Zaburzenia czynności mitochondriów – nowe badania

Wielokrotnie już pisałem o roli stresu oksydacyjnego w powstawaniu autyzmu oraz o zaburzeniach czynności mitochondriów. Do tych postów można dotrzeć poprzez klikanie na etykiety wymienione pod tym wpisem.
Istnieje duże prawdopodobieństwo, że dzieci z autyzmem mają deficyt zdolności do produkcji energii komórkowej w porównaniu do dzieci zdrowych.
To jest wniosek z nowej, szeroko komentowanej analizy, przeprowadzonej przez badaczy z University of California - System Health Davis.
Skumulowane uszkodzenia i stres oksydacyjny w mitochondriach (miejscu produkcji energii komórkowej) może mieć wpływ na początek i nasilenie autyzmu.
Analizowano szlaki metaboliczne w mitochondriach limfocytów. Wcześniejsze badania mięśni (które mogą wytwarzać własną energię) nie mogły w pełni wykazać deficytów energetycznych.
Naukowcy odkryli, że mitochondria dzieci z autyzmem zużywają znacznie mniej tlenu niż te organelle u dzieci z grupy kontrolnej. Oznacza to obniżoną ich aktywność.
Mitochondria są głównym źródłem wewnątrzkomórkowych wolnych rodników, które (bardzo reaktywne) mogą uszkodzić struktury komórkowe, w tym DNA. Komórki są w stanie naprawić typowe uszkodzenia oksydacyjne. Jednak poziom nadtlenku wodoru (normalnego produktu ubocznego aktywności mitochondrialnej, z którym zdrowy organizm sobie radzi) u autystycznych dzieci był dwa razy wyższy niż u zdrowych dzieci. W rezultacie komórki nerwowe dzieci z autyzmem są narażone na wyższy poziom stresu oksydacyjnego.
Posiadają one ogromne zapotrzebowanie na energię, więc zaburzenia czynności mitochondriów mają istotny, negatywny wpływ na ich funkcjonowanie. Czy może to spowodować autyzm?
Różne nieprawidłowości obserwowane w mitochondriach dzieci z autyzmem dowodzą, że stres oksydacyjny w tych strukturach może mieć wpływ na powstawanie autyzmu. To może powodować skumulowane uszkodzenia.
Badano dziesięcioro dzieci autystycznych i dziesięcioro zdrowych w wieku 2 do 5 lat. Badanie nie odpowiada na pytanie czy problem powstaje w okresie prenatalnym czy po urodzeniu. Warto też byłoby sprawdzić funkcjonowanie mitochondriów w innych tkankach.
Wady mitochondrialne mogą być powodowane przez uszkodzone geny, poprzez wpływ środowiska lub przez kombinację tych dwóch czynników.
„Jeśli znajdziemy jakiś marker krwi, który jest unikalny dla dzieci z autyzmem, może uda nam się zmienić sposób diagnozowania tego trudnego do oceny stanu” – mówi Cecilia Giulivi, główna autorka badania.

Źródła:
News from UC Davis Health System, 30.11.2010
tutaj
Journal of the American Medical Association, 01.12.2010, vol.304, nr 21
tutaj

Zanieczyszczenia powietrza, mechanizmy neurozapalne i choroby CUN

Pisząc w poniedziałek o aktywacji mikrogleju wspomniałem, że nieprawidłowości środowiskowe mogą na nią wpływać. Jakie przykładowe czynniki mogą mieć z tym związek?
Zanieczyszczenia powietrza mają związek z narażeniem na stany zapalne w mózgu oraz reaktywne formy tlenu co powoduje patologię i choroby centralnego układu nerwowego.
Częstość występowania udarów mózgu, choroby Alzheimera i choroby Parkinsona jest związana z zanieczyszczeniem powietrza.
Ostatnie doniesienia wskazują, że substancje toksyczne zawarte w powietrzu docierają do mózgu. Efekty ogólnoustrojowe które mają wpływ na choroby płuc oraz układ sercowo-naczyniowy dotykają też centralnego układu nerwowego.
Chociaż mechanizmy wywołujące patologię CUN związane z zanieczyszczeniem powietrza są słabo poznane, to nowe dowody sugerują, że kluczowa dla takich stanów jest aktywacja mikrogleju oraz zmiany w barierze krew-mózg.
Zanieczyszczenia docierają do mózgu i pobudzają mechanizmy odpowiedzi immunologicznej - stanowi to powód aktywności czynników prozapalnych. Aktywność taka może doprowadzić do stanów chorobowych centralnego układu nerwowego.

