Apfel, Nuss und Mandelkern - Obstnatur · Nomenklatur der Allergene Wissenswertes zum Thema...
Transcript of Apfel, Nuss und Mandelkern - Obstnatur · Nomenklatur der Allergene Wissenswertes zum Thema...
Apfel, Nuss und Mandelkern
Apfelallergie aus pomologischer Sicht
Susanne BeckerDüsseldorf
Häufigkeit von Allergien
heute:1 von 3 Kindern
2015:50 % der Erwachsen
Ursache: Genetische Faktoren
Risiko: 5 – 15 %
Risiko: 20 – 40 %
Risiko: 25 – 35 %
Risiko: 60 – 80 %
Ursachen: Lebensgewohnheiten
• Ernährung
• medizinischer Fortschritt
• Hygiene
Häufigkeit von Nahrungsmittelallergien
Wissenswertes zum Thema Apfelallergieca. 20% der Bevölkerung berichten über Probleme nach dem Verzehr bestimmter Lebensmittel
Was ist eine Allergie?
Allergie Unverträg-lichkeit
Vergiftung = immunologische Reaktion
andereImmunreaktionen
PharmakologischeUnverträglichkeit
Pseudoallergie
Häufigkeit der Apfelallergie
Wissenswertes zum Thema Apfelallergieca. 2% der Deutschen leiden an einer Apfelallergie
= ca. 1.600.000 Menschen
Apfel als Allergieauslöser
Mal d 1
Mal d 4 Mal d 3
Mal d 2
Nomenklatur der Allergene
Wissenswertes zum Thema Apfelallergie
Apfel (Malus x domestica) → Mal d 1 – Mal d 4
Kirsche (Prunus avium) → Pru av 1 – Pru av 4
Weißbirke (Betula verrucosa) → Bet v 1 - Bet v 11
Apfelallergene
Mal d 1 Mal d 2 Mal d 3 Mal d 4
Familie PR 10Thaumatin-ähnliches
Protein
non-specific LTP (PR 14)
Profilin
Anzahl Genorte mind. 20 bisher 2 bisher 3 bisher 4
Funktion Bildung bei Stress
Abwehr von Pilzinfektionen
Abwehr von Pilz- und Bakterien-infektionen
Zellbau, Blüten- &
Samenbildung
Stabilität gering hoch hoch gering
klinische Symptomatik
mild schwer (?) schwerfraglich bis
mild
LokalisationFruchtfleisch, Schale, alte
Blätterreife Frucht Schale
Fruchtfleisch und Schale
Bildnachweis:
Bet v 1 und Mal d 1 - zwei enge Verwandte
Wissenswertes zum Thema Apfelallergie
Mal d 1
Bet v 1
Apfelallergene
Mal d 1 Mal d 2 Mal d 3 Mal d 4
Familie PR 10Thaumatin-ähnliches
Protein
non-specific LTP (PR 14)
Profilin
Anzahl Genorte mind. 20 bisher 2 bisher 3 bisher 4
Funktion Bildung bei Stress
Abwehr von Pilzinfektionen
Abwehr von Pilz- und Bakterien-infektionen
Zellbau, Blüten- &
Samenbildung
Stabilität gering hoch hoch gering
klinische Symptomatik
mild schwer (?) schwerfraglich bis
mild
LokalisationFruchtfleisch, Schale, alte
Blätterreife Frucht Schale
Fruchtfleisch und Schale
Allergene der PR10-Familie → häufige Kreuzallergien
Birke Betula verrucosa Bet v 1
Apfel Malus domestica Mal d 1
Birne Pyrus communis Pyr c 1
Pfirsich Prunus persica Pru p 1
Süßkirsche Prunus avium Pru av 1
Aprikose Prunus armeniaca Pru ar 1
Haselnuss Corylus avellana Cor a 1
Möhre Daucus carota Dau c1
Symptome – Orales Allergie Syndrom
• Kribbeln im Mund- und Rachenraum
• Anschwellen von Lippen und Zunge
• selten: Schwellungen im Gesicht und Rachenraum
• systemische Reaktionen extrem selten
Diagnose - Prick-to-prick-Test
• Einstechen einer Lanzette in einen frischen Apfel
• Anritzen der Haut der Testpersonmit der Lanzette
• Beobachtung, ob sich eine lokale Reaktion(Schwellung, Rötung) bildet
• Vergleich der Reaktionsstärke mitNegativ- und Positivkontrolle (Kochsalzlösung bzw. Histamin)
Therapiemöglichkeiten
• Vermeidung- Verzicht auf frische Äpfel
- Verzehr erhitzter Apfelprodukte
- Verzehr hypo-allergener Äpfel
• pollenspezifische Desensibilisierung
Quelle:
www.isafruit.euhttp://ec.europa.eu/research/biosociety/inco/projects/0015_en.html
ISAFRUIT
Increasing Fruit consumption through a transdisciplinary approach leading to
high quality produce from environmentally safe sustainable
methods.
