Биология аутизма и окружающая среда

Марта Р. Херберт, MD, PhD

Аутизм – это тяжелое нарушение коммуникации и эмоциональных привязанностей. Раньше аутизм считался редким заболеванием, сейчас же его рассматривают как серьезное хроническое заболевание детей и ставится вопрос о том, растет ли число детей-аутистов, то есть можно ли говорить об эпидемии аутизма. Проблемы касаются так же природы лечения и сервиса, доступного этим пациентам, уровней их финансирования и высокой срочности решения данных проблем. Для этих детей время – важное обстоятельство: все согласны с тем, что работа с аутистами тем более эффективна, чем раньше она начата и чем интенсивнее ведется.

Параллельно и перепелетаясь с вопросом о существовании эпидемии аутизма, существуют и другие области, где точки зрения так же значительно расходятся. Это такие вопросы как степень влияния генов на аутизм; то, каким образом мозг порождает аутистичное поведение; отношение физических симптомов к основому определяющему поведению в синдроме аутизма (проблемы речи, социальных взаимоотношений и поведения); и уровни, к которым следует обращаться в процессе лечения. Кроме того, поскольку аутизм заметно гетерогенен, появляется вопрос о том, что есть общего у этих «аутизмов» различных этиологий, что они провоцируют одинаковый поведенческий синдром.

Совсем не удивительно, что аутизм поднимает дискуссии на всех этих уровнях, так как хотя его и определяют как поведенческую проблему, это явно биологически обоснованное расстройство. Сложность в настоящий момент заключается в том, что биологические основы синдрома аутизма еще не установлены. Эта неуверенность как насчет причин, так и насчет механизмов заболевания тоже имеет большое значение для аутичных детей, поскольку пока мы ждем более точных исследований, мы работаем, основываясь на предварительные модели, которые определяют, как мы выбираем режим лечения для этих детей.

Позиции сторон можно объединить в две условные модели, каждая из которых выстраивает клинические и исследовательские данные в разные целостные структуры. Одна модель видит аутизм как строго генетическое умственное расстройство, которое было всегда сильно распространено, но знания о котором увеличились лишь в последнее время, что привело к видимой (но не реальной) эпидемии. Другая модель рассматривает аутизм как генетически обоснованное, но скорректированное окружающей средой состояние, затрагивающее многие системы организма, при этом количество больных действительно возрастает, что связано с изменениями в окружающей среде.

Первая модель перекликается с некоторыми гипотезами о связи между генами, мозгом и поведением.

Аутизм определяется по трем специфичным поведенческим признакам, хотя присутствует большая степень гетерогенности в том, как они обнаруживаются. Специфика поведения считается вызванной изменениями в особом участке мозга или отдельных невролгических системах, что обосновано генетически.

Эта модель привела к исследовательской программе, которая пытается идентифицировать ген аутизма и выбрать ген-кандидат из областей в геноме на основе их отношения в мозгу и поведению. Она так же привела к исследованию областей мозга, которые отвечают за изменение поведения при аутизме. Однако плоды этой программы были более скромными чем ожидалось. Генетическое исследование было неубедительным, а результаты поиска отделов мозга интригующими, но изменчивыми.

С другой стороны, серия неожиданных открытий спровоцировала множество вопросов относительно теории аутизма как строго генетического умственного расстройства. В ходе исследование было выявлено сл e дующее:

• Тенденция к большому мозгу, наиболее часто встречающееся мозговое отклонение при аутизме у детей (но не взрослых) – около 20 процентов аутистов имеют окружность головы больше 97-го процентиля, но у большинства окружность больше средней, в то время как замеры сделанные MRI у взрослых не привышают норму. Это открытие еще требует дальнейшего изучения, но оно не вписывается в связанную с локализацией модель корреляции мозга-поведения.

• Широко распространенное сокращение «функциональной связанности» - недостаток сигнальных координаций в мозгу – которые тоже четко не локализованы. Ослабленные связи могут вызывать такие сильные степени нарушения работы мозга, как аутизм.

