinelor din gluten de a forma complexe polimerice – denumite glutenine. Rezultatele au subliniat importanța unui grup specific de proteine din gluten, denumite subunități cu greutate moleculară mare (HMW).

Grâul de panificație expresează între 3 – 5 gene ale subunităților HMW, proteinele encodate reprezentând astfle cca. 2% din proteina totală. Subunitățile HMW sunt prezente numai în polimerii cu greutăți moleculare mari, iar variațiile alelice atât în numărul de gene expresate cât și în proprietățile proteinelor se concretizează în efecte asupra cantităților și dimensiunilor polimerilor, și implicit asupra tăriei aluatului. Polimerii gluteninici sunt stabilizați prin legături disulfidice între lanțuri, însă și legăturile non-covalente de hidrogen sunt importante pentru stabilizarea interacțiunilor dintre polimerii gluteninici și monomerii proteici din gluten – denumiți gliadine. Astfel gliadinele individuale și polimerii gluteninici pot fi separați folosind solvenți care scindează legăturile de hidrogen (de ex. uree) însă sunt necesari agenți reducători (de ex. 2-mercaptoetanol sau ditiotreitol) pentru scindarea polimerilor gluteninici în subunități individuale.

Deși subunitățile HMW sunt principalii determinanți ai elasticității gluteninei, și celelate proteine din gluten au implicații în proprietățile funcționale.                  

Interdependența dintre subunitățile HMW și proprietățile aluatului a fost stabilită acum mai mult de 25 de ani și timp de 10 de ani au fost selecționate prin separări SDS-PAGE forme alelice asociate cu bune proprietăți de prelucrare. Transformările genetice au urmărit creșterea numărului de copii ale genelor și – implicit – optimizarea proprietăților aluaturilor. Primele studii de acest tip au debutat acum 10 ani, cu rezultate amestecate. Expresia unei gene suplimentare pentru subunități HMW conduce la creșterea tăriei aluatului. Efectele depind de gena exactă a subunității HMW utilizată și de nivelul ei de expresie, transgenele având drept rezultat obținerea unui gluten prea tare, prea elastic. Deși transgenetica poate constitui o strategie realistă de mărire a tăriei aluaturilor, pentru optimizare este de asemenea necesar să fie cunoscute mecanismele implicate...

10 - USDA World Wheat Collection comunică diferențe de la 7 – 22%, din care cca. 1/3 sub control genetic. Impactul condițiilor de mediu asupra conținutului de proteine este însă relativ ridicat.

Sursele cele mai cunoscute cu conținut ridicat de proteine sunt emmer sălbatic (Tr. turgidum var. dicoccoides tetraploid) soi de grâu provenit din Israel. Cu suficient azot furnizat, acesta acumulează peste 40% proteine. Genele acestei linii au fost marcate la un locus pe cromozomul 6B (denumit Gpc-B1) care determină 70% din variațiile conținutului de proteine realizat prin diferite încrucișări. Această genă encodează un factor de transcripție care accelerează senescența părților vegetative ale plantei, mărind aportul și transferul azotului și a altor minerale.

11 -  Garvin și colab. au examinat 14 loturi de seminţe depozitate din culturi de grâu  între 1873 – 2000 în două locații din Kansas, determinând conținutul lor în substanțe minerale. Au apărut corelații negative între randamentele de boabe, data de introducere în cultură a varietății studiate și concentrația de zinc din boabe (pentru ambele locații) și fier (într-una din locații). Fan și colab. au analizat mostre de grâu crescute în Rothamsted-Broadbalk pe termene lungi, începând cu 1843 (!), folosind o singură variantă, înlocuită treptat cu câte o variantă modernă. Din momentul introducerii culturilor semi-pitici în 1968, conținuturile de minerale (Zn, Fe, Cu, Mg) au scăzut semnificativ. O comparație efectuată recent între 25 de linii de grâu a demonstrat scăderea concentrațiilor de Fe și Zn, odată cu introducerea soiurilor semi-pitice.

