Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Биохимические механизмы развития аутизма и синдрома дефицита внимания и гиперактивности у детей

ВАК РФ 03.01.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Биохимические механизмы развития аутизма и синдрома дефицита внимания и гиперактивности у детей"

росте и созревании организма [Carlson, 2012; Millichap, 2010; Красноперова,

2004].

Полигенность расстройств при данных заболеваниях отражается в дисфункции нейромедиаторных систем мозга, главным образом глутаматергической, глицинергической, ГАМКергической,

серотонинергической, дофаминергической и норадренергической. Нейромедиаторные аминокислоты и их рецепторы принимают участие в формировании таких фундаментальных процессов нервной деятельности, как синаптическая пластичность; длительная потенция, лежащая в основе нейрональной памяти и обучения; регуляция полимодальных сенсорных систем мозга; поддержание эмоционального фона и судорожного порога; регуляция мышечного тонуса; физиологические механизмы сна, тревоги и агрессии; чувствительность ЦНС к гипоксии и гипогликемии. Выдвинута гипотеза повреждающего действия дисбаланса аминокислот на развивающейся мозг [Oxenkrug, 2013; Shimmura et al., 2011; Wang et al., 2011; Robel, 2010; Ohtsuki, Terasaki, 2007].

Формирование ЦНС, созревание и развитие структур мозга, высшей нервной и психической деятельности в процессе роста ребенка основано на взаимодействии, а не на дискретности нейромедиаторных систем и нейротрансмиттеров в онтогенезе [Yuan et al., 2013; Carlson, 2012; Stone et al.,

2005]. Моноаминергические нейромедиаторы выполняют ключевую нейротрофическую функцию в развитии и созревании ЦНС, которая опережает их нейротрансмиттерную роль в ЦНС. Дисбаланс в содержании моноаминов влияет на функционировать не только отдельно взятой системы, но и на взаимодействие систем при развитии и созревании ЦНС и при формировании гуморальной регуляции [Kinast et al., 2013; Immadisetty et al., 2013; Snyder et al., 2011; Ratajczak, 2011].

Серотонин - критический регулятор основных процессов в развитии нейронов и глии в мозге млекопитающих. Клеточная пролиферация,

конкретным синдромам и психоэмоциональным состояниям. Дискуссии по принадлежности синдрома Аспергера к группе аутистических синдромов также определяют актуальность данной работы по сравнительному и комплексному исследованию содержания нейротрансмиттеров, аминокислот и их метаболитов в биологических жидкостях. Возрастная динамика содержания моноаминергических нейромедиаторов не изучалась у здоровых людей и у пациентов с СДВГ и аутистическими синдромами. Учет возрастных изменений содержания моноаминов в СМЖ и крови особенно важен при терапии данных заболеваний и должен учитываться при оптимизации схем лечения. Цель исследования: Анализ содержания нейротрансмиттеров, аминокислот и их метаболитов в биологических жидкостях; установление роли нейротрансмиттеров в развитии синдрома дефицита внимания/гиперактивности, аутистических синдромов и при коморбидности этих заболеваний.

Задачи исследования:

1. Исследовать изменения содержания нейротрансмиттеров, аминокислот и

их метаболитов в биожидкостях (кровь, моча, СМЖ) у детей с СДВГ и синдромами Аспергера и Каннера в стабильном психоэмоциональном состоянии и при его ухудшении.

2. Провести сравнительный анализ содержания нейротрансмиттеров, аминокислот и их метаболитов при синдромах Аспергера и Каннера с целью отнесения их к общей аутистической группе заболеваний.

3. Определить связь полиморфизма гена транспортера серотонина при СДВГ, синдроме Каннера и коморбидности СДВГ и синдрома Каннера с клиническими проявлениями заболеваний.

4. Изучить особенности возрастной динамики содержания моноаминергических нейротрансмиттеров в СМЖ у пациентов с синдромом Каннера в возрастной когорте от 1 до 25 лет, у пациентов с СДВГ и коморбидностью СДВГ и синдрома Каннера в возрастной когорте от 5 до 25 лет и определить их диагностическую и практическую ценность.

5. Провести анализ полученных данных в свете их патогенетического и диагностического значения.

6. Дать рекомендации по подбору препаратов для оптимизации возрастных схем лечения больных детей.

Научная новизна работы. Впервые проведено комплексное и сравнительное исследование нейромедиаторов, аминокислот и их метаболитов в крови, моче и СМЖ у детей синдромами Аспергера и Каннера в стабильном психоэмоциональном состоянии и при его ухудшении, а также у детей при СДВГ. Впервые показано общее снижение содержания в крови нейропротектора метионина и норадреналина, нейромедиагора ЦНС и симпатической нервной системы у детей с данными заболеваниями, относящимися к классификационной категории «Психические расстройства и расстройства поведения». Впервые показано, что у детей с СДВГ преобладает тормозная нейротрансмиссия со снижением общего пула моноаминергических нейромедиаторов и увеличением содержания кинуренинов в крови. Исследования синдромов Каннера и Аспергера впервые показали преобладание возбуждающей нейротрансмиссии, угнетение дофаминовой и серотониновой нейромедиации с признаками гипоксии, экситотоксичности и нейротоксичности, которые усиливаются при ухудшении психоэмоционального состояния больных. Сходство биохимических изменений при обоих синдромах, особенно проявляющееся при ухудшении состояния больных, указывает на принадлежность данных синдромов к одной группе аутистических заболеваний.

Впервые исследовалась возрастная динамика содержания моноаминергических нейротрансмитгеров в СМЖ у здоровых пациентов, пациентов с синдромом Каннера, СДВГ и их коморбидностью. Показано, что возрастная динамика содержания моноаминов в СМЖ при этих патологиях нарушена в определенные возрастные периоды, совпадающие по времени с критическими периодами созревания определенных структур мозга. На основании этих результатов впервые предложены рекомендации по

использованию психотропных препаратов с учетом нарушений возрастной динамики моноаминергических нейротрансмиттеров.

Впервые изучен вклад полиморфизма гена обратного транспортера серотонина при коморбидности СДВГ и синдрома Каннера. Обнаружена ассоциация длинного аллеля гена транспортера обратного захвата серотонина с коморбидностью этих заболеваний. Показана связь между снижением содержания серотонина, 5-ОИУК в С-МЖ и ассоциацией длинного аллеля гена транспортера серотонина у пациентов с синдромом Каннера и при коморбидности СДВГ с синдромом Каннера, свидетельствующая о снижении функциональной активности серотонинергической нейротрансмиссии. Проведен комплексный анализ вклада нейротрансмиттеров и аминокислот в функциональные изменения у больных, их роли в патогенезе, ранней диагностике и фармакологической коррекции заболеваний. Положения, выносимые на защиту:

1. У пациентов с синдромами Каннера, Аспергера и СДВГ, принадлежащими к классификационной категории «Психические расстройства и расстройства поведения», обнаружены общие признаки, связанные со снижением содержания метионина и норадреналина в крови.

2. При СДВГ в крови детей обнаружено повышенное содержание тормозных и снижение возбуждающих нейротрансмиттеров и катехоламинов, что не препятствует проявлению у них расторможенности и агрессии. Для СДВГ характерно «переключение» метаболизма триптофана в сторону образования кинуренина, а не серотонина.

3. Ведущим признаком заболевания при синдроме Каннера у детей в стабильном психоэмоциональном состоянии является преобладание возбуждающей нейротрансмиссии, степень выраженности которой возрастает при ухудшении состояния. Содержание тормозных нейромедиаторов «неклассического типа» существенно увеличивается в сравнении с «классическими» только при ухудшении состояния, тогда как при стабилизации состояния обнаружено их

снижение. Признаки гипоксии, нейротоксичности и угнетения дофаминергической и серотонинергической неГфотрансмиссии на фоне значительного снижения в крови содержания серотонина усиливают клинические проявления заболевания.

4. При синдроме Аспергера у детей в стабильном состоянии при одновременном увеличении классических возбуждающих и тормозных нейротрансмиттеров характерным признаком является увеличение содержания «неклассического» тормозного нейротрансмиттера таурина, а также содержания аргинина -источника нитроксида N0'. При ухудшении психоэмоционального состояния биохимические различия между синдромом Аспергера и Каннера исчезают. В этом случае дифференциальная диагностика должна опираться на гиперсеротонинемию (тромбоциты) и снижение р-аланина в крови, свойственные синдрому Каннера.

5. Синдром Каннера, СДВГ и их коморбидность ассоциированы с частотой длинного аллеля гена транспортера обратного захвата серотонина.

6. Снижение содержания в СМЖ серотонина, 5-ОИУК и ассоциация длинного аллеля гена транспортера обратного захвата серотонина у пациентов с синдромом Каннера и при коморбидности СДВГ с синдромом Каннера свидетельствуют о снижении серотонинергической нейротрансмиссии, что клинически проявляется в нарушении эмоционального фона и повышенной агрессии у данных пациентов.

7. У пациентов с СДВГ, синдромом Каннера и коморбидностью СДВГ и синдрома Каннера нарушена возрастная динамика содержания в спинномозговой жидкости моноаминергических нейромедиаторов. Данные отклонения имеют место в определенных возрастах, совпадающих по времени с критическими периодами формирования и созревания различных структур головного мозга и должны учитываться при оптимизации схем лечения больных. Научно-практическая значимость п внедрение в практику. Проведенные исследования позволяют дать развернутую характеристику изменений

содержания нейромедиаторов, аминокислот и их метаболитов в биологических жидкостях при аутистических синдромах и СДВГ у детей. Полученные данные существенно расширяют наши представления о патогенезе этих заболеваний. Результаты используются в комплексной диагностике больных и при выборе тактики лечения, как в России, так и за рубежом. Данные по возрастной динамике моноаминергических нейротрансмиттеров и исследования полиморфизма промотора гена транспортера серотонина используются при подборе возрастных схем лечения и в разработке новых лекарственных препаратов.

Полученные результаты внедрены в практику работы врачей Иркутской Областной детской клинической больницы и сотрудников клиники нервно-психического здоровья детей института педиатрии и репродукции человека ВС НЦ СО РАМН, клиники медицинского факультета университета Генриха Гейне (Дюссельдорф, Германия), Миланского неврологического института (Милан, Италия) и Национального детского госпиталя (Торонто, Канада). Разработка и внедрение новых методов лабораторной диагностики нервно-психических заболеваний у детей были отмечены почетной грамотой министра здравоохранения Российской Федерации.

