Gluten, buğday ve diğer tahıllar

İnsanoğlu tahıl tüketimine yaklaşık 10000 yıl önce gerçekleşen şehirleşme ve tarım devrimi sonrasında başlamıştır. Tarım devrimi Mezopotamya’da başlamış, ve Ortadoğu’dan tüm dünyaya yayılmıştır.

Tüm dünya üzerindeki ekili alanların %60’ında tahıllar yetişmektedir; bunun en önemli bölümünü mısır, buğday ve pirinç teşkil etmektedir.

İnsanlık tarihinde nispeten yeni olan bu besinleri pek çok insan tolere edememektedir; bir kısmı farkında, pek çoğu ise farkında değildir.

Tahıl ailesi ortak bir atadan gelmektedir ve pirinç, poidea ailesi (yulaf, tritika ailesi (arpa, çavdar, buğday)), panikoidea ailesinden (darı (tilki kuyruğu, akdarı), sorgum ( süpürge darısı), ve mısır) oluşmaktadır.

Gluten ve diğer buğday ve tahıl proteinleri

Buğday, arpa veya çavdar unundan hamur yaptıktan sonra, hamuru su altında yıkayıp nişastasından temizlerseniz; geri kalan lastiksi protein kitlesi gluten ve diğer proteinlerden oluşmaktadır. Gluten, suda ve tuzlu suda çözünmez, alkolde çözünür. Tahıl tanesinin total protein miktarının % 70-80’inini oluşturur. Diğer proteinler: su ve tuzda çözünebilir albüminler ve globülinler, enzimler, enzim inhibitörleri, yapı proteinleri ve lipoproteinlerdir.

Gluten proteini iki ayrı molekülden oluşur: prolamin (gliadinler) ve glutelinler.

Prolaminler suda çözünmez, alkolde çözünür. Glutelinler ise su ve alkolde çözünmez, asit, baz ve deterjanda çözünür. Gliadinler yapışkanlığı sağlarken, gluteninler sağlamlık ve elastikiyeti sağlar.

Depo proteinleri şekilde görüldüğü üzere ortak bir atadan gelirler: tüm aileye prolamin süper ailesi denmektedir.  Prolaminler her tahıl cinsine göre değişik isimlendirilir:

• Buğday- Gliadin  
• Çavdar- Sekalin
• Arpa-Hordein
• Yulaf-Avenin
• Mısır-Zein
• Pirinç –Orizin/orzenin
• Darı ve sorgum- Kafirin

Yulaf gluten içermez, ancak  içerdiği aveninin protein moleküler yapısı glutene çok benzer. Ayrıca tarlada yetişirken, toplanırken veya işlenirken gluten ile kontamine olabilir. Glutensiz de olsa yulaf tüketimi, çölyak hastalarının %10’unda bağışıklık yanıtında artışa neden olmaktadır.

Günümüzde kullanılan modern buğdayı hekzaploid yapıdadır; daha fazla immünojenik epitop içerir, ve dolayısı ile hastalarda daha çok bağışıklık sistemi yanıtına neden olur. Atalık buğdaylar (siyez, kavılca, karakılçık) diploid yapıdadır, günümüz buğdayına göre daha az bağışıklık yanıtına neden olurlar ama masum değillerdir.

Buğdayın genetik ve protein yapısın değişmesi dışında, günümüzde buğday ve tahıl ürünleri daha fazla tüketilmekte, gıda endüstrisinde katkı maddesi olarak kullanılmakta ve işlenmiş gıdalar eskisinden daha çok miktarda tüketilmektedir.

Besinler ağız yolu ile alındıktan sonra sindirim sürecinde,  mide, pankreas bağırsak enzimleri tarafından protein molekülleri amino asit, di-peptit ve tri-peptitlere indirgenir. Ancak gluten proteinleri bu enzimatik indirgenmeye dirençlidir, yapısal bütünlüğünde değişiklik meydana gelmez; bağırsak hücrelerine ulaşan bu indirgenmemiş uzun peptit zincirleri, bağırsak hücrelerinin arasından veya içinden geçerek hücre-kan dolaşımı sınırına ulaşır; hastalıkların oluşum süreci başlar.

Buğday ve diğer tahıllarla ilgili diğer bir problem kullanılan tarım ilaçları, özellikle glifosat ve glifosat içeren karışımlardır.

Glifosat; ekim öncesinde tohumları zararlılara daha dayanıklı hale getirmek için, yetişme sırasında zararlılara karşı korumak için, hasta sırasında kurutma/kolay toplama için, son olarak da nakliye ve depolama sırasında bozulmaları ve ürün kaybını önlemek için kullanılmaktadır. Bitkinin içine işlediği için de işlemek, pişirmek, yıkamak, kaynatmakla çıkamamaktadır. Kanada’da yapılan bir çalışmama süpermarketten alınan 3188 ürünün %30’una yakın oranında glifosat kalıntısı tespit edilmiş. Glifosat dünyada soya, mısır ve buğday tarımında kullanılıyor.

Glifosat etkisini şikimate yolakları üzerinden gösteriyor. Bu yolak insan metabolizmasında olmadığı/kullanılmadığı için glifosatın insana zarar vermeyeceği düşünülüyordu. İnsanlar değilse de, insanın içinde yaşayan bağırsak canlılarının hayatta kalması ancak bu yolak sayesinde mümkün olduğu için, glifosat kullanımı bağırsak bakterilerini etkileyerek insan sağlığını doğrudan etkilemektedir.

