ALERGIA RESPIRATORIA OCUPACIONAL A a-AMILASA EN PANADEROS
Dr. Juan Fraj Lázaro.
Servicio de Alergia. Hospital Clínico Universitario "Lozano Blesa"
RESUMEN
La industria de la panadería viene utilizando, desde la pasada década, diversos aditivos que, añadidos a la harina, mejoran sus calidad. Estos mejorantes contienen básicamente a-amilasa, un enzima derivado del hongo Aspergillus oryzae con capacidad de escindir carbohidratos. La inhalación de partículas pulvígenas vehiculizando
a-amilasa puede ser causa de alergia respiratoria ocupacional en trabajadores expuestos. Describimos un estudio retrospectivo de sensibilización a la
a-amilasa fúngica en panaderos. Siete panaderos con síntomas de alergia respiratoria en relación con su actividad laboral fueron investigados mediante tests
"in vivo" e "in vitro". La existencia de una sensibilización alérgica IgE-mediada a este enzima fue demostrada en los 7 trabajadores mediante pruebas cutáneas y FEIA CAP System para IgE sérica específica. La prueba de provocación bronquial específica con
a-amilasa fue positiva en los 7 panaderos, obteniéndose 5 respuestas asmáticas inmediatas y 2 duales. Consecuentemente, consideramos que el asma presentado por estos trabajadores es debido a un mecanismo inmunológico de hipersensibilidad inmediata, IgE-mediado. Finalmente, está claro que la
a-amilasa, utilizada como aditivo de la harina en la industria de la panadería, puede ser causa de alergia respiratoria, hecho a ser considerado seriamente en el diagnóstico y manejo clínico del asma del panadero.
INTRODUCCION
La alergia respiratoria de origen laboral en trabajadores de la industria panadera y actividades afines es muy prevalente, pudiendo afectar al 10-20 % de los profesionales (1, 2, 3). Aunque no hay datos epidemiológicos publicados, sospechamos que el asma del panadero es una de las enfermedades respiratorias ocupacionales más frecuentes en España. La mayoría de panaderos con asma ocupacional están sensibilizados a la harina de trigo y a los ácaros de almacenamiento. Sin embargo, en los últimos años está creciendo la importancia de algunos aditivos de la harina, especialmente la
a-amilasa, como causa de rinitis y asma. La a-amilasa fúngica (1,4-a-D-glucan glucanohidrolasa), comúnmente derivada de Aspergillus oryzae, es una glicoproteína de 52 kD que cataliza la hidrólisis de enlaces internos a (1,4)-glicosídicos en polisacáridos más sencillos. Rutinariamente se añade a la harina de trigo, en mg por kg de harina, para acelerar el proceso de panificación y mejorar la calidad del pan.
La primeros casos de asma ocupacional por alergia a a-amilasa fueron descritos por Flindt (4) en trabajadores de la industria farmacéutica, basando su diagnóstico en la historia clínica y en pruebas cutáneas. Unos años después, Wiessmann y Baur (5) demostraron que la
a-amilasa pancreática era responsable de los síntomas de alergia respiratoria en un grupo de trabajadores expuestos a extractos pancreáticos, a través de un mecanismo de hipersensibilidad inmediata IgE-mediada, hecho corroborado recientemente por Aiken et al (6). La primera descripción de alergia a enzimas en panaderos con asma profesional corresponde a Baur et al (7) quienes demostraron, mediante pruebas
"in vivo" e "in vitro", una prevalencia de sensibilización a
a-amilasa del 34 % en trabajadores sintomáticos. En España, el primer caso de asma ocupacional por
a-amilasa, demostrado mediante prueba cutánea, IgE específica y prueba de provocación bronquial, fue descrito en 1.991 (8) en un panadero. Un año después, Losada et al (9) demostraron sensibilización al enzima mediante prueba cutánea e IgE especifica en 26 trabajadores de los 83 expuestos (31 %) a polvo de
a-amilasa en un planta farmacéutica. La provocación bronquial con
a-amilasa fue positiva en 6 de los 14 trabajadores testados, observándose únicamente un patrón de respuesta inmediata. En ese mismo año, otros autores españoles (10), en un elegante trabajo, demuestran hipersensibilidad tipo I a
a-amilasa y celulasa en 5 panaderos mediante prueba cutánea, test de liberación de histamina y enzimoinmunoensayo reverso (REIA) para IgE específica. El test de provocación bronquial resultó positivo para
a-amilasa, celulasa o ambos, observándose respuestas asmáticas inmediatas o duales. El estudio de inhibición del REIA no mostró sensibilidad cruzada entre estos dos enzimas aunque sí entre
a-amilasa y Aspergillus oryzae.