Материалы диссертации используются при чтении лекций на кафедрах химии и психиатрии Иркутского медицинского университета, и на факультете психологии Йоркского университета (Торонто, Канада).

Данные исследования проводились в рамках международного проекта по изучению патогенеза и этиологии СДВГ и аутизма, а также разработки ранних методов их диагностики с участием сотрудников из России, Италии, Германии и Канады. Руководство и финансирование проекта осуществлял отдел по изучению нервно-психических проблем у детей и подростков Европейского центра проблем детского здоровья, университет Генриха Гейне (Дюссельдорф, Германия), фонд исследования аутизма при Европейской ассоциации биомедицинских наук (Милан, Италия), научно-исследовательский институт при

Национальном детском госпитале (Торонто, Канада), а также фармацевтическая компания Merck KGaA (Германия). Кроме того, автор принимал участие в получении и работе по грантам: Национального института здоровья (США) PHS грант R39 AG06044, Института ментального здоровья (Канада) NS-49527 и МН-37876.

Апробация результатов исследования. Материалы диссертации представлены и обсуждены на всероссийской научной конференции по проблемам аутизма у детей (Москва, 1995), четвертом Российско-Японском международном симпозиуме (Иркутск, 1996); International Symposium on Immunorehabilitation (Rehovot, 1997); FENS Meetings (Berlin, 1998, Brighton, 2000); 24th World Congress of Biomedical Laboratory Science (Karlsruhe, 1999); 18th International Congress on Biochemistry and Molecular Biology (Birmingham, 2000); International Fall Meeting of the German Society for Biochemistry and Molecular Biology (Frankfurt am Main,

2000); 2nd International Congress on Amino Acids, Peptides and Proteins (Amsterdam,

2001); 32nd National Conference and Exposition of Autism Society (Orlando, 2001); 2nd International Meeting for Autism Research (Montreal, 2002); 5th International Congress on Palliative Medicine and Rehabilitation (Cairo, 2003); International Fall Meeting of the German Society for Biochemistry and Molecular Biology (Bad Nauheim, 2003); 3rd Conference on Annual Trends in Autism (Newton, 2004); Congress of the European College of Neuropsychopharmacology (Vienna, 2007); 2nd International Congress on ADHD (Vienna, 2009); International Autism Conference (Esher, 2009); Vancouver Biennial Congress on Autism (Vancouver, 2009); 2nd International Congress on ADHD (Vienna, 2009); 34th FEBS Congress (Prague, 2009); 4th Annual "All Ages & Abilities" Autism/Asperger's Conference (Irvine, 2010); Annual Congress of the German Neurological Society (DGN) (Майнц, Германия, 2011); European Conference on Genetics of Mental Disorders (Cologne, 2012); 8th International Symposium on Clinical Genetics of Autism (Vancouver, 2012); XXI Международной конференции и дискуссионном научном клубе «Новые

информационные технологии в медицине, биологии, фармакологии и экологии» (Гурзуф, 2013).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 50 печатных работ, из них 24 статьи в российских и зарубежных научных журналах, 23 тезиса международных конгрессов, 3 тезиса Российских конференций.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 270 страницах и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, результатов исследований, обсуждения результатов исследований и выводов. Диссертация включает 35 таблиц, 18 рисунков. Список цитируемой литературы состоит из 346 источников, из них 318 на иностранном языке.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

В работе использовались биологические жидкости детей с СДВГ и аутистическими синдромами, находящихся на лечении в областной детской клинической больнице, областном реабилитационном центре, клинике нервных болезней института педиатрии и репродукции человека ВС НЦ СО РАМН (Иркутск, Россия), клинике медицинского факультета университета Генриха Гейне (Дюссельдорф, Германия), Национальном детском госпитале (Торонто, Канада). Группу сравнения составило 150 детей из перечисленных стран.

В генетических исследованиях и исследованиях возрастной динамики биогенных аминов участвовала когорта пациентов в возрасте с 1 года до 25 лет с синдромом Каннера 537 пациентов. Возрастная когорта 5-25 лет с СДВГ 397 больных и коморбидностью СДВГ с синдрома Каннера 172 пациента из вышеупомянутых клиник, а также Миланского Неврологического института и их родителей. Группа сравнения: 229 пациентов с подозрением на менингит и опухоли головного мозга, впоследствии не подтвержденными, и их родителей.

Проводился перекрестный анализ проб с применением двойного слепого метода с целью повышения качества исследований и воспроизводимости результатов. Исследования проводились в соответствии с Хельсинкской

декларацией Всемирной Медицинской Ассоциации «Этические принципы проведения научных медицинских исследований с участием человека».

Образцы биожидкостей собирались, обрабатывались и хранились согласно стандартным медицинским протоколам. Тромбоциты считались на гематологическом анализаторе Оникс (Coulter-Beckman, США). Адсорбция катехоламинов, серотонина, кинуренинов и их метаболитов производилась в экстракционных картриджах Waters Oasis HLB (Milford, США). Аминокислоты, метаболиты триптофана разделялись на системе ВЭЖХ HPLC-725 CA1I с переключением колонок (Tosoh Corp, Япония). Хроматография катехоламинов осуществлялась на колонках обратной фазы Nucleosil С-18, 250-4,60 мм (Macherey-Nagel AG, Германия). МГФГ, ВМК и ГВК анализировались с помощью колонки Ultrasphere IP 150 мм х 4,6 мм (Beckman, США). Детекция метаболитов триптофана и катехоламинов проводилась на флуориметре RF-10AXL (Shimadzu, Япония).

Для анализа аллелей гена транспортера серотонина ДНК извлекалась из клеток цельной крови по стандартным протоколам, и участок, содержащий промотор гена, подвергался амплификации с использованием праймеров (Applied Biosystems, США). Нуклеотидная последовательность праймеров бралась из «GenBank». Продукт амплификации разделялся с помощью электрофореза в ПААГ. Аллели идентифицировались с помощью системы TaqMan (Invitrogen, США).

Методы психологического тестирования проводились сотрудниками психологического факультета Йоркского университета, Торонто, Канада с участием автора.

Данные представлены как среднее ± стандартная ошибка (М±гп). Статистическую обработку данных производили при помощи программного пакета "Statistica-6" и SPSS 19. Использовались критерии Колмогорова-Смирнова, Шапиро-Уилка, критерий Стьюдента для двух независимых выборок, для одной выборки или парный, коэффициент корреляции Пирсона г, критерий

X2, метод TDT (Transfer Disequilibrium Test), двухфакторный анализ (ANOVA), Tuckey post-hoc тест. При проверке гипотез использовался критический уровень значимости р=0,05, однако основное внимание уделялось изменениям, уровень значимости которых не превышал 0,01.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Особенности содержания неГфотрансмиттеров, аминокислот и их метаболитов у детей с исследуемыми заболеваниями

Синдром дефицита внимания п гиперактивности

Обследовано 74 ребенка в возрасте от 3 до 10 лет. Исследование аминокислот показало повышенное содержание тормозных нейромедиаторов ГАМК (+82%) и глицина (+54%) и снижение концентрации возбуждающих нейротрансмитгеров аспартата (-17%), глутамата (-14%) и их амидов аспарагина (-12%) и глутамина (-21%), тормозного нейротрансмитгера таурина (-39%), предшественников нейромедиаторов и модуляторов ЦНС: триптофана (-26%), тирозина (-16%); предшественника таурина и нейропротектора метионина (17%). Понижение содержания глутамата и аспартата и резкое повышение уровня ГАМК и глицина приводят к тому, что отношение основных возбуждающих нейротрансмитгеров к основным тормозным при СДВГ понижено (-44%). Это может привести к увеличению в головном мозге тормозных аминокислот, что влечет за собой преобладание тормозной нейротрансмиссии, снижение активности ЦНС, которые клинически проявляются у данной группы детей в виде расторможенности и снижения функций самоконтроля. Пониженное содержание глутамина, как признак гипоксии ЦНС согласуется с данными литературы, в то время как отмечавшиеся в литературе понижение фенилаланина и глицина нами не обнаружены [Adamsen et al., 2011].

На фоне снижения концентрации в крови триптофана, происходят изменения большинства его метаболитов (Таблица 1). Уменьшаются концентрации нейромедиатора серотонина (-39%), его конечного метаболита 5-

Слабо понижены концентрации всех катехоламинов и их метаболитов в плазме крови: дофамина (-20%), ГВК (-27%), норадреналина (-17%), адреналина (-8%), норметанефрина (-15%), МГФГ (-18%) и ВМК (-22%), на фоне понижения концентрации тирозина (-16%) (Таблица 2).

Таблица 2. Содержание катехоламинов и их метаболитов (нмоль/л) в плазме крови у детей с синдромом дефицита внимания/гиперактивности, М±т.

Показатели Плазма крови (нмоль/л)

Контроль СДВГ

N=150 N=74

Тирозин 80232±1451 67523 ± 2054***

Дофамин 0,46 ±0,01 0,367 ±0,028**

ГВК 29,46 ± 0,71 21,61 ±0,83***

Норадреналин 0,82 ± 0,02 0,683 ±0,0182***

Адреналин 0,39 ±0,01 0,359 ±0,0118*

Норметанефрин 2,87 ±0,06 2,44 ±0,04***

Метанефрин 1,16 ±003 1,13 ±0,01

МГФГ 17,67 ± 0,44 14,47 ± 0,38***

ВМК 64,32 ± 5,43 50,39 ±2,07*

Таким образом, имеет место общее снижение пула катехоламинов, вероятно из-за дефицита тирозина, и конечные метаболиты ГВК и ВМК отражают эти изменения. Несмотря на понижение уровня дофамина и его конечного метаболита ГВК, метаболизм дофаминовой ветви не был подавлен, о чем свидетельствует неизменность отношения ДА/ГВК. Понижение отношения ГВК/МГФГ на 10%, напротив, является признаком активации норадреналин -адреналиновой метаболической ветви, способствующей возбуждению симпатической нервной системы. У данной группы больных это коррелирует с повышением уровня бодрствования, психической энергии и активности, а также ощущением тревоги, беспокойства и психического напряжения.

Для детей с СДВГ на фоне гипоаминоацидемии, гипоаминоацидурии и значительного повышения тормозных нейротрансмиттеров и снижения

возбуждающих, а также снижения общего профиля моноаминергических нейромедиаторов характерна расторможенность, повышенная агрессивность, отсутствие самоконтроля и внимания, с признаками дисфункции вегетативной нервной системы.

