Биомаркеры интеллектуальной недостаточности

        Исследователи выявили биомаркеры, связанные с тяжестью интеллектуальной недостаточности и корреляции между множеством системных, клеточных и молекулярных параметров умственной отсталости (ID). Клинические параметры, включая стресс-биомаркеры, нейротрансмиттеры, морфологию эритроцитов, экспрессию воспалительных белков и нейротрофический фактор, были оценены на основе РВМС, эритроцитов и сыворотки. Перекисное окисление липидов мембран PBMC и RBC, уровни глутамата в сыворотке, серотонина, гомоцистеина, АФК, лактата и LDH-A экспрессии значительно увеличивались с по мере выраженности умственной осталости, тогда как изменения в RBC мембраны β-actin, BDNF сыворотки, TNF-α и IL- 6 изменялись незначительно. Структурные аномалии эритроцитов были больше у детей с тяжелыми нарушениями интеллекта , чем у детей с легкими нарушениями. Окислительный стресс оставался решающим фактором выраженности интеллектуальной недостаточности. Это подтверждается не только изменениями эритроцитов, но и другими клеточными нарушениями.

     В последних сообщениях  указывалось, что интеллектуальная недостаточность  часто связана с дефицитом системы антиоксидантной защиты глутатиона в отдельных областях мозга, что может быть фактором, влияющим на окислительный стресс, иммунную дисфункцию и апоптоз; особенно в коре головного мозга и мозжечке.

     Ранние исследования показали, что изменения окислительного стресса  и мембран эритроцитов у детей с аутизмом связаны с повышением уровня эритроцитов, реагирующих с тиобарбитуровой кислотой, уровнями в моче изопростана, гексаноил-лизина со значительным снижением активности Na + / K + -АТФ-азы и снижением текучести мембран эритроцитов и изменение профиля мембран жирных кислот в эритроцитах. 

     Гематологические показатели, такие как ферритин, железо, гемоглобин, гематокрит и MCV, значительно ниже у детей с аутистическим расстройством. Отношение нейтрофил-лимфоциты (NLR)  в недавних исследованиях как маркер периферического воспаления при некоторых психоневрологических расстройствах.

Гемоглобин

     Низкий гемоглобин часто ассоциируется с когнитивными нарушениями, снижением смысловой памяти и скоростью восприятия. Более высокие значения MCV способны  повлиять на эритроциты и способствовать тому , чтобы они стали  макроцитарными. Вполне вероятно, что витамин B 12 , дефицит фолата, миелопластические синдромы, ретикулоцитоз, воспаление или чрезмерный окислительный стресс также могут быть причинами такого клинического проявления. Кроме того, повышенное значение HCT в тяжелой группе больных с умственной отсталости может указывать на недостаточную концентрацию кислорода или нарушение насыщения крови кислородом. Такая системная дисфункция может привести к нарушению энергетического метаболизма нейронов и, в конечном итоге, к когнитивной дисфункции.

     Кроме того, нормальная морфология эритроцитов и экспрессия β-актина изменяются у пациентов с синдромом Ретта (RTT). Таким образом, нарушение регуляции при системном окислительно-восстановительном гомеостазе, нарушение целостности эритроцитов могут способствовать тяжелой форме умственной отсталости. Несколько исследований продемонстрировали связь между выраженностью нейропсихиатрических расстройств  и дефектами в системе антиоксидантной защиты.

     В литературе сообщалось, что  высокие уровни гомоцистеина (Hcy) и показателей окислительного стресса (OS), как правило, связаны с психоневрологическими расстройствами.  У пациентов с аутизмом обнаружены более высокие уровни Hcy по сравнению с контрольной группой соответствующего возраста. Другое исследование показывает, что триглицериды и холестерин в плазме положительно связаны с уровнем ID. 