ISAFRUIT
• 2006 – 2010
• Fördersumme: 13,8 Mio €
• 40 Universitäten & Versuchzentren 21 Unternehmen
• Ziel: langfristige Steigerung des Obstkonsums
Quelle:
www.isafruit.euhttp://ec.europa.eu/research/biosociety/inco/projects/0015_en.html
ISAFRUIT
1. Consumer driven and responsive supply chain
2. Fruit and human health
3. Improved appeal and nutritional value of processed fruit
4. Improved quality, safety and sustainability
5. Preharvest chain quality and sustainability
6. Genetics of fruit quality
7. Dissemination and transfer of knowledge
8. Project management and integration
Quelle:
www.isafruit.euhttp://ec.europa.eu/research/biosociety/inco/projects/0015_en.html
ISAFRUIT - Ziele
Sozio-ökonomisches Ziel:Identification of apple varieties with reduced allergenic potential.
Wissenschaftliches Ziel:Improved genetics of fruit quality and varieties, such as GMO appleswith low- or non-allergenic potential.
Quelle:
www.isafruit.euhttp://ec.europa.eu/research/biosociety/inco/projects/0015_en.html
Nachweis des Allergenpotentials
DNA
Boten-RNAEiweißsynthese
2
3
4
1
5
1 Genvarianten
2 RNA-Expression
3 Mal d 1 - Gehalt
4 Prick-to-Prick-Test
5 Provokation
Prick-to-Prick-Test Provokation
Einfluss der Apfelsorte
Einfluss der Apfelsorte
Literaturquelle:S. Bolhaarr et al.: In vivo assessment with prick-to-prick testing and double-blind, placebo-controlled food challenge of allergenicity of apple cultivars; J Allergy Clin Immunol 2005
Santana – hypoallergen trotz seiner Ahnen
PricillaCoop 4 (PRI 1659 -1)
Starking PRI 610 -2
McIntosh PRI 14 - 226
Golden Delicious F226829-2-2
9422-2-2 9422-2-8
Elstar
Golden Delicious Ingrid Marie
Santana
Rome Beauty
?
Malus floribunda
Santana – hypoallergen trotz seiner Ahnen
Gao,Z. et al.: Assessment of allelic diversity in intron-containing Mal d 1 genes and their association to apple allergenicity, BMC Plant Biol, 2008
Literaturquelle:
Ranking der Apfelsorten
Abbildung aus:B. J. Vlieg-Boerstra et al.: Identification of low allergenic apple cultivars using skin prick tests and oral food challenges, Allergy, 2011
Vergleich Provokation
Abbildung aus:B. J. Vlieg-Boerstra et al.: Identification of low allergenic apple cultivars using skin prick tests and oral food challenges, Allergy, 2011
Jonathan
Elise – hypoallergen trotz ihrer Ahnen
Cox Orange
Ribston Pepping
?
Septer
Golden Delicious
Elise
www.bund-lemgo.de/apfelallergie.html
Quelle:http://www.bund-lemgo.de/apfelallergie.html
www.bund-lemgo.de
Quelle:
http://www.bund-lemgo.de/apfelallergie.htmlhttp://www.bund-lemgo.de/apfelallergie.html
www.bund-lemgo.de
Quelle:http://www.bund-lemgo.de/apfelallergie.html
Sorte vertragennicht
vertragen
Prinz Albrecht von Preußen
12 0
Goldparmäne 13 1
Alkmene 12 1
Berlepsch 11 1
Schöner von Boskoop
10 1
Braeburn 1 8
Jonagold 1 12
Granny Smith 0 12
Golden Delicious
0 14
………
………
………
Fuji – hoch allergen bis gut verträglich
hochallergen
Mal d 1 - Gehalt
Literaturquelle:R. Asero et al.: Search for low-allergenic apple cultivars for birch-pollen-allergic patients:is there a correlation between in vitro assays and patient response? Eur Ann Allergy Clin Immunol. 2006
mittelallergen
SPT
hypoallergen•
Genexpression
4
DNA
Boten-RNAEiweißsynthese
2
3
1
3
33 24
Prick-to-Prick-Test
Zusammenhang SPT und Provokation
Abbildung aus:B. J. Vlieg-Boerstra et al.: Identification of low allergenic apple cultivars using skin prick tests and oral food challenges, Allergy, 2011
Golden Delicious ≠ Golden Delicious
- große Unterschiede an Mal d 1-Gehalt innerhalb einer Sorte (Inter-apple)
- große Unterschiede an Mal d 1-Gehalt innerhalb eines Apfels (Intra-apple)
- große Reaktionsunterschiede zwischen verschiedenen Personen (Inter-patient)
- Reaktionsunterschiede beim gleichen Patienten (Intra-patient)