Синдром Аспергера

Обследовано 68 детей в возрасте от 3 до 10 лет, имеющих диагноз синдром Аспергера в стабильном психоэмоциональном состоянии и при ухудшении психоэмоционального состояния.

При исследовании содержания свободных аминокислот в сыворотке крови у детей в стабильном психоэмоциональном состоянии наблюдается изменение концентраций 9 из 24 исследованных аминокислот сыворотки крови (Рис. 1А). Слабо повышены концентрации возбуждающих нейромедиаторных аминокислот аспартата, глутамата (+16%), а также тормозных нейротрансмиттеров как «классических» глицина (+11%), так и «неклассических» пролина (+18%) и таурина (+15%), тогда как содержание основного тормозного нейромедиатора ГАМК не изменялось. В результате отношение возбуждающих аминокислот к тормозным не изменено относительно контрольной группы. Результаты, представленные в литературе об изменениях аминокислот у больных синдромом Аспергера, малочисленны, противоречивы и не дифференцированы по психоэмоциональным состояниям. Это может объяснить расхождение между полученными нами данными и результатами других авторов о понижении в крови аспартата, глутамата и ГАМК у детей с синдромом Аспергера [1Ыа]сгак, 2011]. Неизменность содержания ГАМК в крови также противоречит данным литературы о повышении ее содержания [БЬоБвсЬе е1 а1., 2002] и о снижении ее концентрации при аутизме (синдром не дифференцирован) [Е!-Ашагу ег а1., 2011]. Повышена концентрация аргинина (+33%) - источника нитроксида N0-, и понижен уровень метионина (-31%),

Гиперсеротонинемии тромбоцитов не обнаружено, как при стабилизации, так и при ухудшении психоэмоционального состояния. Это согласуется с тем фактом, что гиперсеротонинемия тромбоцитов, хотя и является одним из наиболее стабильных феноменов при аутистических заболеваниях, однако наблюдается не всегда [Ьаипау е1 а!., 2007].

Исследования содержания катехоламинов и их метаболитов в плазме крови (Таблица 3, Рис. 1В) выявили повышение уровня ГВК (+17%) и снижение концентрации норадреналина (-40%). Уменьшение отношений ДА/ГВК и НА/ВМК свидетельствует об активации как дофаминового, так и норадреналинового метаболизма катехоламинов в крови. Однако, повышение отношений ГВК/ВМК, ГВК/МГФГ и ГВК/(МГФГ+ВМК) свидетельствует о более выраженной активации дофаминового пути метаболизма. На фоне повышения концентрации тирозина, при ухудшении состояния детей усиливались изменения содержания катехоламинов и их метаболитов в плазме крови (Таблица 3, Рис. 1В). Повышался уровень нейромедиатора дофамина (+26%), а также усиливалось повышение содержания его конечного метаболита ГВК (с +17% до +52%). Снижалась концентрация нейромедиатора норадреналина (-35%) и его метаболита норметанефрина (-20%).

Рис. 1. Изменения содержания аминокислот (А), метаболитов триптофана (Б), катехоламинов и их метаболитов (В) в сыворотке, плазме крови у детей с синдромом Аспергера в стабильном психоэмоциональном состоянии и при его ухудшении. Концентрации выражены в процентах к контролю. Маркеры показаны только в случае статистически значимых отличий от контрольных значений (Р<0,05).

Таблица 3. Содержание катехоламинов и их метаболитов (нмоль/л) в плазме крови у детей с синдромом Аспергера в стабильном психоэмоциональном состоянии и при его ухудшении, М+т.

Показатели Плазма крови (нмоль/л)

Контроль Стабильное состояние Ухудшение состояния

N=150 N=68 N=68

Тирозин 80232+ 1451 84375 + 3941 12581 +76234***

Дофамин 0,46 + 0,01 0,47 ± 0,04 0,58 + 0,03***

гвк 29,46 + 0,71 34,38+ 1,82* 44,74 + 2,37***

Норадреналин 0,82 + 0,02 0,49 + 0,03*** 0,53 + 0,03***

Адреналин 0,39 + 0,01 0,37 + 0,02 0,36 + 0,01

Норметанефрин 2,87 + 0,06 2,75 + 0,15 2,30 + 0,16***

Метанефрин 1,16 + 003 1,15 + 0,05 1,15 + 0,07

МГФГ 17,67 + 0,44 17,60 + 0,66 18,63 + 1,23

вмк 64,32 + 5,43 57,40 + 3,62 61,56 + 7,2

При синдроме Аспергера у детей в стабильном психоэмоциональном состоянии при незначительном одновременном увеличении «классических» возбуждающих и тормозных нейротрансмиттеров характерным признаком является повышение концентрации «неклассического» нейромедиатора таурина, а также увеличение содержания аргинина, снижение содержания серотонина и норадреналина. При ухудшении состояния изменения в содержании нейротрансмиттеров, нейромодуляторов и других нейроактивных показателей усиливаются. Однако биохимические различия между синдромом Аспергера и Каннера стираются, что дает основание относить оба синдрома к общей аутистической группе заболеваний.

Снндром Каннера

У детей с синдромом Каннера в стабильном психоэмоциональном состоянии в крови повышены концентрации аспартата (+49%), таурина (+32%), глутамина (+27%), и снижено содержание Р-аланина (-73%), метионина (-29%) и глицина (-14%) (Рис. 2А). Неизменность содержания ГАМК крови противоречит

данным литературы о понижении при синдроме Каннера [Ratajczak, 2011] или повышении при аутизме (синдром не обозначен) [El-Ansary et al., 2011; Dhossche et al., 2002]. В результате отношение возбуждающих нейротрансмиттерных аминокислот к тормозным повышено (+20%). Профиль изменений аминокислот в крови при ухудшении состояния сходен с соответствующим профилем при синдроме Аспергера (Рис. 1А). Повышены концентрации аспартата (+229%) и глутамата (+62), и их амидов аспарагина (+27%) и глутамина (+56%), а также тирозина (+68%), цистеина (+60%), таурина (+232%), аргинина (+138%) и пролина (+26%). Снижены концентрации глицина (-14%), метионина (-59%), серина (-41%) и р-аланина (-33%). Полученные нами данные подтверждают повышение аспарагина в крови при синдроме Каннера [Adams et al., 2011]. Отношение суммы основных возбуждающих аминокислот к сумме основных тормозных аминокислот увеличено (+53%). Те изменения, которые наблюдаются и в стабильном состоянии, при ухудшении выражены значительно сильнее.

При исследовании СМЖ у детей в стабильном психоэмоциональном состоянии изменения концентраций аминокислот часто параллельны их изменениям в крови: повышение возбуждающего нейротрансмиттера аспартата (+63%), тормозного нейротрансмиттера таурина (+37%), глутамина (+23%) -маркера гипоксии и понижение нейропротектора и предшественника таурина, незаменимой аминокислоты метионина (-22%) (Рис. ЗА).

Корреляция соответствующих процентных изменений аминокислот в крови и в СМЖ статистически значима (R=0,693, R2=0,452, Р=0,002). Вместе с тем, концентрации источника NO- аргинина (+114%) и тормозного нейротрансмиттера ГАМК (+19%) повышены при неизменности их уровней в крови. Это может быть свидетельством аномального усиления транспорта аргинина через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) (или увеличения его синтеза в ЦНС) и усиления синтеза ГАМК в ЦНС.

Рис. 2. Изменения содержания аминокислот (А), метаболитов триптофана (Б), катехоламинов и их метаболитов (В) в сыворотке, плазме крови у детей с синдромом Каннера в стабильном психоэмоциональном состоянии и при его ухудшении. Концентрации выражены в процентах к контролю. Маркеры показаны только в случае статистически значимых отличий от контрольных значений (Р<0,05).

Снижение содержания тормозных нейротрансмиттеров глицина (-14%) и р-аланина (-73%) в крови, напротив, не сопровождается параллельным их понижением в СМЖ. Если для глицина это можно объяснить недостаточно сильным уменьшением его уровня в крови, то для р-аланина такое несоответствие может быть признаком нарушения транспорта через ГЭБ, поскольку его понижение в крови достаточно сильное. Отношение суммы возбуждающих аминокислот к сумме тормозных повышено в сторону возбуждающих, что свидетельствует о преобладании возбуждающей нейротрансмиссии в ЦНС.

При ухудшении психоэмоционального состояния большинство изменений концентраций аминокислот, наблюдавшихся в стабильном состоянии, выражено в большей степени (Рис. ЗА): увеличение концентраций аспартата (+73%), таурина (+307%), аргинина (+163%) и глутамина (+82%) и понижение метионина(-45%). В отличие от стабильного состояния, концентрация тормозного нейромедиатора ГАМК не изменялась, но наблюдались дополнительные изменения: повышение концентрации глутамата (+47%) и понижение содержания серина (-34%) и тирозина (-32%). Как и в стабильном состоянии, содержание многих аминокислот (аргинина, аспартата, таурина, глутамина, глутамата, метионина, серина) в СМЖ изменялось параллельно их уровню в крови. В то же время, уровень тирозина понижен в СМЖ, несмотря на его повышение в крови, что может свидетельствовать об ослаблении его транспорта через ГЭБ. Отношение возбуждающих нейротрансмиттеров к тормозным увеличено в большей степени, чем в стабильном состоянии (+57%), за счет дополнительного повышения концентрации глутамата и неизменности содержания ГАМК.

В стабильном состоянии на фоне снижения содержания серотонина в сыворотке крови (-37%), наблюдается гиперсеротонинемия тромбоцитов (+31%). Увеличена концентрация кинурениновой кислоты (+17%). При ухудшении состояния гиперсеротонинемия тромбоцитов усиливается, также

ДСП

МЛА ЛСПН

"!У 400 + гл»

ГРС. ЦИС . МП СЕР 1 АЛА

ЛЕЙ | 1 \

ВАЛ' 1 ТИР ТРИ

- Контроль

—о— Стабильное

состояние —•— Ухудшение состояния

Рис. 3. Изменения содержания аминокислот (А), метаболитов триптофана (Б), катехоламинов и их метаболитов (В) в спинномозговой жидкости (СМЖ) при синдроме Каннера при стабилизации психоэмоционального состояния и при его ухудшении. Концентрации выражены в процентах к контролю. Маркеры показаны только в случае статистически значимых отличий от контрольных значений (Р<0,05).