En este original presentamos los resultados de un estudio clínico llevado a cabo en 7 panaderos expuestos al polvo de harina de trigo y sus aditivos, entre ellos el enzima de origen fúngico
a-amilasa, que consultaron por síntomas de rinitis y asma en relación con su actividad profesional.
MATERIAL Y METODOS
Pacientes
Desde noviembre de 1.994 hasta junio de 1.998 fueron evaluados en nuestro Servicio siete panaderos por síntomas respiratorios relacionados con su trabajo. Sus edades variaron entre los 22 y 54 años, con una media de edad de 31.6 años. Cuatro son hombres y 3 mujeres. Las características clínicas de los pacientes se presentan en la
tabla I. Todos presentaron episodios progresivamente más intensos de tos, disnea, opresión torácica, sibilancias, obstrucción nasal, rinorrea acuosa y salvas de estornudos, con un periodo de latencia que osciló entre varios meses y más de 20 años. Todos tuvieron un patrón ocupacional típico, con mejoría sintomática en vacaciones y periodos de bajas laborales, hasta quedar prácticamente asintomáticos. En los pacientes 1 y 2 los síntomas llegaron a ser crónicos e intensos, precisando asistencia médica urgente en varias ocasiones.
Además de la exposición a la harina de trigo, estos trabajadores manipulaban también otros productos utilizados como aditivos de la harina en cuya composición entra a formar parte la
a-amilasa (T-500 ., Puratos . y MP-Vital Extra G .). La relación causal entre la inhalación de material pulvígeno derivado de la harina y sus aditivos con la aparición inmediata de síntomas era evidente. A los pocos minutos de la exposición aparecían síntomas agudos de rinoconjuntivitis, tos, disnea y sibilancias que, a menudo, se hacían más intensos al final de la jornada laboral. Los pacientes 2 y 4 habían sido estudiados previamente en otros centros, obteniéndose resultados negativos en prueba cutánea e IgE específica para ácaros de almacenamiento y harinas de cereales. A pesar de emitirse un diagnóstico etiológico de alergia respiratoria ocupacional, ninguno de nuestros pacientes ha abandonado su trabajo, alegando motivos de precariedad laboral. Como alternativa se les ha aconsejado repetidamente extremar las medidas higiénicas en su lugar de trabajo, evitando la exposición cuando sea posible, instalando sistemas de ventilación-extracción y administrando tratamiento farmacológico antiinflamatorio y broncodilatador de forma permanente.
Preparación del extracto antigénico
La a-amilasa pura, derivada de Aspergillus oryzae, fue suministrada por la compañía Merck-Igoda, S.A. (Barcelona, España), en forma de polvo fino. El extracto alergénico fue preparado disolviendo 2 gm de
a-amilasa en 20 ml de suero fisiológico isotónico, 0.9 %, a temperatura ambiente. Después de que la solución fuera agitada manualmente durante 60 minutos, se pasó a través de un papel de filtro y, a continuación, se dializó contra suero fisiológico isotónico durante 24 horas. Finalmente, se pasó a través de un filtro Millipore de 0.22 mm (Millipore Corp. Bedford, Mass.) para esterilización. Esta solución tuvo una concentración final de 10 % peso/volumen, considerándose el extracto madre no diluido. Parte de este extracto se glicerinó para pruebas cutáneas y parte se diluyó en suero fisiológico isotónico para pruebas de provocación bronquial.
Pruebas cutáneas
Las pruebas cutáneas, realizadas mediante la técnica del prick-test (11), se hicieron con el extracto antigénico descrito anteriormente. El fosfato de histamina a una concentración de 10 mg/ml y el suero fisiológico isotónico al 0.9 % se utilizaron como controles positivo y negativo, respectivamente. Las respuestas fueron examinadas 15 minutos después midiendo el diámetro mayor del habón. Se consideró una reacción como positiva cuando el tamaño del habón era igual o superior a 3 mm, acompañado de eritema, siendo negativo el prick-test con el diluyente. Diez sujetos atópicos no expuestos, que sirvieron como grupo control, fueron testados con la concentración máxima (10 % peso/volumen) del extracto de
a-amilasa. Se hicieron también pruebas cutáneas con una batería de aeroalergenos comunes y ocupacionales (Alergia e Inmunología Abelló, Madrid, España) que incluyeron pólenes (gramíneas, olivo y malezas), ácaros (Dermatophagoides spp, Lepydoglyphus, Tyrophagus, Acarus siro, Gohieria, Euroglyphus, Glycyphagus y Blomia), epitelios de perro y gato, hongos (Alternaria, Cladosporium y Aspergillus fumigatus) y harinas de cereales (trigo, centeno, cebada, avena y maíz).