• Свидетельство воспаления и окислительного стресса в мозговой ткани аутиста колеблется в зависимости от возраста пациента, 11 так же как и в анализах крови и мочи. Эти изменения говорят скорее не о врожденных отклонениях, а о хроническом и постоянно идущем болезненом процессе, как при болезни Альцгеймера, Паркинсона или ВИЧ.

• Распространенные модели соматической болезни не-нервной системы, в частности затрагивающие желудочно-кишечную и имунную системы. Обе эти системы органов находятся на передовых позициях при взаимодействии с окружающей средой.

• Митохондриальные отклонения мягче, чем следовало бы ожидать от четкой генетической этиологии. Известно, что токсины окружающей среды подавляют митохондриальный метаболизм.

• Сравнительно больший риск, связанный с комбинациями генетического полиморфизма на пути, связанном с метаболической биотрансформацией химикатов окружающей среды. Это скорее касается генов, отвечающих за окружающую среду, чем за мозг и поведение.

• Свидетельство возрастающего соотношения «возбуждение-подавление» в мозгу аутиста. Это может быть последствием множественных генетических факторов (напр. мутации, связанной с GABA или глютаматом) так же как и многих токсинов (напр. PCB или тяжелых металлов), взаимодействие которых могло увеличить риск . 10 Это может быть так же связано с метаболическими изменениями, которые не ограничиваются мозгом, а являются системными, включая воспаления и окислительный стресс. На самом деле, степень воздействия окружающей среды может отражаться как на том, обернется ли генетическая уязвимость болезнью, так и на том, насколько серьезной будет эта болезнь.

Кто-то может возразить, что это открытия именно такого типа, как можно было бы ожидать от модели взаимодействия генов и окружающей среды, где влияние окружающей среды субтоксично, продолжительно и многократно. Этот уровень влияния изменяет сигнальные механизмы, не убивая клетки, как в мозгу, так и в организме. Влияния могут вызывать едва уловимые, но распространяющиеся изменения объема мозга, выявляемые только измерениями объема, так же как и небольшую, но системную деградацию связей – именно то, что мы наблюдаем при аутизме. В организме сдвиги могут приводить к предрасположенности к различным заболеваниям, например, аутичные дети проявляют неспособность к борьбе с инфекциями и большую склонность к имунным и автоимунным проблемам.

Эти открытия поднимают дальнейшие вопросы. Могут ли общие механизмы лежать в основе как проблем мозга, так и организма при аутизме? Этот вопрос, вероятно, не стоит задавать приверженцам теории « строго генетического умственного расстройства», но это центральный вопрос исследования в рамках подхода «системного взаимодействия генов и окружающей среды». Если все таки такие общие механизмы существуют, это имеет огромное значение для пациентов, лечащихся от аутизма. Это означало бы, что вместо того, чтобы лечить симптомы аутизма (один набор процедур для поведения, другой от приступов, затем лекарства от желудочно-кишечных проблем и еще потом что-нибудь от весьма распространенных аллергий и ушных инфекций), может быть всего несколько основополагающих процедур, направленных против воспалений, окислительного стресса и увеличения количества химикатов, которые могу лежать в основе как поведенческих проблем, так и других сопутствующих синдромов. Этот аргумент поддерживатся экспериментом мыши Ftagile X , страдающей дефицитом глутамата. Эти животные проявляют спектр синдромов от повторяющегося поведения и ослабленной социализации до беспокойства, расстройства сна и даже кишечных расстройств – все того, что замечено при аутизме. Более того, мы можем быть даже в состоянии выявить определенные конечные общие цели лечения.

Вернемся к детям. Как мы можем помочь им самым эффективным способом? Похоже, что модель «системного взаимодействия генов и окружающей среды» не только находит поддержку в открытиях исследователей, но так же открывает новые решения проблемы целей лечения, что может помочь нам улучшить качество жизни и даже уровень функционирования больных. Хотя идея эпидемии аутизма, естественно, пугает, никто пока не смог ее опровергнуть. Сейчас нам нужно регулярно обращать внимание на механизмы этого феномена, поскольку они могут содержать не только ключи к пониманию аутизма, но и к его лечению.

Перевод Nadia Ritari

Др. Херберт – педиатр-невролог Центра морфометрического анализа Главной больницы штата Массачусетс.