グルテン

グルテンは、特定の穀物に自然に含まれる構造タンパク質です。^[1]グルテンという用語は通常、小麦穀物のタンパク質、主にグリアジンとグルテニンの弾性ネットワークを指し、水を加えると容易に形成され、パン生地の場合はしばしばこねられます。 ^[2]グルテンを含む穀物の種類には、すべての種類の小麦（普通小麦、デュラム小麦、スペルト小麦、ホラサン小麦、エンマー小麦、ヒトツブコムギ）、大麦、ライ麦、および一部のオート麦の栽培品種が含まれます。さらに、これらの穀物の交雑種、例えばライ小麦にもグルテンが含まれています。 [ ^{3] [4]グルテンは}パン小麦の総タンパク質の75〜85％を占めます。^[5]

グルテン、特にコムギグルテンは独特の粘弾性と接着性を持ち、生地に弾力を与え、膨らんで形を保つのを助け、最終製品に噛み応えのある食感を残すことが多い。^{[5] [6] [7]}これらの特性と比較的低コストのため、グルテンは食品業界と非食品業界の両方にとって貴重なものとなっている。^[7]

小麦グルテンは主に2種類のタンパク質、グルテニン^[8]とグリアジン^[9]から構成され、これらは高分子と低分子のグルテニン、α/β、γ、Ωグリアジンに分類されます。大麦の相同種子貯蔵タンパク質はホルデイン、ライ麦はセカリン、オート麦はアベニンと呼ばれます。^[10]これらのタンパク質クラスは総称して「グルテン」と呼ばれます。^[4]トウモロコシ（ゼイン）や米（米タンパク質）などの他の穀物の貯蔵タンパク質はグルテンと呼ばれることもありますが、セリアック病の患者に有害な影響を引き起こしません。^[3]

グルテンは、人によっては有害反応、炎症反応、免疫反応、自己免疫反応を引き起こす可能性があります。グルテン関連疾患の範囲には、一般人口の1～2％にみられるセリアック病、一般人口の0.5～13％にみられる非セリアック性グルテン過敏症、疱疹状皮膚炎、グルテン運動失調症、その他の神経疾患が含まれます。^{[11] [12] [13] [14]これらの疾患は}グルテンフリーの食事療法で治療されます。^[14]

グルテンは、グルテニン分子がジスルフィド結合を介して架橋し、グリアジンに付着した超微細ネットワークを形成することで形成され、混合物に粘度（厚み）と伸長性を与えます。 ^{[5] [15]}この生地を酵母で発酵させると、発酵によって二酸化炭素の泡が発生し、それがグルテンネットワークに閉じ込められて生地が膨らみます。焼くとグルテンが凝固し、デンプンとともに最終製品の形状が安定します。グルテン含有量は、水和によって水と結合するため、パンの老化の要因として関与している可能性があります。^{[16] [17]}

グルテンの形成は焼き菓子の食感に影響を与えます。^[5]グルテンの弾力性は低分子量のグルテニンの含有量に比例します。この部分にはグルテンネットワークの架橋を担う硫黄原子が多数含まれているからです。 ^{[18] [19]グルテン含有量の多い小麦粉を使用すると、}ピザやベーグル のような歯ごたえのある生地になり、グルテン含有量の少ない小麦粉を使用すると、ペストリー製品のような柔らかい焼き菓子になります。^[20]

一般的に、パン用小麦粉はグルテン（硬質小麦）を多く含み、ペストリー用小麦粉はグルテン含有量が低い。こねることでグルテンの鎖と架橋の形成が促進され、もろく崩れやすい焼き菓子とは対照的に、噛みごたえのある焼き菓子が作られる。生地をこねる時間が長いほど「噛みごたえ」が増す。生地の水分含有量が増えるとグルテンの発達が促進され、^[20]非常に水分の多い生地を長時間放置して膨らませると、こねる必要がない（こねないパンを参照）。ショートニングは架橋の形成を阻害するため、パイ生地のような柔らかくサクサクした製品が求められるときに、水分を減らしてこねる回数を減らすとともに使用される。

小麦粉に含まれるグルテンの強度と弾力性は、パン業界ではファリノグラフを使用して測定されます。これにより、パン職人はさまざまな焼き菓子のレシピを開発する際に、さまざまな種類の小麦粉の品質を測定できます。^{[5] [21] [22]}