Determinación de IgE específica
La concentración de anticuerpos IgE específicos para a-amilasa se determinó mediante la técnica del FEIA CAP System (Pharmacia Diagnostics AB, Uppsala, Sweden), siguiendo las instrucciones del fabricante.
Pruebas de provocación bronquial
La prueba de provocación inhalativa bronquial inespecífica con metacolina se realizó siguiendo la metodología de Cockcroft et al (12), con algunas modificaciones (13). Con el objetivo de demostrar la existencia de asma bronquial mediante las pruebas broncomotoras de rutina (broncodilatadoras o broncoconstrictoras), sólo se hizo en aquellos pacientes en los que la prueba broncodilatadora previa fue negativa. Las partículas aerosolizadas se generaron mediante nebulización continua, para lo cual se utilizó un nebulizador Hudson, modelo 1.720, con un flujo de activación de 7.5 l/min. y un débito de 0.276 ml/min.
La prueba de provocación bronquial específica (PPBE) se hizo con el extracto de
a-amilasa con el que se habían obtenido, previamente, pruebas cutáneas positivas. Inicialmente se realizaron prick-tests a titulación punto final con diluciones a la mitad del extracto madre no diluido (1/10, 1/20, 1/40, 1/80, 1/160, 1/320, 1/640 y 1/1.280 peso/volumen) para determinar la dosis inicial segura en la PPBE. Antes de la inhalación del antígeno se realizaron las correspondientes medidas de la función pulmonar basal para determinar el valor del FEV-1, FVC y PEFR, además de una provocación inhalativa control con suero fisiológico isotónico. Los pacientes inhalaron el extracto alergénico aerosolizado a concentraciones progresivas, en días diferentes, utilizando el nebulizador y el método mencionado anteriormente, respirando a volumen corriente durante 2 minutos a través de una boquilla, con oclusión nasal. Las medidas de función pulmonar del FEV-1 y FVC se determinaron a los 5, 10, 15, 20, 30 y 60 y minutos después de la PPBE. Un descenso en el FEV-1 igual o superior al 20 % con respecto al basal es definitorio de una respuesta asmática inmediata positiva. Posteriormente, se instruyó a los pacientes en la automonitorización horaria del PEFR durante un periodo de 24 horas, respetando el sueño, para evaluar una posible respuesta asmática tardía. Esta fue considerada positiva cuando la caída del PEFR fuera igual o superior al 25 % de valor basal.
En el momento de hacerse la PPBE todos los pacientes se encontraban en periodo de excedencia laboral, bien controlados clínica y funcionalmente y sin medicación que pudiera afectar el resultado final del test. Cuatro sujetos atópicos no expuestos con asma de intensidad leve-moderada fueron sometidos a PPBE con la concentración máxima del extracto alergénico de
a-amilasa (1/10 peso/volumen).
RESULTADOS
Pruebas cutáneas
Todos los panaderos mostraron una respuesta cutánea positiva al extracto antigénico de
a-amilasa. Además, en otros 3 se observaron respuestas cutáneas positivas a la harina de trigo y en otro a ácaros de almacenamiento. La
tabla II muestra los resultados de las pruebas cutáneas. Las pruebas cutáneas con
a-amilasa a concentración máxima (10 % peso/volumen) fueron negativas en el grupo control, descartándose un posible mecanismo irritativo del extracto alergénico.
Determinación de IgE específica
Los anticuerpos IgE específicos para la a-amilasa fúngica se detectaron en todos los sueros. Las concentraciones de IgE específica para
a-amilasa, harina de trigo y ácaros de almacenamiento se muestran en la
tabla III.
Pruebas de provocación bronquial
En los pacientes en que se realizó, la prueba de provocación bronquial inespecífica con metacolina reveló grados variables de hiperreactividad bronquial (0.23, 0.74, 5 y 1.1 mg/ml en los pacientes 3, 5, 6 y 7, respectivamente), aunque, como se ha dicho anteriormente, el objetivo básico de esta prueba es confirmar el diagnostico de asma en pacientes con espirometría normal y prueba broncodilatadora negativa.
