Содержание BDNF и активность каталазы в крови детей с расстройствами аутистического спектра

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Обоснование. В условиях роста распространенности во всем мире расстройств аутистического спектра актуально изучение механизмов, способствующих их развитию и прогрессированию. Рассматривается участие нейротрофического фактора мозга BDNF и окислительного стресса в патогенезе заболевания, вместе с тем их роль в этом процессе остается не до конца ясной. Связь между содержанием BDNF и показателями окислительного стресса в крови у больных с расстройством аутистического спектра не изучена.

Цель — оценить содержание мозгового нейротрофического фактора BDNF и активность каталазы — фермента антиоксидантной защиты, у детей с различными клиническими формами расстройств аутистического спектра.

Материалы и методы. Содержание BDNF и активность каталазы оценивали в плазме крови 78 детей с расстройствами аутистического спектра, из них 41 ребенок с детским аутизмом, 19 — с атипичным аутизмом, 6 — с синдромом Аспергера, 12 — с другими общими нарушениями развития (с элементами аутизма). Контрольная группа состояла из 20 условно здоровых детей. Диагноз устанавливали в соответствии с МКБ-10. Тяжесть нарушений определяли с использованием Рейтинговой шкалы детского аутизма. Содержание BDNF оценивали с использованием метода иммуноферментного анализа, активность каталазы определяли колориметрическим методом.

Результаты. Содержание BDNF в плазме крови было снижено у детей с расстройствами аутистического спектра по сравнению с контрольной группой. Уровни BDNF зависели от клинической формы заболевания: содержание BDNF было ниже у пациентов с детским аутизмом, атипичным аутизмом, синдромом Аспергера; у детей с атипичным аутизмом данный показатель был ниже, чем у пациентов с детским аутизмом; уровни BDNF в группе пациентов с другими общими нарушениями развития и в контрольной группе не различались. Содержание BDNF не зависело от пола, возраста и тяжести расстройства аутистического спектра. Выявлена отрицательная корреляция между уровнями BDNF и возрастом детей контрольной группы. Различий по активности каталазы в крови у детей с расстройствами аутистического спектра и в контрольной группе не было. Обнаружена положительная корреляция между уровнями BDNF и активностью каталазы у детей с расстройствами аутистического спектра и в контрольной группе.

Заключение. Выявлено снижение содержания BDNF в крови детей с расстройствами аутистического спектра. Содержание нейротрофина различалось у детей с отдельными клиническими формами заболевания. В разной степени снижение уровней BDNF у больных с детским аутизмом, атипичным аутизмом, синдромом Аспергера и отсутствие изменений у пациентов с другими общими нарушениями развития в сравнении с контролем могли быть связаны с различным вкладом нейротрофина в патогенез клинических форм расстройства аутистического спектра. У детей с расстройствами аутистического спектра возрастных изменений уровней нейротрофина не было, в то время как у здоровых детей выявлена отрицательная корреляция между содержанием BDNF и возрастом. Отсутствие изменений активности каталазы в крови детей с расстройствами аутистического спектра указывало на сохранность по этому показателю системы антиоксидантной защиты. Положительная корреляция между уровнями BDNF и активностью каталазы в крови пациентов с расстройствами аутистического спектра и в контрольной группе может свидетельствовать о защитной роли нейротрофина от повреждающего влияния окислительного стресса.

Об авторах

Светлана Георгиевна Белокоскова

Институт экспериментальной медицины

Email: belokoskova.s@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0552-4810
SPIN-код: 4317-6620
Scopus Author ID: 6507716078
ResearcherId: AAB-2644-2021

д-р мед. наук, старший научный сотрудник физиологического отдела им. И.П. Павлова

Россия, Санкт-Петербург

Эмма Магомедовна Мальсагова

Институт экспериментальной медицины

Email: amista11@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2393-2367
SPIN-код: 7934-7658

аспирант физиологического отдела им. И.П. Павлова

Россия, Санкт-Петербург

Ирина Сергеевна Ивлева

Институт экспериментальной медицины

Email: i.s.oblamskaya@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7659-5483
Scopus Author ID: 57211919452
ResearcherId: J-6702-2018

научный сотрудник физиологического отдела им. И.П. Павлова

Россия, Санкт-Петербург

Марина Николаевна Карпенко

Институт экспериментальной медицины

Email: mnkarpenko@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1082-0059
SPIN-код: 6098-2715
Scopus Author ID: 56684806400
ResearcherId: M-5804-2016

д-р биол. наук, зав. лабораторией нейрохимии физиологического отдела им. И.П. Павлова

Россия, Санкт-Петербург

Сергей Георгиевич Цикунов

Институт экспериментальной медицины

Автор, ответственный за переписку.
Email: secikunov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7097-1940
SPIN-код: 7771-1940
Scopus Author ID: 6506948997
ResearcherId: E-6273-2014