Literaturquelle:R. Asero et al.: Search for low-allergenic apple cultivars for birch-pollen-allergic patients:is there a correlation between in vitro assays and patient response? Eur Ann Allergy Clin Immunol. 2006
Einfluss der Polyphenole
Bildnachweis:
Polyphenole
Bildquelle:
www.wikipedia.de
Quercetin
Ellagitannin(Himbeere)
Phenol-grundgerüst
Chlorogen-säure
Polyphenole im Apfel
- antioxidative Wirkung
- entzündungshemmend
- präventive Wirkung bei
• Krebserkrankungen (Brust-, Lungen-, Haut- und Prostatakrebs)
• Arteriosklerose
• Diabetes Typ 2
• Asthma
Einfluss der Apfelsorte
Literaturquelle:S. Bolhaarr et al.: In vivo assessment with prick-to-prick testing and double-blind, placebo-controlled food challenge of allergenicity of apple cultivars; J Allergy Clin Immunol 2005
736 729 1147 523
1334 1209 707 689
1273
Gesamtpoly-phenolgehalt(mg/kg):*
Ranking der Apfelsorten
Abbildung aus:B. J. Vlieg-Boerstra et al.: Identification of low allergenic apple cultivars using skin prick tests and oral food challenges, Allergy, 2011
1540
800
1075729
1334
734
700
Gesamtpoly-phenolgehalt(mg/kg)*
Einfluss der Anbaubedingungen
Italien vs. Holland
Tabelle aus:L. Zuidmeer et al.: Allergenicity assessment of apple cultivars: hurdles in quantifying labile fruit allergens, Int Arch Allergy Immunol, 2006
Anbauort
Datenquelle:A. Matthes et al.: Apple (Malus domestica L. Borkh.) Allergen Mal d 1: Effect of Cultivar, Cultivation System, and Storage Conditions, Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2009
Mal d 1-GehaltSorte Bavendorf Klein-Altendorf
Braeburn 2,3 6,4Topaz 5,5 4,7Fuji Kiku 6,2 8,9Greenstar 7,2 2,4Golden Delicious 7,6 6,2Pinova 8,0 3,4Cameo 8,6 9,1Jonagold 8,7 1,3Kanzi 9,4 1,6Diwa 11,7 6,5Rubens 20,1 14,6
Integrierter Anbau oder Bio-Obst?
Datenquelle:A. Matthes et al.: Apple (Malus domestica L. Borkh.) Allergen Mal d 1: Effect of Cultivar, Cultivation System, and Storage Conditions, Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2009
Sorte Bioanbauintegrierter
Anbau
JonagoldKAD 2,0 1,3Bav 1,3 8,7
TopazKAD 2,7 4,7Bav 2,0 5,5
Literaturquelle
Einfluss Anbausituation auf Mal d 1-Expression
Sonneneinstrahlung
Fruchtfleisch: - 44 %
Schale: + 53 %
A. Botton et al.: Environmental factors affecting the expression of apple (Malus domestica L. Borkh) allergen-encoding genes, Journal of Horticultural Science & Biotechnology, 2009
Höhenlage
Anstieg von Mal d 1.04
vor allem Einfluss nach Lagerung
Einfluss der Lagerung
Reaktionen auf verschiedene Apfelsorten
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Prozentualer Anteil negativer Reaktionen im SPT nach Apfelsorte (alphabetische Reihenfolge)
Ausschnitt Tabelle aus:B. J. Vlieg-Boerstra et al.: Identification of low allergenic apple cultivars using skin prick tests and oral food challenges, Allergy, 2011
Einfluss der Lagerung (2 °C)
Datenquelle:A. Matthes et al.: Apple (Malus domestica L. Borkh.) Allergen Mal d 1: Effect of Cultivar, Cultivation System, and Storage Conditions, Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2009
Einfluss der Lagerung
Datenquelle:A. Matthes et al.: Apple (Malus domestica L. Borkh.) Allergen Mal d 1: Effect of Cultivar, Cultivation System, and Storage Conditions, Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2009
2,5% O2/
1%CO2
Kühl-lager
Erzeugung eines nicht-allergenen Elstar
DNA
Boten-RNA
Eiweißsynthese
gegenläufigeRNA
Literaturquelle:
Bildnachweis:
Der allergenfreie Elstar
- 2770 Explanate
- 1000 bildeten Kallus
- 340 bildeten eine Sproßstruktur
- 57 entwickelte Sprosse
- 17 Pflänzchen mit normalem Phenotyp
- 10 transformierte Linien
B.Gilissen et al.: Silencing the major apple allergen Mal d 1 by using the RNA interference approach, J Allergy Clin Immunol, 2005
Literaturquelle:
Der allergenfreie Elstar