Después de la PPBE con a-amilasa, 5 pacientes presentaron una respuesta asmática inmediata aislada y 2 una respuesta dual. La
figura 1 representa una respuesta inmediata. Por el contrario, la PPBE con el extracto de
a-amilasa a concentración máxima (10 % peso/volumen) fue negativa en los asmáticos controles, confirmando la especificidad de la misma.
DISCUSION
Durante muchos años el asma de los panaderos fue considerado como una forma de asma alérgico mediado por anticuerpos IgE dirigidos específicamente a alergenos de harinas de cereales (14). Sin embargo, la lista de agentes causales se ha ido ampliando con el paso de los años y, en la actualidad, se han descrito hasta 7 grupos distintos de agentes ocupacionales (15) con capacidad de producir alergia respiratoria laboral en panaderos y profesiones afines. Además de las ya citadas harinas de cereales, la harina de soja (16), alforfón (17), los ácaros de almacenamiento (18), el gorgojo del grano (19), hongos del género Alternaria y Aspergillus (15) y enzimas derivados de Aspergillus sp. (10, 20), son también causa de alergia respiratoria ocupacional IgE-mediada. En los últimos 20 años ha evolucionado notablemente el proceso de fabricación del pan y los productos afines. Esto es consecuencia, en buena parte, del uso generalizado de aditivos mejorantes añadidos a la harina de trigo con el fin de acelerar la fabricación del pan y mejorar su calidad. Dentro de estos aditivos, el enzima
a-amilasa, derivado de Aspergillus oryzae, es el más importante (21). Generalmente, la exposición es ocupacional, a través de la inhalación del enzima, en trabajadores de la industria farmacéutica (9), técnicos de laboratorio (6) y panaderos (23).
Los resultados del estudio realizado en un grupo de 7 panaderos con síntomas de rinitis y asma en relación con su actividad laboral, expuestos todos ellos a
a-amilasa, han sido presentados en este trabajo. Cuatro de estos trabajadores están sensibilizados también a otros aeroalergenos ambientales comunes y/o ocupacionales (harinas y ácaros de almacenamiento), además de presentar concentraciones séricas altas de IgE total. Por lo tanto, la atopia parece representar un papel importante en el desarrollo de sensibilización IgE-mediada a la
a-amilasa, hecho común entre los agentes ocupacionales de alto peso molecular (22). Sin embargo, 3 de nuestros pacientes estaban monosensibilizados a
a-amilasa. Aunque no hemos medido los niveles de exposición ambiental en el medio laboral de nuestros pacientes, han aparecido recientemente trabajos que demuestran una fuerte relación positiva entre los niveles de exposición a la
a-amilasa (concentración en ng/m3) con la probabilidad de sensibilización a la misma y el desarrollo posterior de asma ocupacional (23, 24, 25). Las pruebas cutáneas positivas para
a-amilasa en los 7 panaderos, junto con la prueba de provocación bronquial positiva y el hallazgo de IgE específica, demuestran que un mecanismo inmunológico clásico de hipersensibilidad inmediata IgE-mediado es responsable de los síntomas respiratorios. La negatividad de las pruebas cutáneas y el test de provocación bronquial en controles atópicos no expuestos demuestran la especificidad de estos hallazgos. Estudios inmunológicos con electroforesis en gel de poliacrilamida-dodecilsulfato sódico (SDS-PAGE) y posterior immunobloting, utilizando un pool de sueros de pacientes alérgicos, han identificado una banda glicoproteica de 52 kD con capacidad de unión específica a la IgE (7, 10). Este importante aeroalergeno ocupacional ha sido recientemente aislado e identificado con la
a-amilasa. De acuerdo con la nomenclatura de la Unión Internacional de Sociedades Inmunológicas (IUIS), se ha sugerido que sea denominado
a-amilasa de Aspergillus oryzae o Asp o 2 (26).
En conclusión, está claro que, además de los cereales y otros aeroalergenos ocupacionales específicos, el enzima fúngico
a-amilasa (Asp o 2), es causa común de alergia respiratoria ocupacional en panaderos/pasteleros. Por otro lado, la positividad de los prick-tests y de la IgE específica sérica nos orientan hacia el grado de sensibilización del paciente, pero sólo la PPBE con
a-amilasa nos dará el diagnóstico etiológico definitivo.
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