д-р мед. наук, профессор, зав. лабораторией психофизиологии эмоций физиологического отдела им. И.П. Павлова

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. American Psychiatric Association, DSM-5 Task Force. Diagnostic and statistical manual of mental disorders. 5th ed. American Psychiatric Publishing, Inc, 2013. doi: 10.1176/appi.books.9780890425596
  2. International Statistical Classification of Diseases and Related Health Problems; 10th revision: Updates 1998–2012. http://www. who.int/classifications/icd/icd10updates/en/index.html.
  3. Personalized Food Intervention and Therapy for Autism Spectrum Disorder Management. Ed. by M.M. Essa, M.W. Qoronfleh // Advances in Neurobiology. 2020. Vol. 24. doi: 10.1007/978-3-030-30402-7
  4. Белокоскова С.Г., Мальсагова Э.М., Цикунов С.Г. Динамика возрастных структурно-функциональных изменений мозга больных расстройствами аутистического спектра // Медицинский академический журнал. 2019. Т. 19, № 3. С. 21–26. doi: 10.17816/MAJ19321-26
  5. Сourchesne E., Pramparo T., Gazestani V.H. et al. The ASD Living Biology: from cell proliferation to clinical phenotype // Mol. Psychiatry. 2019. Vol. 24, No. 1. P. 88–107. doi: 10.1038/s41380-018-0056-y
  6. Chapleau C.A., Larimore J.L., Theibert A., Pozzo-Miller L. Modulation of dendritic spine development and plasticity by BDNF and vesicular trafficking: fundamental roles in neurodevelopmental disorders associated with mental retardation and autism // J. Neurodev. Disord. 2009. Vol. 1, No. 3. P. 185–196. doi: 10.1007/s11689-009-9027-6
  7. Turovskaya M.V., Gaidin S.G., Vedunova M.V. et al. BDNF overexpression enhances the preconditioning effect of brief episodes of hypoxia, promoting survival of GABAergic neurons // Neurosci. Bull. 2020. Vol. 36, No. 7. P. 733–760. doi: 10.1007/s12264-020-00480-z
  8. Miyazaki K., Narita N., Sakuta R. et al. Serum neurotrophin concentrations in autism and mental retardation: a pilot study // Brain Dev. 2004. Vol. 26, No. 5. P. 292–295. doi: 10.1016/S0387-7604(03)00168-2
  9. Connolly A.M., Chez M., Streif E.M. et al. Brain-derived neurotrophic factor and autoantibodies to neural antigens in sera of children with autistic spectrum disorders, Landau–Kleffner syndrome, and epilepsy // Biol. Psychiatry. 2006. Vol. 59, No. 4. P. 354–363. doi: 10.1016/j.biopsych.2005.07.004
  10. Katoh-Semba R., Wakako R., Komori T. et al. Age-related changes in BDNF protein levels in human serum: Differences between autism cases and normal controls // Int. J. Dev. Neurosci. 2007. Vol. 25, No. 6. P. 367–372. doi: 10.1016/j.ijdevneu.2007.07.002
  11. Correia C.T., Coutinho A.M., Sequeira A.F. et al. Increased BDNF levels and NTRK2 gene association suggest a disruption of BDNF/TrkB signaling in autism // Genes Brain Behav. 2010. Vol. 9, No. 7. P. 841–848. doi: 10.1111/j.1601-183X.2010.00627.x
  12. Taurines R., Segura M., Schecklmann M. et al. Altered peripheral BDNF mRNA expression and BDNF protein concentrations in blood of children and adolescents with autism spectrum disorder // J. Neural. Transm. (Vienna). 2014. Vol. 121, No. 9. P. 1117–1128. doi: 10.1007/s00702-014-1162-x
  13. Bryn V., Halvorsen B., Ueland T. et al. Brain derived neurotrophic factor (BDNF) and autism spectrum disorders (ASD) in childhood // Eur. J. Paediatr. Neurol. 2015. Vol. 19, No. 4. P. 411–414. doi: 10.1016/j.ejpn.2015.03.005
  14. Francis K., Dougali A., Sideri K. et al. Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) in children with ASD and their parents: a 3-year follow-up // Acta Psychiatr. Scand. 2018. Vol. 137, No. 5. P. 433–441. doi: 10.1111/acps.12872
  15. Bjørklund G., Meguid N.A., El-Ansary A. Diagnostic and severity-tracking biomarkers for autism spectrum disorder // J. Mol. Neurosci. 2018. Vol. 66, No. 4. P. 492–511. doi: 10.1007/s12031-018-1192-1191
  16. Zoroglu S.S., Armutcu F., Ozen S. et al. Increased oxidative stress and altered activities of erythrocyte free radical scavenging enzymes in autism // Eur. Arch. Psychiatry Clin. Neurosci. 2004. Vol. 254, No. 3. P. 143–147. doi: 10.1007/s00406-004-0456-7
