Modulo. Celiachia. Il glutine. Malattia Celiaca

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1 Modulo Celiachia Malattia Celiaca La malattia celiaca è un enteropatia cronica immuno-mediata causata, in individui geneticamente predisposti, dall ingestione di glutine (1,2), il complesso proteico di alcuni dei più comuni cereali, quali: frumento, segale, orzo, farro, spelta, kamut, triticale (3,4). Per quanto riguarda l avena i dati presenti in letteratura sono ancora contrastanti. Il glutine Il glutine è un complesso proteico costituito da prolamine, che nel caso del frumento sono suddivise in due grosse famiglie: le gliadine e le glutenine. Le gliadine rappresentano il % delle proteine totali. Si possono distinguere quattro sottofrazioni elettroforetiche: α-, β-, γ-, ω- gliadina (1,5,6). Le gliadine α e β contengono gruppi cisteinici, con possibilità di formare ponti disolfuro intramolecolari, così come le γ gliadine, le quali presentano una composizione amminoacidica simile a quella delle α gliadine, ma con un livello maggiore di glutammina, prolina e fenilalanina, mentre inferiore è il contenuto di tirosina. La sottofrazione che presenta maggiori differenze rispetto alle altre tre classi è quella delle ω gliadine: per il loro livello più alto in glutammina, prolina e fenilalanina e, in particolar modo, per la quasi totale assenza di amminoacidi solforati. Le glutenine rappresentano il % delle proteine totali, costituite da subunità a basso peso molecolare (60-80 % delle glutenine) e subunità ad alto peso molecolare. La loro composizione amminoacidica consiste in un alto contenuto in acido glutammico e prolina, e un livello leggermente maggiore rispetto alle gliadine in amminoacidi basici. In particolare le glutenine a basso peso molecolare presentano una forte analogia strutturale con le α e γ gliadine, e rispetto alle subunità ad elevato peso molecolare sono caratterizzate da un alto tenore in cisteina e in amminoacidi non polari (5,6). Grazie alle caratteristiche dei due gruppi di proteine, il glutine possiede importanti proprietà visco-elastiche. Infatti, pur essendo privo di potere nutritivo rilevante, conferisce particolare qualità alla farina di frumento, grazie alle sue capacità addensanti. Sempre per lo stesso motivo viene utilizzato nell industria alimentare e in quella farmaceutica (5,6). Per quanto riguarda la 1

2 tossicità del glutine nei confronti dei celiaci, inizialmente questa fu attribuita esclusivamente all α-gliadina. Di particolare importanza si rivelò la scoperta di un frammento immunodominante dell α-gliadina: il peptide 57-73, in grado di stimolare cloni di linfociti T. In seguito si dimostrò che anche le altre sottofrazioni elettroforetiche e le glutenine sono in grado di procurar danno alla mucosa intestinale, possedendo anch esse sequenze immunodominanti. Questo è stato dimostrato anche per le prolamine di orzo (ordeine) e segale (secaline) (1,7). Un altra sequenza immunodominante dell α2-gliadina è un frammento di 33 amminoacidi non ulteriormente digeribile, denominato 33-mer. Oltre a queste sequenze, responsabili della stimolazione dei linfociti T della mucosa intestinale, e quindi della risposta immunitaria adattativa, è stato individuato un altro frammento di 13 amminoacidi dell α-gliadina, il peptide 31-43, responsabile, invece di una risposta immunitaria innata, in grado di provocare un effetto tossico diretto sulle cellule enterocitarie, inducendone l apoptosi (8,9). Epidemiologia Eziologia Patogenesi Epidemiologia Fino alla fine degli anni 80 la celiachia, era considerata una patologia relativamente rara, con una prevalenza di un caso ogni , che veniva diagnosticata, mediante biopsia intestinale, solo in presenza di sintomi da malassorbimento: steatorrea, diarrea, perdita di peso, arresto della crescita (8). Grafico-Regione Emilia Romagna, USL di Bologna (2007) 2