工業生産では、小麦粉のスラリーを機械で激しく練り、グルテンが塊になるまで混ぜる。^{[23] [検証失敗]この塊は}遠心分離機で集められ、連続プロセスに統合されたいくつかの段階を経て輸送される。湿ったグルテンの水分の約65％はスクリュープレスで除去され、残りは噴霧ノズルから乾燥室に噴霧され、そこで短時間高温に保たれ、グルテンを変性させずに水分が蒸発する。^[要出典]このプロセスにより、水分含有量7％の小麦粉のような粉末が得られ、空冷され、空気圧で受入容器に輸送される。最終段階では、処理されたグルテンをふるいにかけ、粉砕して均一な製品を製造する。^[23]

この小麦粉のような粉末を通常の小麦粉生地に加えると、生地の膨らみを改善するのに役立つ可能性があります。また、結果として得られる混合物は、パンの構造的安定性と噛みごたえを高めます。^[24]グルテンを加えた生地は、最大限に膨らませるために激しくこねる必要があります。高グルテンのこねには、自動パンマシンまたはフードプロセッサーが必要になる場合があります。 ^[25]一般的に、グルテンレベルが高いほど、全体的なタンパク質含有量が高くなります。^[26]

グルテン、特に小麦グルテン（セイタン）は、牛肉、鶏肉、アヒル（模造鴨を参照）、魚、豚肉に似た模造肉のベースとなることが多い。スープで調理すると、グルテンは周囲の液体（風味を含む）の一部を吸収し、かみ応えが増す。^{[27] [28]このグルテンの使用は、多くの}ベジタリアン食に補助タンパク質を加えるための一般的な手段である。家庭やレストランでの調理では、小麦粉を水中でこね、グルテンを生地と呼ばれる弾力のあるネットワークに凝集させ、その後でデンプンを洗い流すことで小麦グルテンが作られる。^[5]

グルテンはビールや醤油によく含まれており、アイスクリームやケチャップなど、予想外の食品の安定剤として使用されることもあります。そのため、この種の食品は、隠れたグルテンがセリアック病やグルテン過敏症の人にとって危険となるため、少数の消費者に問題を引き起こす可能性があります。一部のペットフードのタンパク質含有量も、グルテンを加えることで高められる場合があります。^[29]

グルテンは化粧品、ヘアケア製品、その他の皮膚科用製品にも使用されています。^[30]

「グルテン関連疾患」とは、グルテンによって引き起こされるすべての疾患の総称であり、セリアック病（CD）、非セリアック性グルテン過敏症（NCGS）、小麦アレルギー、グルテン運動失調症、疱疹状皮膚炎（DH）が含まれます。^[13]

グルテンペプチドはグルテン関連疾患の誘発に関与している。^[31]セリアック病患者では、ペプチドが腸の損傷を引き起こし、炎症から腸絨毛の部分的または完全な破壊にまで及ぶ。^{[32] [33]}この損傷のメカニズムを研究するために、実験室での実験がin vitroおよびin vivoで行われている。^{[34] [33]}グルテンペプチドの中でも、グリアジンは広範囲に研究されている。^[31]

セリアック病の文脈では、グリアジンペプチドは、その作用機序に応じて、基礎研究および臨床研究において免疫原性として 分類されています。^{[31] [35]}

• これらのペプチドは、試験管内で細胞や腸管製剤に直接作用し、生体内で細胞損傷を引き起こし、自然免疫応答を誘発する能力がある。^{[31] [35]} 試験管内では、ペプチドは細胞のアポトーシス（プログラム細胞死の一種）を促進し、核酸（DNAとRNA）とタンパク質の合成を阻害して、細胞の生存率を低下させる。 ^{[36]正常なマウスを用いた}生体内実験では、細胞死の増加とインターフェロンI型（炎症性メディエーター）の産生を引き起こすことが示された。^[31] 試験管内では、グルテンは細胞の形態と運動性、細胞骨格の構成、酸化バランス、タイトジャンクションを変化させる。^{[37] [36] [38]}
• 免疫原性ペプチドは、試験管内でT細胞を 活性化することができるペプチドである。^[31]

グルテンの少なくとも50のエピトープは細胞毒性、免疫調節、腸管浸透活性を生み出す可能性がある。^[37]

セリアック病患者に対するオート麦ペプチド（アベニン）の効果は、摂取するオート麦の品種によって異なります。これは、プロラミン遺伝子、タンパク質のアミノ酸配列、およびオート麦の品種によって異なるプロラミンの免疫毒性によるものです。^{[39] [40] [41]さらに、オート麦製品は他のグルテン含有}穀物と交差汚染されている可能性があります。^[40]

