¿Qué son los inhibidores de la tripsina y la amilasa (ATI) y cómo influyen en el organismo?

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El acrónimo ATI se utiliza para designar a los inhibidores de la tripsina y la amilasa, unos compuestos proteicos presentes en cereales como el trigo que se relacionan con la sensibilidad al gluten no celíaca.

Se trata de una familia de más de 17 proteínas de bajo peso molecular que se encuentran en cantidades significativas en cereales como trigo, cebada y centeno, donde su contenido es 100 veces mayor que en otras plantas y cereales sin gluten. Para hacernos una idea, en el trigo, el 80-90% de la proteína total es gluten, el 10-20% está constituido por albúminas y globulinas y el 4% por ATI. Estos últimos se acumulan en el endospermo de los cereales mencionados anteriormente, donde cumplen diferentes funciones [1, 2]:

  1. Sirven como nutrientes de reserva para la semilla, ya que contienen diferentes aminoácidos, entre los que destaca la lisina. Esto también los hace interesantes desde el punto de vista de la nutrición humana.
  2. Actúan como defensa contra plagas y parásitos, al inhibir sus enzimas digestivos. Es una característica deseable en agricultura, así que tradicionalmente se han seleccionado las variedades más resistentes, lo que significa que cada vez tienen más proporción de ATI
  3. Regulan la transformación del almidón en azúcares (por ejemplo, si las condiciones son desfavorables, como ocurre cuando hay escasez de agua, inhiben la hidrólisis de ese compuesto).

Los ATI son capaces de ejercer estas dos últimas funciones porque, como su nombre indica, inhiben la acción de dos enzimas digestivos: la amilasa, que se encarga de transformar el almidón en azúcares, y la tripsina, cuya función es romper los enlaces peptídicos de las proteínas para formar péptidos de menor tamaño y aminoácidos. Así, son muy resistentes al proceso de digestión.

 

Sensibilidad al gluten no celíaca

Todavía existen importantes lagunas en el conocimiento de la sensibilidad al gluten no celíaca [3]. Para empezar, no existen biomarcadores específicos que permitan realizar un diagnóstico claro, así que se hace por descarte. Es decir, si una persona sufre efectos adversos debidos al consumo de gluten, se estudia si padece alguno de los trastornos asociados a este compuesto [4], que pueden ser:

  • Alérgicos, como la alergia a las proteínas del trigo, que están mediados por inmunoglobulina E y que pueden ser diagnosticados con pruebas como el prick test de punción cutánea,
  • Autoinmunitarios, como la celiaquía, la dermatitis herpetiforme y la ataxia por gluten, que pueden ser diagnosticados con diferentes pruebas, entre las que se encuentra el estudio de la serología, las pruebas genéticas o las biopsias intestinales [5].

Si se descartan estos mecanismos, se sospecha entonces de sensibilidad al gluten no celíaca. Para tratar de confirmar este diagnóstico es necesario estudiar si la persona afectada mejora cuando el gluten se retira de la dieta y si vuelve a manifestar síntomas cuando este compuesto es reintroducido en ella [6]. Estos síntomas son de dos tipos: intestinales (diarrea o estreñimiento, dolor abdominal, meteorismo, etc.) y extraintestinales (dolor de cabeza, confusión, fatiga, dolor muscular, dermatitis, anemia, etc.).

 

Papel de los ATI en la sensibilidad al gluten no celíaca

A diferencia de lo que ocurre en el caso de la sensibilidad al gluten, la celiaquía ha sido ampliamente estudiada, de manera que su mecanismo se conoce bastante bien. Como ya se ha mencionado, se trata de una enfermedad autoinmunitaria en la que la gliadina procedente del gluten provoca la activación de células T en la mucosa gastrointestinal y donde la predisposición genética tiene un importante papel, estando fuertemente ligada a los antígenos leucocitarios HLA-DQ2 y HLA-DQ8. Tanto la inmunidad innata como la adaptativa juegan un papel fundamental en el desarrollo de la enfermedad.

Por otra parte, en la sensibilidad al gluten, el sistema inmunitario no se comporta de la misma forma que en la celiaquía: no participan las células T, no hay una asociación con el complejo HLA y parece estar implicada únicamente la respuesta inmunitaria innata [7].