как и увеличение содержания нейропротектора и антагониста рецепторов возбуждающих нейротрансмиттеров — кинурениновой кислоты (+46%). Нормализуется концентрация серотонина и снижается содержание кинуренина (-42%), которое не отмечалось в стабильном состоянии (Таблица 4, Рис. 2Б).

Таблица 4. Содержание триптофана и его метаболитов (нмоль/л) в сыворотке крови при синдроме Каннера в стабильном психоэмоциональном состоянии и при ухудшении состояния, М±ш.

Показатели Сыворотка крови (нмоль/л)

Контроль Стабильное состояние Ухудшение состояния

N=150 N=84 N=84

Триптофан 80071 + 743 83880 + 2712 76730 + 3270

Серотонин 762+ 12 483 +12*** 693 ± 32

Серотонин тромбоцитов 1670 + 41 2181+40*** 2271 +92***

5-ОИУК 45,36+ 1,28 48,21+3,45 40,43 + 3,10

Кинуренин 1770 + 42 1620+ 132 982 + 51***

Кинурениновая кислота 24,60 ± 0,42 28,31 + 1,24* 35,21 +3,22***

Ксантуреновая кислота 14,33 + 0,42 14,12+1,37 14,01 ± 1,43

Среди метаболитов триптофана в СМЖ при стабильном состоянии у детей (Рис. ЗБ) наблюдается понижение концентрации серотонина, и корреляция процентных изменений в крови и в СМЖ отсутствует из-за непроницаемости ГЭБ для серотонина (11=0,154, 112=0,024, Р=0,741). При ухудшении состояния, как и в стабильном состоянии, понижался уровень тормозного нейромедиатора серотонина (-35% по сравнению с -15%), концентрация 5-ОИУК понижена (32%) и увеличено содержание нейропротектора кинурениновой кислоты (+15%), что свидетельствует об ослабления серотонинового пути метаболизма триптофана, снижении серотонинергической нейротрансмиссии и экситотоксичности в ЦНС.

Исследования содержания катехоламинов и их метаболитов в плазме крови у детей в стабильном психоэмоциональном состоянии (Рис. 2В) показали снижение концентрации норадреналина (-23%) и понижение отношение НА/ВМК, что свидетельствует об угнетении норадренергической нейротрансмиссии. При ухудшении состояния повышаются концентрации дофамина (+53%), ГВК (+61%), МГФГ (+24%) и снижаются содержание норадреналина (-49%) и норметанефрина (-26%). Повышение дофамина крови при аутизме отмечается и в работах других авторов, но отсутствует информация по дифференциации синдромов и состоянию больных [ЕЬАпвагу е! а1., 2011; Ьаипау е1 а1., 2007]. Значительная активация дофаминового пути метаболизма при ухудшении состояния может быть связана с повышением уровня тирозина — источника синтеза катехоламинов (Рис. 2В).

Нарушения профиля катехоламинов и их метаболитов у детей в СМЖ в стабильном состоянии характеризуются понижением концентрация дофамина (32%) и его конечного метаболита ГВК (-28%), что свидетельствует о подавлении синтеза дофамина из тирозина и, возможно, метаболизма самого дофамина и угнетения дофаминергической нейротрансмиссии (Таблица 5, Рис. ЗВ). При ухудшении состояния происходили изменения концентраций тех же катехоламинов и метаболитов, что и при стабильном состоянии (Таблица 5, Рис. ЗВ), но более выражено.

У детей с синдромом Каннера установлено преобладание возбуждающей нейротрансмиссии, степень выраженности которой возрастает при ухудшении состояния. Содержание тормозных нейромедиаторов «неклассического типа» существенно увеличивается в сравнении с «классическими» только при ухудшении состояния, при стабилизации состояния обнаружено их снижение. В отличие от синдрома Аспергера, при синдроме Каннера выражены гипоксия и гиперсеротонинемия при обоих состояниях, но более значительно при ухудшении.

Таблица 5. Содержание катехоламинов и их метаболитов (нмоль/л) в спинномозговой жидкости (СМЖ) при синдроме Каннера в стабильном психоэмоциональном состоянии и при ухудшении состояния, М±т.

Показатели СМЖ (нмоль/л)

Контроль Стабильное состояние Ухудшение состояния

N=55 N=84 N=84

Тирозин 7673 ± 247 7506±120 5229±174*

Дофамин 0,63 ±0,01 0,43 ±0,03*** 0,36 ±0,03***

гвк 328,1 ±4,8 236,23 ± 13,59*** 194,2 ± 11,2***

Норадр еналин 1,19 ±0,03 1,18 ±0,08 1,21 ±0,07

Адреналин 0,51 ±0,01 0,55 ± 0,03 0,54 ± 0,03

Норметанефрин — — —

Метанефрин — — —

МГФГ 46,26 ± 0,82 57,70 ±4,64* 79,41 ±5,59***

ВМК — — —

Характеристика общих и индивидуальных изменений в крови и спинномозговой жидкости нейромедиаторов, аминокислот и их метаболитов при снндроме дефицита внимания/гиперактивности и аутистических синдромах

Выявление изменений, общих для исследуемых нами патологий необходимо для более глубокого понимания патогенеза и этиологии психических и поведенческих расстройств у детей. Характеристика индивидуальных изменений является диагностически ценной как при ранней постановке диагноза и подборе патогенетически обоснованной терапии, так и при мониторинге за ходом лечения детей. Общим для всех трех нервно-психических заболеваний, независимо от психоэмоционального состояния, является снижение содержания метионина—нейропротектора, предшественника таурина, незаменимой аминокислоты, и норадреналина -нейротрансмитгера ЦНС и симпатической нервной системы.

Кровь

Стабильное состояние

Синдром Аспергера

Глутамат А

Аргинин А

Цистеин А

Лизин А

Кинуренин ▼

ГВК А

Глицин А Пролин А

Аспартат А Таурин А

Метионин ▼ Серотонин ▼ Норадреналин

Синдром Каннера

Глутамин Глицин Возбужд. / тормоз. р-аланин

А

▼

А Т

Серотонин тромбоцитов А Кинурениновая кислота А

сдвг

Глутамат Аспартат Глутамин Аспарагин ГАМК Таурин Возбужд. I тормоз. Тирозин Триптофан ▼ Орнитин А

▼ ▼

т ▼

А Т

Т

▼

5-ОИУК т Кинуренин А Ксантуреновая кислота А

Дофамин ▼ ГВК ▼

Адреналин▼ Норметанефрин ▼ МГФГ Т ВМК ▼

Рис. 4. Характеристика индивидуальных и общих изменений концентраций нейромедиаторов, аминокислот и их метаболитов в крови при сравнении СДВГ с аутистическими синдромами Аспергера и Каннера в стабильном психоэмоциональном состоянии.

При сравнении детей с СДВГ и с аутентическими синдромами в стабильном состоянии характерным является также снижение концентрации нейромедиатора ЦНС и периферического нейрогормона серотонина, при ухудшении состояния — дополнительно увеличивается содержание тормозных нейромедиаторов глицина, пролина и снижается концентрация норметанефрина, общего метаболита норадреналина и адреналина (Рис. 4, 5).

При сравнении изменений у детей с синдромами Аспергера и Каннера в стабильном состоянии обнаружено 5 общих изменений: повышение концентраций возбуждающего нейротрансмиттера аспартата и тормозного нейротрансмиттера таурина и снижение содержания метионина, серотонина и норадреналина. При ухудшении состояния наблюдается 16 общих изменений: повышение концентраций возбуждающих нейротрансмиттеров глутамата, аспартата, тормозного нейротрансмиттера глицина, маркера гипоксии глутамина, таурина и пролина — «неклассических» тормозных нейромедиаторов. Повышение источника нитроксида N0' аргинина — маркера нейротоксичности и нейропротектора, антагониста рецепторов возбуждающих нейромедиаторов кинурениновой кислоты указывает на наличие экситотоксичности и нейротоксичности при ухудшении состояния больных. Увеличение нейротрансмиттера дофамина и его конечного метаболита ГВК, на фоне повышения концентрации тирозина и снижения норадреналина и норметанефрина свидетельствуют об активации метаболизма дофамина, об усилении функциональной активности дофаминергической нейротрансмиссии и о снижении метаболизма норадреналина и его нейротрансмиссии на периферии и в ЦНС. Также понижено содержание нейропротектора и предшественника таурина - метионина, и кинуренина, эндогенного конвульсанта. Выявленное сходство изменений при ухудшении психоэмоционального состояния пациентов дает основание относить оба синдрома к общей аутистической группе заболеваний. Различия в биохимических показателях в стабильном состоянии

могут использоваться при ранней диагностике патологий, дифференциации синдромов на ранней стадии развития заболеваний и при мониторинге лечения.

Возрастная динамика моноаминергнческих нейротрансмнттеров в спинномозговой жидкости

При исследовании у здоровых детей контрольной группы, детей с синдромом Каннера (классический аутизм), СДВГ и при коморбидности СДВГ и синдрома Каннера биогенных аминов в СМЖ: серотонина, дофамина и норадреналина, которые являются моноаминергическими нейротрансмиттерами в ЦНС, нами были обнаружены следующие изменения. Содержание серотонина в контрольной группе понижалось с возрастом. Наиболее сильное снижение (в

2.2 раза) происходило к 2 годам, после чего содержание стабилизировалось (Рис. 6). При синдроме Каннера уровень серотонина СМЖ был первоначально (в возрасте 1-5 лет) в 4,9-1,2 раза ниже, чем в контроле, но впоследствии повышался и к 20-25 годам был в 1,4 раза выше контрольного. При СДВГ концентрация серотонина остается повышенной (в 1,2-1,4 раза) в течение периода 5-25 лет. При коморбидности СДВГ и синдрома Каннера содержание серотонина, напротив, снижено в 1,3-2,1 раза в течение 5-25 лет.

Концентрация дофамина в норме снижается с возрастом, начиная с 2 лет (в

2.3 раза по сравнению с 1 годом). При синдроме Каннера концентрация дофамина в 2,8 раза ниже контрольной в возрасте 1 года; последующее снижение происходит намного медленнее, но концентрация ниже контрольной (в 1,4-2,3 раза) в течение всего периода исследования. При СДВГ содержание дофамина в 1,5-1,6 раза ниже контрольного с 5 и до 15 лет. При коморбидности СДВГ и синдрома Каннера концентрация дофамина снижается в 2-4 раза, начиная с 5 лет и до 25.

