Тяжелые металлы, обнаруженные в молочных зубах, могут выявить метаболические проблемы, которые потенциально способствуют развитию синдрома дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ) и расстройств аутистического спектра, согласно предварительному новому исследованию.
Исследование находится на очень ранних стадиях. Но если дети с СДВГ и / или аутизмом обрабатывают металлы по-разному, возможно, что эти метаболические различия частично вызывают или усугубляют условия. Эксперты предполагают, что понимание того, как этот процесс работает, может помочь врачам определить детей, которым грозит опасность этих состояний, и потенциально защитить их от факторов окружающей среды, которые ухудшают их симптомы.
(В настоящее время техника молочных зубов не может быть использована для диагностики, профилактики или лечения аутизма или СДВГ.)
Исследуемая в исследовании зубная ткань содержала микроэлементы - как биологически важные, такие как цинк, так и опасно токсичные, такие как свинец, - что в совокупности выявило различия в том, как дети метаболизируют элементы в своем теле.
По сравнению с зубами детей без нарушений нейроразвития, зубы детей с СДВГ, аутизмом или обоими состояниями демонстрировали паттерны метаболизма металлов, которые казались менее сложными, чем метаболические циклы у обычно развивающихся детей, согласно новому исследованию, опубликованному 25 сентября в журнал трансляционной психиатрии.
Ученые давно знают, что воздействие токсичных металлов может нарушить развитие мозга, но это исследование показывает, что в этом есть нечто большее, говорит доктор Эми Марголис, медицинский психолог из Медицинского центра Колумбийского университета.
«Это не только история о« воздействии, ведущем к плохим результатам »- это также история о том, как различные метаболические профили могут сделать определенных людей более уязвимыми», - сказала в интервью Live Science Марголис, которая не участвовала в исследовании. Факты свидетельствуют о том, что СДВГ и аутизм могут вызывать нарушения в одних и тех же химических путях, добавила Марголис, и новое исследование подчеркивает эту идею и прокладывает путь для дальнейших исследований.
В прошлом исследователи обнаружили, что люди с СДВГ имеют разные концентрации в крови и моче различных металлов - таких как свинец, ртуть, цинк и марганец - по сравнению с теми, у кого нет расстройства, согласно обзору 2013 года и двум исследованиям 2016 года. Аутизм и его поведенческие симптомы также были связаны с повышенным уровнем токсичных металлов, таких как свинец, и истощением уровня основных минералов, таких как цинк. Но образцы крови и мочи могут захватывать только металлы, присутствующие в системе человека во время сбора.
«То, что он не может сделать, это сказать вам, как много вы подвергались в прошлом», - сказал соавтор исследования Пол Куртин, вычислительный биолог из Медицинской школы Икан на горе Синай в Нью-Йорке. Кертин и его коллеги хотели узнать, как металл влияет на развитие СДВГ и аутизма в утробе матери, поэтому они выбрали другой подход.
Зубы плода начинают распускаться в конце первого триместра беременности и накапливают слой за слоем эмали между вторым триместром и ранним детством. Слои образуют видимые линии, похожие на «кольца роста на деревьях», сказал Кертин, и эти слои отражают уровни элементов, таких как металлы, которые циркулировали в кровотоке развивающегося ребенка в разное время. Изучив закономерности воздействия металла на ткани, «мы можем следить за кольцами роста в зубе и возвращаться во времени», объяснил Кертин.
Команда собрала потерянные молочные зубы у 74 детей, которые ранее участвовали в исследовании «Корни аутизма» и «Близнецы с СДВГ» в Швеции, когорта, включавшая одну группу триплетов, 30 полных наборов близнецов и 11 особей из пар близнецов. Сосредоточив внимание на близнецах, ученые стремились контролировать генетические факторы, которые способствуют аутизму и СДВГ, и вместо этого сосредоточиться на маркерах метаболизма металлов, которые могут различаться у детей. Тридцать три (45%) детей имели СДВГ, аутизм или оба состояния, а остальные 41 ребенок (55%) служили контрольной группой для сравнения.
С молочными зубами в руках ученые выкатили лазеры.
Команда направила концентрированные плазменные лучи на эмаль каждого зуба, чтобы пронзить его жемчужно-белую поверхность к «годичным кольцам» внутри. Лазер генерировал заряженные частицы в зубной ткани, которые затем могли быть обнаружены, проанализированы и введены в компьютерный алгоритм, чтобы выявить различные структуры металла, встроенного в зубы. Анализ показал, что на детских зубах имелись специфические маркеры метаболизма металлов - маркеры, которые примерно коррелировали с тем, были ли у них СДВГ, аутизм, оба состояния или нет. (Корреляция была тонкой; для выбора схемы потребовался компьютерный алгоритм, а корреляция не была достаточно сильной или показана в достаточно большой группе, чтобы ее можно было использовать для диагностики этих состояний.)
По словам Кертина, тело обычно разрушает металлы циклически, а это означает, что процесс происходит неоднократно в последовательной последовательности и темпе. Анализы молочных зубов показывают, что эти циклы каким-то образом нарушаются у детей с нарушениями развития нервной системы.
«Мы действительно знаем, что генетика может влиять на усвоение и метаболизм витаминов и минералов», - сказал д-р Юджин Арнольд, заслуженный профессор психиатрии и поведенческого здоровья в Векснерском медицинском центре Университета штата Огайо. Арнольд, который не принимал участия в исследовании, предположил, что исследователи могут исследовать генетику, которая управляет метаболизмом металлов, на животных моделях СДВГ и аутизма. Это исследование, в свою очередь, может помочь ученым лучше понять расстройства у людей, сказал Арнольд.
Различные структуры мозга формируются, развиваются и соединяются как внутриутробно, так и в раннем детстве. Поскольку данные о зубах показывают характер метаболизма тяжелых металлов с течением времени, сканирование мозга может затем выявить, как определенные метаболические схемы связаны с объемом, структурой и связностью различных областей мозга на разных этапах развития, сказал Марголис. Затем ученые могли бы детально изучить, как метаболизм металлов способствует функционированию мозга и поведению человека. Во-первых, по ее словам, эксперимент с молочными зубами должен быть воспроизведен в дополнительной, более крупной выборке.
Команда, использовавшая новое исследование, использовала технику их фирменного зуба в аналогичном исследовании 2018 года, в котором они изучали детей с аутизмом в Швеции, Соединенных Штатах и Великобритании. Независимо от их местоположения или генетического фона, у детей с аутизмом наблюдаются различные закономерности метаболизма цинка и меди, которые отличаются от таковых у детей без аутизма в каждом месте.
Повышенные уровни токсичных металлов и истощенные уровни незаменимых минералов были связаны с нарушениями нервного развития, но авторы предполагают, что то, как ребенок метаболизирует металл, может быть столь же важным, как и то, на какие элементы он воздействует.
«Конечно, важно то, с чем ты сталкиваешься», - сказал Кертин. «Но также важно, как вы обрабатываете это воздействие… Метаболизм необходимых элементов явно необходим для нормального развития нервной системы».