El sistema inmunitario innato es la primera barrera de defensa contra patógenos. Los receptores tipo Toll (TLR) juegan un importante papel en la detección específica de patógenos y la activación de respuesta inflamatoria (envían señales que activan macrófagos, provocando que secreten citoquinas proinflamatorias y otras sustancias que atraen células efectoras). La elevada expresión de estos receptores (concretamente TLR4, TLR1 y TLR2) en la mucosa intestinal de personas con sensibilidad al gluten no celíaca, en comparación con los que padecen celiaquía, sugiere que la respuesta innata del sistema inmunitario en la sensibilidad al gluten parece estar asociada a otras proteínas diferentes del gluten (de hecho, la gliadina no activa los receptores TLR2 ni TLR4) [8,9]. Esto parece ser confirmado por estudios in vivo e in vitro, cuyos resultados sugieren que los ATI del trigo son unos potentes activadores de la respuesta del sistema inmunitario innato, con la activación de macrófagos, monocitos y células dendríticas, a través de la estimulación de los TLR [10, 11].

 

Conclusión

En definitiva, investigaciones recientes cuestionan la relación entre el gluten y la activación del sistema inmunitario innato en personas con sensibilidad al gluten no celíaca y apuntan a los ATI como los compuestos desencadenantes de los síntomas asociados a este trastorno [1, 8, 9]. Por otra parte, todavía existe bastante desconocimiento sobre el tema (para hacernos una idea, hasta el momento no se han publicado estudios de intervención analizando los efectos proinflamatorios de los ATI, de modo que todos los estudios previos han sido llevados en ratones y cultivos celulares). Así pues, es necesario seguir investigando para tratar de conocer el mecanismo de la sensibilidad al gluten no celíaca y el papel que juegan los ATI.

  • Autor

    Miguel Angel Lurueña

    Doctor en Ciencia y Tecnología de Alimentos

Referencias

[1] Reig-Otero, Y; Mañes, J y Manyes, L. Amylase–Trypsin Inhibitors in Wheat and Other Cereals as Potential Activators of the Effects of Nonceliac Gluten Sensitivity. J Med Food; 2017, 00(0): 1-8

[2] Ryan, C.A. Protease inhibitors in plants: Genes for improving defenses against insects and pathogens. Annu Rev Phytopathol. 1990; 28:425–449.

[3] Barbaro, M.R. et al. Recent advances in understanding non-celiac gluten sensitivity. F1000Research; 2018, 7(F1000 Faculty Rev):1631

[4] Sapone, A. et al. (2012). Spectrum of gluten-related disorders: consensus on new nomenclature and classification. BMCMedicine 10, 13

[5] Shannahan, S. y Leffler, D.A. (2017). Diagnosisiand updates in celiac disease. Gastrointest Endosc Clin N Am, 27(1), 79-92

[6] Catassi C, Elli L, Bonaz B, et al. (2015) Diagnosis of non-celiac gluten sensitivity (NCGS): The Salerno Experts’ criteria. Nutrients,7:4966–4977.

[7] Volta U, Caio G, De Giorgio R, et al.: Non-celiac gluten sensitivity: A work-in-progress entity in the spectrum of wheat-related disorders. Best Pract Res Clin Gastroenterol 2015;29:477–491.

[8] Thomas KE, Sapone A, Fasano A, et al.: Gliadin stimulation of murine macrophage inflammatory gene expression and intestinal permeability are MyD88-dependent: Role of the innate immune response in celiac disease. J Immunol 2006; 176:2512–2521.

[9] Fassano A: Zonulin and its regulation of intestinal barrier function: The biological door to inflammation, autoimmunity, and cancer. Physiol Rev 2011; 91:151–175.

[10] Schuppan D, Zevallos V. Wheat amylase trypsin inhibitors as nutritional activators of innate immunity. Dig. Dis. 2015; 33(2):260-3

[11] Junker Y, Zeissig S, Kim SJ, et al.: Wheat amylase trypsin inhibitors drive intestinal inflammation via activation of toll-like receptor 4. J Exp Med 2012; 209:2095–2408.