Źródło:
Trends in Neurosciences, wrzesień 2009, vol. 32 (9)
tutaj

Aktywacja i zwiększenie gęstości mikrogleju u osób z autyzmem

Pisałem w maju oraz w czerwcu o procesach zapalnych w mózgach osób z autyzmem.
Dzisiaj chcę wspomnieć o kolejnych badaniach (prowadzonych w University of California, San Diego) dotyczących tych neuroimmunologicznych nieprawidłowości.
Aktywacja mikrogleju odgrywa kluczową rolę w patogenezie autyzmu u znacznej części pacjentów.
Może ona stanowić odpowiedź układu immunologicznego na zakłócenia neurotransmisji i połączeń nerwowych. Może też odzwierciedlać genetyczne i/lub środowiskowe nieprawidłowości wpływające na liczne grupy komórek.
Zmiany morfologiczne obserwowano przede wszystkim w istocie białej, również jednak w istocie szarej. Aktywacja mikrogleju zachodziła w grzbietowo-bocznej korze przedczołowej. Obserwowano ją w istotny sposób u większości z 13 badanych pacjentów z autyzmem (u 5 w znacznym a u 4 w nieznacznym stopniu) w porównaniu do 9-osobowej grupy kontrolnej.

Grzbietowo-boczna kora przedczołowa: ten obszar mózgu ma związek z planowaniem działań, myśleniem abstrakcyjnym i strategiami korzystania z pamięci. Udowodniono również jej związek z procesami wnioskowania i umiejętnościami oceny cudzego myślenia (rozumowy aspekt teorii umysłu) – jedną z podstawowych trudności osób z autyzmem.

Biological Psychiatry, 15.08.2010, vol. 68 (4)
tutaj

Skanowanie mózgu – precyzyjny test na autyzm?

Być może rezonans magnetyczny (MRI) stanie się dokładnym, pozbawionym subiektywnej oceny, sposobem diagnozowania autyzmu.
Zbadano 30 chłopców i mężczyzn (w wieku 7-28 lat) z autyzmem wysokofunkcjonującym oraz 30 z grupy kontrolnej. Wykorzystano, jako drugą próbę, grupę z wcześniejszego badania (odpowiednio 12 i 7 osób).
Zastosowano obrazowanie tensora dyfuzji (DTI – diffusion tensor imaging) – jedną z metod MRI.
Badano mikrostrukturę istoty białej. Okazuje się, że układ połączeń w mózgu osób z autyzmem różni się znacznie w porównaniu do osób z prawidłową czynnością mózgu. Dotyczy to obszarów w płacie skroniowym (np. zakręt skroniowy górny) zaangażowanych w funkcje językowe oraz związane z funkcjonowaniem społecznym i emocjonalnym. Znaleziono sześć różnicujących cech. Test był w stanie odróżnić osoby autystyczne od nie autystycznych z dokładnością do 94 procent.
Dr Nicholas Lange (Harvard Medical School) - główny autor badania stwierdza, że są to wstępne wyniki, które muszą być jeszcze potwierdzone w kilku kolejnych badaniach.
Test nie jest jeszcze gotowy do zastosowań klinicznych. Badania są prowadzone dalej i autorzy mają nadzieję, że zostaną zakończone wnioskami w ciągu 1-2 lat.

Źródła:
Autism Research, 02.12.2010 (przed drukiem)
tutaj
Reuters, 02.12.2010 (w bardziej przystępnej formie)
tutaj

Bakterie z rodzaju Clostridium a autyzm

Europejski Tydzień Autyzmu 1-7.XII.2010

po polsku

Prof. Gayane Martirosian ze Śląskiego Uniwersytetu Medycznego w Katowicach w pracy „Spory bakterii Clostridium spp. w patomechanizmie autyzmu” dokonała przeglądu danych i hipotez związanych z rolą mikroflory układu pokarmowego w powstawaniu autyzmu.
Jedna z nich dotyczy spor bakterii z rodzaju Clostridium. O tych beztlenowcach pisałem w poście z dn. 10.06.2010 r.