  17. Kondolot M., Ozmert E.N., Ascı A. et al. Plasma phthalate and bisphenol a levels and oxidant-antioxidant status in autistic children // Environ. Toxicol. Pharmacol. 2016. Vol. 43. P. 149–158. doi: 10.1016/j.etap.2016.03.006
  18. Yenkoyan K., Harutyunyan H., Harutyunyan A. A certain role of SOD/CAT imbalance in pathogenesis of autism spectrum disorders // Free Radic. Biol. Med. 2018. Vol. 123. P. 85–95. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2018.05.070
  19. Al-Ayadhi L.Y. Relationship between Sonic hedgehog protein, brain-derived neurotrophic factor and oxidative stress in autism spectrum disorders // Neurochem. Res. 2012. Vol. 37, No. 2. P. 394–400. doi: 10.1007/s11064-011-0624-x
  20. Lord C., Rutter M., Le Couteur A. Autism diagnostic interview-revised: a revised version of a diagnostic interview for caregivers of individuals with possible pervasive developmental disorders // J. Autism. Dev. Disord. 1994. Vol. 24, No. 5. P. 659–685. doi: 10.1007/BF02172145
  21. Schopler E., Reichler R.J., DeVellis R.F., Daly K. Toward objective classifcation of childhood autism: Childhood Autism Rating Scale (CARS) // J. Autism. Dev. Disord. 1980. Vol. 10, No. 1. P. 91–103. doi: 10.1007/BF02408436
  22. Sharma S.R., Gonda X., Tarazi F.I. Autism spectrum disorder: Classification, diagnosis and therapy // Pharmacol. Ther. 2018. Vol. 190. P. 91–104. doi: 10.1016/j.pharmthera.2018.05.007
  23. Zheng Z., Zhang L., Zhu T. et al. Peripheral brain-derived neurotrophic factor in autism spectrum disorder: a systematic review and meta-analysis // Sci. Rep. 2016. Vol. 6. P. 31241. doi: 10.1038/srep31241
  24. Saghazadeh A., Rezaei N. Brain-derived neurotrophic factor levels in autism: a systematic review and meta-analysis // J. Autism. Dev. Disord. 2017. Vol. 47, No. 4. P. 1018–1029. doi: 10.1007/s10803-016-3024-x
  25. Mattson M.P., Duan W., Guo Z. Meal size and frequency affect neuronal plasticity and vulnerability to disease: cellular and molecular mechanisms // J. Neurochem. 2003. Vol. 84, No. 3. P. 417–431. doi: 10.1046/j.1471-4159.2003.01586.x
  26. Skogstrand K., Hagen C.M., Borbye-Lorenzen N. et al. Reduced neonatal brain-derived neurotrophic factor is associated with autism spectrum disorders // Transl. Psychiatry. 2019. Vol. 9, No. 1. P. 252. doi: 10.1038/s41398-019-0587-2
  27. Tapia-Arancibia L., Rage F., Givalois L., Arancibia S. Physiology of BDNF: focus on hypothalamic function // Front. Neuroendocrinol. 2004. Vol. 25, No. 2. P. 77–107. doi: 10.1016/j.yfrne.2004.04.001
  28. Yoshida T., Ishikawa M., Niitsu T. et al. Decreased serum levels of mature brain-derived neurotrophic factor (BDNF), but not its precursor proBDNF, in patients with major depressive disorder // PLoS One. 2012. Vol. 7, No. 8. P. e42676. doi: 10.1371/journal.pone.0042676
  29. Ng T.K.S., Ho C.S.H., Tam W.W.S. et al. Decreased serum brain-derived neurotrophic factor (BDNF) levels in patients with Alzheimer’s disease (AD): A systematic review and meta-analysis // Int. J. Mol. Sci. 2019. Vol. 20, No. 2. P. 257. doi: 10.3390/ijms20020257
  30. Singh J., Verma R., Raghav R. et al. Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) levels in first-episode schizophrenia and healthy controls: A comparative study // Asian J. Psychiatr. 2020. Vol. 54. P. 102370. doi: 10.1016/j.ajp.2020.102370
  31. Numakawa T., Odaka H., Adachi N. Actions of brain-derived neurotrophin factor in the neurogenesis and neuronal function, and its involvement in the pathophysiology of brain diseases // Int. J. Mol. Sci. 2018. Vol. 19, No. 11. P. 3650. doi: 10.3390/ijms19113650
  32. Chomiak T., Hu B. Alterations of neocortical development and maturation in autism: insight from valproic acid exposure and animal models of autism // Neurotoxicol. Teratol. 2013. Vol. 36. P. 57–66. doi: 10.1016/j.ntt.2012.08.005
  33. Meng W.D., Sun S.J., Yang J. et al. Elevated serum brain-derived neurotrophic factor (BDNF) but not BDNF Gene Val66Met polymorphism is associated with autism spectrum disorders // Mol. Neurobiol. 2017. Vol. 54, No. 2. P. 1167–1172. doi: 10.1007/s12035-016-9721-9