3 Grafico-Regione Umbria (2009) Negli anni '90 l epidemiologia della malattia celiaca cambiò radicalmente. Fu introdotto il modello dell iceberg celiaco, per spiegare con maggior chiarezza il numero crescente di nuovi diagnosticati (8,10). Grazie alle pìù moderne tecniche di test di screening sierologici (anticorpi antigliadina, antiendomisio e antitransglutaminasi) sono emersi nuovi dati, secondo cui tale patologia risulta invece essere molto frequente nella popolazione generale, ma spesso non diagnosticata. Infatti, l introduzione dei nuovi mezzi diagnostici, semplici e non invasivi, rivelò come molti dei pazienti non mostravano in realtà sintomi gastrointestinali, ma extra-intestinali, mentre altri erano completamente asintomatici (3). Studi recenti (11,12) hanno dimostrato una prevalenza di malattia celiaca intorno all 1 %, nella popolazione statunitense, dati simili sono stati trovati anche a livello europeo (11,12,13). Per quanto riguarda la situazione italiana l incidenza di questa malattia è stimata in un soggetto ogni 100/150 persone (8). 3

4 Eziologia Nell eziologia della malattia celiaca sono coinvolti fattori ambientali, fattori immunologici e fattori genetici (3). Fattori Ambientali Il fattore ambientale è rappresentato dalle prolamine, in particolar modo dalla gliadina, contenuta nel frumento, ma anche dalle glutenine, dall ordeina (orzo), e dalla secalina (segale) (1,7). Fattori ambientali diversi dal glutine sono stati individuati in alcuni agenti infettivi, quali l infezione da Candida albicans e l infezione da rotavirus (3,8). Per quanto riguarda la prima si è osservato che un fattore di virulenza della Candida, cioè la proteina di rivestimento HWP1 (Hyphal Wall Protein 1), contiene sequenze amminoacidiche altamente omologhe a quelle presenti nelle frazioni α e γ della gliadina, rappresentando un substrato della transglutaminasi tissutale, l enzima coinvolto nella risposta autoimmune tipica del soggetto celiaco (8,14,15). Inoltre, è stato ipotizzato un possibile legame tra infezione da rotavirus e sviluppo clinico della malattia celiaca. In particolare nel siero di pazienti celiaci è spesso presente un anticorpo diretto verso un peptide che ha un elevata omologia di sequenza con la proteina VP-7 dei rotavirus e con la transglutaminasi tissutale, in grado di indurre un aumento della permeabilità in una linea di cellule intestinali umane, e di stimolare l attivazione di monociti in coltura (3,8,16,17). Infine, un ulteriore fattore ambientale identificato potrebbe essere lo "stress". La malattia celiaca spesso esordisce in concomitanza oppure immediatamente dopo un evento stressante di ordine fisico, come una gravidanza o un trauma, e di ordine affettivo (3,8). Fattori Immunologici Nella malattia celiaca sono presenti tre tipi di anticorpi: antigliadina IgG e IgA, sensibili ma non specifici; anti-endomisio e anti-transglutaminasi tissutale del tipo IgA, con una sensibilità e specificità pari al 90-95% (3,18). La correlazione esistente tra questi autoanticorpi e il meccanismo patogenetico che sta alla base dell insorgenza della celiachia non è stata ancora chiarita. Inoltre, i peptidi della gliadina interagiscono con cellule T gliadina-specifiche, le quali provvedono a mediare il danno tissutale o inducono il rilascio di citochine responsabili del danno stesso (18). Fattori Genetici L importanza dei fattori genetici è stata accertata constatando che i parenti di primo grado di un paziente celiaco mostrano un rischio del % di essere a loro volta affetti da tale malattia. Questa prevalenza sale al 30 % quando si considerano fratelli e sorelle HLA identici (1). E stato dimostrata una forte associazione tra malattia celiaca e aplotipi HLA DQ2 e HLA DQ8, geni del sistema maggiore di istocompatibilità (3,8). In particolare si è visto che più del 90 % dei pazienti celiaci presenta l aplotipo HLA DQ2, mentre quelli HLA DQ2 negativi presentano, nella 4