Clostridium – rodzaj bakterii Gram-dodatnich, tworzą przetrwalniki, czyli formy pozwalające przetrwać niekorzystne dla nich warunki. Niektóre gatunki mają właściwości chorobotwórcze.

Badania ilościowe mikroflory jelitowej dzieci z autyzmem w porównaniu z dziećmi zdrowymi wykazały 10-krotnie większą liczbę bakterii Clostridium spp. w pierwszej grupie.
Stosując wankomycynę i metronidazol uzyskiwano pozytywne zmiany behawioralne i kliniczne. To antybiotyki aktywne wobec szczepów bakterii z rodzaju Clostridium, które są ogólnie oporne na antybiotykoterapię i po jej zaprzestaniu przechodzą w formy wegetatywne produkujące neurotoksyny. W ostatnich latach coraz częściej wiąże się zmiany w mikroflorze jelitowej z objawami neurologicznymi u dzieci.
W górnych odcinkach układu pokarmowego wykryto też niespotykane u dzieci zdrowych gatunki bakterii Gram-ujemnych, np. Cetobacterium somerae sp. nov.
Związek mikroflory jelitowej z autyzmem potwierdzono również w modelu zwierzęcym. Wstrzykiwano szczurom kwas propionowy (jeden z produktów metabolizmu bakterii jelitowych), co powodowało u nich specyficzne zmiany behawioralne.
Nawroty lub nasilenie objawów autyzmu po zaprzestaniu stosowania antybiotyków tłumaczy się przy pomocy trzech hipotez.
Pierwsza: egzo- i endogenne zakażenie sporami, czyli nowy szczep lub pozostałości z poprzedniego mają działanie neurotoksyczne.
Druga: małe dzieci, a zwłaszcza autystyczne, nie przestrzegają podstawowych zasad higieny; są bardziej narażone na zakażenie sporami bakterii Clostridium spp.; są także źródłem zakażenia innych.
Trzecia: większa liczba przypadków autyzmu wśród rodzeństwa może mieć związek ze zwiększonym ryzykiem narażenia na kontakt ze sporami Clostridium spp.

Źródło:
Wiadomości Lekarskie, 2009, LXII, 2
tutaj

Oznaczanie tryptofanu w moczu dzieci autystycznych i zdrowych

Europejski Tydzień Autyzmu 1-7.XII.2010

po polsku

Polscy naukowcy z Instytutu Chemii Ogólnej i Ekologicznej - Politechnika Łódzka w Łodzi (J. Kałużna-Czaplińska, M. Michalska, J. Rynkowski) badali poziom tryptofanu u dzieci.

O innej pracy tych badaczy, dot. stresu oksydacyjnego, pisałem w poście z dn. 01.07. 2010 r.

Tryptofan – aminokwas, którego przemiany są źródłem istotnych związków, m.in. tryptaminy, serotoniny i niacyny. Nie jest syntetyzowany w organizmie człowieka, musi być dostarczany z pożywieniem.

Serotonina – neuroprzekaźnik w ośrodkowym układzie nerwowym i w układzie pokarmowym.

Próbki moczu pobrano od 33 dzieci z autyzmem (10 będących na diecie bezglutenowej i bezkazeinowej oraz 23 bez diety), a także od 21 dzieci zdrowych.

Dzieci z obu grup z autyzmem przejawiają znacząco większy niedobór tryptofanu niż dzieci zdrowe z grupy kontrolnej. Przy czym grupa stosująca diety zdecydowanie odstawała od reszty. Znacznie niższe stężenia tryptofanu u dzieci autystycznych na dietach jest wynikiem szczególnie interesującym i zaskakującym. Niższy poziom tryptofanu może prowadzić do nasilenia objawów, takich jak łagodna depresja i rozdrażnienie.

Niektórzy badacze twierdzą, że istnieje głęboki związek pomiędzy zaburzeniami przekaźnictwa serotonicznego a autyzmem. Wiele dzieci z zaburzeniami ze spektrum autyzmu przejawia również selektywność w jedzeniu. Może to prowadzić do niedoborów tryptofanu, obniżenia poziomu serotoniny i nasilenia objawów autyzmu.