Концентрация норадреналина у здоровых детей в целом снижается с возрастом, начиная с 2-кратного понижения в 2 года, и претерпевает временный пик в 5-7 лет (в 1,4 раза относительно 2 лет). При синдроме Каннера возрастное

снижение лишено пиков, так что концентрация норадреналина ниже контрольных значений в возрасте 1 года (в 1,2 раза) и 5-7 лет (в 1,4-1,5 раза). При СДВГ содержание норадреналина повышено в 1,2 раза в 5-7 лет, а при коморбидности СДВГ и синдрома Каннера, напротив, понижено в 1,4-2,1 раза в 7-25 лет.

Таким образом, нормальная возрастная динамика содержания в СМЖ моноаминергических нейротрансмиттеров нарушена. Как правило, концентрации нейромедиаторов ниже контрольных, за исключением повышенного содержания серотонина в 20-25 лет при синдроме Каннера и в период с 5 до 25 лет при СДВГ.

Снижение уровней трех нейромедиаторов: серотонина, дофамина и норадреналина происходит у детей с синдромом Каннера в 1 год и в 5 лет, особенно сильно в 1 год. В 2 года снижены уровни серотонина и дофамина, в возрасте 10-15 лет — только дофамина, в 20-25 лет понижена концентрация дофамина и повышено содержание серотонина. У детей с СДВГ изменение содержания всех трех нейромедиаторов (повышение уровня серотонина, понижение концентраций дофамина и норадреналина) происходит в период 5-10 лет, только повышение уровня серотонина и понижение содержания дофамина — в 13-15 лет и только повышение концентрации серотонина — в возрасте 20-25 лет. При коморбидности СДВГ и синдрома Каннера в течение всего периода наблюдений (5-25 лет) содержание всех трех нейротрансмиттеров понижено. Дефицит нейротрансмиттеров в первые два года жизни может приводить к дисфункциям в развитии сенсорной, речевой и префронтальной коры, а также вызывать нарушения функционирования таких структур, как гиппокампус и таламус, мозжечок, черная субстанция, ольфакторный бугорок и тектум. Подтверждением этих нарушений явились проведенные исследования, в рамках международного проекта, методом функциональной магниторезонансной томографии [Ооппа е1 а1., 2009]. Результатом могут быть нарушения сенсорного восприятия, контроля движений, эмоционального фона, общения, памяти,

развития речи, формирования тонкой моторики и когнитивных функций, что согласуется с аномалиями, которые отмечаются при исследуемых заболеваниях в первые годы жизни. В возрасте 10-15 лет пониженное содержание дофамина при исследуемых патологиях у детей может продолжать оказывать негативный эффект на созревание префронтальной коры, миндалин и гиппокампуса и, следовательно, на формирование эмоциональной и когнитивной сферы и целостности обработки информации. В 20-25 лет снижение концентрации дофамина при всех трех заболеваниях может являться причиной недостаточного созревания и функционирования префронтальной коры и, как следствие, недостаточной способности к интеграции информации, адекватному взаимодействию с окружающим миром, планированию действий. Данные изменения приводят к асоциальному поведению, к проявлению разных видов агрессии и недостаточности самоконтроля [Gomot et al., 2011: Frodl et al., 2010].

Нарушения возрастной динамики содержания моноаминергических нейротрансмиттеров должно учитываться при оптимизации схем лечения пациентов с исследуемыми заболеваниями. Нами обнаружено, что при исследовании трех моноаминов наиболее значительные и разнонаправленные изменения характерны для содержания серотонина в СМЖ при всех изучаемых нами заболеваниях, особенно в критические периоды созревания структур мозга. Принимая во внимание роль серотонина как регулятора нейрональной пролиферации, дифференциации, миграции, апоптоза, синаптогенеза и лизинга нейронов и глии в мозге [Carlson, 2012; Polleux, Lauder, 2004], представлялось целесообразным проведение исследований ассоциации аллелей промотора гена транспортера обратного захвата серотонина.

успешной в отношении показателей отчужденности/избегания, внимания и агрессии. У детей с синдромом Каннера эффект коррекционной терапии в возрасте 1-2 лет, направленный на преодоление избытка серотонина и дефицита дофамина в ЦНС, был более умеренным и коррелировал только с показателем эмоциональной связи с родителями и в меньшей степени с показателем двустороннего социального взаимодействия. У пациентов, имевших СДВГ, коморбидный с синдромом Каннера, терапия проводилась в возрасте 5-7 лет и была направлена на преодоление нарушения дефицита в ЦНС трех моноаминергических нейромедиаторов: серотонина, дофамина и норадреналина. В результате улучшались показатели аддиктивного поведения и склонности к самоповреждающим и саморазрушающим действиям, но лишь частично — показатели поиска острых ощущений и агрессии (Рис. 8). Некоторые показатели ухудшались после коррекционной терапии (возможно, как результат улучшения маскировавших их ранее других показателей или проявления аномалий, присущих заболеванию, в результате улучшения мозговой деятельности). Это подчеркивает необходимость осторожного подхода к возможным результатам коррекционной терапии, так как психоэмоциональные показатели находятся, по всей видимости, в сложном взаимодействии друг с другом. Эффект коррекционной терапии у пациентов 1-7 лет, измеренный посредством психологического тестирования, сопоставим с изменением содержания в СМЖ серотонина, дофамина и норадреналина у пациентов 20-25 лет. Полная или частичная нормализация содержания в СМЖ нейротрансмиттеров ассоциировалась с улучшением различных показателей при различных заболеваниях. У пациентов с СДВГ нормализация серотонина ассоциировалась с улучшением показателей отчужденности/избегания, внимания и агрессии. При синдроме Каннера нормализация содержания дофамина сопровождалась улучшением двусторонних социальных взаимодействий и эмоциональной связи с родителями, а при СДВГ, коморбидном с синдромом Каннера, нормализация серотонина и частичная нормализация содержания дофамина и норадреналина —

4. Обнаружена ассоциация длинного аллеля гена транспортера обратного захвата серотонина у детей с синдромом Каннера и СДВГ, которая более выражена при коморбидности эти заболеваний.

5. Ассоциации длинного аллеля гена транспортера обратного захвата серотонина с синдромом Каннера, с коморбидностью СДВГ и синдрома Каннера взаимосвязаны с понижением содержания в СМЖ серотонина и 5-ОИУК, что свидетельствует о снижении функциональной активности серотонинергической нейротрансмиссии у пациентов с этими заболеваниями.

6. У здоровых пациентов в период с 1 года и до 25 лет содержание серотонина, дофамина и норадреналина имеет характерную для каждого моноамина возрастную динамику. У детей с разными патологиями возрастная динамика содержания моноаминергических нейромедиаторов нарушается. Наибольшее число отклонений по нейротрансмиттерам наблюдается в 5-7 лет при СДВГ, в 1 год и 5 лет при синдроме Каннера и в 5-25 лет при коморбидности СДВГ и Каннера. Наиболее выраженные изменения касаются содержания серотонина и дофамина в СМЖ, что совпадает по времени с критическими периодами формирования и созревания различных структур головного мозга.

7. Разработанные рекомендации по коррекции выявленных отклонений, учитывающие особенности возрастной динамики моноаминов в крови и СМЖ при разной патологии позволяют оптимизировать схемы лечения в те возрастные периоды, при которых наблюдаются значительные изменения в содержании моноаминов.

8. Новые рекомендации по лечению позволяют улучшить психологические показатели и частично нормализовать содержание моноаминергических нейромедиаторов в СМЖ при этих заболеваниях, однако проявления некоторых симптомов заболеваний усиливались, и менее успешной была коррекция, направленная на устранение дефицита дофамина, что говорит о сложности взаимодействия регуляторных систем мозга.

Список работ, опубликованных по теме диссертации Статьи, опубликованные в рецензируемых журналах:

1. Кулинский В.И., Горина A.C., Колесниченко J1.C. Аминокислоты и их метаболиты при отставании детей в психомоторном развитии // Международный журнал по иммунореабилитации. (International Journal on Immunorehabilitation). — 1997. -№4.- С. 128

2. Kolesnichenko L.S., Gorma A.S., Kulinsky V.l. Mediator aminoacids in children biological fluids in epilepsy and minimal cerebral deficiency (ADHD) // Международный журнал по иммунореабилитации. (International Journal on Immunorehabilitation). - 1997. - № 4. - С. 158.

3. Колесниченко Л. С., Горина А. С. Медиаторные аминокислоты в биологических жидкостях детей при эпилепсии и минимальной церебральной дисфункции // Международный журнал по иммунореабилитации. (International Journal on Immunorehabilitation). - 1998.-№ 8.-С. 121.

4. Gorina A.S., Werner R., Yilmaz S., Goetze S. Periphere Marker der serotonergen und noradrenergen Funktion bei Kindern mit Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung. [Периферические маркеры серотонинергической и норадренергической функций у детей с синдромом дефицита внимания и гиперактивности] //Neurology, Psychiatry and Brain Research. - 1998. -V. 6, № 3. -P. 298-305.

5. Горина А. С., Колесниченко JI. С. Аминокислоты при неврологических заболеваниях у детей // Международный журнал по иммунореабилитации. (International Journal on Immunorehabilitation). - 1999. — № 5. - С. 119.

6. Колесниченко Л.С., Кулинский В.И., Горина A.C. Аминокислоты и их метаболиты в крови и моче при минимальной церебральной дисфункции у детей // Биомедицинская Химия. (Вопросы Медицинской Химии). - 1999. - Т. 45, № 1. -С. 58-64.

7. Sezer А., Hubschle F., Osman V., Gorina A.S., Goetze S. Exzitatorischen Aminosäuren im Blut von Kindern mit Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung. [Возбуждающие аминокислоты в крови у детей с синдромом дефицита вниманием и гиперактивности] // Neurology, Psychiatry and Brain Research. - 1999. - V. 6, № 2. - P. 148-153.

8. Castelli M., Nigrelli D., Gorina A.S., Laumonnier F., Bertolino G. Livello di serotonina e acido homovanilic e 5-hydoxyindoleacetic nel liquido cerebrospinale dei bambini con autism. [Уровень серогонина, гомованилиновой и 5-гидроксииндолуксусной в спинномозговой жидкости у детей с аутизмом] // Rivista di Psichiatria. - 2000. - V. 40, № 5. - P. 39-44.