- 10 Linien á 11 Pflänzchen - 10 pro Linie auf M9 veredelt (Feb. 2006)- 1 x Kontrolle
- Elstar als Positivkontrolle
- Kontrolle der mRNA in den Blättern
B. Krath e al.: Development of hypo-allergenic apples: silencing of the major allergen Mal d 1 gene in `Elstar' apple and the effect of grafting, Journal of Horticultural Science & Biotechnology, 2009
Der allergenfreie Elstar
Ergebnis:
- Mal d 1-Expression:
• in 2 Linien: Faktor - 250• in 8 Linien: Faktor - 10.000
- leicht veränderter Phänotyp
- verlangsamtes Wachstum
Umfrage bei Santana-Kunden
Einstellungen der Befragten
Apfelallergie ja / nein
Ökologisches Bewusstsein
Risikobewusstsein Gentechnik
Literaturquelle:M.F. Schenk et al.: Consumer attitudes towards hypoallergenic apples that alleviate mild apple allergy.Food Quality and Preference, 2011
Conjoint-Analyse zu Apfeleigenschaften
Attribut Level
Zuchtmethode
Traditionelle Züchtung
Gentechnik – Material aus anderen Pflanzen
Gentechnik – Material aus anderen Apfelsorten
Pestizideinsatz5 %ige Reduktion Pestizide
50 %ige Reduktion Pestizide
Apfelallergie
5% Apfelallergiker ohne Beschwerden
66 % Apfelallergiker ohne Beschwerden
95 % Apfelallergiker ohne Beschwerden
Literaturquelle:M.F. Schenk et al.: Consumer attitudes towards hypoallergenic apples that alleviate mild apple allergy.Food Quality and Preference, 2011
Conjoint-Analyse zu Apfeleigenschaften
Literaturquelle:M.F. Schenk et al.: Consumer attitudes towards hypoallergenic apples that alleviate mild apple allergy.Food Quality and Preference, 2011
Conjoint-Analyse zu Apfeleigenschaften
Literaturquelle:M.F. Schenk et al.: Consumer attitudes towards hypoallergenic apples that alleviate mild apple allergy.Food Quality and Preference, 2011
Literaturquelle:P. Kopac et al.: Continuous apple consumption induces oral tolerance in birch-pollen-associated apple allergy, Allergy 2012
Toleranz
durch Apfelkonsum
Toleranz durch Apfelkonsum
Literaturquelle:P. Kopac et al.: Continuous apple consumption induces oral tolerance in birch-pollen-associated apple allergy, Allergy 2012
Studiendesign: - 40 Patienten mit Birkenpollenallergie und OAS gegen Äpfel
- 27 Patienten konsumierten täglich Äpfel in steigender Dosierung (1–128 g)
- 13 Patienten ohne Apfelkonsum
- nach 8 Monaten:
Fragebogen, konjunktivale Provokation mit Birkenpollen und Bet v 1, Bestimmung von tIgE, sIgE und IgG4 gegen Mal d 1 und Bet v 1, Basophilen-Aktivierungstest
Toleranz durch Apfelkonsum
Literaturquelle:P. Kopac et al.: Continuous apple consumption induces oral tolerance in birch-pollen-associated apple allergy, Allergy 2012
Ergebnisse:
- 17 von 27 Patienten der Konsumenten-Gruppe und 0 von 13 Patienten der Kontroll-Gruppe konnten nach der Intervention einen ganzen Apfel essen
- es konnten keine immunologischen Veränderungen nachgewiesen werden
- nach Verzicht auf Äpfel verlor sich die Toleranz wieder
Toleranz durch Apfelkonsum
Literaturquelle:P. Kopac et al.: Continuous apple consumption induces oral tolerance in birch-pollen-associated apple allergy, Allergy 2012
Schlussfolgerung:
- bei Patienten mit OAS gegen Äpfel kann durch einen regelmäßigen und steigenden Apfelkonsum Toleranz induziert werden
- die Toleranz ist vorübergehend und kann nur durch kontinuierlichen Apfelkonsum aufrecht erhalten werden
→ einfach→ sicher→ preiswert
Zusammen-
fassung
Zusammenfassung
- großes Interesse bei Verbrauchern, Obstzüchtung und Forschung
- großer Einfluss der Sorte auf Allergenität•
- Einfluss der Kultur- und Lagerbedingungen
- Ambitionen allergenreduzierte Äpfel durch Smart-Breeding und Gentechnik zu züchten
Zusammenfassung
- Sorte
- Lagerung
- Saisoneffekt
- Stresssituation der Bäume
Warum werden Äpfel aus dem eigenen Garten häufig besser vertragen als Äpfel aus dem Supermarkt?