Źródło:

Medical Science Monitor, vol. 16, nr 10, 1 października 2010 (.pdf)

tutaj

Przezczaszkowa stymulacja prądem stałym – próby zastosowania w autyzmie

Próby stosowania tej metody odbywają się przy leczeniu różnego rodzaju schorzeń neurologicznych, szczególnie udarów mózgu (deficyty ruchowe i zaburzenia mowy po udarze), a także np. w chorobie Parkinsona, szumach usznych (tinnitus), fibromyalgii (SFM). Ponadto bada się jej wpływ na procesy pamięci i zdolność uczenia się. Jest ona znana już od XIX wieku - na przemian zapominana i na nowo odkrywana, obecnie po raz kolejny.
Przezczaszkowa stymulacja prądem stałym (transcranial direct current stimulation – tDCS) polega na zmianie aktywności neuronów korowych poprzez zmniejszanie lub zwiększanie ich wzbudzenia. Do tego celu stosuje się prąd o niskim natężeniu, elektrody przymocowuje się do skóry głowy. Nie ma to nic wspólnego z elektrowstrząsami.
Dr Schneider z Columbia University Medical Center, który w prywatnej praktyce stosuje tDCS uważa, że metoda ta może być przydatna jako forma interwencji terapeutycznej u dzieci z autyzmem, które mają trudności językowe.
Poniżej znajduje się link do artykułu (jest tam też materiał video), w którym podane jest, że u 85 procent pacjentów z autyzmem zaobserwować można poprawę, ponadto opisany jest przypadek jednego chłopca. Nie ma żadnych innych danych oraz wyników badań naukowych. Trudno więc powiedzieć na ile jest to wiarygodne. tDCS jest w fazie eksperymentalnej. Nie jest zatwierdzona przez FDA (Agencja ds. Żywności i Leków) ani objęta ubezpieczeniem w USA. Warto chyba jednak obserwować doniesienia i ewentualne badania nas stosowaniem tej metody u dzieci z zaburzeniami ze spektrum autyzmu.

Źródła:
WHAS11.com, 25.11.2010 r.
tutaj
Informacje ze strony dra H. D. Schneidera
tutaj
Krótki opis metody:
„Zasady stosowania i mechanizm działania przezczaszkowej stymulacji prądem stałym w neurorehabilitacji: dane z badań kory ruchowej”
Neurologia i Neurochirurgia Polska, 2010, vol. 44, tom 2
tutaj
Przykładowy eksperyment:
kopalniawiedzy.pl
tutaj

Autyzm i witamina D

Dr J. J. Cannell, uznany specjalista od witaminy D, przedstawia swoje wnioski o jej związku z zaburzeniami ze spektrum autyzmu. Jest on zresztą jednym z wielu, z rosnącej listy naukowców, którzy zgadzają się, że niedobór witaminy D odgrywa ważną rolę w patogenezie autyzmu.
Dane z badań na zwierzętach wielokrotnie wykazały, że przy niedoborze witaminy D w czasie ciąży może nastąpić dysregulacja kilkudziesięciu białek biorących udział w rozwoju mózgu. Prowadzić to może do wzrostu jego wielkości oraz do powiększenia komór – zaburzeń, których występowanie stwierdzano u dzieci autystycznych.
Autyzm występuje częściej na obszarach o obniżonej penetracji UVB, takich jak zbliżonych do biegunów szerokościach geograficznych, na obszarach miejskich oraz o dużym zanieczyszczeniu powietrza, a także terenach o wysokiej sumie opadów.
Dzieci z zespołem Williamsa, które mogą mieć znacznie podwyższony poziom kalcytriolu w okresie niemowlęctwa, przejawiają zazwyczaj fenotypy, które są przeciwieństwem autyzmu.

Kalcytriol - aktywna forma witaminy D3.

Dzieci z krzywicą, związaną z niedoborem witaminy D, prezentują kilka markerów związanych z autyzmem, które najwyraźniej znikają po leczeniu dużymi dawkami witaminy D.
Estrogen i testosteron mają bardzo różny wpływ na metabolizm kalcytriolu, różnice tego typu mogą wyjaśniać uderzające proporcje płci osób z autyzmem. Kalcytriol hamuje produkcję cytokin zapalnych w mózgu, tych, które zostały powiązane z autyzmem.
Spożycie ryb zawierających witaminę D w czasie ciąży zmniejsza występowanie objawów autyzmu u potomstwa.
Autyzm występuje częściej u osób ciemnoskórych. Silny niedobór witaminy D u matki wyjątkowo często przejawia się u osób ciemnoskórych.
Podsumowując: enzym, który uaktywnia kalcytriol w połączeniu z powszechnym prenatalnym i/lub postnatalnym niedoborem witaminy D może tłumaczyć zarówno genetykę, jak i epidemiologię autyzmu.
Jeśli teoria wiążąca autyzm z niedoborem witaminy D w ciąży i we wczesnym dzieciństwie jest prawdą – poruszające jest to, lekarze mogą zapobiegać chorobie przepisując odpowiednie dzienne dawki witaminy D w tych okresach. Co równie ważne, mechanizm działania witaminy D pociąga za sobą skutki w leczeniu dzieci autystycznych.