9. Gorina A.S., Kemperman F.B., Blazicek A., Mulder T.R., Goetze S. Kinder mit Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung haben Monoamine im Blut vermindert [Пониженные моноамины у детей с синдромом дефицита внимания и гиперактивности] // Zeitschrift fur Psychosomatische Medizin und Psychotherapie. -2000. —V. 47, № 2. -P. 131-138.

10. Горина A.C., Колесникова Л.И., Козлова JI.C., Михнович В.И., Поляков В.М., Рупышев A.B. Исследования иммунитета у детей, страдающих ранним детским аутизмом // Медицинская иммунология. - 2004. - Т. 6, № 1-2. — С. 143-146.

11. Yildiz N., Bosnak Е., Gorina A.S., Vogt D. Serotonin im Serum und Blutplättchen von Kindern mit Asperger-Syndrom [Серотонин в сыворотке крови и тромбоцитах у детей с синдромом Аспергера] // Nervenheilkunde. - 2005. - V. 27, № 3. - Р. 384388.

12. Gorina A.S., Borghese L., Bertolino G. Genotipo di 5-HTT in bambini con autismo e comorbidita con disturbo da deficit di attenzione e iperattivitä. [Генотип транспортера серотонина у детей с аутизмом и коморбидностью с синдромом гиперактивности и дефицита внимания] // Rivista di Psichiatria. - 2007. - V. 42, № З.-Р. 24-28.

13. Горина A.C., Колесниченко JI.C., Кулинский В.И., Михнович В.И. Состояние обмена катехоламинов у детей с синдромом Аспергера // Сибирский Медицинский Журнал. — 2010. — № 8. — С. 18—20.

14. Горина A.C., Кулинский В.И., Колесниченко JI.C., Михнович В.И. Изменения содержания триптофана и его метаболитов у детей с ранним детским аутизмом // Бюллетень СО РАМН. - 2010. - Т. 30, № 5. - С. 19-24.

15. Горина A.C., Колесниченко Л.С. Катехоламины и их метаболиты у детей с синдромом Каннера // Сибирский Медицинский Журнал. - 2011. - № 1. - С. 7376.

16. Горина A.C., Колесниченко Л.С. Аминокислоты сыворотки крови и мочи у детей с синдромом Аспергера // Сибирский Медицинский Журнал. - 2011. — № 7.-С. 69-73.

17. Горина A.C., Колесниченко Л.С., Михнович В.И. Состояние обмена катехоламинов у детей с синдромами Аспергера и Каннера // Биомедицинская Химия. - 2011. - Т. 57, № 5. - С. 562-570.

18. Gorina A.S., Kolesnichenko L.S., Mikhnovich V.l. Catecholamine Metabolism in Children with Asperger's and Kanner's Syndromes // Biochemistry (Moscow) Supplement Series B: Biomedical Chemistry. - 2011. - Vol. 5, №4.-P. 397-401.

19. Горина A.C., Колесниченко Л.С. Возрастная динамика серотонина и 5-гидроксииндолуксусной кислоты в сыворотке крови у детей с синдромом Каннера// Сибирский Медицинский Журнал. -2012. -№ 5. - С. 127-129.

20. Горина A.C., Колесничейко Л.С., Бормотова H.H. Содержание аминокислот и нейромедиаторов в сыворотке крови детей с синдромом дефицита внимания/гиперактивности // Сибирский Медицинский Журнал. - 2012. -№ 2. -С. 15-19.

21. Горина A.C., Колесниченко Л.С., Михнович В.И. Аминокислоты сыворотки крови и спинномозговой жидкости у детей с синдромом Каннера // Вестник РУДН, Серия «Медицина». - 2012. - № 3. - С. 76-83.

22. Горина A.C., Goetze S., Колесниченко Л.С. Возрастная динамика моноаминергических нейротрансмитгеров в спинномозговой жидкости при

аутизме, синдроме дефицита внимания и гиперактивности и их коморбидности // Сибирский Медицинский Журнал. — 2013. — № 2. — С. 31—34.

23. Горина A.C., Goetze S., Колесниченко JI.C. Наследование гена транспортера серотонина у детей с аутизмом, синдромом дефицита внимания и гиперактивности и их коморбидности // Сибирский Медицинский Журнал -2013. -№3,- С. 23-26.

24. Горина А. С., Колесниченко Л.С., Маклецова М.Г., Березов Т.Т. Нарушение динамики содержания серотонина в спинномозговой жидкости в онтогенезе у больных аутизмом // Вопросы биологической, медицинской и фармакологической химии. 2013. —№ 9. — С. 29—35.

Тезисы конференций и конгрессов:

1. Колесниченко Л.С., Горина A.C. Содержание аминокислот в сыворотке крови и моче у детей с отставанием в психомоторном развитии (синдром Аспергера) // Тезисы докладов Всероссийской научной конференции «Экологическая патология: вопросы биохимии, фармакологии, клиники». Чита, 1995. — С. 107.

2. Bosnak Е., Hubschle F., Gorina A.S., Kolesnichenko L.S., Seitz M., Vogt D. Ebenen der Monoamine, 5—Hydroxyindolessigsäure und homovanylic Säure im Liquor von Kindern mit Epilepsie und Autismus-Spektrum-Störung. [Уровни моноаминов, 5— гидроксииндолуксусной кислоты и гомованилиновой кислоты в спинномозговой жидкости у детей с эпилепсией и аутизмом]. Abstracts of FENS Meeting. Berlin, 1998.-С. 27.

3. Seitz M., Gorina A.S., Vogt D. Bestimmung von Aminosäuren im Urin von Kindern mit Aufmerksamkeits-Defizit-Hyperaktivitäts-Störung durch HPLC. [Определение аминокислот в моче у детей с СДВГ с помощью ВЭЖХ]. Abstracts of FENS Meeting. Berlin, 1998. - P. 24.

4. Fegeller W., Nijmeijer R.K., Gorina A.S., Sivasli, O., Goetze S. Ratio between excitatory and inhibitory neurotransmitters in blood of children with attention deficit-hyperactivity disorder. Abstracts of 24th World Congress of Biomedical Laboratory Science. Karlsruhe, 1999. - P. 92.

5. Gorina A.S., Bertolino G. Polymorphism of 5-HTT gene in a population of children with ADHD. Abstracts of International Fall Meeting of the German Society for Biochemistry and Molecular Biology. Frankfurt am Main, 2000. - P. 14.

6. Gorina A.S., Goetze S. Urinary excretion of catecholamines in children with attention deficit hyperactivity disorder. Abstracts of FENS Meeting. Brighton, 2000. -P. 118.

7. Kolesnichenko L.S., Gorina A.S. Amnio acids and their metabolites in blood serum and urine in minimal cerebral disfunction and epilepsy. Abstracts of 18th International Congress on Biochemistry and Molecular Biology. - Birmingham, 2000. - P. 146.

8. Carroccio G., Gorina A.S., Bertolino G. Polymorphism of 5-HTT gene in a population of autistic children. Abstracts of 2nd International Congress on Amino Acids, Peptides and Proteins. Amsterdam, 2001. -P. 71.

9. Schenk R., Gorina A.S., Kulinsky V.I., Vogt D. Peripheral markers and direct detection of central dopaminergic activity in autistic children. Abstracts of 32nd National Conference and Exposition of Autism Society. Orlando, 2001. -P. 95.

10. Klein F., Gorina A.S., Vogt D. Platelets hyper-serotonemy in autistic children. Abstracts of 2nd International Meeting for Autism Research. - Montreal, 2002. - P.74.

11. Gorina A.S., Kolesnichenko L.S., Kulinsky V.I. Concentration of amino acids in serum of children with autism. Abstracts of 5lh International Congress on Palliative Medicine and Rehabilitation. Cairo, 2003. - P. 28.

12. Gorina A.S., Schenk R., Vogt D. Neurotransmitters profiling for the early diagnosis of mental disorders in children. Abstracts of International Fall Meeting of the German Society for Biochemistry and Molecular Biology. Bad Nauheim, 2003. - P. 86.

13. Ormel P.A., Gorina A.S., Schenk R., Vogt D. Randomized trial of Citalopram for mood stabilization therapy in autistic disorders. Abstracts of 3rd Conference on Annual Trends in Autism. Newton, 2004. - P. 45.

14. Bosnak E., Gorina A.S., Vogt D. The success of pharmacological intervention in autism depends on disorder severity. Abstracts of 20th Congress of the European College ofNeuropsychopharmacology. Vienna, 2007. — P. 92.

15. Gorina A.S., Buitelaar P.A., Dvorakova A., Vogt D. Altered amino acid urinary excretion in children with autism. Abstracts of International Autism Conference. Esher, 2009. - P. 42.

16. Gorina A.S., Osman V., Goetze S. GABA level in cerebrospinal fluid and blood in children with ADHD and epilepsy. Abstracts of Vancouver Biennial Congress on Autism. Vancouver, 2009. - P. 58.

17. Gorina A.S., Wilke P., Ormel P. A., Goetze S. Activity of dopaminergic neurons in nigrostriatal and mesocortical systems and peripheral level of catecholamines in children with attention deficit-hyperactivity disorder. Abstracts of 2nd International Congress on ADHD. Vienna, 2009. - P. 42.

18. Hubschle F., Gorina A.S., Vogt D. Endogenous neuroprotectors in children with autistic disorders. Abstracts of 34th FEBS Congress. Prague, 2009. - P. 164.

19. Werner R., Gorina A.S., Goetze S. Level of 5-hydroxyindoleacetic acid in cerebrospinal fluid as a marker of serotonergic activity in the brain of children with attention deficit-hyperactivity disorder. Abstracts of 2nd International Congress on ADHD. - Vienna, 2009. - P.41.

20. Gorina A.S., Seitz M., Yilmaz S., Vogt D. Effect of cognitive behavioral therapy on peripheral catecholamines and serotonin in children with Asperger syndrome comorbid with anxiety. Abstracts of 4th Annual "All Ages & Abilities" Autism/Asperger's Conference. Irvine, 2010. — P. 53.

21. Горина А. С., Колесниченко JI. С. Изменения аминокислот сыворотки крови и мочи у детей с синдромом дефицита внимания и гиперактивности. Материалы пятой Всероссийской научно-практической конференции (12—14 апреля 2011). Новосибирск, 2011. - С. 49-48.