5 maggior parte dei casi, l aplotipo HLA DQ8 (1,3, 21). Va considerato, però che l analisi dell HLA non è di nessuna utilità nella diagnosi di malattia celiaca, in quanto DQ2 e DQ8 sono rappresentati rispettivamente nel 25 % e nel 32 % della popolazione generale. Invece, può diventare estremamente utile nell escludere una diagnosi di celiachia, nel caso si ottenga un risultato negativo per questi aplotipi (1). Infine, anche geni non appartenenti al complesso maggiore di istocompatibilità sono implicati nella patogenesi del morbo celiaco, come è dimostrato dalla maggior concordanza per malattia celiaca tra gemelli monozigoti rispetto a quella presente in fratelli HLA identici, rispettivamente 70 % e 30 % (1,3). 5

6 Patogenesi Per quanto riguarda l immunità cellulo-mediata si è riscontrato, in pazienti celiaci trattati che hanno reintrodotto glutine, una rapida attivazione dei linfociti T della lamina propria e un incremento dei linfociti intraepiteliali, fenomeni a cui fa seguito l ipertrofia delle cripte e l atrofia dei villi. Occorre prestare attenzione al fatto che i linfociti T presenti nella mucosa intestinale dei pazienti celiaci, a differenza dei soggetti normali, sono linfociti T gliadina-specifici DQ2 ristretti. Cioè sono linfociti in grado di riconoscere la gliadina solo se viene presentata loro da cellule antigenepresentanti HLA DQ2 positive. Una volta venuti a contatto con la gliadina questi linfociti producono citochine di tipo Th1 che inducono una risposta caratterizzata da un aumento di interferone (IFN)-α, interleuchina (IL)-2, IL-6 e Tumor Necrosis Factor (TNF)-α, fenomeni che conducono all atrofia dei villi (1). Per quanto riguarda l immunità umorale, invece caratteristica è la presenza degli anticorpi antigliadina, antiendomisio e antitransglutaminasi (1,19). L antigene degli anticorpi antiendomisio e antitransglutaminasi è la transglutaminasi tissutale (ttg), un enzima citoplasmatico appartenente alla famiglia degli enzimi calcio-dipendenti, abbondantemente presente sia sulle cellule epiteliali dei villi sia nella parte interna della mucosa intestinale, la cui funzione è la cicatrizzazione dei tessuti mediante reazioni di transamidazione. Occasionalmente, e in condizioni di ph leggermente acido, l enzima può dar luogo a reazioni di deamidazione, anziché di transamidazione, e riconosce, come substrato preferenziale, proprio la gliadina (1,8,20,21). La deamidazione della gliadina porta alla formazione di composti peptidici ancor più facilmente riconosciuti dai linfociti T gliadina-specifici DQ2 ristretti (1,20). I linfociti, una volta attivati, producono interferon-γ il quale, insieme al tumor necrosis factor-α, è un regolatore della trascrizione genica della tranglutaminasi stessa. L attivazione linfocitaria scatena la produzione di citochine infiammatorie, le quali inducono il danno alla mucosa intestinale. Oltre alla risposta immunitaria adattativa, il glutine è in grado di scatenare anche una risposta immunitaria innata immediata. Responsabile di ciò è un piccolo peptide della gliadina, il 31-43, il quale non attiva i linfociti T intestinali, ma induce la produzione di interleuchina-15 da parte delle cellule epiteliali. In questo modo viene incrementata l espressione di molecole di stress cellulare, come MIC e NKG2D. Quest ultime interagiscono con i linfociti citotossici, contribuendo alle lesioni a carico della mucosa intestinale. Inoltre, il peptide prolunga l attività del fattore di crescita EGF, fornendo alle cellule epiteliali intestinali un continuo stimolo proliferativo (8,20). Quadro clinico La malattia celiaca si presenta attraverso un largo spettro di manifestazioni cliniche: dai tipici sintomi di malassorbimento, quali diarrea, steatorrea, distensione e dolore addominale, calo ponderale, malnutrizione e astenia, che caratterizzano la cosiddetta forma classica; a sintomi minori, transitori e/o extraintestinali della forma subclinica, quali: anemia sideropenia, osteporosi, edemi periferici, depressione e irritabilità, disordini dell apparato riproduttivo e lesioni della cute; fino ad arrivare alla forma silente, senza alcun sintomo e segno riferibile ad una condizione di malassorbimento (1,3,19). Ovviamente sia i sintomi sistemici sia i sintomi extraintestinali sono da correlare alla compromissione dello stato nutrizionale dell individuo, 6