Źródło:
Medical Hypotheses, 2008, vol. 70 (4)
tutaj

Serwis poświęcony witaminie D:
The Vitamin D Council
tutaj

Gen związany z ryzykiem autyzmu zmienia połączenia w mózgu

Dzieci z genem CNTNAP2, związanym z ryzykiem autyzmu, posiadają za dużo połączeń skupionych w płacie czołowym. Wykazują mniej połączeń do innych części mózgu. Badacze podejrzewali, że CNTNAP2 może mieć istotny wpływ na aktywność centralnego układu nerwowego. Może to pomóc wyjaśnić, jak wariant tego genu zmienia połączenia w mózgu. Do takich wniosków doszli naukowcy z University of California w Los Angeles i wczoraj je opublikowali.

CNTNAP2 (contactin-associated protein-like 2) koduje białko z rodziny neureksyn, które umożliwia komunikowanie się ze sobą neuronów za pomocą sygnałów chemicznych i wydaje się odgrywać istotną rolę w ich rozwoju. Dwa lata temu odkryto, że jego mutacja zwiększa ryzyko wystąpienia autyzmu, zwłaszcza gdy wariant jest dziedziczony po matce.

Wiadomo, że autyzm jest spowodowany przez więcej niż jeden gen, ale CNTNAP2 pomaga wyjaśnić część obrazu.
U większości osób funkcje związane z mową i jej rozumieniem związane są z lewą półkulą. Dzieci nie posiadające wariantu ryzyka wykazują więcej silnych połączeń płata czołowego z lewą półkulą. Podczas gdy te z wariantem CNTNAP2 szlaki neuronalne mają rozłożone równomiernie do obu półkul.
To sugeruje, że wariant genu wpływa na występowanie połączeń w mózgu. Mogłoby to również wyjaśnić, dlaczego jedna z form CNTNAP2 jest związana z wyższym ryzykiem opóźnienia mowy.
Szef zespołu badawczego, dr D. Geschwind mówi, że jedna trzecia populacji posiada ten wariant w swoim DNA. Należy wiedzieć, że nie powoduje on autyzmu, tylko zwiększa ryzyko jego wystąpienia.
Zdaniem autorów ich odkrycie może pomóc w określeniu ryzyka autyzmu wcześniej i prowadzić do interwencji, które mogłyby poprawiać połączenia pomiędzy płatem czołowym i lewą stroną mózgu.
Badacze być może będą w stanie również określić, czy różne metody terapii są skuteczne w odniesieniu do zaburzeń czynności mózgu, za pomocą pomiaru połączeń przed i po terapii.

Źródła:
Science Translational Medicine, vol 2 (56), 03 listopada 2010,
tutaj
FoxNews.com, 04 listopada 2010
tutaj

Słaba skuteczność leku Succimer w usuwaniu rtęci u małych dzieci

Badano czy Succimer, związek merkaptanu, który powoduje zmniejszenie stężenia ołowiu we krwi u dzieci, zmniejsza też stężenie rtęci. Bywa on stosowany u dzieci z autyzmem zgodnie z przekonaniem, że rtęć odgrywa rolę w jego powstawaniu. Stosowany podczas chelatacji ma jednak ograniczoną skuteczność.
Chociaż badacze stwierdzili po tygodniu leczenia obniżenie stężenia rtęci we krwi, dalsze podawanie Succimeru przez pięć miesięcy nie wykazało znaczących zmian.
Takie spowolnienie wzrostu stężenia rtęci nie wydaje się przynosić korzyści klinicznych.
Bezpieczeństwo stosowania większych dawek oraz dłuższych schematów leczenia nie zostało zbadane.

Źródło:
The Journal of Pediatrics, 4 października 2010 (przed drukiem)
tutaj