  34. Белокоскова С.Г., Цикунов С.Г. Антиоксидантная и прооксидантная система у больных ишемическим инсультом // Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. 2021. Т. 19, № 3. С. 281–290. doi: 10.17816/RCF193281-290
  35. Mattson M.P., Lovell M.A., Furukawa K. et al. Neurotrophic factors attenuate glutamate-induced accumulation of peroxides, elevation of intracellular Ca2+ concentration, and neurotoxicity and increase antioxidant enzyme activities in hippocampal neurons // J. Neurochem. 1995. Vol. 65. P. 1740–1751. doi: 10.1046/j.1471-4159.1995.65041740.x
  36. Valvassori S.S., Arent C.O., Steckert A.V. et al. Intracerebral administration of BDNF protects rat brain against oxidative stress induced by ouabain in an animal model of mania // Mol. Neurobiol. 2015. Vol. 52, No. 1. P. 353–362. doi: 10.1007/s12035-014-8873-8
  37. Poduslo J.F., Curran G.L. Permeability at the blood-brain and blood-nerve barriers of the neurotrophic factors: NGF, CNTF, NT-3, BDNF // Brain Res. Mol. Brain Res. 1996. Vol. 36, No. 2. P. 280–286. doi: 10.1016/0169-328x(95)00250-v
  38. Pan W., Banks W.A., Fasold M.B. et al. Transport of brain-derived neurotrophic factor across the blood-brain barrier // Neuropharmacology. 1998. Vol. 37, No. 12. P. 1553–1561. doi: 10.1016/s0028-3908(98)00141-5.
  39. Zoladz J.A., Pilc A., Majerczak J. et al. Endurance training increases plasma brain-derived neurotrophic factor concentration in young healthy men // J. Physiol. Pharmacol. 2008. Vol. 59 Suppl 7. P. 119–132.
  40. Sánchez-Villegas A., Galbete C., Martinez-González M.A. et al. The effect of the Mediterranean diet on plasma brain-derived neurotrophic factor (BDNF) levels: the PREDIMED-NAVARRA randomized trial // Nutr. Neurosci. 2011. Vol. 14, No. 5. P. 195–201. doi: 10.1179/1476830511Y.0000000011
  41. Matsuoka Y., Nishi D., Tanima Y. et al. Serum pro-BDNF/BDNF as a treatment biomarker for response to docosahexaenoic acid in traumatized people vulnerable to developing psychological distress: a randomized controlled trial // Transl. Psychiatry. 2015. Vol. 5, No. 7. P. e596. doi: 10.1038/tp.2015.89
  42. Glud M., Christiansen T., Larsen L.H. et al. Changes in circulating BDNF in relation to sex, diet, and exercise: A 12-week randomized controlled study in overweight and obese participants // J. Obes. 2019. Vol. 2019. P. 4537274. doi: 10.1155/2019/4537274
  43. Анохин П.К., Веретинская А.Г., Павшинцев В.В., Шамакина И.Ю. Влияние агониста дофаминовых D2-рецепторов каберголина на содержание катехоламинов и экспрессию мРНК BDNF в среднем мозге и гипоталамусе в эксперименте // Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2019. Т. 119, № 11. С. 54–59. doi: 10.17116/jnevro201911911154
  44. Белокоскова С.Г., Крицкая Д.В., Безнин Г.В. и др. 1-Дезамино-8-D-аргинин-вазопрессин увеличивает содержание нейротрофического фактора мозга (BDNF) в плазме крови у крыс в модели посттравматического стрессового расстройства // Медицинский академический журнал. 2020. Т. 20, № 4. С. 27–34. doi: 10.17816/MAJ46393

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Связь между содержанием BDNF в плазме крови и полом детей с расстройством аутистического спектра. Пол: М — мужской, Ж — женский

Скачать (37KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Корреляция между содержанием BDNF в плазме крови и возрастом пациентов с расстройством аутистического спектра (РАС) и в контрольной группе. R — критерий Спирмена

Скачать (78KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Корреляция между содержанием BDNF и тяжестью заболевания по CARS у пациентов с расстройством аутистического спектра. R — критерий Спирмена

Скачать (65KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Корреляция между содержанием BDNF и активностью каталазы в плазме крови детей с расстройством аутистического спектра (РАС) и в контрольной группе. R — критерий Спирмена

Скачать (83KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2023



Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах