Pyroluria

Pyroluria jest to zaburzenie genetyczne, którego podłożem jest nabyta nierównowaga biochemiczna przejawiająca się w nadmiernej produkcji pyroli przez organizm ludzki. Są one produktem ubocznym syntezy hemoglobiny i nie spełniają w organizmie przydatnych funkcji, zostają po prostu wydalane z moczem. U większości osób ich poziom jest niski, u osób z pyrolurią – nadmiernie wysoki. Co istotne, pyrole wiążą się w ciele z cynkiem i witaminą B6, powodując że te składniki odżywcze są w znacznej mierze wydalane z organizmu. Powoduje to poważne problemy głównie w sferze psychicznej. Zajmujący się tym problemem dr Dietrich Klinghardt stwierdził, iż pyroluria współistnieje aż u 80% osób z chorobą Lyme, 75% osób zatrutych metalami ciężkimi i aż u 80% dzieci z autyzmem. To bardzo znaczący odsetek. Wysoki poziom pyroli w moczu jest również wiązany ze schizofrenią; pyroluria została odkryta w latach 50. właśnie w trakcie badań przyczyn schizofrenii. Ogólnie wiąże się to zaburzenie jako czynnik współistniejący z takimi chorobami jak ADHD, alkoholizm, autyzm, choroba dwubiegunowa, depresje, zespół Downa, epilepsja, zatrucie metalami ciężkimi, stwardnienie rozsiane, choroba Parkinsona, schizofrenia.

Charakterystyczne objawy to:

Nieumiejętność zapamiętywania snów

Niska tolerancja stresu

Zachowania antyspołeczne

Zaburzenia behawioralne

Niestabilność emocjonalna

Częste bóle stawów

Częste infekcje

Słaby apetyt, w szczególności rano

Słaba tolerancja protein, preferowanie diet wegetariańskiej

Blada karnacja, trudność w nabraniu opalenizny

Białe plamki na paznokciach

Mdłości, choroba lokomocyjna

Hipoglikemia

Alergie

Częste poczucie zmęczenia

Słabe szkliwo nazębne

Problemy z dziąsłami

Słodkawy zapach potu i oddechu

Nietoleancje na światło, zapach, dźwięk

Drgawki, spazmy

Halucynacje

Nieproporcjonalne nabieranie masy tłuszczowej

Chłodne dłonie i stopy

Sucha i szorstka skóra

Słaba pamięć krótkoterminowa

Mechanizm zaburzenia wygląda w sposób następujący. Pyrole wiążą się z cynkiem, biotyną, manganem, witaminą B6, kwasem arachidonowym i innymi ważnymi składnikami odżywczymi prowadząc do ich niedoborów.

Niedobór cynku może powodować zaburzenia emocjonalne, szorstką skórę, gorsze leczenie się ran, opóźniony wzrost, białe plamki na paznokciach, problemy skórne, utratę apetytu, demineralizację kości wiele innych. Cynk jest dodatkowo silnym przeciwutleniaczem i niższe poziomy cynku prowadzą do stresu oksydacyjnego. Konsekwencją niedoboru cynku jest obniżony poziom glutationu, a zatem zmniejszone funkcje detoksykacyjne organizmu. Cynk jest niezbędny do prawidłowego działania układu odpornościowego.

Niedobór biotyny z kolei prowadzi do wysypek, suchej skóry, słabych paznokci i włosów, jak również depresji, otępienia, utraty słuchu, zakażeń grzybiczych, bóli mięśniowych. Biotyna bierze udział w produkcji energii w mitochondriach, jest niezbędna dla prawidłowego funkcjonowania układu nerwowego. Bierze udział w procesach starzenia.

Niedobór manganu może skutkować bólem stawów, stanem zapalnym, artretyzmem. Może powodować zmiany w pigmencie włosów albo w spowolnieniu ich wzrostu. Jest niezbędny dla normalnego wzrostu, gospodarki glukozowej, metabolizmu tłuszczów i produkcji hormonów tarczycowych. Może prowadzić do cukrzycy, choroby Parkinsona, osteoporozy i epilepsji.

Niedobór witaminy B6 może prowadzić do nadmiernej nerwowości, bezsenności, osłabienia mięśni, słabego wchłaniania składników odżywczych, zaburzenia syntezy neuroprzekaźników i hemoglobiny. B6 ma również wpływ na poziom glutationu.

Kwas arachidonowy –jego niedobór może prowadzić do zaburzenia funkcji białych krwinek i większej podatności na infekcje. Powoduje zmiany w zachowaniu, suchość w oczach, opóźnienie wzrostu, suchą skórę i włosy, utratę włosów, problemy z nerkami, problemy z tętnem.

Pyroluria jest silnie związana z zatruciem metalami ciężkimi. Po pierwsze zarówno cynk, jak i B6 biorą udział w produkcji glutationu, który odpowiada za usuwanie metali ciężkich z organizmu. Niedobór tych składników powoduje niedobór glutationu. Poza tym z uwagi na fakt, iż w organizmach pacjentów z pyrolurią jest za mało cynku – rtęć, ołów i metale o podobnej do cynku budowie cząsteczkowej wiążą się w organizmie w miejsce cynku.

Pyrolurię można potwierdzić poprzez test na poziom pyroli w moczu. W Europie można go przeprowadzić w tym laboratorium: http://d117039.pem.kpn.net/de/hpu/hputest.html – koszt wynosi ok. 53 EUR. W USA testy przeprowadzają liczne laboratoria, jednak wymagane jest zlecenie lekarza amerykańskiego.

Po potwierdzeniu pyrolurii pacjent jest leczony dużymi dawkami cynku, biotyny, manganu, witaminy B6 i kwasu arachidonowego. Dr Klinghardt opracował szczegółowy protokół leczenia z podaniem dokładnych dawek. Istnieją również preparaty zbiorcze, zawierające wszystkie ww. składniki, np. Depyrrol (http://www.aloeride.com/products/Depyrrol-Kind%3A-children%27s-HPU-formula.html) . Poprawa następuje po około 4-6 miesiącach.

Podczas leczenia pyrolurii podawane są wysokie dawki cynku – wskazane jest częste kontrolowanie poziomu miedzi we krwi, gdyż cynk i miedź działają wobec siebie antagonistycznie.

Więcej o pyrolurii w internecie na stronach polskojęzycznych tu: http://www.hashimoto.pl/index.php/choroba-hpu

Powyższe podsumowanie opracowano na podstawie:

http://www.primalbody-primalmind.com/?p=398

http://www.neuro24.de/show_glossar.php?id=1973

http://www.betterhealthguy.com/joomla/images/stories/PDF/kpu_klinghardt_explore_18-6.pdf

UWAGA TŁUMACZA: Wg dr Andy Cutlera, pyroluria może być jednym z objawow zatrucia rtęcią, czyli w mniejszym stopniu zaburzeń genetycznych.

Stres oksydacyjny w autyzmie

Stres oksydacyjny w autyzmie

Woody R. McGinnis, MD

Alternative Therapies, Nov/Dec 2004, vol. 10, no 6

 

Kiedy poziom oksydantów przekracza poziom obrony antyoksydacyjnej organizmu, różne układy dotyka stres oksydacyjny, powodujący zniszczenia cząsteczek i zaburzenia ich funkcjonowania. Autyzm to zaburzenie behawioralne, z deficytami w zakresie komunikacji i rozwoju społecznego. Istnieją teorie, iż stres oksydacyjny może odgrywać rolę w patofizjologii zachowań autystycznych (1). Inne poważne zaburzenie behawioralne, schizofrenia, charakteryzuje się wysokim poziomem markerów świadczących o stresie oksydacyjnym (2) i udokumentowana jest poprawa po użyciu antyoksydantów (3). Wiele leków neuroleptycznych stosowanych wobec schizofreników to tak naprawdę silne antyoksydanty (4).

Bezpośrednie dowody stresu oksydacyjnego w autyzmie


Znajdujące się w organizmie lipidy, proteiny, glikoproteiny i kwasy nukleinowe mogą być uszkodzone w procesie oksydacji i istnieje wiele metod wykorzystywanych w celu zmierzenia poziomu stresu oksydacyjnego w moczu, krwi, wydychanym powietrzu i próbkach tkanek. Lipidy, które są składnikami membran komórkowych, podlegają łatwej peroksydacji, w szczególności jeśli są wysoko nienasycone.

Bezpośrednie wskaźniki peroksydacji lipidów są wysokie przy autyzmie. W opublikowanych badaniach kwas tiobarbiturowy w czerwonych krwinkach (wskaźnik peroksydacji lipidów) był dwukrotnie podwyższony u dzieci z autyzmem w porównaniu do grupy kontrolnej (5). Inne badania wykazały, że poziom peroksydów lipidowych w osoczu (6) i izoprostanów w moczu (7) był znacznie wyższy u dzieci z autyzmem.

Niebezpośrednie wskaźniki również wskazują na wyższą peroksydację lipidów u dzieci z autyzmem. Niskie stężenia wysoko nienasyconych lipidów w membranach komórkowych czerwonych krwinek (8) sugerują zniszczenia oksydacyjne. Wyższy poziom fosfolipazy A2 (8) i utrata asymetrii membran (9) u dzieci z autyzmem odpowiadają efektom oksydacji.

Lipofuscyna to nie podlegająca degradacji matryca oksydowanych lipidów i połączonych z nimi protein, która formuje się w tkance jako efekt stresu oksydacyjnego. Powiązanie umiejscowienia lipofuscyn z obciążeniami organizmu może dać pewne wskazówki co do neuropatogenezy. W chorobie Alzheimera lipofuscyny są powiązane z oksydacją mitochondrialnego DNA (10). W udokumentowanym przypadku zatrucia rtęcią osoba, wykazująca symptomy psycho-organiczne, aż 17 lat po ekspozycji w mózgu ujawniono podwyższony poziom rtęci zlokalizowanej w lipofuscynie (11).

Lipofuscyny były eksperymentalnie indukowane poprzez podawanie silnych substancji oksydujących jak żelazo (12) czy kwas kainowy (13). U zwierząt lipofuscyny kształtowały się najpierw w hipokampie, a potem w korze mózgowej (14). W trakcie tych eksperymentów wykazano, że ilość lipofuscyn zmniejsza się poprzez suplementację witaminami C i E (15) oraz karnityną (16) a aktywność mózgu była odwrotnie proporcjonalna do zawartości lipofuscyn (17).

Edith Lopez-Hurtado i Jorge Prieto ujawnili znaczne Lipofuscyny w częściach kory mózgowej autystów odpowiedzialnej za język i komunikację, deficyty integralne z diagnozą autyzmu. Po osiągnięciu wieku 7 lat, w porównaniu do grupy kontrolnej, większe lipofuscyny zaobserwowano u autystów w obszarze Brodmanna – rozpoznawanie mowy (22), obszarze odpowiedzialnym za czytanie (39) i za wykorzystywanie języka (44). Zarówno u autystów, jak i u grupy kontrolnej, lipofuscyny były znaczniejsze w obszarze Brodmanna (44). Analiza warstw kory mózgowej wykazała, że ilość komórek zawierających lipofuscyny była większa w warstwach II i IV. Znaczny spadek ilości neuronów zaobserwowano w warstwach II i IV w korze mózgowej autystów (18). Większe lipofuscyny ujawniono również u osób z zespołem Retta (19).

Siatkówka, wirtualne przedłużenie mózgu, jest bardzo wrażliwa na stres oksydacyjny. Im większy jest ten stres, tym większą peroksydację lipidów w siatkówce zaobserwowano u modeli zwierzęcych (20). W autyzmie, odbiegające od normy retinogramy ze spłaszczonymi falami B (21-22) sugerują zniszczenie siatkówki wywołane przez oksydację. Reakcja siatkówki na antyoksydanty u autystów nie została przebadana.

Dane implikujące większą oksydację cząsteczek w autyzmie podsumowane są w tabeli 1.

Tabela 1. Cząsteczki podlegające oksydacji u dzieci z autyzmem w porównaniu do grup kontrolnych.

Wynik odbiegający od normy                                  Pozycja w bibliografii

kwas tiobarbiturowy w czerwonej krwince                          (5)

peroksydy lipidowe w osoczu                                                    (6)

izoprostany w moczu                                                                    (7)

lipofuscyny w korze mózgowej                                                (18)

retinogramy poza normą                                                           (21-22)

Niebezpośrednie dowody stresu oksydacyjnego w autyzmie

Niebezpośrednie dowody większego stresu oksydacyjnego w autyzmie to: 1) niski poziom enzymów przeciwutleniających i glutationu, 2) niższy poziom przeciwutleniających składników odżywczych, 3) wyższy poziom metali ciężkich i toksyn, 4) wyższa oksydaza ksantynowa  i poziom cytokin oraz 5) większa produkcja tlenku azotu, toksycznego wolnego rodnika.

Niższe poziomy enzymów przeciwutleniających i glutationu w autyzmie (tabela 2) mogą brać się ze zmniejszonej produkcji albo z nadmiernego wykorzystywania i powodują większą wrażliwość na oksydanty. Niższy poziom przeciwutleniających składników odżywczych (tabela 3) może brać się ze zmniejszonej podaży lub absorpcji i/lub większego zużycia w wyniku oksydacji. W literaturze naukowej udokumentowano zwiększoną oksydację cząsteczek w różnych stanach niedoboru składników odżywczych organizmu (29).

 

Tabela 2. Niższe poziomy enzymów przeciwutleniających i glutationu u dzieci z autyzmem w porównaniu do grup kontrolnych.