7 conseguente al malassorbimento delle sostanze nutritive. Malattie associate La malattia celiaca si associa a molte altre condizioni morbose, in particolare a patogenesi autoimmune. Le ipotesi più accreditate per spiegare tale associazione sono due: la presenza di un insieme di geni che predispone a fenomeni autoimmunitari in genere; la celiachia favorisce l esordio di altre patologie autoimmuni in soggetti geneticamente predisposti (8). Le patologie maggiormente associate alla malattia celiaca sono: dermatite erpetiforme, diabete mellito insulino-dipendente, tiroiditi autoimmuni, epatopatie autoimmuni e deficit selettivo di IgA (1,19,18,8). 7

8 Diagnosi Complicanze Terapia Diagnosi La diagnosi di malattia celiaca viene eseguita mediante ricerca di marker anticorpali e biopsia intestinale. Quest ultima rappresenta il "gold standard", ma la positività anticorpale va ritenuta altrettanto importante in quanto permette di selezionare quei pazienti da sottoporre alla biopsia intestinale, inoltre conferma la glutine-dipendenza dell atrofia intestinale (1,19,18,8). Esami Sierologici I marker anticorpali sono rappresentati da: anticorpi antigliadina (AGA), antiendomisio (EMA), anti transglutaminasi tissutale (anti-ttg). I due test con più elevata accuratezza diagnostica sono gli EMA e gli anti-ttg di classe IgA, entrambi diretti contro la transglutaminasi tissutale. I primi si ricercano in immunofluorescenza indiretta su tessuti di scimmia o su cordone ombelicale, mentre i secondi si ricercano con la tecnica ELISA (1,3,7,8). Gli AGA, diretti contro la gliadina, sono dotati di minor sensibilità (82 %) e ancor più bassa specificità (78 %). Vengono quindi ricercati, tramite la tecnica ELISA, nei bambini al di sotto dei 2 anni di età, dopo aver riscontrato una negatività per gli anti-ttg, in quanto nei primissimi anni di vita si assiste ad una maggior sensibilità degli AGA rispetto agli anti-ttg e agli EMA (8). Fondamentale è anche il dosaggio delle IgA totali sieriche, per escludere la condizione di deficit selettivo di IgA (IgA < 5 mg/dl). Nel caso si verifichi tale situazione, il test più valido è la ricerca degli anti-ttg di classe IgG e gli AGA sempre di classe IgG (8). I marcatori sierici, essendo glutine-sensibili, scompaiono in seguito a trattamento con dieta gluten-free (1,7). Esami Istologici La diagnosi di malattia celiaca richiede l esecuzione di due biopsie intestinali, effettuate in corso di esofagogastroduodenoscopia (EGDS), nella seconda o terza porzione del duodeno e nel digiuno, esaminando almeno quattro prelievi bioptici. La prima va eseguita con il paziente in dieta contenente glutine, la seconda successivamente alla dieta priva di glutine. Se i primi prelievi bioptici mostrano lesioni caratteristiche della mucosa intestinale che scompaiono in seguito all eliminazione del glutine dalla dieta, miglioramento messo in evidenza dalla seconda biopsia, si può far diagnosi di malattia celiaca (1,3,19,7). Le alterazioni istologiche della mucosa duodeno-digiunale caratteristiche, ma non specifiche della malattia celiaca, comprendono: (19,22) appiattimento della mucosa, causato dall atrofia dei villi; iperproliferazione delle cellule delle cripte; perdita della classica forma cilindrica degli enterociti e acquisizione di un aspetto cuboide o appiattito, con perdita della polarità basale del nucleo e aumento dell infiltrato linfocitario intraepiteliale; incremento dei linfociti e delle plasmacellule a livello della lamina propria; lesioni a livello delle tight junctions, che comportano un aumentata permeabilità intestinale. 8

