Изменения обмена веществ при синдроме дефицита внимания и гиперактивности

Для пациента и его родственников

Какие изменения обмена веществ связаны с симптомами синдрома дефицита внимания и гиперактивности? Каким компоненты кишечной микробиоты ассоциированы с дефицитом внимания и гиперактивностью, а также с IQ? Как влияет пол ребенка на  показатели метаболизма в его организме? Изменения каких метаболитов предсказывает появление дефицита внимания и гиперактивности? 

 Микробы кишечника принимают активное участие в обмене веществ в организме и в структурах мозга , в частности. Метаболические соединения микробиоты кишечника могут быть вовлечены в поддержание окислительного баланса организма. Такие маркеры, как гомоцистеин, по-видимому, связаны с гиперактивностью/импульсивностью, а дисульфиды — с комбинированным подтипом синдрома дефицита внимания и гиперактивности, в то время как кинуренин и общие тиолы коррелируют с невнимательностью.  Гиппуровая кислота — это биоактивное соединение, образующееся либо в результате метаболизма бензойной кислоты в печени, обычно вырабатываемой под действием кишечной микробиоты на продукты, богатые полифенолами, либо в результате кишечного микробного метаболизма фенилаланина. Исследование метаболизма мочи и кала выявило значительно более высокие уровни гиппурата в моче у мальчиков с синдромом дефицита внимания и гиперактивности, а также отрицательную корреляцию этой концентрации с IQ, но этого не было обнаружено среди девочек. Кроме того, она коррелировала с другими продуктами микробного метаболизма (Ticinesi A.,et.al., 2023). Бало показано, что метаболизм арахидоновой кислоты, по-видимому, зависит от пола у детей 4–6 лет, глутамата и жирных кислот - у детей 7–10 лет, а синтез катехоламинов — у детей 15–18 лет. По мере взросления у мальчиков происходят изменения в метаболизме катехоламинов, жирных кислот и аминокислот, в то время как у девочек происходят изменения в других процессах, таких как метаболизм триптофана. Кроме того, у мальчиков наблюдались более высокие концентрации карнитина и его метаболитов, что предполагает большее использование жиров в энергетическом метаболизме мужчин, учитывая участие этого соединения в окислении жирных кислот и метаболизме аминокислот с разветвленной цепью. Более того, было идентифицировано 34 метаболита, которые отличали детей с дефицитом вниамния и гиперактивностью  без сопутствующих тиков и здоровых участников, большинство из которых были связаны с метаболизмом аминокислот (особенно тирозина и триптофана) и жирных кислот. Наконец, была идентифицирована панель из трех метаболитов (FAPy-аденин, 3-метилазелаиновая кислота и фенилацетилглутамин), которые могли предсказать дефицит внимания и гиперактивность с очень высокой точностью (Tian X., et.al., 2022). 

Для врача

Какую роль играет метаболомика в диагностике синдрома дефицита внимания и гиперактивности? С какими биомаркерами связаны бессердечно-холодные черты характера? Какие показатели функциональной магнитно-резонасной томографии ассоиированы с изменением уровня L-цистеина? 

Метаболомика, систематическое изучение малых молекул или метаболитов в биологических системах, предлагает уникальный взгляд на метаболические сигнатуры, связанные с различными физиологическими и патологическими состояниями. Биосигнатуры метаболитов, обнаруженные в биологических жидкостях человека, преодолевая разрыв между генотипом, окружающей средой и фенотипом, служат убедительными биомаркерами для клинической диагностики, прогнозирования и классификации заболеваний. Метаболомные маркеры могут служить объективными и количественными индикаторами физиологических изменений, связанных с синдромом дефицита внимания и гиперактивности ( Chen H., et.al., 2023).  Очень разнообразные процессы могут сходиться для потенцирования окислительного стресса, например, окисление жирных кислот в мозге; повышение уровня аминокислот, таких как гомоцистеин, с последующей активацией рецепторов нейротрансмиттеров; или попадание в порочный круг взаимного потенцирования между окислительным стрессом и преимущественным метаболизмом триптофана через путь кинуренина. Изменения в метаболизме гормона мелатонина могут не только объяснить нарушения сна, часто наблюдаемые у детей с синдромом дефицита внимания и гиперактивности, но и представлять собой важную связь с окислительным балансом и путем кинуренина. Прогностическая способность различных биомаркеров простирается и в отношении трансдиагностических проявлений (например, "бессердечно-холодные черты характера" могут быть предсказаны низким уровнем эйкозапентаеновой кислоты) или нейрофункциональных изменений, которые могут объяснять изменения, связанные с дефицитом внимания и гиперактивностью  (например, недостаточная связь между областями сети режима по умолчанию и сетями значимости отрицательно коррелирует с уровнями L-цистеина) (Predescu E., et.al.юб 2024).

Для исследователя

Какие основные метаболические пути вовлечены в патогенез синдрома дефицита внимания и гиперактивности? 

Взгляд на метаболические маркеры, выявленные к настоящему времени у детей и подростков с синдромом дефицита внимания и гиперактивности, раскрывает многогранный ландшафт, в котором пять основных метаболических путей (т. е. окислительный и нитрозативный стресс, метаболизм жирных кислот, метаболизм аминокислот, метаболизм нейротрансмиттеров и путь кинуренина) переплетаются сложным образом, несмотря на то, что на первый взгляд они могут показаться совершенно разными.

Литература 

Chen H., Yang Y., Odisho D., Wu S., Yi C., Oliver B.G. Can biomarkers be used to diagnose attention deficit hyperactivity disorder? Front. Psychiatry. 2023;14:1026616.

Predescu E., et.al. Metabolomic Markers in Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder (ADHD) among Children and Adolescents—A Systematic Review. Int J Mol Sci. 2024 Apr; 25(8): 4385. 

Tian X., Liu X., Wang Y., Liu Y., Ma J., Sun H., Li J., Tang X., Guo Z., Sun W., et al. Urinary Metabolomic Study in a Healthy Children Population and Metabolic Biomarker Discovery of Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder (ADHD) Front. Psychiatry. 2022;13:819498

Ticinesi A., Guerra A., Nouvenne A., Meschi T., Maggi S. Disentangling the Complexity of Nutrition, Frailty and Gut Microbial Pathways during Aging: A Focus on Hippuric Acid. Nutrients. 2023;15:1138.