Wynik niższy u autystów                                         Pozycja w bibliografii

GSHPx w czerwonej krwince                                               (23-24)

GSHPx w osoczu                                                                       (24)

SOD w czerwonej krwince                                                    (24)

SOD w płytkach krwi                                                              (23)

Katalaza w czerwonej krwince                                             (5)

Całkowity glutation w osoczu                                             (25)

GSH/GSSG w osoczu                                                               (25)

Tabela 3. Niższy poziom przeciwutleniających składników odżywczych u dzieci z autyzmem w porównaniu do grup kontrolnych.

Składnik odżywczy                                                  Pozycja w bibliografii

Witaminy C, E i A w osoczu                                                      (26)

Poziom B6 (P5P) w czerwonej krwince                                (27)

Aktywność B6 (EGOT) w czerwonej krwince                     (26)

Poziom magnezu w czerwonej krwince                                (26)

Poziom selenu w czerwonej krwince                                    (26)

Poziom cynku w osoczu                                                            (28)

Poziom cynku w czerwonej krwince                                     (26)

Poziomy składników odżywczych odzwierciedlają status glutationu i enzymów przeciwutleniających. Dobrze znany jest efekt podawania witamin C i E na wzrost produkcji glutationu. Niedobór witaminy B6 jest powiązany z niższą peroksydazą glutationową (GSHPx) i reduktazą glutationową (30). Wszystkie formy GSHPx zawierają selen i istnieje silny związek między niskim poziomem selenu we krwi a aktywnością GSHPx (31).

Toksyny organiczne (33-40) i metale ciężkie (35) to silne utleniacze. Mogą kumulować się (tabela 4) z uwagi na upośledzoną detoksyfikację, z czym mamy do czynienia w autyzmie (41). Toksyny na różny sposób powodują utlenianie komórek. Toksyny organiczne i insektycydy stymulują syntazę tlenku azotu (NOS) (42). Miedź katalizuje produkcję wolnych rodników, szczególnie gdy nie wystarczający jest poziom katalazy (32). Rtęć zwiększa stres oksydacyjny blokując produkcję energii w mitochondriach i zmniejszając poziom glutationu.

Krążące cytokiny (40) i oksydaza ksantynowa (XO) (5) są podwyższone w autyzmie i obie powodują produkcję wolnych rodników. XO pochodzi z oksydacji dehydrogenazy ksantynowej. Cytokiny i XO to powód i skutek stresu oksydacyjnego.

Tabela 4. Wyższy poziom utleniaczy u dzieci z autyzmem w porównaniu do grup kontrolnych.

Parametr                                                       Pozycja w bibliografii

Perchloretylen w osoczu                                                        (26)

Rtęć, ołów i arszenik w czerwonej krwince                     (26)

Rtęć w moczu                                                                              (35)

Miedź w osoczu                                                                          (36)

Azotyny i azotany w osoczu                                                 (37-38)

Azotyny i azotany w czerwonej krwince                         (39)

Krążące cytokiny                                                                      (40)

Oksydaza ksantynowa w czerwonej krwince                (5)

Wyższa produkcja wolnych rodników w autyzmie


Tlenek azotu (NO), który jest krótkotrwałą substancją, jest mierzony jako całkowita ilość azotynów i azotanów, które są stabilnymi pochodnymi tlenku azotu. W autyzmie poziom azotynów i azotanów w czerwonej krwince (39) i osoczu (37, 38) jest podwyższony, a poziom ich w osoczu koreluje z kwasem tiobarbiturowym (30). Nadmierna produkcja NO odgrywa rolę w innych zaburzeniach neurobehawioralnych, np. schizofrenii (43), chorobie Alzheimera, zespole Downa (44) i stwardnieniu rozsianym (45).

Nie wiadomo, czy nadmierna produkcja NO w autyzmie jest umiejscowiona w konkretnych organach czy tkankach. Jakiekolwiek komórki produkujące cytokiny mogą stymulować NO. W autyzmie najbardziej prawdopodobnym jest, że ma to miejsce w mózgu i przewodzie pokarmowym, oba te układy w autyzmie zwykle nie są w normie, a dominują objawy behawioralne i gastrologiczne.

Nadmierne NO w mózgu to poważna sprawa, gdyż zwiększa apoptozę (46), uszkadza barierę krew-mózg (47), zwiększa neurodegenerację (48) i demielinację (49). Takie mechanizmy mogą mieć wpływ na rozwój w autyzmie.

Zmniejszona aktywność receptorów wrażliwych na oksydację ma miejsce w mózgach autystów i może mieć związek z poziomem NO albo ogólnie z większym stresem oksydacyjnym. Zmniejszona jest aktywność receptorów cholinergicznych (50), a są one podatne na działanie NO (51). Receptory kwasu gamma-aminobutyrowego (GABA), generalnie podatne na stres oksydacyjny (52) są zmniejszone w hipokampach autystów (53). Jest prawdopodobnym, że polimorfizm GABA, powiązany z autyzmem, może doprowadzić do zwiększenia podatności tych receptorów na stres oksydacyjny (54).

W aktualnej literaturze wskazano, że u autystów występuje mniej komórek Purkinjego w móżdżku, mniejsze neurony w korze mózgowej i ciele migdałowatym (55). We wszystkich badaniach podkreślano utratę komórek Purkinjego (56). W hipokampie stwierdza się większe zagęszczenie i splątanie dendrytów (57). Nie wyjaśniono tych wyników badań. Nowoczesna technologia pozwoli zbadać i zlokalizować konkretne oksydacyjne biomarkery w mózgach autystów, co doprowadzi do możliwych wyjaśnień tych patologii.

Tabela 5. Problemy przewodu pokarmowego w podgrupach dzieci z autyzmem

Pararmetr                                                                 Podgrupa        Pozycja w bibliografii

Wysoka przepuszczalność jelita                     42%    asymptomatyczna                    (58)

Refluks                                                                      69%    objawy brzuszne                       (59)

Przewlekłe zapalenie śluzówki żołądka         42%    objawy brzuszne                     (59)

Przewlekłe zapalenie dwunastnicy                67%    objawy brzuszne                     (59)

Guzkowate rozrosty tkanki                             89%    regres, objawy pokarmowe    (60)

Kolka                                                                        88%    regres, objawy pokarmowe    (60)

Układ pokarmowy autystów jest w stanie zapalnym (tabela 5) i wydaje się, że jest powiązanie pomiędzy układem pokarmowym a NO, które intensyfikuje objawy. Ból, zatwardzenie lub biegunka, refluks (61) i zwiększona przepuszczalność jelit (58) są powszechne. Przewlekły stan zapalny może zaistnieć w różnych miejscach przewodu pokarmowego, przy czym przeważa stan zapalny krętnicy z adenopatią (60-62). . W innych stanach chorobowych, stan zapalny przewodu pokarmowego związany jest z produkcją NO. Azotyny i azotany w osoczu są podwyższone przy kolce dziecięcej (63). W przewlekłej biegunce, poziom azotynów i azotanów w moczu skorelowany jest z cieknącym jelitem (64). Prawdopodobnie jelita dzieci z autyzmem produkują więcej NO. Azotyny wiążą glutation (75).

NO jest potencjalnie antybakteryjne (65). Niektóre wirusy i bakterie prowokują zatem wzmożoną produkcję NO w jelitach (66) i mózgu (67). Niestety, duża ilość NO oksyduje też tkankę organizmu gospodarza (66, 68). Dlatego w jelitach nadmiar NO zwiększa stan zapalny i przepuszczalność(69). Młode jelito jest wyjątkowo podatne na szkody wyrządzone przez NO, w szczególności krętnica (70-71). Zbyt wiele NO może zniszczyć ochronę przeciwoksydacyjną, obniżając poziomy glutationu (72,73). Niski glutation zwiększa poziom NO (74).

Nadmiar NO prowadzi do zwiększonej produkcji peroksyazotynów (ONOO), który atakuje cząsteczki. ONOO tworzy się przez reakcję NO z nadtlenkiem i jest bardziej reaktywne niż tworzące go substancje. Atakuje głównie, co ma związek z patofizjologią autyzmu: grupy tyrozynowe (np. syntazę glutaminową i reduktazę glutationową), grupy sulfhydrylowe, dysmutazę nadtlenkową (SOD), neurofilamenty, ceruloplazminę, receptory membran, kanały jonowe, G-proteiny i metioninę. ONOO powoduje niedobór antyoksydantów, oksyduje lipidy i niszczy DNA (31, 76).

NO jest zbyt słabe i nie nadaje się do dłuższego transportu. Ale hipotetycznie nadmiar NO w tkankach może powodować szkodę w innych miejscach organizmu poprzez krążące azotyny i azotany. Na przykład eksperymentalne wstrzyknięcie azotynów uszkadza barierę krew-mózg (77). Wyższe poziomy azotynów w autyzmie mogą wiązać ze sobą przewlekły stan zapalny jelit i uszkodzenie mózgu. W ten sposób uszkodzone jelito może negatywnie wpływać na mózg.

Albo odwrotnie, odległa produkcja NO może zwiększać poziomy produktów NO, a w konsekwencji prowadzić do wyższego poziomu NO w jelitach i stanu zapalnego jelit (78-79). Azotyny i azotany są selektywnie usuwane z obiegu przez jelita (80, 81). Flora jelit przekształca azotyny i azotany w NO przez redukcję enzymatyczną (82, 83), która przebiega w środowiskach o niskim stężeniu tlenu (84), jak w jelicie. NO wyprodukowane w odległym miejscu krąży jako S-nitrosohemoglobina a wytwarzanie z tej proteiny NO w jelitach jest możliwe dzięki niskiemu stężeniu tlenu i obecności sulfidów produkowanych przez niektóre bakterie (78). Nadmierna produkcja NO mająca miejsce gdziekolwiek w organizmie może również przyczyniać się do stanu zapalnego jelit.

Podatność mózgu i bariery krew-mózg na stres oksydacyjny

Mózg jest podatny na stres oksydacyjny z powodu wysokiego zapotrzebowania na energię, dużą ilość lipidów, żelaza i podatnych na oksydację katecholamin i niższe poziomy endogenicznych przeciwutleniaczy (85, 86). Bariera krew-mózg jest również podatna na uszkodzenia oksydacyjne (87). Kliniczne i laboratoryjne odkrycia sugerują istnienie przepuszczalnej bariery krew-mózg w autyzmie (tabela 6).

Tabela 6. Przepuszczalna bariera krew-mózg w autyzmie?

Wskazówki i predyspozycje                                               Pozycja w bibliografii

Wysoki poziom przeciwciał wobec protein mózgu                           (88-91)

Zaburzenia snu                                                                                                 (59, 92)

Kumulacja limfocytów przy naczyniach krwionośnych                 (38)

Wysoki poziom NO/siarczynów                                                              (37-39)

Niski cynk                                                                                                        (26, 28)

Wysoki poziom krążących cytokin                                                     (40)

Wysokie obciążenie metalami ciężkimi                                             (26, 35)

Zmiany behawioralne przy leczeniu glutationem to również wskazówka przepuszczalnej bariery krew-mózg przy autyzmie. U zdrowych zwierząt z nieprzepuszczalną barierą, nie jest możliwa penetracja jej przez glutation. Lekarze donoszą jednak o poprawie zachowania u niektórych dzieci leczonych glutationem (93), sugerując bezpośredni efekt na układ nerwowy.

U zwierząt eksperymentalne uszkodzenie oksydacyjne bariery krew-mózg powodowało uszkodzenie siatkówki (94, 95). W autyzmie często mają miejsce problemy z zasypianiem albo z wybudzaniem się w nocy (92), co sugeruje możliwość dysfunkcji siatkówki. Specyficzna natura zaburzeń nagłych ruchów gałek ocznych (REM) u autystów jest podobna do takich, które dotyczą innych chorób neurodegeneracyjnych (96). Oprócz faktu, iż melatonina jest skuteczna w leczeniu zaburzeń snu u autystów (97), skutki innych antyoksydantów na zaburzenia snu u autystów nie  były przedmiotem badań.

Obserwacje laboratoryjne sugerują przepuszczalną barierę krew-mózg w autyzmie. Kumulacja limfocytów przy naczyniach krwionośnych została ujawniona u trzech z siedmiu autystów (38), choć nie jest to objaw specyficzny. Wysokie markery autoimmunologiczne przeciwko proteinom układu nerwowego w autyzmie (88-91) sugerują nienormalną reakcję układu odpornościowego na mózg przez przeciekającą barierę krew-mózg.

Autoimmunologiczna reakcja na antygeny mózgu może być wzmożona przez tworzenie się neoepitopów, co ma miejsce przez oksydacyjne zmiany w proteinach (98). Gdy dojdzie do ich wytworzenia, mechanizmy autoimmunologiczne i oksydacyjne w mózgu autystów mogą nawzajem się wzmacniać, gdyż produkcja NO jest znacznie zwiększona przy chorobach autoimmunologicznych centralnego układu nerwowego (67).

Objawy autystyczne są związane u zwierząt z przepuszczalną barierą krew-mózg. Wyższe poziomy krążących cytokin (99), metali ciężkich (100), NO (101) i siarczynów (102) u zwierząt prowadzą do przepuszczalności bariery krew-mózg. Niski poziom cynku u autystów (27, 29) może również mieć znaczenie. Cynk w dostatecznych stężeniach chroni barierę krew-mózg przed uszkodzeniem (101) a niedobór cynku zwiększa jej przepuszczalność, w szczególności w połączeniu ze stresem oksydacyjnym (103).

Co ciekawe, wstępne dane dowodzą, iż istnieje przerost Gram-ujemnych bakterii tlenowych w okolicach gardła i odbytu (104). Te organizmy produkują endotoksyny odpowiedzialne za uszkodzenia bariery krew-mózg.

Niezbędne są dalsze badania bariery krew-mózg u autystów. Bardzo czuły rezonans magnetyczny wykazuje miejsca, w których bariera krew-mózg przecieka (105-106) a skanowanie mikroskopem elektronowym jasno pokazuje uszkodzenia tej bariery, włącznie z  zgrubieniami światła jelita, wakuolizacją komórek śródbłonka, ciałami inkluzyjnymi i nekrozą, choć takie zmiany mogą być rzadkie (100).

Większy stres oksydacyjny i układ pokarmowy


Badania nad niedokrwieniem i reperfuzją wykazują, że układ pokarmowy jest bardzo wrażliwy na uszkodzenia oksydacyjne (31,107). Trawione toksyny (peroksydowane tłuszcze, elektrofiliczne zanieczyszczenia w żywności) i metabolity bakterii i grzybów przewodu pokarmowego to duże obciążenie oksydacyjne dla układu pokarmowego (108). Wystarczające ilości GSHPx (aby zredukować peroksydację), GST (aby zredukować elektrofile) i GSH (aby wspomóc działanie GSHPx i GST) chronią układ pokarmowy przed oksydacją.

Jak wcześniej wskazano zapalenie krętnicy i adenopatia są bardzo częste u dzieci autystycznych, u których występują objawy gastroenterologiczne. Krętnica jest wyjątkowo podatna na uszkodzenia oksydacyjne. U zwierząt GST jest 36 razy niższe w krętnicy niż w jelitach (109). Podwójne uszkodzenie genów odpowiedzialnych za gastroenterologiczne GSHPx skutkuje zapaleniem śluzówki krętnicy, a nie innych części przewodu pokarmowego (110). W zapaleniu jelit, ekspresja NOS jest najbardziej intensywna w krętnicy i jest ona też najbardziej podatna na stres oksydacyjny spowodowany przez NO (111).

Nadmiar NO z dużym prawdopodobieństwem odpowiada za symptomy gastroenterologiczne u autystów (zobacz tabelę 7). NO rozkłada mucynę, która chroni jelito przed podrażnieniami (108). Nadmiar NO zwiększa przepuszczalność jelit (112), która przeważa u autystów (58).

 

Tabela 7. Odmienności układu pokarmowego u autystów prawdopodobnie spowodowane częściowo przez nadmiar NO

Odmienności w autyzmie                               Pozycja w bibliografii

Stan zapalny                                                                        (66)(68)(70)(71)

Zwiększona przepuszczalność jelit                            (69)

Słabe napięcie zwieraczy                                              (113)

Słabe skurcze woreczka żółciowego                         (105)

Powolne trawienie                                                           (70)

W nadmiarze NO powoduje rozluźnienie zwieraczy (113) a dwie trzecie dzieci z autyzmem, u których występują objawy gastroenterologiczne dotyka refluks (59). Nadmiar NO ogranicza skurcze woreczka żółciowego (114), co może odpowiadać za jaśniejszy kolor stolców zaobserwowany przez lekarzy i rodziców wielu dzieci z autyzmem. Słaby przepływ żółci ma wpływ na gorsze odżywienie i ogranicza dostarczanie ochronnego GSH do śluzówki jelit.

Nadmiar NO powoduje także powolne trawienie (70). Wiele dzieci z autyzmem cierpi na zatwardzenia. Możliwe, że złe wchłanianie i przerosty flory bakteryjnej powodują tendencję do zatwardzeń u jeszcze większej ilości dzieci z autyzmem.

Stres oksydacyjny, niska produkcja energii i ekscytotoksyczność

Stres oksydacyjny, niska produkcja energii i ekscytotoksyczność są powiązane ze sobą. Na przykład produkujące energię mitochondria są podatne na uszkodzenia oksydacyjne (86, 115-120) a uszkodzone mitochondria wpuszczają więcej oksydantów (121-123). Poza tym niewystarczająca produkcja energii uzasadnia predyspozycje do aktywacji receptorów pobudzających, zmniejszoną obronę przed wewnątrzkomórkowym wapniem, zwiększoną oksydację i apoptozę (86, 124).

Nadmierna stymulacja receptorów pobudzających skutkuje uszkodzeniem oksydacyjnym układu nerwowego (125, 126), a większy poziom stresu oksydacyjnego zwiększa wydzielanie glutaminianu i powoduje dalej idącą stymulację tych receptorów (127, 128). Anatomia komórkowa koreluje z tą zależnością: receptory glutaminianu i NOS w mózgu i jelitach (129) istnieją blisko siebie.

Jak widać, zwiększony stres oksydacyjny w autyzmie implikuje możliwe problemy w produkcji energii i ekscytotoksyczności

Upośledzona produkcja energii w autyzmie

Rezonans magnetyczny wykazał zmniejszone poziomy ATP w mózgach autystów (130). Wyższy poziom mleczanów (131-132), wyższy pirogronian (133), wyższy amoniak i niższa karnityna (134) są charakterystyczne dla autystów, chociaż nie wszystkie dzieci z autyzmem mają niższe parametry. Różnice te sugerują dysfunkcje mitochondrialne w autyzmie, a odmienności mitochondrialne zostały wykazane w opisach przypadków osób z autyzmem (135-136).

Nadmierny NO w autyzmie może upośledzać produkcję energii, bezpośrednio albo przez ONOO. Nadmiar NO redukuje fosforylację oksydacyjną, obniża ATP i zwiększa poziom mleczanów (137). NO bezpośrednio ogranicza kompleks IV, powodując wyciekanie nadtlenków i ograniczenie GSHPx (3). ONOO selektywnie uszkadza kompleksy I i III (138). NO dezaktywuje koenzym A (CoA), zabierając mitochondriom tę cenną „walutę energetyczną” (78).

Wskaźniki eksytotoksyczności w autyzmie


Wyższy poziom zewnątrzkomórkowego glutaminianu w mózgu związany jest z ekscytotoksycznością, w szczególności gdy zaburzony jest metabolizm energetyczny (139). Dekarboksylaza glutaminiowa (GAD) przekształca glutaminian w GABA, która zmniejsza ekscytotoksyczność. Zmniejszenie GAD w mózgu umożliwia ekscytotoksyczność, zwiększając poziom glutaminianu i zmniejszając GABA.

Istnieje hipoteza, że w autyzmie jest niedobór GAD. Ilość GAD w mózgach autystów badanych pośmiertnie była obniżona o połowę (140). Pomiary te są zbieżne z wynikami. GAD w czerwonych krwinkach jest niższy u autystów (141), GAD (142), syntetaza glutaminiowa (143), transporter glutaminowy (144) i receptory GABA (9) są podatne na stres oksydacyjny (52).

Czy jest to efekt czy przyczyna większego stresu oksydacyjnego w autyzmie, zwiększona ekscytotoksyczność to rozsądna hipoteza i przedmiot zainteresowania klinicystów. Ekscytotoksyczność może zostać zwiększona przez doustne przyjmowanie ekscytotoksyn (145). Autor publikacji popiera innych lekarzy, doradzając pacjentom z autyzmem unikania ekscytotoksycznych polepszaczy smaku jak glutaminian sodu czy aspartam w pożywieniu i napojach.

Upośledzony układ cholinergiczny w autyzmie

 

Wyniki laboratoryjne i obserwacje kliniczne sugerują znaczne deficyty cholinergiczne u autystów. Aktywność receptorów cholinergicznych jest niższa w korze mózgowej autystów (50). Leczenie agonistami cholinergicznymi (146-147) albo prekursorami acetylcholiny (148) poprawia zachowanie u autystów.

Reakcja na bethanecol, specyficznego agonistę cholinergicznych receptorów muskarynowych, uzasadnia twierdzenie o upośledzeniu układu muskarynowego w autyzmie. Doustna dawka bethanecolu (2,5-12,5 mg) normalizuje zwiększone źrenice, poprawia perystaltykę jelit, reguluje sen i zachowanie u wielu dzieci z autyzmem. Czasami duża poprawa wiąże się juz z pierwszą dawką bethanecolu (146), autor publikacji potwierdza tę obserwację.

Neuroradiologia pokazuje zmniejszony przepływ krwi w mózgu przy autyzmie (149-150), co pogarsza się z wiekiem (151) i zwężenie naczyń krwionośnych w okolicach receptorów muskarynowych (152-153). Możliwe wytłumaczenie tak nagłej reakcji na bethanecol to nagła poprawa krążenia. Bethanecol może stymulować łatwo dostępne receptory muskarynowe w naczyniach krwionośnych i powodować dokrwienie mózgu. Tę hipotezę łatwo będzie zbadać.

Zaburzenia muskarynowe w autyzmie mogę generować większy stres oksydacyjny. Eksperymenty wykazały, że sygnały muskarynowe chronią komórki przed stresem oksydacyjny i apoptozą (154). Ilość receptorów muskarynowych zmniejsza się przy stresie oksydacyjnym (155).

Receptory muskarynowe są wrażliwe na toksyczne działanie NO (156) i bardziej niż inne typy receptorów, są wrażliwe na hamujące działanie ONOO (157) i innych oksydantów (158). Jak wskazano wcześniej, nadmiar NO w autyzmie może tłumić CoA. Poza rolą tego koenzymu w produkcji energii, jest on niezbędnym prekursorem acetylcholiny, cholinergicznego neuroprzekaźnika.

Niewystarczająca ilość CoA powoduje, że neurony cholinergiczne są wrażliwsze na różne toksyny, w tym nadmierne NO (51). Niskie CoA odgrywa znaczącą rolę w innych encefalopatiach (54).

Antyoksydacyjne składniki odżywcze w leczeniu autyzmu

Wysokie dawki witaminy C

Przeprowadzono podwójnie „ślepą”, z wykorzystaniem placebo, eksperymentalną próbę podawania 8 g na 70 kg masy ciała dziennie doustnej witaminy C w 2-3 podzielonych dawkach u dzieci autystycznych umieszczonych w ośrodkach (159). Niektórym z dzieci przed próbą podawano dawki do 4 g witaminy C. Próba obejmowała trzy dziesięciotygodniowe okresy. W drugiej i trzeciej fazie próby połowa dzieci otrzymywała najpierw placebo a potem witaminę C. Druga połowa – najpierw witaminę C a potem placebo.

Po każdym okresie przeprowadzano badania psychometryczne. Całkowity wynik na skali Ritvo-Freemana, która bada 47 zachowań społecznych, emocjonalnych, sensorycznych i językowych wykazał poprawę u grupy, która przeszła z placebo do witaminy C i pogorszenie w grupie, która z witaminy C przeszła do placebo (P=0.02).

Trzepotanie, machanie, bujanie się i kręcenie w szczególności uległo poprawie przy podawaniu witaminy C i u tych, którzy wyjątkowo zareagowali na to leczenie, była to poprawa „oczywista”, jak wskazali badacze. Nie zanotowano efektów ubocznych poza rozluźnieniem stolca, co może ograniczać ilość spożywanej przez dzieci witaminy C.

Witamina C to silny antyoksydant. To sugeruje – ale nie dowodzi – mechanizmu antyoksydacyjnego przy efekcie terapeutycznym. Efekty antyoksydacyjne witaminy C wydają się pasować do mechanizmów spotykanych w autyzmie. Witamina C zapewnia dobrą ochronę przed NO i ONOO (31). Witamina C chroni neurony przed neurotoksycznością glutaminianu (160-161). Witamina C blokuje hamowanie transportu glutaminianu przez NO (162), co ma miejsce głównie w obecności miedzi (163), która jest często podwyższona w krwi autystów (28).

Karnozyna

Karnozyna, naturalnie występujący aminokwas znajdujący się w dużych stężeniach w mózgu, jest silnym antyoksydantem i chroni neurony (164-166). „Podwójnie ślepa”, próba z wykorzystaniem placebo, trwająca 8 tygodni i polegajaca na przyjmowaniu 400 mg karnozyny, doustnie i dwa razy dziennie dowiodła znacznej poprawie u dzieci autystycznych, w porównaniu z placebo. Badania psychometryczne dowiodły poprawy w słownictwie (P=0.01), socjalizacji (P=0.01), komunikacji (P=0.03) i zachowaniu (P=0.04) (167). Efekty uboczne były zróżnicowane – sporadyczna hiperaktywność ustawała przy zmniejszeniu dawki, a żadne dziecko nie musiało przerwać próby z powodu efektów ubocznych.

Możliwe mechanizmy fizjologiczne działania karnozyny na autystów to jej prewencyjne działanie przed toksycznością NO (168), wiązanie się z wolnymi rodnikami i reakcyjnymi wodorotlenkami i możliwość wiązania się z metalami jak np. miedź (169). Kompleks miedź-karnozyna ma działanie antyoksydacyjne, podobne do SOD, co wykazano w badaniach in vitro (170).

Witamina B6

Wszystkie hipotezy związane z autyzmem powinny uwzględniać bardzo skuteczną próbę z podawaniem wysokich dawek witaminy B6, przeprowadzoną przez Bernarda Rimlanda. Wiele kontrolowanych prób wykazało, że witamina ta w powiązaniu z magnezem, poprawia zachowanie u wielu dzieci z autyzmem (148, 171-172). Poziomy B6 w osoczu są zwykle w normie, ale aktywność B6 przebadana dzięki panelowi EGOT, była znacząco niższa u grupy dzieci z autyzmem niz w grupie kontrolnej (26).

Kinaza pirydoksalu, która konwertuje B6 do jej aktywnej formy pirydoksal-5-fosfatu (P-5-P) może również działać słabiej u autystów. Wstępne badania sugerują bardzo słabe wiązanie się kinazy pirydoksalu w czerwonych krwinkach autystów, co odzwierciedla wysoki współczynnik Km (stałą Michaeli’ego) (26). Aktywność P5P we krwi jest poniżej normy u 40% dzieci z autyzmem (27).

Upośledzenie kinazy pirydoksalu u autystów jest niewyjaśnione. Niższy poziom cynku (26, 28) i status energetyczny w autyzmie to dobre wyjaśnienie tego fenomenu, gdyż kinaza pirydoksalu wymaga dla swojej aktywacji uwolnienia cynku z metalotioneiny, co jest zależne od ATP (173). Należy też rozważyć działanie czynników hamujących. Najsilniejsze z nich to grupy węglowe, które są egzogenicznymi związkami chemicznymi, takimi jak hydrazyna stosowana jako paliwo rakietowe (174). Są one potencjalnymi czynnikami hamującymi kinazę pirydoksalu. Powstają z oksydacyjnej zmiany lipidów w organizmie, protein i cukrów i są znacznie podwyższone w stanach chorobowych związanych z nadmiarem NO (22).

Podczas, gdy przyczyna słabej funkcji B6 w autyzmie nie jest wyjaśniona, możemy być pewni, że wpływ na to ma oksydacja. Nawet niewielki niedobór B6 ma związek z niższym GSHPx i aktywnością reduktazy glutationowej, zmniejszonym stężeniem glutationy i wyższym stopniem peroksydacji lipidów (30).

Niedobór B6 powoduje zaburzenia mitochondrialne i są one związane ze zwiększonym stresem oksydacyjnym (175-176). P5P jest niezbędne dla syntezy kluczowych składników mitochondrialnych: kryształów żelazo-siarka (dla kompleksu I, II ,III) i hemu (dla kompleksu IV( (177) oraz koenzymu Q10 (178). Badania wykazały, że P5P chroni neurony przed stresem oksydacyjnym, przez zwiększoną produkcję ATP i wykorzystywanie nadmiernego glutaminianu (179).

Obniżona funkcja B6 obniża prób ekscytotoksyczności. P5P jest niezbędny do powstania GAD, którego upośledzenie może spowodować nadmierna aktywację receptorów glutaminiowych, NO i stres oksydacyjny (180). P5P chroni GAD, który jest wrażliwy na uszkodzenia oksydacyjne (142), przed dezaktywacja (181) . P5P chroni też GSHPx w przewodzie pokarmowym przez formowanie kompleksów (182). Co można przewidzieć, wprowadzenie P5P do organizmu zwierząt zwiększa aktywność GAD w mózgu (183).

Z tych powodów pacjenci z autyzmem mogą odnotować poprawę przez duże dawki witaminy B6 poprzez zwiększenie produkcji energii, zmniejszenie ekscytotoksyczności, zwiększenie GADA i redukcję stresu oksydacyjnego. Leczenie B6 uzupełnia również naturalne jej niedobory spowodowane przez nadmierne oksydanty. B6 są bardzo podatne na uszkodzenia przez oksydanty takie jak wodorotlenek (OH) i dwutlenek (O2) (184-186). Oksydacyjne uszkodzenie B6 ma wpływ na liczne enzymy i neuroprzekaźniki u autystów.

Magnez

W eksperymentach na zwierzętach niedobór magnezu zwiększał NO (187), peroksydy lipidowe (188) i obniżał antyoksydanty w osoczu (189). Niższy poziom magnezu wyraźnie sprzyja oksydacji. Suplementacja magnezem obniża stres oksydacyjny w eksperymentach na zwierzętach z wysokim poziomem stresu oksydacyjnego (190).

Jako grupa dzieci z autyzmem mają niższy poziom magnezu w czerwonych krwinkach (26). Podwójnie ślepe próby wykazały poprawę behawioralną u dzieci, którym podawano wysokie dawki B6 i magnezu ale nie było poprawy, gdy podawano wyłącznie magnez albo B6 (191). Ten synergizm może mieć ważną funkcję. Na przykład zależna od B6 kinaza, która ma wpływ na rożne funkcje muskaryczne i GABA-nergiczne  wymaga zarówno B6 jak i magnezu.

Magnez chroni też przed stresem oksydacyjnym dzięki funkcjom nie związanym z B6/

Produkcja NADPH w celu redukcji glutationu wymaga magnezu. Syntaza ATP, która katalizuje produkcję energii poprzez fosforylację oksydacyjną, jest wrażliwa na magnez (192). W mózgu magnez blokuje nadmierne podrażnienie receptorów ekscytotoksycznych modulując kanały wapniowe (193).

Cynk

Niższy poziom cynku u autystów został potwierdzony licznymi badaniami. Zawartość cynku w czerwonej krwince, bardzo wrażliwy wskaźnik niedoboru cynku, jest wyraźnie niższy u autystów (26) a w indywidualnych przypadkach może być tak niski jak połowa najniższej wartości granicznej dla grupy kontrolnej (194). Cynk w osoczu jest poniżej normy u 40% dzieci z autyzmem (28).

Niski poziom cynku to wyższe ryzyko stresu oksydacyjnego. U zwierząt dieta uboga w cynk zmniejsza całkowity poziom glutationu, witaminy E, GST, GSHPx i SOD, a zwiększa ilość peroksydów lipidowych i wolnych rodników w tkankach, mitochondriach i membranach komórkowych (195-198). U starszych osób suplementacja cynkiem zmniejsza ilość peroksydów lipidowych (197). U diabetyków z retinopatią suplementacja cynkiem zwiększa poziom GSHPx i zmniejsza poziom peroksydów lipidowych (200).

Cynk ma wpływ na układ pokarmowy. Niedobór cynku u zwierząt zwiększa NOS w układzie pokarmowym i podatność na infekcje gastrologiczne (201). Z drugiej strony suplementacja cynkiem zmniejsza lipoksydację układu pokarmowego (202) i zmniejsza przepuszczalność jelit (203).

Klinicyści coraz częściej doceniają cynk jako stały suplement w leczeniu autyzmu. William Walsh, który zebrał dane o cynku i miedzi wśród ponad 3.500 dzieci z autyzmem w Pfeiffer Treatmen Center stwierdził, że wysokie dawki cynku (2-3 mg/kg wagi ciała dziennie jako dobrze wchłaniany pikolinian cynku) są niezbędne dla znormalizowania poziomów cynku i pozytywnej reakcji klinicznej (204).

Okresowe mierzenie cynku w osoczu jest wykorzystywane po to, aby upewnić się, że nie przekroczył on norm laboratoryjnych. W dniu badania nie podaje się cynku, aby nie zaburzyć wyniku. Suplementacja cynkiem obniża poziom miedzi. Bada się zatem poziom miedzi w osoczu, aby uniknąć niedoboru (205).

Nadmiar miedzi jest ewidentny w przypadku autyzmu. Wyższy poziom miedzi w osoczu (36), niższa ceruloplazmina (6) i wyższy poziom niezwiązanej miedzi w osoczu (205) to częste wyniki u dzieci z autyzmem. Miedź, szczególnie niezwiązana, jest prooksydacyjna. Suplementowanie jej jest rzadko niezbędne w autyzmie i nawet małe dawki miedzi mogą mieć niekorzystne efekty behawioralne (205).

Wyższy stosunek miedzi do cynku w osoczu (u autystów wynosi 1.63, a w grupie kontrolnej 1.15, P<0.0001) (36), jest w znaczący sposób powiązany ze stresem oksydacyjnym w chorobach neurodegeneracyjnych (206). Suplementacja cynkiem normalizuje stosunek miedź/cynk (205).

Wysokie dawki cynku mogą obniżyć poziom manganu. Dawki manganu podawane oddzielnie z cynkiem w proporcji 5 mg manganu na 30 mg cynku przynoszą korzyść, należy również monitorować ilość manganu w serum aby uniknąć nadmiaru (205).

Funkcja antyoksydacyjna cynku jest nie do przecenienia. Jest wiele ważnych mechanizmów:

- cynk chroni grupy –SH przez oksydacją – np. chroni kluczowy enzym antyoksydacyjny GSHPx (195). Pierwszym rezultatem niedoboru cynku to utrata grup –SH przez membrany i w konsekwencji ich osłabienie (207)

- cynk współzawodniczy z prooksydacyjnymi metalami jak miedź i żelazo  i zapobiega katalizowanej przez metale produkcji wolnych rodników (200). Enzymy zawierające miedź są podatne na autooksydację, czemu zapobiega cynk (198). Oksydacja membran spowodowana przez miedź jest również uniemożliwiona przez cynk (208)

- cynk to niezbędny składnik miedziowo-cynkowego SOD, kluczowego enzymu antyoksydacyjnego. Nawet niewielki niedobór cynku u ludzi zmniejsza aktywność SOD (209). Gdy brak cynku SOD staje się prooksydacytjny, katalizując biomolekularny atak ONOO (148). SOD bez cynku jest neurotoksyczne (210).

- cynk indukuje syntezę metalotioneiny (MT) (211), skutecznego pogromcy wolnych rodników (w tym ONOO) (212) i sekwestranta miedzi i innych metali ciężkich (213, 214). U zwierząt wysokie dawki cynku powodują wyższe poziomy MT w układzie pokarmowym (215). Średni niedobór cynku u zwierząt, kiedy negatywne efekty zdrowotne nie są zwykle jeszcze jawne, związany jest ze znaczną redukcją MT w siatkówce oka (213).

MT zwykle wzrasta jako reakcja obronna na stres oksydacyjny, ale zmniejsza się wówczas gdy jest niedobór cynku (214).

MT blokuje toksyczność miedzi ale ten efekt ochronny nie działa przy nadmiarze NP., który wyciąga miedź z MT, powodując peroksydację lipidów i apoptozę (46). W mózgu MTIII, czynnik ograniczający wzrost neuronów, jest szczególnie wrażliwy na usuwanie miedzi przez oksydanty (216). Taki mechanizm może być związany z większym rozmiarem mózgu u dzieci z autyzmem (204).

- cynk wspiera fizjologiczną blokadę receptorów glutaminianowych (139), zmniejszając ekscytotoksyczność

Różne biocząsteczki są chronione przed oksydacją przez cynk. Tworząc kompleksy z fosfolipidami (217) cynk blokuje oksydację membran tłuszczowych (209). Cynk blokuje peroksydację wielonasyconych tłuszczy nie połączonych z membranami (218). Cynk generalnie hamuje oksydację enzymów i innych protein (198), w tym tych z funkcjonalnymi grupami –SH podatnych na łagodne stany oksydacyjne: Na, K-ATPaza, CA-ATPaza, akwaporyna, kanały wapniowe, kanały NMDA-wapń (207).

Hipotetycznie stres oksydacyjny może zmniejszyć retencję cynku. Na poziomie cząsteczkowym oksydanty (w tym NO) wyrzucają cynk z protein, łącznie z MT (197, 216, 219, 220). Potrzeba badań aby określić, czy ten fenomen rozciąga się na zmniejszoną retencję cynku w całym organizmie w warunkach większego stresu oksydacyjnego. Schizofrenicy mają zmniejszone wydalanie cynku z moczem w odpowiedzi na wysokie dawki B6 (221), co może mieć związek z antyoksydacyjnymi efektami B6.

Selen

            Średni poziom selenu w czerwonej krwince jest niższy u dzieci z autyzmem (26) i może to mieć związek z niższymi poziomami GSHPx (23-24). Jak wcześniej wskazano, aktywność GSHPx odpowiada obniżonym poziomom selenu (31). Lekarze często podają autystom doustnie selen w dawce 50-300 mcg dziennie.

GSHPx jest nie do zastąpienia w zadaniu chronienia organizmu przed oksydacją, w szczególności w ochronie mitochondriów, które nie zawierają katalazy chroniącej przed peroksydami (222). Dodatkowo, GSHPx zapewnia ochronę przed organicznymi wodoroperoksydami, które podtrzymują niszczącą reakcję łańcuchową lipoksydacji (85, 222).

Niższa aktywność GSHPx przy niedoborze selenu związana jest z uszkodzeniami peroksydacyjnymi i dysfunkcją mitochondriów (29). Fizjologiczny efekt niedoboru selenu może zostać częściowo zrekompensowany dawkami witaminy E. (31)

GSHPx jest wrażliwy na dezaktywację przez miedź (182) i rtęć (223). Ekspozycja na rtęć skutkuje zmniejszoną aktywnością GSHPx i zwiększoną peroksydacją lipidową (224). U zwierząt GSHPx jest chronione suplementacją P5P (223) i cynku (225).

Mniejsza aktywność GSHPx w autyzmie umożliwia intensywniejszą peroksydację lipidową membran, która upośledza działanie receptorów i enzymów, prawdopodobnie z powodu zmian dostosowawczych i zmienionych wiązań (226). Peroksydacja lipidowa ogranicza odbiór receptorów muskarynowych, adrenergicznych, serotonicznhych i insulinowych, jak również Na,K-ATPazę i syntezę glutaminową (227).

Glutation w leczeniu autyzmu

W jednym z badań dożylne podawanie glutationu poprawiło stan pacjentów z chorobą Parkinsona (105). Podobnie, dożylny glutation poprawia zachowanie wielu dzieci z autyzmem, włącznie z zahamowaniem licznych stereotypowych zachowań, jak np. trzepotania rękami. Rzadko pojawiają się reakcje związane z histaminami (katar, kaszel łzawienie z oczu) (93).

Doustne GSH, w dawce do 30 mg/kg wagi ciała dziennie w kilku dawkach pomogło niektórym dzieciom z mukowiscydozą, która jest stanem oksydacyjnym (126). Autor uważa, że podobne dawki doustnego GSH pomogły kilku dzieciom z autyzmem. Odwrotna do zamierzonej reakcja na doustne GSH wystąpiła u dzieci z niskim poziomem cynku w osoczu. Ta reakcja mogła być skutkiem nagłej indukcji metalotioneiny przez GSH przy czasowym niedoborze cynku (228).

Doustne GSH jest dobrze przyswajalne. U zwierząt poziom GSH w osoczu podwaja się w ciągu 2 godzin od dużej dawki doustnej, głównie z powodu absorpcji nienaruszonego GSH (229). Zwiększone poziomy GSH w organach zwierzęcych można przypisać absorpcji nhienaruszonego GSH (230). U zdrowych osób doustna dawka GSH 15 mg/kg zwiększa poziom GSH w osoczu od 2 do 5 razy (229).

Potrzeba GSH w celu zaleczenia śluzówki układu pokarmowego może przekraczać nawet te dawki (229), co można przewidywać u autystów. Śluzówka wykorzystuje GSH z układu pokarmowego (231-232) i osocza (231) aby radzić sobie z oksydacją. Przy normalnej fizjologii wydzielanie GSH z żółcią odzwierciedla dużą część całkowitej produkcji GSH, a żółć regularnie obmywa całą śluzówkę jelita wydzielanym GSH.

Poważne uszkodzenie jelita cienkiego i grubego, z opuchlizną i degeneracją tkanki to efekt niedoboru GSH w jednym z eksperymentów; można temu zapobiec podając doustne GSH które jest powiązane ze zwiększonym GSH w śluzówce (233). U zwierząt poziom GSH w śluzówce podnosi się w nagły sposób po doustnym podaniu GSH, jednak w mniejszym stopniu w krętnicy (234). Doustne GSH może obniżyć poziom stresu oksydacyjnego w jelitach autystów.

Zauważono też silne właściwości antywirusowe GSH w badaniach in vitro (235).

Oksydacja w nowych kierunkach terapii

Podskórne zastrzyki witaminy B12 w formie metylkobalaminy w ilości 1250-7500 mcg co tydzień albo i codziennie znacznie poprawiają zachowanie dzieci z autyzmem (236). Jeden z pośredników B12 – kobalamina – jest bardzo wrażliwa na uszkodzenia oksydacyjne (237), a zatem skutkiem zwiększonego stresu oksydacyjnego może być funkcjonalny niedobór B12.

Zwiększenie NO i azotynów w autyzmie wysyła B12 ostrzegawczy sygnał. Pośrednia forma B12 reaguje w szczególny sposób z NO. (238-240) a azotyny dezaktywują metylkobalaminę (241). NO wiąże B12 i upośledza funkcje enzymatyczne, np. fizjologiczne stężenie NO w studiach in vivo hamuje syntezę metioninową (242). Duże dawki B12 może odwrócić ten fizjologiczny efekt nadmiaru NO (243).

Doustne podawanie kwasu folinowego zwiększa poziom glutationu i stosunek GSH do GSSG u autystów (25), w ten sposób powstaje kwestia funkcjonalnego poziomu kwasu folinowego u autystów. 5-MTHF jest bardzo podatny na oksydację (241, 244) i jego degradacja jest intensywniejsza im większy jest stres oksydacyjny (245). Niedobór kwasu folinowego (który może być zwiększony przez niedobór B12) zmniejsza poziomy ATP i zwiększa ekscytotoksyczność (246).

Suplementacja aminokwasami może być użyteczna wśród autystów. Poziomy cysteiny w osoczu były o wiele niższe u 286 niesuplementowanych dzieci autystycznych (236). Cysteina jest produktem pochodzącym z metioniny i zapewnia trzecią cząsteczkę w glutatione i metalotioneinie.

Doustna n-acetylp-cysteina (NAC) jako źródło cysteiny jest dobrze tolerowana przez dzieci z autyzmem, nie jest tolerowane podawanie cysteiny. Dożylny NAC (150-600 mg NAC + 1000-2000 mg witaminy C + 1 ml dwuwęglany sodu) poprawił zachowanie u niektórych dzieci (236).

Pfeiffer Treatment Center jest zwolennikiem dużych dawek cynku z właściwym suplementem doustnym (247), który zawiera aminokwasy tworzące MT. Wstępne dane wskazują na to, że ta tak zwana formuła „Metallothionein Promotion” zwiększa poziomy MT (37). Niektórzy rodzice potwierdzają poprawę u dzieci z autyzmem po intensywnej ekspozycji na naturalne światło słoneczne. Promieniowanie ultrafioletowe powoduje nagłe wydzielanie metalotioneiny (248), a zatem może przynieść korzyść przy wystarczającym poziomie cynku. (…)

Dieta bezkazeinowa i bezglutenowa poprawia zachowanie dzieci z autyzmem, prawdopodobnie przez redukcję skutków nadmiaru opioidów (251). Wysoki poziom peptydów z kazeiny i glutenu odnotowano w moczu autystów (252), prawdopodobnie z powodu oksydacji enzymu niezbędnego do całkowitego trawienia kazeiny i glutenu (253). Dodatkowo oksydacja wzmacnia wiązania opioidowe a GSH je osłabia (254).

Suplementacja kwasami tłuszczowymi przynosi korzyści autystów (255). Niższe koncentracje nienasyconych kwasów w osoczu (256) i membranach czerwonych krwinek (8, 257) sugerują oksydacyjne wydalanie tych kluczowych składników budowy membran i prekursorów prostaglandyn. Wydalanie kwasów omega-3 i omega-6 jest charakterystyczne dla schizofrenii i ma związek ze zwiększoną ilością peroksydów lipidowych (258).

Kwas EPA jest niższy w membranach czerwonych krwinek dzieci z autyzmem, a w grupie dotkniętej regresem jest niższy poziom kwasu arachidonowego (8). Olej z ryb, bogaty w EPA tłumi produkcję NO i innych wolnych rodników (30, 259) i zwiększa aktywność GST i mitochondrailnego SOD (259). Poziomy NO i peroksydów lipidowych w mózgu są niższe u zwierząt suplementowanych olejem z ryb (260).

Podawanie oleju z ryb zwierzętom z niedoborem B6 powoduje zwiększenie peroksydacji lipidowej (261). Zaleca się w autyzmie wcześniejsze podawanie witaminy B6 i innych antyoksydantów aby zapobiec tworzeniu się toksycznych peroksydów lipidowych.

Ciągłe podawanie oleju z ryb dzieciom autystycznym skutkuje znacznym obniżeniem się poziomu DGLA w membranie czerwonej krwinki (8). DGLA to prekursor dla prostaglandyny-1, która wzmacnia ścianki jelita i odporność. W związku z tym dzieci, którym podawany jest olej z ryb powinny dostawać równoważącą go dawkę oleju z wiesiołka zawierającego GLA – prekursor DGLA.

Po naładowaniu antyoksydantami dzieci dobrze tolerują dawkę 3 gramów oleju z ryb i 1 grama oleju z wiesiołka (262). Optymalne dawki różnią się w zależności od okresu podawania i potrzeb jednostki.

Laboratoryjne określenie poziomu stresu oksydacyjnego

Wykorzystanie markerów oksydacji w diagnostyce autystów to temat nowy. Różne badania krwi, moczu, stolca i wydychanego powietrza (263) mogą być użyteczne w określaniu optymalnych dawek i kombinacji składników odżywczych oraz innych interwencji.

Niektóre możliwości diagnostyczne dotyczą poziomu peroksydów lipidowych, 4-hydroksynonenalu (4-HNE), malondialdehydu (MDA), izoprostanów, nitrotyrozyny, oksydowanych kwasów nukleinowych, zaawansowanych produktów końcowych glikacji, apoptozy komórkowej, stężenia antyoksydantów i składników odżywczych, poziomu azotynów i azotanów, zdolności enzymów do wiązania. Dziesięciokrotnie wyższe poziomy neopteryny (264), wskaźnika nadmiernej syntezy NO (76) sugerują przydatność tego badania.

W obszarze badawczych mózg i jelita autystów powinny być diagnozowane pod kątem specyficznych markerów oksydacyjnych. Konwencjonalne badanie tkanki mózgowej autystów może nie wykryć utraty neuronów z powodu apoptozy, wskaźnika stresu oksydacyjnego (265), gdyż bardzo szybko organizm usuwa komórki poddane apoptozie (266).

Wskazówki na przyszłość

W tym artykule podkreślono dane i pomysły sugerujące, że większy stres oksydacyjny w autyzmie może być istotny w ekspresji objawów autystycznych i być może w patogenezie autyzmu. Jeżeli okaże się to ważnym czynnikiem przy badaniu autyzmu, na znaczeniu zyska też właściwe odżywianie autystów (267), gdyż jest to droga do modulowania stresu oksydacyjnego.

Na pewno, aby zapobiec rozwojowi autyzmu musimy zmienić pewne szkodliwe nawyki. Konsumpcja wolnych rodników w pożywieniu smażonym w olejach wielonasyconych (268) musi zostać ograniczone. Wchłanianie ekscytotoksycznych polepszaczy smaku, chlor, azotyny i miedź w wodzie – również należy poddać ponownej ocenie. Prooksydacyjne (269, 271) i antyoksydacyjne (272, 275) działanie leków musi zostać bardziej zasygnalizowane.

Stres oksydacyjny można leczyć, jego wpływ może zacząć się już w życiu płodowym. Trzeba oszacować, jak oksydacja wpływa na ciążę i jak zmienia rozwój dziecka. Np. niedobór cynku u matki powoduje oksydacyjne uszkodzenie DNA u noworodków małp (276). Wszechobecne polepszacze smaku i ekscytotoksyny, glutaminian sodu – przechodzą przez łożysko i powodują neurotoksyczność u płodów gryzoni (277).

Wyższe NO stwierdzone w autyzmie może dostarczyć inspiracji do wyjaśnienia etiologii, rozwoju i kierunków leczenia autyzmu. Infekcje wirusowe mogą zwiększyć produkcję NO w mózgu i innych tkankach, a zatem wyższa produkcja NO w autyzmie sprawa, że tym bardziej trzeba badać autystów na przeciwciała wirusowe.

Wyższe NO w autyzmie może spowodować skupienie uwagi na antyoksydantach niszczących NO. Witamina C dobrze zwalcza NO (278), jak również melatonina i kwas moczowy. Melatonina niszczy zarówno NO jak i ONOO (279). Doskonale niweluje stres oksydacyjny w mózgu i układzie pokarmowym (280-281), zwiększa aktywność GSHPx (282) i skutecznie leczy zaburzenia snu (97).

Kwas moczowyto 60% całkowitej ilości antyoksydantów w osoczu (283). Skutecznie wiąże niektóre metale, a w szczególności niszczy NO i ONOO (284). Podawanie doustnej inozyny, prekursora kwasu moczowego może dać dobry rezultat przy stwardnieniu rozsianym (45) i w autyzmie.

Badanie i poprawianie funkcji mitochondrialnych aby zwiększyć produkcję energii powinno mieć wysoki priorytet w leczeniu autyzmu. Acetyl-L-karnityna i kwas alfa-liponowy zwiększają funkcję mitochondriów i redukują stres oksydacyjny u zwierząt (119). Doustne podawanie L-karnityny, metabolitu mitochondriów, poprawia zachowanie u dzieci z zespołem Retta (285) i w trakcie są badania nad skutkami podawania L-karnityny autystom.

Jedno z centrów uniwersyteckich stosuje leczenie pacjentów cierpiących na choroby mitochondrialne kombinacją koenzymu O10, witaminy E i witamin z grupy B (186). Koenzym Q10 również podawany oddzielne to ciekawa interwencja w autyzmie. Wzmaga produkcję ATP przenosząc elektrony i protony w łańcuchu elektronowym i chroni mitochondria przed oksydantami (287). Witamina B3 jest niezbędna do produkcji energii przez mitochondria i skuteczna w leczeniu schizofrenii (288) ale nie poświęca się jej wiele uwagi w autyzmie.

Kliniczne znaczenie podatności enzymów, receptorów, protein G i witamin na stres oksydacyjny jest niezbadane (tabela 8). Glukoza-6-fosfatodehydrogenaza (G-6-PD), która odgrywa ważną rolę w redukcji GSH, jest tylko jedną z wielu podatnych na oksydację substancji, istotną dla autystów.

Tabela 8. Podatność na degenerację oksydacyjną lub spowodowaną przez azot

Enzym albo czynnik                                                 Pozycja w bibliografii

Dekarboksylaza glutaminowa                         (142)

Transportery glutaminianu                                         (144)

Syntetaza glutaminianowi                                          (143), (227)

Kanały GABA                                                                    (289)

Witamery B6                                                              (184-186)

Pirydoksylkinaza                                                        (174)

Enzymy zależne od B6                                               (290)

Tetrahydrofolate                                                        (241), (244)

Syntaza metioninowa                                                 (291)

Witamery B12                                                              (237-241)

Glukoza-6-fosfatodehydrogenaza (G-6-PD)              (292)

Koenzym A                                                                (78)

Alfa-KGDHC                                                            (31), (250-251)

Na,K-ATPaza, kanały wapniowe, akwaporyna         (207)(227)

Katalaza                                                                               (293)

Peroksydaza glutationowa                                                (182)

Podsumowanie

Dane wykazują istnienie dużego stresu oksydacyjnego w autyzmie. Obserwacje kliniczne reakcji na antyoksydanty sugerują, że stres oksydacyjny jest ważny w ekspresji objawów autystycznych. Powstaje pytanie, czy jest on bardzo istotny z punktu widzenia jego mechanizmu.

Próby podawania antyoksydantów z mierzeniem biomarkerów oksydacyjnych, mogą pomóc w naświetleniu kwestii istotności mechanizmu oksydacyjnego. Podczas oczekiwania na wyniki tych badań, lekarze i rodzice podają dzieciom bezpieczne dawki składników odżywczych – lepiej wcześniej niż później. Byłoby przydatnym określanie wysokości tych dawek na podstawie laboratoryjnych wyników stresu oksydacyjnego.