2017年の時点で^{[アップデート]}、グルテン関連疾患はさまざまな地域で増加しています。^{[38] [42] [43] [44]}この増加の理由として、食生活の西洋化の進行、^[42]地中海ダイエットに含まれる小麦ベースの食品の使用増加、^{[45] [46]}アジア、中東、北アフリカの多くの国で米が小麦に徐々に置き換えられていること、^[42]生地の発酵時間の短縮によりパンやベーカリー製品のグルテン含有量が増加していること、^{[47] [48]近年、}細胞傷害性グルテンペプチドを多く含む新しいタイプの小麦が開発されていること、^{[47] [49]} などが挙げられます。しかし、1891年から2010年までの小麦60品種を栽培して分析した2020年の研究では、アルブミン/グロブリンおよびグルテン含有量に経時的な変化は見られませんでした。 「全体的に、収穫年は品種よりもタンパク質組成に大きな影響を与えました。タンパク質レベルでは、現代の冬小麦の免疫刺激能の増加を裏付ける証拠は見つかりませんでした。」 ^[50]

セリアック病（CD）は、小麦、大麦、ライ麦、オート麦、およびその派生物の摂取によって引き起こされる、主に小腸に影響を与える慢性の多臓器自己免疫疾患であり、遺伝的に素因のあるあらゆる年齢の人々に発症します。^[51] CDは、複数の臓器に影響を及ぼし、さまざまな非胃腸症状を引き起こす可能性があるため、胃腸疾患であるだけでなく、最も重要なことは、一見無症状の可能性があることです。^{[4] [52]}多くの無症状の人は、慢性的な健康状態の悪さをあたかも正常であるかのように生活することに慣れていますが、グルテンフリーの食事を開始して改善が見られるようになった後、実際にセリアック病に関連する症状があったことを認識できるようになります。^{[52] [53] [43]血清学的マーカー（}抗組織トランスグルタミナーゼ[TG2]）が必ずしも存在するとは限らないという事実^[54]と、腸絨毛の萎縮を伴わずに軽度の粘膜病変を有する人が多いという事実が、診断をさらに困難にしている。^[55]

CDは一般人口の約1～2％に影響を及ぼしますが、^[11]ほとんどの症例は認識されず、診断も治療もされず、深刻な長期的健康合併症のリスクにさらされています。^{[11] [43] [56] [57]}適切な診断が得られるまで、人々は重篤な症状に苦しみ、何年もの間広範な検査を受けることがあります。^[53] CDを治療しないと、吸収不良、生活の質の低下、鉄欠乏症、骨粗鬆症、腸管リンパ腫のリスク増加、死亡率の上昇を引き起こす可能性があります。^{[58] CDは、} 1型糖尿病、甲状腺炎、^[59] グルテン運動失調症、乾癬、白斑、自己免疫性肝炎、疱疹状皮膚炎、原発性硬化性胆管炎など、他の自己免疫疾患と関連しています。^{[51] [59]}

慢性下痢や腹部膨満、吸収不良、食欲不振、成長障害などの胃腸症状を含む「典型的な症状」を伴うCDは、現在この疾患の中で最も一般的ではない症状の形態であり、主に2歳未満の幼児に発症します。^{[51] [53] [56]}

「非典型的症状」を伴うCDは最も一般的な臨床型であり^[53]、年長児（2歳以上）、^[53]、青年、成人に発症する。^[53]この疾患は、胃腸症状が軽度または全くないことと、体のあらゆる臓器に影響を及ぼす可能性のある幅広い非腸管症状を特徴とし、小児（少なくとも症例の43％^{[60] ）と成人の両方で完全に無症状であることが多い[56]}。^[56]

無症候性CD（ACD）は、罹患患者の大多数に存在し、下痢、膨満感、腹痛などの典型的なグルテン不耐症の兆候がないのが特徴です。しかし、これらの患者はグルテン摂取に関連する可能性のある疾患を発症することが非常に多いです。グルテンは、グルテンエクソルフィンと呼ばれるいくつかのモルヒネのような物質に分解されます。これらの化合物はオピオイド効果が証明されており、グルテンタンパク質が胃腸の内壁と機能に及ぼす有害な影響を隠す可能性があります。^[61]