İnsan bağırsağında yaşayan bakterilerin bir kısmı glifosatın öldürücü etkisine karşı dirençli, bir kısmı ise duyarlıdır. Duyarlı olanlar iyi huylu veya yararlı bakteriler, dirençli olanlar ise hastalık yapan veya patojen bakterilerdir. Dolayısı ile uzun süre/ çok miktarda/ sürekli glifosat kalıntısı içeren besin tüketmek bağırsak sağlığını bozmakta ve disbiyozise neden olmaktadır. En çok etkilenen bakteri aileleri laktobasiller ve bütirokoklardır. Bütirokokların kaybı, kısa zincirli yağ asidi üretimde azalmaya, bu da bağırsak hücrelerinin ölüm/kaybına ve artmış bağırsak geçirgenliğine, enflamasyon ve oksidatif stres artışına neden olur.

Hayvan yem yetiştiriciliğinde (mısır, soya, alfa alfa) yüksek oranda glifosat kullanılmaktadır. Bu hem hayvanların bağırsaklarında enflamasyon, hastalıklara ve hayvanlara verilen antibiyotik miktarında artışa neden olmakta; hem de bu hayvanların idrar ve dışkıları ile doğal kaynak sularına karışmaktadır.

İnsanda buğday ve tahıllar 3 hastalığa neden olabilmektedir:

1. Çölyak hastalığı
2. Buğday Alerjisi
3. Non çölyak gluten/buğday hassasiyeti

Çölyak hastalığında buğday, arpa ve çavdar içindeki gluten (gliadin) prolamini bağırsak hücrelerine zarar vererek, artmış bağırsak geçirgenliğine yol açarak ve bağışıklık yanıtı oluşturarak hastalığa neden olur.

Non çölyak gluten ise gluten ile birlikte diğer tahıl proteinleri buğday rüşeymi agglütinini ve amilaz tripsin inhibitörleri başta) doğumsal bağışıklık sistemini uyararak ve artmış bağırsak geçirgenliğine neden olarak hastalığa yol açarlar.

Buğday alerjisinde ise buğday, özellikle gliadin proteinlerine karşı gelişen alerjik yanıt söz konusudur.

Ayrıca nikel alerjisinde ve histamin entoleransında da buğday ve diğer tahılların proteinlerinin hastalık oluşumuna katkıda bulunduğu düşünülmektedir.

Referanslar

1. Pathogenesis of Celiac Disease and Other Gluten Related Disorders in Wheat and Strategies for Mitigating Them. Sharma N, Bhatia S, Chunduri V, et al.  Front Nutr. 2020;7:6.  https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32118025/
2. Gluten and Wheat Sensitivities – an Overview http://www.trilliumfitness.co.uk/wp-content/uploads/2016/03/Scherf-2016-Gluten.pdf
3. Modern diagnosis of celiac disease and relevant differential diagnoses in the case of cereal intolerance https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4479435
4. Juan Pedro Ortiz Sánchez, Verónica Mata Haro, Francisco Cabrera Chávez & Ana María Calderón de la Barca (2016) Prolamins of maize and wheat differentially affect intestinal cells both in biopsies of celiac patients and CACO-2 cell line, Food and Agricultural Immunology, 27:2, 259-272, DOI: 10.1080/09540105.2015.1086316
5. Bovine Milk Caseins and Transglutaminase-Treated Cereal Prolamins Are Differentially Recognized by IgA of Celiac Disease Patients According to Their Age Francisco Cabrera-Chávez et al.  J. Agric. Food Chem. 2009, 57, 9, 3754–3759 https://doi.org/10.1021/jf802596g
6. Cabrera-Chávez F, de la Barca AM. Bovine milk intolerance in celiac disease is related to IgA reactivity to alpha- and beta-caseins. Nutrition. 2009;25(6):715-716. doi:10.1016/j.nut.2009.01.006
7. Maize Prolamins Could Induce a Gluten-Like Cellular Immune Response in Some Celiac Disease Patients. Juan P. Ortiz-Sánchez 1, Francisco Cabrera-Chávezand Ana M. Calderón De la Barca Nutrients 2013, 5(10), 4174-4183; https://doi.org/10.3390/nu5104174/
8. Akhondi H, Ross AB. Gluten And Associated Medical Problems. [Updated 2020 Jul 6]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2020 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK538505//
9. Engström N, Sandberg AS, Scheers N. Sourdough fermentation of wheat flour does not prevent the interaction of transglutaminase 2 with α2-gliadin or gluten. Nutrients. 2015;7(4):2134-2144. Published 2015 Mar 25. doi:10.3390/nu7042134
10. Ortiz-Sánchez JP, Cabrera-Chávez F, de la Barca AM. Maize prolamins could induce a gluten-like cellular immune response in some celiac disease patients. Nutrients. 2013;5(10):4174-4183. Published 2013 Oct 21. doi:10.3390/nu5104174
11. Barnett JA, Gibson DL. Separating the Empirical Wheat From the Pseudoscientific Chaff: A Critical Review of the Literature Surrounding Glyphosate, Dysbiosis and Wheat-Sensitivity. Front Microbiol. 2020;11:556729. Published 2020 Sep 25. doi:10.3389/fmicb.2020.556729