Wstępne dane o lipofuscynie są bardzo ważne i powinno się jak najszybciej wykonać dalsze badania w tym kierunku. Analiza lipofuscyn może doprowadzić do ustalenia specyficznej toksyny albo etiologii infekcji. Jest to przynajmniej silna wskazówka, że neurodegeneracja w autyzmie może być zmieniona przez wpływ oksydacyjny.
W tym kontekście przewlekły niedobór witaminy E u dzieci może pomóc nam zrozumieć potencjalne efekty nadmiernego stresu oksydacyjnego na rozwój. Niedobór witaminy E to zaburzenie neurologiczne, które jest skutkiem słabej ochrony antyoksydacyjnej od urodzenia (294, 295). Występuje odkładanie się lipofuscyn (294, 296) i objawy neurologiczne – zaburzenia chodu, dziwne ruchy gałek ocznych – w wieku 18-24 miesięcy (294) podobnie jak przy regresie autystycznym.

Poza tym analogiami, witamina E ma konkretne przełożenie na funkcjonowanie autystów i zdrowych dzieci. Neurologiczne komplikacje niedoboru witaminy E istnieją u pacjentów z niedoborami immunologicznymi i enteropatią, pacjentom tym zaleca się monitorowanie poziomu witaminy E (297). Profil immunologiczny w autyzmie przypomina niedobory immunologiczne (296) i poza dyskusją pozostaje kwestia enteropatii. Wstępne dane sugerują niższe poziomy witaminy E w osoczu u dzieci z autyzmem (26). Potrzeba więcej danych na ten temat łącznie z badaniem funkcjonalnego poziomu przez hemolizę czerwonej krwinki.

Co optymistyczne, uszkodzenia oksydacyjne są przynajmniej częściowo odwracalne. Dezaktywacja enzymów jest odwrócona przez podanie wystarczających dawek antyoksydantów (174). Nawet elementy strukturalne jak cytoszkielet mogą zostać odnowione przez GSH (299).

Jeśli nauczymy się, że stres oksydacyjny to ważny mechanizm w autyzmie, wówczas nasze poszukiwanie podłoża genetycznego i środowiskowego będzie bardziej ukierunkowane. Z analizy uszkodzeń oksydacyjnych nasza nauka będzie mogła szybciej określić przyczyny, leczenie i sposoby prewencji autyzmu.

Zrozumieć chorobę uwarunkowaną wieloczynnikowo

(fragment z książki „Heal Your Body Naturally: The Power of RNA” dr Amy Yasko)

 

Dawno dawno temu… życie było o wiele prostsze. W dzisiejszym społeczeństwie skomplikowane jest zarówno życie, jak i nasze choroby. Lata temu, większość rodzin była zorganizowana w ten sposób, że mama zajmowała się domem, a tata pracował. Program Donny Reed był puszczany na czarno-białych telewizorach. W 1950 roku na drogach poruszało się 40 milionów samochodów, podczas gdy w 2000 roku było to już 225 milionów. Jest to wzrost ilości samochodów o 600%, proporcjonalnie wzrosło również stężenie tlenku węgla, dwutlenku azotu, dwutlenku siarki, benzenu, formaldehydu pochodzących ze spalin tych pojazdów.

Nasze środowisko uległo drastycznej zmianie od lat 50. Postępująca industrializacja świata sprawiła, że wzrosła ilość metali toksycznych. W dzisiejszym społeczeństwie poziomy ołowiu, rtęci i kadmu funkcjonują dużo wyższych stężeniach niż tych, które rekomendowane są dla zachowania optymalnego zdrowia i długowieczności. Te metale ciężkie mają wpływ na epidemię chorób degeneracyjnych, którą obserwujemy dzisiaj u różnych grup wiekowych.

„Metale ciężkie są obecne w powietrzu, wodzie pitnej, pożywieniu i niezliczonych chemikaliach i produktach. Przyjmowane są do organizmu przez drogi oddechowe, z pożywieniem i przez skórę. Jeżeli metale ciężkie wchodzą do organizmu i kumulują się w tkankach szybciej niż organizm potrafi ich się pozbyć, dochodzi do ciągłego odkładania się tych toksyn. Ekspozycja na metal w wysokim stężeniu niekoniecznie doprowadzi do ostrego zatrucia, gdyż metale ciężkie kumulują się w tkankach i z czasem osiągają poziom toksyczności. Ekspozycja ludzi na metale ciężkie dramatycznie wzrosła przez ostatnie 50 lat jako skutek wzrostu zużycia tych metali w procesach przemysłowych. W dzisiejszych czasach przewlekła ekspozycja na metale ciężkie bierze się z plomb amalgamatowych, farb opartych na ołowiu, wody z kranu, chemicznych pozostałościach w przetworzonym pożywieniu i kosmetykach, szamponach i produktach do pielęgnacji włosów, płynach do płukania ust, paście do zębów i mydle. W dzisiejszym społeczeństwie industrialnym nie ma jak uciec od ekspozycji na toksyczne chemikalia i metale. Dodatkowo, wiele profesji związanych jest z codzienną ekspozycją na metale. Ponad 50 profesji narażonych jest na ekspozycję na rtęć. Są to fizycy, pracownicy farmacji, zawody dentystyczne, pracownicy laboratoriów, fryzjerzy, malarze, wytwórcy baterii, grawerzy, fotografowie, artyści sztuk wizualnych i garncarze” (Pouls M., Extreme Heath, Univ. Michigan).

Metale toksyczne kumulują się w naszych ciałach przez cały okres życia, poczynając od okresu życia płodowego, następnie w okresie niemowlęcym poprzez metale wprowadzane do naszych organizmów przez szczepienia i wszystkie metale wdychane i konsumowane w dalszym okresie życia. Dzisiaj ponad 630.000 dzieci corocznie rodzi się już z poziomem rtęci w organizmie przekraczającym dopuszczalne dawki, a dopiero potem otrzymują szczepionki z zawartością rtęci i aluminium (EPA, 5.02.2004 r.). Oczywistym jest że modele leczenia oparte na sytuacji społecznej lat 50. nie przystają do potrzeb świata dzisiejszego.

Pięćdziesiąt lat temu nie dotyczył nas stres związany z tym, że oboje rodzice pracują w niemal każdym gospodarstwie domowym. Wskaźnik rozwodów podwoił się od lat 50., wiele dzieci żyje w niepełnych rodzinach. Wypełnianie zarówno roli matki jak i ojca, dostarcza rodzicowi podwójnego stresu. Mamy żywność z fast food’ów, szybkie samochody i szybkie tempo życia ze wszystkimi możliwymi czynnikami stresogennymi.

Wiek XX był świadkiem popularyzacji antybiotyków, skutecznych dla ostrych infekcji bakteryjnych jednak nie do końca właściwych dla długotrwałych chronicznych stanów zapalnych, z jakimi mamy do czynienia w XXI wieku. Niestety, nasze podejście do chorób nie zmieniło się tak drastycznie od tego czasu:

            „Rewolucja w medycynie cząsteczkowej jest długo odwlekana. Entuzjaści pozwolili nam wierzyć, że terapie genetyczne i podobne metody leczenia zmienią praktykę kliniczną. Mówili nam, że choroby będą leczone już u swoich genetycznych korzeni, poprzez naprawę wadliwego DNA albo wyłączanie genów mikrobów wywołujących choroby. Jednak implementacja tych metod w praktyce jest frustrująco trudna, a jeśli zachorujesz, twój lekarz prawdopodobnie poda ci syropy i pigułki znane medycynie konwencjonalnej.” (Check, E. Nature, Sept. 2003)

Osiągnęliśmy punkt, gdzie nie wystarczy po prostu wziąć pigułkę na chorobę. Kiedyś wystarczyło wziąć antybiotyk na infekcję bakteryjną. Tak już nie jest. Używanie antybiotyków wiąże się ze zwiększonym ryzykiem raka piersi (Journal American Medical Assos., 18.02.2004) oraz ze zwiększonym ryzykiem chorób serca (Ray, W. New England J Medicine, 9.09. 2004). Nie, ogólny obraz choroby nie jest taki prosty, jak bywało to kiedyś.

Bardziej skomplikowany jest również obraz infekcji, pomimo agresywnej ejkspancji antybiotyków i szczepionek od lat 50. Mówimy teraz o infekcjach w kontekście ogólnego obciążenia organizmu patogenami. Nie jest dzisiaj niczym szczególnym, gdy człowiek jednocześnie przechodzi różne infekcje bakteryjne i wirusowe. Te organizmy czerpią korzyść z faktu, że organizm człowieka nie jest zdrowy i stwarza patogenom warunki do rozrostu.

Zagadnieniem nie jest pojedyncza infekcja bakteryjna, a raczej nierównowaga w systemie, która tworzy atmosferę sprzyjającą wzrostowi patogennych organizmów. Dobrą analogią są termity, które pochłaniają butwiejące drzewo. Jest to odrzucający wizualnie obraz, ale dowodzi tego, że warto patrzeć na wszystkie aspekty, które mają wpływ na zdrowie tak, aby zapobiec temu, że ciało staje się jak korzeń gnijącego drewna, na którym rosną mikroorganizmy stanowiące ekwiwalent termitów z tej metafory. Można też o tych organizmach myśleć jako o osobach wdzierających się do domu, który pozostawiamy z otwartymi drzwiami frontowymi. Oczywiście nawet przy najlepszych środkach ostrożności ktoś może wedrzeć się do naszego domu, ale mniejsze jest tego prawdopodobieństwo, gdy drzwi frontowe będą zamknięte. W podobny sposób czasem chorujemy nawet gdy doskonale dbamy o zdrowie. Możemy jednak zredukować ryzyko włamania się do naszych domów przez właściwe środki prewencyjne i tak samo możemy zredukować ryzyko infekcji w naszym organizmie przez właściwą dbałość o wszystkie aspekty zdrowia.

W książce „The Puzzle of Autism: Putting It All Together” (Amy Yasko, 2004) zaprezentowano hipotezę, że przewlekle istniejące w naszym ciele organizmy wirusów i bakterii tworzą dodatkową „wyrwę’ w naszym systemie działając jako wsparcie dla metali ciężkich i wspomagając ich odkładanie się w organizmie. Dodaje to kolejną warstwę komplikującą całe zagadnienie i wspiera tezę, że choroby, z którymi mamy dziś do czynienia są złożone i wieloczynnikowo uwarunkowane.

Możemy próbować zmniejszyć ilość stresu w naszym życiu. Jednakże dla wielu z nas stres jest punktem stałym, a nie zmienną.  Podczas gdy możemy wpływać na nasze reakcje na stres, nie możemy obniżyć całkowitego poziomu stresu w naszym życiu. Możemy próbować też redukować obciążenie toksynami i ekspozycję na choroby zakaźne. Jednak, o ile nie zamierzamy żyć jak w bańce myd;anej i izolować się całkowicie od środowiska, jest to niemożliwe. Możemy jeść żywność organiczną, używać samych naturalnych materiałów w naszym domu, płynów do czyszczenia bez chemikaliów oraz pić filtrowana wodę. Wszystko to dodaje dodatkową warstwę stresu do naszego życia. Musimy bowiem w pewnym momencie wyjść i wejść do świata, który nie jest środowiskiem wolnym od toksyn i zarazków. Możemy jedynie jak najbardziej się starać i zmniejszać ryzyko zachorowania.

Oczywistym jest, że liczne czynniki mają wpływ na powstanie i rozwój choroby. Im bardziej organizm jest obciążony stresem, a obciążenie metalami i toksynami jest większe, tym większe prawdopodobieństwo że dotknie nas infekcja bakteriami, wirusami albo przerostem drożdżaków. Ilość patogenów wpływa na różnorodne choroby takie jak choroba wieńcowa, wrzody układu pokarmowego, nowotwory. Mikroby mają wpływ nie tylko na choroby somatyczne, infekcje badane są jako możliwe przyczyny licznych przewlekłych chorób neuropsychicznych oraz problemów rozwojowych, szczególnie u dzieci (Institute od Medicine Report, Natl. Academies Press, czerwiec 2004).

Autism, Brain and Environment

Autism, Brain and Environment”

Richard Lathe

London, 2006

Rozdział 7. Czynniki środowiskowe, metale ciężkie a funkcje mózgu.

Wszystkie zaburzenia mają swoją przyczynę. Może być ona czysto genetyczna, dobrym przykładem czego jest zapadanie się czerwonych krwinek z powodu zaburzeń hemoglobinowych w niedokrwistości sierpowatej. Problemem jest mutacja genetyczna, która powoduje produkcję protein powodujących zmianę kształtu krwinek czerwonych i w ten sposób upośledzają ich funkcję. Zaburzenia mogą być też czysto środowiskowe – na przykład lek talidomid wykorzystywany przez kobiety w ciąży do zapobiegania porannym mdłościom, który w rezultacie powodował u dzieci fizyczne deformacje. Ale, chociaż obydwa przykłady wydają się jasne, to tylko jeden aspekt całej historii.

Można by się spodziewać, że występowanie genu powodującego powstanie uszkodzonych krwinek czerwonych jest dość rzadkie, gdyż krwinki czerwone o sierpowatym kształcie nie przenoszą tlenu i mogą blokować małe naczynia krwionośne. Osoby z tą mutacją genetyczną będą mniej zdrowe i to w konsekwencji powinno spowodować eliminację genu z populacji. Jednakże, ta mutacja jest korzystna dla obszarów, gdzie występuje malaria – pasożyt, który powoduje malarię, nie może rozmnażać się w sytuacji, gdy krwinki czerwone mają zmieniony kształt. Osoby z tym schorzeniem są chronione przed malarią i mogę przetrwać, a zatem przenieść zmutowany gen do następnego pokolenia – to dobry przykład interakcji pomiędzy zaburzeniem genetycznym a czynnikami środowiskowymi.