非セリアック性グルテン過敏症（NCGS）は、セリアック病と小麦アレルギーが除外され、グルテンフリーの食事に切り替えると改善する複数の症状の病状として説明されています。 ^{[62] [63]} 2010年に認識され、^{[64] [65]}グルテン関連疾患に含まれています。^[64]その病因はまだ十分に解明されていませんが、自然免疫系の活性化、グルテンおよびおそらく他の小麦成分の直接的な悪影響が関与していると考えられています。^{[65] [36]}

NCGSはグルテン不耐症の最も一般的な症候群であり、^{[64] [66]}有病率は6～10%と推定されています。^[12] NCGSはより一般的な診断になりつつありますが、多くの人が以前にセリアック病の検査を受けたり医師から食事療法の処方箋をもらったりすることなく、自己診断してグルテンフリーの食事を始めるため、その真の有病率を判断するのは困難です。^[67] NCGSと胃腸症状のある人は、専門家に認識されず、適切な医療と治療を受けられないまま、習慣的に「無人地帯」にいます。^{[68]これらの人のほとんどは、健康上の不満を長く訴え、セリアック病の診断を得ようと多くの医師に診察を受けていますが、}過敏性腸症候群としか診断されていません。 [ ^{68] [ 69]}一定数の人々がグルテンを排除していますが、それはグルテンが症状の原因であると認識しており、グルテンフリーの食事で症状が改善したため、NCGSと自己診断しているからです。^{[68] [69]}

NCGSの患者は、過敏性腸症候群や小麦アレルギーに似た胃腸症状を呈することがある^{[64] [36]。}また、頭痛、慢性疲労、線維筋痛症、アトピー性疾患、アレルギー、神経疾患、精神疾患など、胃腸以外のさまざまな症状を呈することもある^{[58] [65] [70]} 。 2017年の研究結果によると、NCGSはセリアック病と同様に慢性疾患である可能性があることが示唆されている^{[71] 。}

グルテン以外にも、小麦、ライ麦、大麦、オート麦、およびそれらの誘導体に含まれるアミラーゼトリプシンインヒビター（ATI）と呼ばれる他のタンパク質や、FODMAPとして知られる短鎖炭水化物などの追加成分が、NCGSの症状を引き起こす可能性があります。^[65] 2019年現在、レビューでは、小麦や関連穀物に含まれるFODMAPが非セリアック性グルテン過敏症に役割を果たしている可能性があるものの、膨満感などの特定の胃腸症状のみを説明し、神経障害、線維筋痛、心理的障害、皮膚炎など、非セリアック性グルテン過敏症の人が発症する可能性のある消化器以外の症状は説明できないと結論付けられています。^{[72] [71] [65]} ATIは、ヒトにおいてToll様受容体4（TLR4）を介した腸の炎症を引き起こす可能性があります。^{[73] [74]}

小麦アレルギーの結果として、小麦の悪影響を経験することもある。^[57]ほとんどのアレルギーと同様に、小麦アレルギーは、免疫系が小麦の成分を脅威となる異物として扱うため、異常に反応する。この免疫反応は多くの場合、時間的に限定されており、体の組織に永続的な害を及ぼすことはない。^[75]小麦アレルギーとセリアック病は異なる疾患である。^{[57] [76]}小麦アレルギーの胃腸症状は、セリアック病や非セリアック性グルテン過敏症の症状と似ているが、小麦にさらされてから症状が現れるまでの間隔が異なっている。小麦に対するアレルギー反応は、小麦を含む食品を摂取してからすぐに（数分から数時間で）現れ、アナフィラキシーを引き起こす可能性がある。^[54]

グルテン失調症はグルテンの摂取によって引き起こされる自己免疫疾患である。^[77]グルテン失調症では、歩行、発話、嚥下などの協調運動と複雑な運動を制御する脳のバランスセンターである小脳に損傷が起こり、プルキンエ細胞が失われる。グルテン失調症の患者は通常、歩行異常または協調運動障害と上肢の震えを呈する。視線誘発性眼振および小脳機能障害の他の眼の徴候がよく見られる。ミオクローヌス、口蓋振戦、眼瞼クローヌス-ミオクローヌスも現れることがある。^[78]

早期診断とグルテンフリー食による治療は、運動失調症の改善と進行の予防に効果がある。治療効果は、運動失調症の発症から診断までの経過時間に依存する。なぜなら、グルテンへの曝露による小脳のニューロンの死は不可逆的だからである。^{[78] [79]}

グルテン運動失調症は原因不明の運動失調症の40％、運動失調症全体の15％を占めています。^{[78] [80]}グルテン運動失調症の患者のうち、胃腸症状を呈するのは10％未満ですが、腸の損傷が見られるのは40％ほどです。^[78]