9 Complicanze La mortalità dei pazienti celiaci diagnosticati in età pediatrica e che aderiscono in maniera rigorosa alla terapia dietetica priva di glutine è comparabile con quella della popolazione generale; a differenza dei celiaci diagnosticati in età adulta o che non seguono correttamente la dieta gluten-free, in cui la mortalità è quasi raddoppiata (19,23). Responsabili dell incremento di mortalità sono le complicanze della malattia celiaca, legate ad una prolungata esposizione al glutine (19,24). Le complicanze che si riscontrano con maggior frequenza sono: le malattie neoplastiche, il particolar modo il linfoma intestinale a cellule T; la digiuno-ileite ulcerativa; la malattia celiaca refrattaria; l iposplenismo. Un'altra complicanza, molto rara, ma fino a pochi anni fa con prognosi infausta, è la sprue collageno sica (1,3,18,7). Terapia La terapia della malattia celiaca consiste nell esclusione del glutine dalla dieta. Questa deve esser estremamente rigorosa e mantenuta per tutta la vita sia nelle forme francamente sintomatiche sia in quelle subcliniche e silenti (19,24). E stato osservato che circa il 70 % dei pazienti risponde alla terapia e presenta un miglioramento dei sintomi entro due settimane (25). Ma esiste una soglia di tollerabilità del paziente celiaco al glutine? E stato dimostrato che una quota di glutine inferiore a 10 mg / die non sia in grado di riattivare la malattia celiaca, almeno nella maggioranza dei soggetti celiaci (8,26,27). Quindi per mantenere un apporto di glutine inferiore a tale quota è consigliabile utilizzare prodotti dietoterapeutici il cui limite massimo di glutine contaminante sia di 20 parti per milione (ppm), pari a 20 mg / Kg di prodotto finito. Per cui rientrano nella categoria "senza glutine" tutti quei prodotti con un contenuto di glutine inferiore ai 20 ppm. Per eliminare il glutine occorre escludere dalla dieta tutti gli alimenti contenenti derivati dell orzo, della segale, del frumento in tutte le sue varietà, quindi oltre al grano tenero e quello duro vengono esclusi anche il kamut, il farro, lo spelta, il malto (3). Gli studi riguardanti l avena hanno mostrato come modeste quantità del cereale non provochino effetti negativi nella stragrande maggioranza dei pazienti celiaci, ma in rari casi è stata anche osservata una ripresa dei sintomi. Per cui i pareri sul consumo dell avena sono ancora contrastanti. 9

10 Come cereali sono permessi: il riso, il mais, il miglio, il grano saraceno, la manioca, la quinoa, l amaranto, purchè non contaminati da glutine nel corso della lavorazione (3,8). Le altre categorie di alimenti: verdure, legumi, frutta, carne, pesce, uova, latte e derivati sono naturalmente privi di glutine all origine, ma potrebbero contenerne nel prodotto finito presente in commercio (8). Inoltre, va considerato che il glutine può essere presente anche in diversi prodotti farmaceutici e in molti alimenti confezionati (3,19,8). La terapia di supporto è necessaria solo nelle prime fasi della dieta priva di glutine, cioè nel momento in cui la mucosa danneggiata non permette un adeguato assorbimento dei nutrienti (19). La più comune causa di persistenza dei sintomi in un paziente celiaco che segue una dieta glutenfree è l introduzione inconsapevole di glutine presente come contaminante (8,28). Fondamentale è quindi l educazione del paziente riguardo alla sua condizione, in modo tale che possa aderire in maniera rigorosa alla terapia dietetica e possa così difendersi dal rischio di contaminazione. 10