Z drugiej strony, w historii z talidomidem wiele z dzieci, których matki zażywały ten lek w krytycznym okresie, nie uległo deformacji. Chociaż temat nie został szczegółowo zbadany, trzeba założyć, że organizmy niektórych matek z korzystnymi genami, były w stanie doprowadzić do degradacji i detoksykacji cząsteczki talidomidu i zapobiegły w ten sposób uszkodzeniu ciała dzieci. Niektóre dzieci mogły nie być podatne. Nawet zaburzenie takie jak to, które wydaje się ściśle środowiskowe, może w dużej mierze zależeć od czynników genetycznych.

Przy rozpatrywaniu kwestii autyzmu byłoby zatem nierozsądnym rozważać wyłącznie przyczyny środowiskowe albo genetyczne. Trzeba raczej rozważyć najbardziej prawdopodobny scenariusz, w którym czynnik środowiskowy zostaje uruchomiony w sytuacji genetycznej podatności. Uwzględniając fakt, że zaburzenia ze spektrum autyzmu są coraz bardziej powszechne, a zmiana kryteriów diagnostycznych i wzrost świadomości społecznej nie mogą tego wzrostu w pełni wytłumaczyć, można stwierdzić, że czynnik środowiskowy jest przynajmniej częściowo odpowiedzialny za taki stan rzeczy.

Czynniki środowiskowe a ASD

Badania prowadzone w latach 1980-2000 silnie wskazują na środowisko jako możliwą i prawdopodobną przyczynę autyzmu. Jest wiele doskonale udokumentowanych przypadków, gdzie ekspozycja na toksyny środowiskowe miała wpływ na powstanie zaburzenia.

Na przykład, wykazano że zamieszkiwanie w mieście w porównaniu z zamieszkiwaniem we wsi ma związek ze wzrostem przypadków autyzmu (1). W Teksasie przeprowadzono badania i wykazano, że ilość przypadków dzieci z ASD w środowisku miejskim była ponad 4,5 razy większa niż ilość takich przypadków w środowisku wiejskim. (2)

Niektóre czynniki środowiskowe mają efekt na dziecko za pośrednictwem matki. Niektóre leki zażywane w ciąży zwiększają prawdopodobieństwo ASD u dziecka. Znane czynniki to palenie papierosów przez matkę (3,4) i lek talidomid: 4% szwedzkich ofiar tego leku spełniało kryteria autyzmu (5). Ekspozycja płodu na alkohol spożywany przez matkę w nadmiarze również jest wiązany z rozwojem autyzmu (6-8). Zwiększona częstotliwość ASD (11,4%) występuje u dzieci, które w życiu płodowym były narażone na działanie kokainy (9).

Leki na receptę również stanowią czynnik ryzyka. Leki przeciwdrgawkowe przyjmowane przez matkę (szczególnie walproinian sodu) mogą spowodować autystyczne zachowania u potomstwa; w badaniach wykazano, że 81% dzieci po ekspozycji na te leki, przejawiały zachowania autystyczne (10); 77% miało opóźniony rozwój (11). Ekspozycja płodu walproinian na wykorzystywana jest w licznych badaniach nad zwierzętami, aby naśladować behawioralne deficyty charakterystyczne dla autyzmu.

Te przykłady pokazują, jak ekspozycja na pewne substancje chemiczne we wczesnym okresie rozwoju, może u dużej ilości dzieci doprowadzić do powstania objawów ASD. Zakładając, że ASD jest rezultatem dysfunkcji układu nerwowego w niektórych częściach mózgu, powstaje pytanie, jakie czynniki środowiskowe uszkadzają te konkretne części mózgu.

Ten rozdział poświęcony jest potencjalnej roli toksyn środowiskowych, ze specjalnym naciskiem na ekspozycję na działanie metali ciężkich, w powodowaniu zaburzeń autystycznych. Kwestia ta dzieli się na kilkanaście tematów, z których żadnego nie można pominąć. Na początek istnieją dowody, że niektóre toksyny środowiskowe są uznane jako przyczyna autyzmu, po czym zostanie przybliżone, jakie konkretnie metale ciężkie mogą mieć wpływ na pojawienie się autyzmu. Nie ulega wątpliwości, że cała populacja jest narażona na toksyczność metali ciężkich. Ponieważ tylko niektóre dzieci dotknięte są ASD, powstała hipoteza, że mogą być one szczególnie podatne na toksyczność metali ciężkich przez predyspozycje genetyczne, które mogą mieć wpływ na skłonność do gromadzenia i na wydalanie metali.

Uwzględniając uszkodzenia mózgu obserwowane u zwierząt i osób narażonych na metale ciężkie i organometale, można wnioskować, że metale są bardzo prawdopodobnymi kandydatami do powodowania specyficznych uszkodzeń mózgu stwierdzonych w ASD.

Pomijając kwestię metali ciężkich należy stwierdzić, że inne czynniki też mogą powodować uszkodzenie mózgu i istnieje silna hipoteza, że aktualnie ASD może być rezultatem wpływu różnych toksyn, przy czym w pierwszej kolejności główną rolę pełnią metale ciężkie, ale wszystkie te toksyny razem mogą spowodować większe szkody, niż każdy z nich z osobna.

Metale: dowód ekspozycji

Zwiększający się stopień industrializacji powoduje, że metale są bardziej powszechne w naszym środowisku. Każdy zatopiony statek, każdy rdzewiejący samochód, każda otwarta kopalnia i każda puszka z cyny w ściekach – zwiększają poziom zanieczyszczenia wody morskiej metalami. Ogromne ilości metali są również wypuszczane do atmosfery – przez działalność przemysłową, palenie odpadów domowych, spalanie się paliwa. Metale w glebach kumulują się w roślinach, zwierzętach i rybach i w ten sposób wchodzą do łańcucha pokarmowego.

Niektóre metale, jak żelazo są względni obojętne, podczas gdy inne to silne trucizny. Rtęć i arszenik znane są ze swojej toksyczności, oddziałującej głównie na mózg. Ekspozycja na te konkretne metale wciąż jest coraz powszechniejsza. W niedawnych badaniach w Kalifornii poziom rtęci (u kobiet) był dziesięciokrotnie wyższy niż w poprzednich badaniach; u niektórych dzieci poziom ten przekraczał średnią narodową 40-krotnie (12). Spadek liczby plemników w spermie (13, 14) również jest kojarzony z ekspozycją na metale ciężkie (15). Możliwe, że inne zaburzenia, których ilość również wzrasta, jak autyzm, też mogą być powodowane przez ekspozycję na metale ciężkie.

Dowód historyczny

Liczne badania analizowały możliwe połączenie pomiędzy ekspozycją na ołów, ASD i zaburzeniami rozwojowymi u dzieci (16-24). Pierwsze z nich dostrzegały podwyższony poziom ołowiu we krwi dzieci z ASD; w 44% przypadków poziom ten znacznie przekraczał normę (16).

Zwykle tłumaczono to nawykowymi, dotykowymi stymulacjami okolicy ust i dziwnymi preferencjami w odżywianiu, które określa się mianem „pica”, słowo to prawdopodobnie pochodzi z łaciny, gdzie oznacza srokę, znaną ze swoich dziwacznego sposobu odżywiania się. Można jednak podejrzewać, że takie zachowania są raczej konsekwencją (a nie przyczyną) ekspozycji na metale ciężkie. Często spotykana w ciąży, pica określa chęć spożywania niezwykłego a nawet „nienormalnego” pożywienia. Może to być np. glina, węgiel, ziemia i ta chęć powoduje wiele kłopotów dla pacjenta. Były prowadzone badania, w których suplementacja minerałami (żelazem) ograniczała pica i chociaż, sprawa jest wciąż dyskutowana, ten głód jest aktualnie interpretowany jako niedobór składników odżywczych (25, 26). W powiązaniu z toksycznością metali, ekspozycja na metale ciężkie może zablokować wchłanianie i szlaki metaboliczne metali odżywczych, takich jak żelazo. Dlatego pica może być objawem zatrucia metalami, a nie przyczyną. W zasadzie podnosi się tezę, że u wielu dzieci zatrutych ołowiem, pierwszym objawem klinicznym była pica. (27).

Ostatnie badania implikują związek autyzmu z ekspozycją na ołów – ujawniono przypadki autyzmu wśród dzieci zatrutych ołowiem (28) a w grupie dzieci z Kanady z zaburzeniami rozwojowymi przypominającymi autyzm stwierdzono podwyższone poziomy ołowiu i innych metali ciężkich w moczu podczas terapii chelatacyjnej. Co istotne, w tych badaniach stwierdzono, iż usunięcie metali ciężkich doprowadziło do poprawy zachowania (29).

Ołów nie jest jedyną możliwością. Wyraźne podobieństwa między zatruciem rtęcią a ASD sugerują, że rtęć też może być przyczyną (30). Poniżej wykażę, że inne metale ciężkie też mają swój wpływ.

Metale we włosach

Analiza włosów dzieci z ASD jest traktowana jako sposób na zbadanie, czy doszło do ekspozycji na metale. Włos to użyteczny wskaźnik nie tylko dlatego, że łatwo go pobrać, ale też dlatego, że duże ilości metali ciężkich z krwiobiegu są wydalane przez włosy. U szczurów, którym podano pojedynczą dawkę rtęci metylowanej, 10% dawki została przetransportowana do włosów (31); u ludzi poziom rtęci we włosach odzwierciedlał jej poziom w organach wewnętrznych (32).

Wczesne badania na osobach z ASD stwierdzały u nich podwyższone poziomy litu, przy obniżonych innych pierwiastkach, jak magnez i mangan; nie zaobserwowano podwyższonego poziomu toksycznych metali ciężkich (33). Niedawne badanie dzieci z ASD w Chinach (Hong Kong) wykazało, że poziomy rtęci były u nich przeciętne (34). Inne badania na dzieciach Kuwejtu wykazało znaczące podwyższenie poziomu metali u dzieci z ASD – ołów był dwukrotnie podwyższony, uran – trzykrotnie, a rtęć – piętnastokrotne (35).

Wyniki tych badań należy interpretować jednak z ostrożnością, gdyż poziomy metali w włosach nie są adekwatne do stopnia ekspozycji, a wyjątkowo niskie poziomy metali u dzieci z ASD mogą sugerować, że dzieci te są niezdolne do wydalania metali we włosach.

Poziomy we krwi

Aby wyjaśnić te sprzeczności, przebadano również poziomy metali w krwi. Jedna z analiz (36) opisała wysokie poziomy rtęci w czerwonych krwinkach dzieci z ASD. Poziomy rtęci wahały się od 23-103 ng/ml (średnio 68), podczas gdy u dzieci zdrowych było to 11-34 ng/ml (średnio 20), czyli zaobserwowano trzykrotny wzrost. Inne badania stwierdziły, że poziom ołowiu we krwi był wyższy u dzieci z ASD (16); ujawniono dowody na ekspozycję na ołów, arszenik i kadm (36).

Metale w zębach

Zwiększona ekspozycja na rtęć wynika również z jeszcze niepublikowanych badań ząbków niemowlęcych (37), które stwierdziły trzykrotny wzrost rtęci w próbkach od dzieci z ASD.

Porfiryny

Są to prekursory w syntezie hemu, czerwonego pigmentu hemoglobiny, który przenosi tlen. Metale ciężkie hamują działanie kluczowych enzymów w tej syntezie, co prowadzi do kumulacji prekursorów i wydalania ich z moczem. Osoby poddane działaniu metali ciężkich mają w swoich organizmach więcej porfiryn i wydalają ich nadmiar (38, 39).

Metale mogą być usunięte przez ich absorpcję w trakcie procesu chelatacji z wykorzystaniem konkretnych substancji wiążących metale, czyli związków chelatacyjnych. Jony metali nie mogą wówczas oddziaływać na organizm, a kompleksy chelatacyjne są wydalane z moczem lub kałem.

Kiedy metale ciężkie są usuwane przez chelatację, ilość porfiryn w moczu jest redukowana. Zarówno u szczurów poddanych działaniu rtęci (40), jak i u ludzi poddanych działaniu ołowiu (41), chelatacja doprowadziła do redukcji porfiryn w moczu.

Duże badanie ujawniło, że nadmierny poziom porfiryn w moczu to jedna z cech towarzyszących autyzmowi. W grupie francuskich dzieci średnie poziomy w moczu były 2,6 – krotnie podwyższone u dzieci z autyzmem w porównaniu do grupy kontrolnej (42). Ten wzrost był porównywalny do analogicznego wzrostu dla arszeniku (1,9-krotnie) czy rtęci (3,2-krotnie) (43, 44) i ma istotne znaczenie statystyczne (p<0,001).

Istotna jest obserwacja, że u dzieci z zbliżonym wieku z zespołem Aspergera, nie ujawniono dowodów na ekspozycję na metale ciężkie, podczas gdy takie dowody podwyższonych porfiryn istniały u dzieci z innego rodzaju zaburzeniami autystycznymi.

Niezależnie od tego, nie tylko metale ciężkie prowadzą do wzrostu porfiryn we krwi. Inne toksyny i ksenobiotyki mogą również prowadzić do takiego wzrostu – np. dioksyny (45, 46). Nawet w tych przypadkach, te same badania dowiodły, że leczenie tych dzieci chelatorem DMSA zmniejszyło poziomy porfiryn w moczu (42), co sugeruje, że jednak istnieje związek z metalami ciężkimi. Dodatkowo, prekoproporfiryna to specyficzny wskaźnik zatrucia metalami (43), a nie w zatruciu chemicznym. Poziomy tych cząsteczek są również wyraźnie podwyższone u dzieci z ASD (42).

Pomimo tego, że ustalenie takiego wyraźnego zwiększa poziomu porfiryn w moczu wymaga dalszych badań, podwyższenie prekoproporfiryny wskazuje na zatrucie metalami ciężkimi.