Эритроциты

   Как ферментативная, так и неферментативная антиоксидантная защита эритроцитов постепенно снижалась с увеличением выраженности интеллектуальной недостаточности.  Измененная активность антиоксидантных ферментов эритроцитов у детей с умственной осталостью  может служить периферическим ответом всей системы на увеличение продукции свободных радикалов кислорода в ЦНС. Действительно, результаты исследования эритроцитов вполне пригоды для оценки состояния системного окислительного стресса , потому что эти антиоксидантные ферменты конститутивно экспрессируются на первых этапах процесса созревания. Поддержание дискоидной формы эритроцитов имеет первостепенное значение для поддержания их основной физиологической роли. Деформированные циркулирующие эритроциты приводят к затруднению прохождения через капилляры и транспортировке достаточного количества кислорода и питательных веществ в ткани.  Наблюдения показали, что аномальные формы эритроцитов преобладали в периферической крови людей с нарушениями интеллекта. В мозгу такая системная дисфункция может нарушать энергетический обмен нейронов и, в свою очередь; негативно влияет на когнитивные функции . Наличие аномальных форм эритроцитов, по-видимому, связано с измененным окислительно-восстановительным статусом и окислением важных белков цитоскелета, таких как β-актин, которые, как известно, имеют решающее значение для поддержания горизонтальных взаимодействий в архитектуре мембран эритроцитов. Обнаружение пониженной интенсивности флуоресценции β-актина мембраны эритроцитов согласуется с другими исследованиями, документирующими дефекты цитоскелета при заболеваниях нервного развития.

     Общий уровень АФК в сыворотке также повышается с увеличением тяжести умственной осталости. H 2 O 2 является нейтральным и очень жирорастворимым веществом, и он может легко проходить через цитоплазматические мембраны.  Таким образом, избыточное количество H 2 O 2 производится в или вне мембраны клеток крови (эритроцитов, тромбоцитов и РВМС) и может проходить через клеточную мембрану в сыворотке крови. Результаты исследований показали, что повышение уровня АФК в сыворотке крови положительно коррелировали с повышенным перекисным окислением липидов в эритроцитах и ​​отрицательно коррелировали с антиоксидантами в эритроцитах и ​​активностью РВМС SOD. Все эти результаты вместе подтверждают концепцию о том, что повышенная уязвимость к окислительному стрессу может способствовать развитию проявления умственной отсталости.

   Последние исследования показали, что повышенный уровень глутамата в сыворотке обнаруживается у мужчин, страдающих аутизмом, по сравнению со здоровыми людьми. Кроме того, обнаружена положительная корреляция между уровнями глутамата в сыворотке и социальными показателями аутистической диагностики (ADI-R) у пациентов с аутизмом. Более тяжелое психическое заболевание избирательно связано с дефицитом, опосредованным рецептором гамма - аминомаслянной кислоты ( GABAA).  Кроме того, имеются многочисленные свидетельства того, что ГАМК играет важную роль в мозге в борьбе со стрессом - наиболее важным фактором уязвимости при многих психических расстройствах. Исследования также показывают, что интеллектуальная недостаточность часто коррелирует с гиперсеротинемией. В другом сообщении предполагается, что повышенный уровень серотонина в крови является логическим маркером в случае расстройства аутистического спектра, и он играет важную роль в множественной сети мозга, а также в развитии нервной системы.

BDNF

   В некоторых сообщениях высказывается предположение, что уровни BDNF в сыворотке крови и коре головного мозга положительно коррелируют и что уровни BDNF в плазме напрямую отражают уровни этого биомаркера в ткани мозга.  Исследования показывают, что уровень BDNF в сыворотке неспецифически снижается у пациентов с острыми тяжелыми психическими заболеваниями (SMI) и увеличивается во время стационарного лечения.