Diferențele de conținut în minerale au determinat eforturi de mărire a acestui conținut în scopul îmbunătățirii stării de sănătate din țările subdezvoltate. Inițiativa HarvestPlus a Consultative Group on International Agricultural Research (CGIAR) folosește metode de cultivare tradiționale pentru a mări conținutul de fier, zinc și vitamina A. Alte laboratoare folosesc abordări de inginerie genetică.

12 - May Yates a fondat în 1880 Bread Reform League în Londra cu scopul de a promova reîntoarcerea la pâinea fabricată din făină integrală, în special cu scopul de a îmbunătăți nutriția copiilor proveniți din familii sărace și a sugerat în 1909 adoptarea unei rate standard de 80% pentru extracția făinii, produsul fiind denumit Pâine Standard (Standard Bread). Chiar dacă acum recunoaștem avantajele nutriționale ale produselor fabricate din grâu integral, datele științifice disponibile în epocă, economia  și gusturile consumatorilor nu recunoșteau pe atunci acest fapt. Liga și-a continuat însă campania și a primit și susținere științifică din 1911 când Gowland Hopkins a fost de acord că Pâinea Standard ar putea conține ”nutrienți necunoscuți” vitali pentru sănătate, denumiți ulterior vitamine.

Thomas Allinson a avut răsunet prin comercializarea și promovarea insistentă a produselor din grâu integral. El este considerat fondatorul aceste tendințe în Regatul Unit.

13 - Numeroase proteine din boabele de grâu reacționează cu imunoglobulinelee (IgE) din serul pacienților care suferă de astmul brutarilor, inclusiv gliadinele, gluteninele, serpinele (inhibitori ai proteinazelor serinice), tioredoxinele, aglutininele, și unele enzime (alfa- și beta-amilazele, peroxidaza, acil CoA-oxidaza, gliceraldehid-3-fosfat dehidrogenaza și oxidaza fosfaților de trioze). Categoria predominantă de proteine din grâu care declanșează astmul brutarilor este o clasă de inhibitori ai alfa-amilazelor, denumiți proteine CM datorită solubilității lor în amestecuri de cloroform-metanol. Alergenicitatea a fost demonstrată prin teste cutanate, prin RAST (testul cu radioalergosorbant), imunoblotting, test ELISA, biblioteci de expresii de gene testate cu fracțiuni de IgE.

Proteinele CM au forme monomerice, dimerice și tetramerice, cu masele subunităților cuprinse între 10 000 și 16 000. Spectrele lor de activitate diferă, însă toate inhibă alfa-amilazele din organismele mamiferelor și insectelor (inclusiv al dăunătorilor). Au deci rol protector și regulator. În astmul brutarilor sunt implicate 11 subunități individuale diferite, însă modul lor de acțiune este diferit, cea mai activă fiind o formă glicozilată a  CM16.

14 - Această stare este asociată cu un grup de ω-gliadine (denumite gliadine ω5) encodate de către gene de pe cromozomul 1 B. Analizele mutaționale au identificat epitopii imunodominanți din gliadinele ω5: secvențe scurte bogate în glutamină și/sau în prolină ce apar în domeniile repetitive ale proteinelor. Și alte proteine reacționează cu IgE la pacienții cu WDEIA, incluzând gliadinele, subunități ale gluteninei, și proteine înrudite din ovăz și orz.

15- compararea proteinelor care determină alergiile respiratorii și alimentare arată similitudini de funcții (de protecție, de depozitare) și de identități (proteine din gluten, proteine CM).

16 – boala celiacă este rezultatul unui răspuns autoimun declanșat de cuplarea peptidelor din gluten la celulele T ale sistemului imun la unii indivizi care prezintă antigeni ai leucocitelor umane (HLA) DQ2 sau DQ8, expresați de către celulele specializate pentru prezentarea antigenilor. Peptidele prezentate sunt recunoscute de către celule specifice T și CD4, care pun în libertate citokine inflamatoare ce conduc la aplatizarea epiteliului intestinal. Transglutaminaza din epiteliul intestinal generează peptide toxice reunind resturi de glutamină.