11 Bibliografia 1. M. T. Bardella, F. Biagi. Manuale di gastroenterologia UNIGASTRO. Editrice gastroenterologia italiana,p , Biagi F, Corazza GR, Definiting gluten refractory enteropathy. Eur J Gastroenterol Hepat 2001; 13: M. Baldassarre, A.M. Laneve, R.Grrosso, N. Laforgia, Celiac Disease: Pathogenesis and Novel Therapeutic Strategies. Endocrine, Metabolic &immune Disorders-Drug Targets,2008, 8, Grain toxicity. The CELIAC list. Retrieved on P. Cabras, A. Martelli. Chimica degli alimenti. Ed.: Piccin. pp , M. Lucisano, M.A. Pagani. Cereali e derivati. In:Daghetta A. Gli alimenti. Aspetti tecnologici e nutrizionali, collana ITEMS, Istituto Danone, Milano, 1997, pp Green PHR, Jabri B. Coeliac disease. Lancet 2003;362: S. Martelossi, C. Catassi, A. Papa, A. Gasbarrini. Vademecum Celiachia a cura dell Associazione Italiana Celiachia. Edizione 2008, p , D. Schuppan, Y. Junker, D. Barisani. Celiac disease: from pathogenesis to novel therapies. Gastroenterology Dec;137 (6): J.K. Visakorpi. Changing features of celiac disease. In: Maki M., Collin P., Visakorpi JK, eds. Coeliac disease. Proceedings of the seventh international symposium on celiac disease. Tampere, Finland: Coeliac Disease Study Group, 1997: A. Fasano, et al.: Prevalence of celiac disease in at-risk and not-at-risk groups in the United States: A large multicenter study. Arch Intern Med. 2003; 163: C. Dube, et al.: The prevalence of celiac disease in average-risk and at-risk Western European populations: A systematic review. Gastroenterology. 2005;128(suppl 1):S57- S M. Maki, et al.: Prevalence of celiac disease among children in Finland. N Engl J Med. 2003;348: E Balish, et al.: Essential role of the Candida albicans transglutaminase substrate, hyphal wall protein 1, in lethal oroesophageal candidiasis in immunodeficient mice. J Infect Dis 2002;185: W.F. Nieuwenhuizen, et al.: Is Candida albicans a trigger in the onset of celiac disease? Lancet 2003;361: G. Zanoni, et al. 2006, PLoS Med., 3, e L.C. Stene, et al. : Rotavirus infection frequency and risk of celiac disease autoimmunity in early childhood: a longitudinal study American journal of Gastroenterology;101: Harrison. Principi di medicina interna.16 edizione, p , L. Familiari, J. Sahel. Gastroenterologia pratica. Masson Editore, p , Schuppan, Y. Junker, D. Barisani. Celiac disease: from pathogenesis to novel therapies. Gastroenterology Dec;137 (6): W. Dieterich, B. Esslinger, D. Schuppan. Pathomechanism in celiac disease. Int Arch Allergy Immunol. 2003; 132(2): A.J. Katz, R.J. Grand: All that flattens is not sprue, Gastroenterology 76: , R.F.A. Logan, E.A. Rifkind, et al. : Mortality in celiac disease, Gastroenterology 97 : , D.H. Wright: Complications of coeliac disease, Bailliere s Clinical Gastroenterology 9: , PHR Green, et al. : Characteristics of adult celiac disease in the USA: Results of a national survey. A J Gastroenterol. 2001; 96: K. Garsed, B.B. Scott, 2007, Can oats be taken in a gluten-free diet? A systematic review. Scandinavian Journal of Gastroenterology; 42: R. Crevel, B. Jarry, et al. Review article: safe amounts of gluten for patients with wheat allergy or celiac disease. Aliment Pharmacol Ther 2006;23: Cecil. Trattato di medicina interna. 21 edizione, p ,