Цитокины

   Было получено все больше свидетельств того, что нарушение регуляции в центральной и периферической иммунной системе коррелирует с выраженностью аберрантного поведения и более нарушенной функцией развития и адаптации. Провоспалительные цитокины повышены у умственно отсталых пациентов с эпилепсией и у пациентов с повышенным соотношением нейтрофил-лимфоцитов. . Интерлейкин (IL) -6 участвует в физиологическом развитии мозга и в патогенезе многих психоневрологических расстройств. Другое открытие предполагает, что экспрессия сывороточных TNF-α и IL-6 и некоторых других цитокинов увеличивается в случае тяжелой интеллектуальной недостаточности. Также сообщается, что у пациентов с аутизмом наблюдается измененная картина цитокинов периферической крови. Другая литература указывает, что у людей с депрессией уровень циркулирующих нейтрофилов и лимфоцитов ниже по сравнению со здоровой группой. Таким образом, было показано, что нейроиммунные молекулы играют роль в физиологическом развитии мозга, а также в некоторых нарушениях развития нервной системы.

    Нарушение развития и умственная отсталость могут рассматриваться  как критическое явление для некоторых физиологических и клеточных биомаркеров.  Следовательно, окислительный статус у лиц с умственными нарушениями может быть связан с нарушением системного гомеостаза, нарушением метаболического потока, цитоархитектурными изменениями и в некоторой степени иммуномодуляцией.

Гомоцистеин

     Гомоцистеин (Hcy), возможно, вызывает окислительный стресс (образование H 2 O 2 ) путем аутоокисления сульфгидрильной группы (-SH) гомоцистеина и уменьшает механизмы внутриклеточной антиоксидантной защиты (глутатион и глутатионпероксидаза), вызывает апоптоз, запускает дисфункцию митохондрий и, в конечном итоге, приводит к повреждению клеток у различных организмов. Повышенный уровень Hcy в плазме связан с когнитивными нарушениями и атрофическими изменениями в головном мозге, которыенаблюдаются среди пациентов с психоневрологическими расстройствами, включая аффективные расстройства и шизофрению. Таким образом, повышение уровня Hcy в сыворотке может быть следствием, а не причиной окислительного стресса и отражением низкого уровня витамина B 12 и фолата в организме. Повышенный уровень Hcy может усиливать клеточный стресс, который, в свою очередь, активирует многие метаболические нарушения, включая путь биосинтеза липидов. Это нарушение обмена веществ является одним из предикторов инвалидности населения, имеющего повышенный риск ожирения, диабета и сердечно-сосудистых заболеваний. Исследователи обнаружили сильную связь между дисрегуляцией сывороточного липидного профиля (кроме общего холестерина) и прогрессированием интеллектуальной недостаточности. Дислипидемические состояния развивались чаще у сильно больных людей, что может быть связано с нарушением липидного обмена или отсутствием физической активности у детей.

Лактат

       Метаболический стресс был также подтвержден повышением уровня лактата в сыворотке и белка LDH-A с увеличением тяжести умственной отсталости. Некоторые данные свидетельствуют о том, что аутичные пациенты часто страдают от лактоацидоза и гиперпируватемии, которые могут быть связаны с нарушениями углеводного обмена и / или нарушениями митохондрий.  Высокая сывороточная лактатдегидрогеназа  была обнаружена у пациентов с манией, депрессией, шизоаффективным или атипичным психозом. Повышение сывороточного лактата в тяжелой группе больных с умственной осталости было положительно коррелировано с более высокой экспрессией LDH-A.

Нейротрансмиттеры

      Исследования действительно показали  взаимосвязь более высокого сывороточного уровня глутамата и более низких уровней ГАМК и дофамина во всех группах больных с умственной осталостью. Напротив, дифференциальная картина серотонина была обнаружена с увеличением степени тяжести интеллектуальной инвалидности. Глутамат участвует в нейровоспалении у пациентов с заболеваниями нервной системы, его более высокий уровень в тяжелых группах больных объясняет их агрессию. Более того, более высокий уровень Hcy оправдал это открытие, поскольку он взаимодействует с NMDA-рецепторами и распространяет нейротоксическое действие избытка глутамата.

    

 

Категория сообщения в блог: 

Добавить отзыв