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



Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».