22. Gorina A.S., Kolesnichenko L.S., Bormotova N.N., Vogt D. Profile of neurotransmitters and their metabolites in blood, urine and CSF in children with

Kanner syndrome. Abstracts of 5th Annual Conference on Children Autistic Disorders. Anaheim, CA, USA, 2011. - P. 39.

23. Gorina, A., Viecili, M. A., & Weiss, J. A. Indirect Effects of Coping Cat Group Therapy on Parents of Children with Asperger's Syndrome. OADD - Abstracts of RSIG Conference. St. Catharines, Canada, 2011. - P. 37.

24. Gorina A.S., Kolesnichenko L.S., Kaspler P., Vogt D. Frequency of SERT gene alleles and comorbidity of autism with ADHD. Abstracts of European Conference on Genetics of Mental Disorders. Cologne, Germany, 2012. - P. 78.

25. Gorina A.S., Kolesnichenko L.S., Vogt D., Goetze S. Transmission of alleles of SERT gene in autism and ADHD. Abstracts of 8th International Symposium on Clinical Genetics of Autism. Vancouver, Canada, 2012. - P. 34-35.

26. Горина A.C., Колесниченко JI.C., Маклецова М.Г., Березов Т.Т. Динамики серотонина в онтогенезе при аутизме. XXI Международная конференция и дискуссионный научный клуб. Новые информационные технологии в медицине, биологии, фармакологии и экологии. Гурзуф, 2013. — С. 216-218.

Принятые сокращения:

сдвг- синдром дефицита внимания и гиперактивности

Ала - аланин

Р-Ала- Р-аланин

Асн - аспарагин

Apr - аргинин

Асп - аспартат

Вал - валин

ГАМК- гамма-аминомасляная кислота

Гис - гистидин

Гли - глицин

Глн - глутамин

Глу - глутамат

Иле - из олейцин

Лей- лейцин

Лиз- лизин

Мет - метионин

Про- пролин

Сер- серин

Тау - таурин

Тир - тирозин

Тре - треонин

Три - триптофан

Фен - фенилаланин

Цис- цистеин

Подписано в печать 10.10.13. Формат 60x84 1/16. Тираж 100 экз. Заказ № 892. Гарнитура Times New Roman. Бумага офсетная. Печать ризография. Усл. печ. л. 3,03 Отпечатано в типографии ИГМУ. г. Иркутск, ул. Красного Восстания, 1

Текст научной работыДиссертация по биологии, доктора биологических наук, Горина, Анна Сергеевна, Новосибирск

ГБОУ ВПО Иркутский государственный медицинский университет МЗ РФ

Биохимические механизмы развития аутизма и синдрома дефицита внимания и гиперактивности у детей

Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук

Научные консультанты д. м. н., профессор Колесниченко Лариса Станиславовна д. м. н., академик РАМН Панин Лев Евгеньевич

На правах рукописи

05201450/^

Горина Анна Сергеевна

03.01.04- биохимия

Новосибирск - 2013

СОДЕРЖАНИЕ

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ 5

ВВЕДЕНИЕ 8

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 21

1.1. Роль аминокислот, нейромедиаторов и их метаболитов в функционировании нервной системы 21

1.1.1. Аминокислоты 21

1.1.2. Метаболиты триптофана 35

1.1.3. Катехоламины и их метаболиты 42

1.1.4. Нейротрансмиттерные системы в развитии 49

1.1.5. Взаимодействие нейротрансмиттерных систем 53

1.2. Этиология и патогенез синдрома дефицита внимания/ гиперактивности и аутистических синдромов 56

1.2.1. Синдром дефицита внимания/гиперактивности 56

1.2.2. Синдром Аспергера 60

1.2.3. Синдром Каннера 63

1.2.4. Коморбидность синдрома дефицита внимания/ гиперактивности и синдрома Каннера 67

1.3. Аминокислоты, нейромедиаторы и их метаболиты при синдроме дефицита внимания/гиперактивности и аутистических синдромах 71

1.3.1. Синдром дефицита внимания/гиперактивности 71

1.3.2. Аутистические синдромы (синдромы Аспергера

и Каннера) 76

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 87 2.1. Клиническая характеристика исследуемых групп 87

2.1.1. Синдром дефицита внимания/гиперактивности 87

2.1.2. Аутизм: синдром Аспергера и синдром Каннера 88

2.1.3. Коморбидность синдрома дефицита внимания/

гиперактивности и синдрома Каннера 90

2.2. Материал исследований 91

2.3. Методы исследований 93

2.3.1. Сбор биологического материала и его подготовка 93

2.3.2. Высокоэффективная жидкостная хроматография 96

2.3.3. Методы молекулярной биологии 97

2.3.4. Коррекционная терапия 97

2.3.5. Методы психологических исследований 98

2.3.6. Методы статистического анализа 101

3. СОБСТВЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ 103

3.1. Аминокислоты, нейромедиаторы и их метаболиты у детей с синдромом дефицита внимания/гиперактивности и аутизмом 103

3.1.1. Синдром дефицита внимания/гиперактивности 103

3.1.2. Синдром Аспергера 112

3.1.3. Синдром Каннера 125

3.2. Исследование возрастной динамики моноаминергических нейротрансмиттеров в спинномозговой жидкости 147

3.2.1. Возрастная динамика серотонина 147

3.2.2. Возрастная динамика дофамина 149

3.2.3. Возрастная динамика норадреналина 152

3.3. Результаты коррекционной терапии 154

3.4. Транспортер серотонина у детей с синдромом Каннера

и синдромом дефицита внимания/гиперактивности 160

4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 164

4.1. Изменения, общие для синдрома дефицита внимания/ гиперактивности и аутистических синдромов 164

4.2. Характеристика полученных данных при синдроме

дефицита внимания/гиперактивности 165

4.3. Анализ сходства и различия биохимических показателей

при аутистических синдромах Аспергера и Каннера 172

4.4. Возрастная динамика моноаминергических

нейротрансмиттеров 194

4.5. Анализ коррекционной терапии 203

ВЫВОДЫ 210

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 212

ПРИЛОЖЕНИЯ 247

СДВГ. Ала -(З-Ала -Асн -Арг-Асп -Вал-ГАМК Гис -Гли -Глн -Глу -Иле -Лей-Лиз-Мет -Про-Сер-Тау -Тир -Тре -Три -Фен -Цис-Орн-СТ-СТр-СЕРТ-

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

синдром дефицита внимания и гиперактивности

аланин

Р-аланин

аспарагин

аргинин

аспартат

валин

гамма-аминомасляная кислота

гистидин

глицин

глутамин

глутамат

изолейцин

лейцин

лизин

метионин

пролин

серин

таурин

тирозин

треонин

триптофан

фенилаланин

цистеин

орнитин

серотонин

серотонин тромбоцитов обратный транспортер серотонина

5-ОИУК - 5-оксииндолилуксусная кислота

Кин - кинуренин

КК - кинурениновая кислота

КсК - ксантуреновая кислота

ДА - дофамин

НА - норадреналин

Адр - адреналин

ГВК - гомованилиновая кислота

ВМК - ванилилминдальная кислота

МГФГ - З-метокси-4-гидроксифенил гликоль

МН - метанефрин

НМН - норметанефрин

ВЭЖХ - высокоэффективная жидкостная хроматография

ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота

N0 - нитроксид

СМЖ - спинномозговая жидкость

ЦНС - центральная нервная система

ЫМЭА - Ы-метил-О-аспартат

Тревож. - тревожность/нервозность

Отчужд. - отчуждение/избегание

Соматич. - соматические жалобы

Мышл. - проблемы мышления

Вним.- проблемы внимания

Норм. Повед. - нарушение норм поведения

Агресс. - агрессия

Эмоц. - эмоциональные проблемы

Коммуник.- коммуникативное поведение

Двустор. Соц.- двустороннее социальное взаимодействие

Эмоц. Связь - эмоциональная связь с родителями

Стереотип. - стереотипное поведение и ограниченные интересы

Манип. -Остр. -Иррац. -Аддикт. -Самоповр. -Эмоц. Контр.

маннпулятивное отношение к другим людям поиск острых ощущений иррациональные установки аддиктивное поведение

самоповреждающее и саморазрушающее поведение волевой контроль эмоциональных реакций.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования.

Среди нервно-психических заболеваний у детей самыми распространенными, сложными с точки зрения ранней диагностики, этиологии, патогенеза, лечения и высокой степени инвалидизации являются такие заболевания, как аутистические синдромы Аспергера и Каннера (аутизм) и синдром дефицита внимания/гиперактивности (СДВГ).

Наблюдается заметное увеличение частоты данных заболеваний в последние годы (Рис.1). В настоящее время их встречаемость, по данным статистических служб здравоохранения России, США и Канады, составляет 118-140 на 1000 детей для СДВГ и 6,1-9,2 случая на 1000 детей для аутизма [Windham et al., 2013; Thurm, Swedo, 2012; Российский статистический ежегодник, 2012; Röbel, 2010].

Аутизм

СДВГ

■ США, Канада □ Россия

. Л ^ "Г

# ^ ^ ^ ^ <$?> с? ^

^ V Т Т Т V Т Т Т Т V т

160

'I 140 £ <3

§ 120 о

100

80

60

а 40

20

■ США, Канада □ Россия

л

сО- _с?> <£> _S>

Рис. 1. Встречаемость аутизма и СДВГ в России, США и Канаде (на 1000 детей) в период с 2000 по 2011 год. График составлен автором на основании данных World Autism Organization и ФГУ «ЦНИИОИЗ Минздравсоцразвития РФ», 2012.

Проблема СДВГ и аутизма у детей становится все более актуальной в России, странах Западной Европы и Северной Америки. Необходимые пожизненная терапия и социальная помощь пациентам и их родителям влекут за собой большие финансовые затраты со стороны общества. Так, в США затраты только на больных аутизмом составляют 126 миллиардов долларов в год [Mandell, Knapp, 2012].

Развитие аутизма в детском возрасте приводит в большинстве случаев к глубокой инвалидизации больных. Дети с аутистическими синдромами и СДВГ испытывают трудности в созревании психической, речевой, моторной и эмоциональной сфер, в социальных взаимодействиях и адаптации в семье и в обществе. Аутистические заболевания часто сочетаются с другими нервными и психическими нарушениями, включая СДВГ. Коморбидность СДВГ с аутизмом наиболее неблагоприятна из всех наблюдающихся коморбидных состояний при СДВГ из-за высокой частоты совершения этими больными административных и уголовных правонарушений [Taurines et al., 2012; Gargaro et al., 2011].

Несмотря на большую социальную значимость СДВГ и аутизма, их этиология до сих пор недостаточно известна. Преобладает точка зрения о полиэтиологии этих заболеваний, основанная на выявлении большого количества генов, вовлеченных в развитие патологий. Так, для СДВГ выявлено не менее 30 генов-кандидатов [Johnson et al., 2013; Caylak, 2012], а для аутизма не менее 100 [Rothenberger, 2012]. Выявление генов-кандидатов не дает исчерпывающего ответа на вопросы этиологии, ранней диагностики и патогенетически обоснованного лечения. В настоящее время этиология СДВГ и аутизма начинает рассматриваться в контексте сложных взаимодействий генетических факторов и факторов среды. Предполагается, что развитию заболеваний способствует неблагоприятное воздействие факторов среды в чувствительные периоды развития ребенка, как на уровне эмбрионального развития, так и последующего роста, развития и созревания

организма [Taurines et al., 2012; Gargaro et al., 2011; Millichap, 2010; Millichap, 2008; Красноперова, 2004].

Полигенность расстройств при данных заболеваниях отражается в дисфункции нейромедиаторных систем мозга, главным образом глутаматергической, глицинергической, ГАМКергической,

серотонинергической, дофаминергической и норадренергической. Дисбаланс в содержании нейромедиаторов, аминокислот и их метаболитов в растущем и развивающемся организме рассматривается как одна из причин патогенеза данных заболеваний [Yuan et al., 2013; Millichap, 2010; Röbel, 2010; Polanczyk, Jensen, 2008; Скворцова, 2008].

Нейромедиаторные аминокислоты и их рецепторы принимают участие в формировании таких фундаментальных процессов нервной деятельности, как синаптическая пластичность, нейрональная память и обучение; регуляция полимодальных сенсорных систем мозга; поддержание эмоционального фона и судорожного порога; регуляция мышечного тонуса; физиологические механизмы сна, тревоги, агрессии и саморегуляции; чувствительность ЦНС к гипоксии и гипогликемии. Выдвинута гипотеза повреждающего действия дисбаланса аминокислот на развивающийся мозг [Вгоег, 2013; Feudis et al., 2011; Shimmura et al., 2011; Wang et al., 2011; Röbel, 2010; Ohtsuki, Terasaki, 2007]. В последние годы существенно расширились представления о роли различных нейрохимических систем (глутаматергической, ГАМКергической, серотонинергической, дофаминергической и т.д.) и соответствующих нейромедиаторов в деятельности нервной системы. Большое внимание стало уделяться роли неклассических нейротрансмиттеров, таких как таурин, глицин, ß-аланин и пролин — модулятор тонуса сосудов, преимущественно в головном мозге [Froger et al., 2013; Juge et al., 2013; Hossaini et al., 2012; Feudis et al., 2011; Takemoto, 2011; Millichap, 2008].

Особенно важным для понимания функционирования мозга в норме и патологии является факт их взаимодействия на рецепторном уровне и в онтогенезе развития ЦНС. Это делает необходимым не только уточнение, но

и, возможно, пересмотр существующих гипотез патогенеза нервно-психических заболеваний у детей, в частности, аутизма и СДВГ, большинство из которых основаны на относительной дискретности нейрохимических систем [Yuan et al., 2013; Carlson, 2012; Stone et al., 2005]. Формирование ЦНС, созревание и развитие структур мозга, высшей нервной и психической деятельности в процессе роста ребенка основано на взаимодействии, а не на дискретности нейромедиаторных систем и их нейротрансмиттеров в онтогенезе. Известно, что нейромедиаторы, особенно моноаминергические (серотонин, дофамин, норадреналин) выполняют ключевые нейротрофические функции в ЦНС как в период эмбрионального, так и постнатального развития. Эти функции в начале развития ребенка опережают нейротрансмиттерные функции данных молекул. Любой дисбаланс в содержании нейротрансмиттеров влияет на функционирование не только отдельно взятой системы, но и на взаимодействие систем при развитии и созревании ЦНС [Brogaard et al., 2013; Hulsken et al., 2013; Oja et al., 2012; Polleux, Lauder, 2004].

Серотонин - критический регулятор основных процессов в развитии нейронов и глии в мозге млекопитающих. Клеточная пролиферация, дифференциация, миграция, апоптоз и синаптогенез нервных клеток регулируются и поддерживаются серотонином [Carlson, 2012; Polleux, Lauder, 2004]. Кроме того, серотонин вовлечен в процессы синаптического прунинга и созревания ряда структур головного мозга (префронтального кортекса, некоторых отделов лимбической системы), причем эта роль предшествует роли серотонина как нейротрансмиттера [Hulsken et al., 2013; Sodhi, SandersBush, 2004; Whitaker-Azmitia, 2005]. Как нейротрансмиттер, он участвует в регулировании эмоций, настроения, памяти и обучения. Известно, что вплоть до 25 лет продолжается созревание префронтального кортекса, отделов лимбической системы, мозолистого тела и других структур ЦНС. В связи с этим изучение динамики содержания серотонина как у здоровых детей, так и с нервно-психическими заболеваниями очень важно [Brogaard et al., 2013;

Ruggeri et al., 2013; Popova, 2006; Sodhi, 2004; Попова и др., 1978]. Аутизм сопровождается аномалиями в периферической и в центральной серотониновых системах [Hulsken et al., 2013; Adamsen et al., 2011]. Дефицит серотонина в ЦНС ассоциируется с эмоциональными нарушениями и повышенной агрессией [Popova, 2006; Науменко, Попова, 1975]. Уровень серотонинергической активности мозга зависит от процесса обратного захвата серотонина пресинаптическими нейронами, осуществляемого обратным транспортером серотонина (СЕРТ). Аномально высокая эффективность СЕРТ приводит к подавлению серотонинергической нейротрансмиссии и ассоциируется с повышенной агрессией и гиперактивностью. Известны, по крайней мере, два аллеля гена СЕРТ. Длинный аллель кодирует более эффективную молекулу СЕРТ, и его преобладание в геноме связывается с дефицитом центрального серотонина, с поведенческими и эмоциональными нарушениями, что особенно актуально при коморбидности аутизма и СДВГ [Hulsken et al., 2013; Eisenberg, Hayes, 2011; Kistner-Griffin et al, 2011; Bosia et al., 2010; Volf et al., 2009].

Ранняя медицинская помощь при данной патологии имеет особое значение ввиду склонности детей, имеющих эту коморбидность, к агрессивному и антисоциальному поведению [Kistner-Griffin et al., 2011; Margoob, Mushtaq, 2011; Bosia et al., 2010; Longo et al., 2009].

Катехоламины (дофамин, норадреналин и адреналин) - медиаторы и модуляторы нервной и гуморальной регуляции. Дофамин служит важной частью «системы поощрения» мозга, поскольку вызывает чувство удовольствия (или удовлетворения), влияя на процессы мотивации и обучения. Он стимулирует внимание, память и эмоциональное вознаграждение при питании и игре, используется мозгом для оценки и мотивации, закрепляя важные для выживания, адаптации и продолжения рода действия. Активация дофаминергической передачи необходима при процессах переключения внимания человека с одного этапа когнитивной деятельности на другой. Недостаточность дофаминергической передачи

приводит к повышенной инертности больного, которая клинически проявляется в замедленности когнитивных процессов (мышления, речи, эмоциональных реакций) и персеверациями (устойчивое повторение какой-либо фразы, деятельности, эмоции, ощущения), что особенно характерно для больных с аутизмом и СДВГ [Jupp et al., 2013; Chung, 2012; Kurian et al., 2011].

Норадреналин - один из важнейших «медиаторов бодрствования». Норадреналиновая система контролирует внимание, запоминание, мобилизацию интеллектуальной и эмоциональной деятельности, мотивированное поведение, образное мышление. Нарушения дофаминергической и норадренергической систем ЦНС наблюдаются при аутизме и СДВГ [El-Ansary et al., 2011; Johansson et al., 2011; Nagy et al., 2007; Previc, 2007; Кулинский, Колесниченко, 2002].

Данные литературы по этиологии и патогенезу аутизма и СДВГ многочисленны, но разрозненны, неполны и противоречивы. Это может объясняться как малым числом пациентов в исследованиях, так и отсутствием дифференциации больных не только по конкретным синдромам и психоэмоциональным состояниям, но и по сопутствующим симптомам, например, нарушениям сна или гастроинтестинальным нарушениям. В литературе также отсутствует комплексное и сравнительное исследование аминокислот, катехоламинов и их метаболитов в крови, моче и спинномозговой жидкости (СМЖ). Не исследовались полиморфизм гена обратного транспортера серотонина при аутизме, коморбидном с СДВГ, и возрастная динамика содержания моноаминергических нейромедиаторов в крови и СМЖ как у здоровых детей, так и у детей с аутизмом. Учет временной динамики особенно важен при исследовании аутизма, так как симптомы определяются как дефицит, а не полное отсутствие конкретных функций, и оценка успеха лечения затруднена. Особенно актуально нарушение возрастной динамики содержания моноаминергических

нейротрансмиттеров, в связи с их нейротрофической и нейрорегуляторной ролью в развитии мозга в раннем возрасте.

Применение лекарственных препаратов, воздействующих на нейромедиаторные системы мозга детей на постоянной основе, малоэффективно и сопровождается серьезными побочными эффектами. Таким образом, все более актуальной становится необходимость дифференциальной терапии, основанной на данных по нарушению возрастной динамики нейромедиаторов у детей. Лекарственная терапия должна проводится в те возрастные периоды, в которые выявлены наибольшие нарушения в содержании нейротрансмиттеров и быть способной предотвратить или скорректировать негативный эффект этих нарушений на формирование и созревание структур мозга, задействованных в развитии изучаемых нами заболеваний.

Цель исследования:

Анализ содержания нейротрансмиттеров, аминокислот и их метаболитов в биологических жидкостях; установление роли нейротрансмиттеров в развитии синдрома дефицита

внимания/гиперактивности, аутистических синдромов и при коморбидности этих заболеваний.

Задачи исследования:

1. Исследовать изменения содержания нейротрансмиттеров, аминокислот и их метаболитов в биожидкостях (кровь, моча, СМЖ) у детей с СДВГ и синдромами Аспергера и Каннера в стабильном психоэмоциональном состоянии и при его ухудшении.

2. Провести сравнительный анализ содержания нейротрансмиттеров, аминокислот и их метаболитов