Antigenul HLA-DQ2 apare la peste 95% din suferinzii CD. Au fost identificate secvențele peptidice care sunt recunoscute de către liniile  de celule T intestinale, utilizând fracțiunile peptidice produse de către proteinele din gluten și peptide sintetice. Au fost astfel definiți doi epitopi imunodominanți care se suprapun, corespunzători resturilor 57-68 (α – 9) și 62-75 (α – 2) ale gliadinei A (o formă de α-gliadină). Epitopi similari au fost definiți pentru γ-gliadine, corespunzând resturilor 60-79, 102-113, 115-123 și 228-236. Distanțele dintre resturile de glutamină și prolină determină specificitatea dezaminării glutaminei și deci a activării peptidei; au fost astfel formulați algoritmi predictivi pentru prezența de noi peptide stimulatoare ale celulelor T și în cazul unor proteine din alte surse.

Boala celiacă asociată determinanților HLA8-DQ8 afectează numai 6% dintre pacienții lipsiți de HLA-DQ2 și 10% dintre pacienții care posedă HLA-DQ2. Astfel au fost identificați epitopii imunodominanți din gliadine și glutenine, demonstrând că formele afecțiunii mediate de către HLA-DQ2 și HLA-DQ8 pot avea mecanisme moleculare diferite.

17 - Unele dintre aceste efecte ar putea fi mediate prin sistemul imun, însă sunt dificil de definit efectele non-imun mediate, care ar putea fi produse prin punerea în libertate în organism de peptide opioide bioactive (exorfine) și de un inhibitor al enzimei de conversie a angiotensinei I, derivate din proteinele glutenului.

18 - Cercetările legate de fenomenele fizio-patologice intime ale bolii celiace, au pus în evidenţă rolul unei proteine precursor al heptaglobulinei, denumită zonulină. Zonulina modulează permeabilitatea joncțiunilor dintre celulele peretelui tractului intestinal, fiind implicată în patogeneza bolii celiace și a diabetului juvenil. Gliadina din gluten activează semnalizarea zonulinei indiferent de expresia genetică a autoimunității, determinând creșterea permeabilității intestinale pentru macromolecule. Calea biochimică a zonulinei este dereglată la persoanele cu susceptibilitate genetică și poate cauza boli autoimune.  Tractul gastrointestinal este implicat în digestia/absorbția nutrienților, în homeostazia electroliților și a apei, și în reglarea circulației macromoleculelor – pentru care funcționează ca barieră selectivă. La dereglarea acestei bariere se pot produce deficiențe autoimune, inflamatoare și neoplastice. Zonulina este implicată în patogeneza acestor situații severe de sănătate, iar concentrația ei în sânge crește la consumul alimentelor pentru care există intoleranță determinată genetic. Zonulina este de asemenea implicată în reglarea barierei hemato-encefalice dintre creier și fluxul sanguin. Activarea semnalizării zonulinei de către gliadinele din gluten produce inter caetera simptome neurologice – ataxia la gluten și neuropatiile la gluten.

Simptomele generale sunt: dificultăți de concentrare, pierderi ale echilibrului, în special la mișcări rapide și/sau mers accelerat, dificultăți în aprecierea corectă a distanțelor, tulburări de vedere.

Bibliografie:

1. Enciclopeida Plantelor, Prof. Constantin Pârvu, Ed. Tehnica, Bucuresti,

2. Dictionarul Etnobotanic, Ed. Academiei.

3. Manualul inginerului agronom, Ed. Agro-silvica

4. Cultul Grâului şi al Pâinii la Români, Iulina Chivu

5. Proverbele Românilor, Iuliu Zanne

6. Meditaţie la Medicina Biblică, Dr. Pavel Chirilă

7. Grâul, Acad. Dr. Ing. Nechifor Ceapoiu

8.  Journal of Experimental Botany, P. R. Shewry, (2009) 1537-1553

http://jxb.oxfordjournals.org/content/60/6/1537.full

9. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21248165