グルテン過敏症は、グルテン失調症に加えて、消化器症状や腸の損傷の有無にかかわらず、広範囲の神経疾患を引き起こす可能性があります。^[14]これらには、末梢神経障害、てんかん、頭痛、脳症、血管性認知症、およびさまざまな 運動障害（むずむず脚症候群、舞踏病、パーキンソン病、トゥレット症候群、口蓋振戦、ミオクローヌス、ジストニア、眼瞼ミオクローヌス症候群、発作、ジスキネジア、ミオリズミア、ミオキミア）が含まれます。^{[14] [81]}

消化器症状がない場合、根本的なグルテン過敏症の診断は複雑で遅れる。胃腸障害を経験する人は、正しい診断と治療を受ける可能性がより高い。厳格なグルテンフリー食は第一選択の治療法であり、できるだけ早く始めるべきである。これはこれらの疾患のほとんどに有効である。認知症が高度に進行すると、食事療法は有益な効果を示さない。皮質ミオクローヌスは、グルテンフリー食と免疫抑制の両方で治療抵抗性であるように思われる。^[14]

グルテン関連疾患を持つ人は、食事からグルテンを厳密に排除する必要があるため、明確な表示規則が必要です。^[82] 「グルテンフリー」という用語は、一般的に、グルテンがまったく含まれていないことではなく、無害と想定されるレベルのグルテンを示すために使用されます。^[83]グルテンが無害である正確なレベルは不明であり、議論の余地があります。2008年の体系的レビューでは、1日あたり10 mg未満のグルテンの摂取は、セリアック病の患者に腸の損傷を引き起こす可能性は低いと暫定的に結論付けられましたが、信頼できる研究はほとんど行われていないと指摘しています。^[83]「グルテンフリー」ラベルの規制はさまざまです。^[82]

食品表示に関する国際規格「コーデックス委員会」 には、「グルテンフリー」という製品の表示に関する規格がある。これは通常グルテンを含む食品にのみ適用される。^[84]

ブラジルの法律では、すべての食品にグルテンが含まれているかどうかを明記したラベルを表示しなければならない。^[85]

カナダで販売されるすべての食品のラベルには、グルテンが20ppmを超えるレベルで含まれている場合は、グルテンの存在を明記する必要があります。^[86]

欧州連合では、レストランで販売される包装済み食品と包装されていない食品、販売直前に包装されたテイクアウト食品、または施設で提供される包装されていない食品はすべて、グルテンフリーであることを明記しなければならない。^[87]「グルテンフリー」はグルテン含有量が20ppm以下、「非常に低いグルテン」はグルテン含有量が100ppm以下と定義される。グルテンを除去するために加工された穀物原料を含む食品のみが、ラベルに「非常に低いグルテン」と表示できる。^[87]牛乳の場合のように、すべての類似食品が自然にグルテンフリーである場合、食品を「グルテンフリー」と表示することは許可されていない。^[88]

グルテンはEUで認められている14のアレルゲンの1つとして定義されているため、グルテンを原料として含むすべての食品にはそれに応じたラベルを貼る必要があります。^[89]

米国では、グルテンは単独の成分として添加されない限り、ラベルに記載されません。小麦やその他のアレルギー物質は、成分の後に表示されています。米国食品医薬品局(FDA) は、歴史的にグルテンを「一般的に安全と認められている」(GRAS)に分類してきました。2013 年 8 月、FDA は、2014 年 8 月に発効する最終決定を下し、食品のラベルに任意で使用する「グルテンフリー」という用語を、食品に含まれるグルテンの量が 20 ppm 未満であることを意味すると定義しました。^[90]

• グリアジン – 小麦やその他の穀物に含まれるタンパク質
• グルテンフリーダイエット – 小麦、大麦、ライ麦に含まれるタンパク質を除いた食事
• グルテンエクソルフィン – オピオイドペプチドのグループ

• Curtis, BC; Rajaram, S.; Macpherson, HG「パン用小麦の改良と生産 - FAO 植物生産および保護シリーズ No. #30」。2007年 8 月 21 日閲覧。
• Pfluger, Laura. 「マーカー支援による小麦の品質特性の選択。グルテン強度、協調農業プロジェクト（USDACREES の資金提供）」。2013 年 1 月 21 日のオリジナルからアーカイブ。2007年 9 月 29 日閲覧。