Statystyczna korelacja z zatruciem rtęcią

Holmes i inni ujawnili powiązanie pomiędzy ASD a ekspozycją na rtęć w łonie matki (47). Porównali dzieci z ASD i z grupy kontrolnej narażone na ekspozycję na rtęć poprzez zastrzyki z immunoglobuliny, zawierające rtęć etylowaną.

Jeżeli kobieta u ujemnym Rh nosi dziecko o Rh pozytywnym (co się zdarza w około 10% ciąż), ryzykuje u siebie reakcję układu odpornościowego na „obce” białko we krwi. Podczas ciąży podaje się matce immunoglobulinę, aby zapobiec tej reakcji, co jest skuteczną terapią. Niestety te zastrzyki konserwowane są rtęcią etylowaną. Średnia ilość takich zastrzyków u matek dzieci z ASD wynosiła 0,53 przy 0,09 w grupie kontrolnej (47), co ma ogromne znaczenie statystyczne. Inne badania potwierdziły związek między niekompatybilnością Rh (i podaniem immunoglobuliny) oraz rozwojem ASD (48). Te badania zasugerowały, że czynnikiem ryzyka jest albo niekompatybilność Rh albo podanie matce rtęci etylowanej w zastrzyku.

Inne badania badały związek pomiędzy występowaniem autyzmu w 1184 okręgach szkolnych w Teksasie (dane z Texas Education Authority) a lokalnym środowiskowym wpływem rtęci (dane z US Toxic Release Inventory). Na każde 1000 funtów (1 funt – 0.454 kg) obecnej w środowisku rtęci przypadał 61% wzrost przypadków autyzmu (2). Chociaż autorzy podkreślają, że wyniki tych badań nie mogą przesądzić o istnieniu związku przyczynowym (2), jednak wyniki te są spójne z innymi badaniami świadczącymi o takim powiązaniu.

Uwalnianie się metali podczas chelatacji

Z uwagi na to, że metale ciężkie mają tendencję do odkładania się w tkankach organizmu, w szczególności przy długoterminowej ekspozycji, poziom metalu we krwi nie jest adekwatny do obciążenia nim organizmu. Bardziej wiarygodnym wskaźnikiem są badania kału i moczu podczas terapii chelatacyjnej.

Duże ilości arszeniku wydalane były u dzieci z ASD, którym podano TTFD; zwiększenie poziomu kadmu, niklu i ołowiu w moczu ujawniono u niektórych dzieci, podczas gdy poziomy rtęci były niskie (49).

Inne badania (50) porównywały poziomy metali w moczu u dzieci z ASD i w grupie kontrolnej po terapii DMSA. Wówczas poziomy rtęci były silnie podwyższone w porównaniu z grupą kontrolną (wskaźnik 5,94); u dzieci z ASD ten wzrost był naprawdę istotny (50). Był tylko niewielki wzrost poziomów ołowiu (1,5-razy), ale uwalnianie go u niektórych dzieci było ekstremalnie wysokie (18,2 +/- 43,3 ug na g kreatyniny) w porównaniu do grupy kontrolnej (11,8 +/- 8,6 ug/g).

Holmes i inni oraz Hallaway i Strauts (29), zasugerowali, że usuwanie ciężkich metali za pomocą chelatacji jest powiązane z remisją objawów ASD, co wymaga jeszcze dalszych badań (51).

Podatność na metale ciężkie

Z uwagi na fakt, iż ekspozycja na metale ciężkie jest powszechna, należy postawić sobie pytanie, dlaczego tylko u niektórych jednostek rozwija się autyzm. Zasugerowany, że te dzieci mogą być wyjątkowo podatne i różnią się od innych dzieci w sposobie przetwarzania metali ciężkich. Konkretnie, istnieje możliwość, że dzieci te są niezdolne do transportowania metali, co prowadzi to ich kumulacji w ciele.

Defekt w mobilizacji metali ciężkich: badania Holmesa

Wiele osób zachowuje pierwsze włoski dziecka jako pamiątkę. Pozwala to naukowcom zbadać poziom metali ciężkich – w szczególności rtęci – we wczesnych próbkach dużej ilości dzieci, które potem zostały zdiagnozowane jako autyści, jak również porównać te próbki z próbkami dzieci zdrowych (47). Ujawniono, że poziomy metali były wyjątkowo niskie u dzieci z autyzmem. W próbkach dzieci zdrowych rtęć była na bardzo wysokim poziomie, co powiązano ze spożywaniem przez matkę ryb, jej plombami amalgamatowymi i lekami zawierającymi rtęć. Wartości Hg we włosach były następujące: dzieci zdrowe, średnio = 3,63 ppm (albo ug/g) ; dzieci z później zdiagnozowanym autyzmem, średnio = 0,47 ppm; dzieci z później zdiagnozowanym nisko funkcjonującym autyzmem, średnio = 0,21 ppm. Porównanie pomiędzy autyzmem i nisko funkcjonującym autyzmem jest wyjątkowo uderzające – dzieci najsilniej dotknięte, miały najniższe poziomy (47). Ten wniosek jest zbieżny z wnioskiem z badań na 700 dzieciach narażonych na ekspozycję na rtęć na Seszelach, gdzie chłopcy z wyższym poziomem rtęci we włosach radzili sobie lepiej w testach na inteligencję i zachwoanie (52). Te same wnioski wynikają z badań na Wyspach Dziewiczych, gdzie kolejne etapy rozwoju były osiągane wcześniej przez dzieci, które w wieku 12 miesięcy miały wyższe poziomy rtęci we włosach (53) – w tej samej populacji poziom rtęci we krwi mierzony przy urodzeniu odpowiadał późniejszym problemom rozwojowym (54).

Ostateczne potwierdzenie wynika z badań Hu i innych (55), którzy wykorzystali technikę analizy aktywacji neuronów na tych samych próbkach włosów niemowlęcych, które już były analizowane i doszli do identycznych wniosków. Te wnioski potwierdzili też Adams i inni na innej grupie dzieci z ASD i zdrowych, stwierdzając średnie wartości u dzieci z ASD jako 0,36 ppm (od 1-19 ppm) kontra 0,85 (0,07-3,5) w grupie kontrolnej (56, 57). Jednakże badanie Adamsa jest sprzeczne z danymi Holmesa na dwa sposoby. Niskie wartości u dzieci z ASD są podobne (średnia 0,36 kontra 0,47 ppm); porównywalne poziomy zaobserwowano również u innych dzieci z ASD (n/18), gdzie poziom rtęci we włosach był poniżej 0,25 ppm. Jednakże wartości w grupie kontrolnej (0,85 ppm) u Adamsa były o wiele niższe niż w grupie kontrolnej u Holmesa (3,63 ppm). Różnice w sposobie obliczania wartości średnich mogą częściowo tłumaczyć różnicę, ale należy podejrzewać, że populacja badana przez Holmesa była narażona na większą ekspozycję.

Druga różnica: podczas gdy wszystkie dzieci badane przez Holmesa miały niskie wartości rtęci we włosach (tak jak większość dzieci badanych przez Adamsa), pewna mała część dzieci badanych przez Adamska miały bardzo wysokie poziomy (do 19 ppm). Nie jest to jednak nic dziwnego. Jeżeli zakładamy, że kumulacja metali ciężkich jest powodem zaburzeń rozwojowych, można wyobrazić sobie dwa mechanizmy: ekspozycję na małe ilości rtęci u dzieci z deficytem w jej transporcie albo ekspozycję na duże ilości rtęci u dzieci bez tego deficytu. A priori, należy się spodziewać, że będą dzieci z ASD u których poziom rtęci we włosach będzie znacznie podwyższony. Potwierdziły to inne badania – grupa dzieci w Kuwejcie (średnio 4,2 lata) miały średnio o wiele (p<0.001) wyższą koncentrację ołowiu, rtęci i uranu we włosach (35).

Jest to problem złożony, gdyż niektóre badania dotycząc aktualnych poziomów rtęci u autystów, podczas gdy niektórzy badali włosy niemowlęce. Nie można wykluczyć możliwości, że detoksykacja metali lub ich transport może różnić się u niemowląt i dzieci starszych. Zasugerowano, że wydalanie rtęci jest wyjątkowo niskie w pierwszym roku życia (58). Nawet jeśli tak jest, szeroko prowadzone badania nad włosami niemowlęcymi sugeruje, że niemowlęta, które potem stają się autystyczne, są odmienne w ten sposób, że we wczesnym okresie życia kumulują rtęć. Ten deficyt może rozciągać się na inne metale ciężkie: inne badania stwierdziły zredukowane poziomy kadmu we włosach dzieci autystycznych (18). Jeżeli taka mobilizacja występuje w innych organach, rtęć i inne metale z dużym prawdopodobieństwem kumulują się w pewnej wrażliwej podgrupie dzieci i powodują uszkodzenie mózgu.

Genetyczne predyspozycje do zatrucia metalami ciężkimi

Jest możliwym, o ile nie prawdopodobnym, że wiele dzieci z ASD jest szczególnie wrażliwych gdyż nie mogą wydalać rtęci i być może innych metali. Jest precedens takiej genetycznej predyspozycji do zatrucia metalami ciężkimi. W rodzinie narażonej na ekspozycję na arszenik tylko jedna córka miała opóźnienie umysłowe; okazało się, że brakuje u niej enzymu MTHFR, niezbędnego dla właściwego transportu metalami.

Ustalono, że mutacja genetyczna (kiedy aminokwas cysteina, C, który zajmuje pozycję 667 w proteinie MTHFR zastąpiony jest przez treoninę, T ), znana jako allela C667T, jest dość powszechna w społeczeństwie. Co ważne, zmutowany enzym jest niestabilny i tylko częściowo aktywny (60), i może uwrażliwiać organizm na wpływ metali ciężkich. Badania wykazały, że około 12% populacji Ameryki Północnej ma dwie kopie (czyli są homozygotyczni) takiego mało aktywnego genu C667T (61) i te osoby mogą być wyjątkowo wrażliwe. Niektóre inne polimorfizmy również mają wpływ na aktywność tego enzymu (62).

Związek pomiędzy MTHFR i rozwojem autyzmu jest mocno udowodniony. U dzieci z opóźnieniem rozwojowym spowodowanym przez przyjmowanie przez matki leków antydrgawkowych, C667T jest dużo bardziej powszechna, ale nie u dzieci tylko u matek (63). Sugeruje to, że normalna aktywna wersja (C677) u matki chroni dziecko przeciwko uszkodzeniami spowodowanymi lekami.

U osób z ASD wystąpiły istotne zmiany w allelach MTHFR (64): 48% osób z grupy kontrolnej miało dwie kopie normalnej wersji C677, ale stwierdzono je tylko u 21% dzieci z autyzmem. Z drugiej strony homozygotyczność zmutowanej alleli T677 ujawniono u 23% dzieci z autyzmem, a tylko u 11% dzieci zdrowych. Są to dane o istotnym znaczeniu statystycznym (64) – można wysnuć wniosek, że homozygotyczność mutacji C677T podwaja ryzyko rozwoju ASD.

Inne geny również mają swoje znaczenie. Na przykład metalotioneina (MT) jest uważana za najistotniejszą proteinę wiążącą i mobilizującą metale ciężkie i mutacje dotyczące MT mogą powodować u wrażliwych jednostek podatność na wpływ metali ciężkich. Pomimo jednak istnienia takich pojedynczych przypadków (65), konkretny związek między allelami MT a ASD nie został potwierdzony.

Inne geny i allele związane z metalami są również skrzywione u pacjentów z ASD, w tym czynnik regulacji transkrypcji (MTF-1) i transporter jonów metali (ferroportin, SLC11A3) (66). Warto również stwierdzić, że zarówno jak w przypadku MTHFR, żaden locus nie jest umiejscowiony w chromosomie X, więc nie może tłumaczyć zwiększonego odsetka ASD u mężczyzn.

Ostatnie badania sugerują, że różne allele genu kodującego enzym syntezy hemu (oksydaza koproporfirynogenowa) określają wydalanie porfiryn przy narażeniu na działanie rtęci i mogą określać podatność na toksyczne efekty tego metalu (67). Badania nad autyzmem i ASD nie zostały jeszcze wykonane.

Ogólnie rzecz ujmując, istnieją dowody toksykologiczne i genetyczne, które sugerują że dzieci z ASD różnią się genetycznie (jednak w społeczeństwie obecne są różne allele MTHFR i można by podejrzewać, że bez ekspozycji na metale ciężkie, posiadanie takiej czy innej alleli nie powoduje konsekwencji). Ale pomimo skupienia się na MTHFR, nie wiadomo do końca czy różne warianty alleli mają wpływ na deficyty wydalania metali z włosem opisane przez Holmesa (47).

 Następna część jest próbą odpowiedzi na pytanie, czy metale ciężkie, które kumulują się w wysokich ilościach u dzieci z ASD, powodują zaburzenia pracy mózgu i zachowania charakterystyczne dla spektrum autyzmu. Zakładając, że istnieją dowody na ekspozycję i podatność genetyczną, stajemy przed następnym pytaniem – czy rozsądnym jest wniosek, że metale ciężkie powodują uszkodzenie mózgu i zmiany behawioralne zaobserwowane u dzieci z ASD? Chociaż poprzednie rozważania skupiły się na rtęci, aby odpowiedzieć na to pytanie, w pierwszej kolejności omówimy inny metal – cynę – gdyż istnieją liczne dane odnośnie neurotoksyczności tego metalu.

Toksyczność metali ciężkich: paradygmat trimetylocyny (TMT)

Ekspozycja na pochodne organocyny powoduje selektywne uszkodzenia tych samych obszarów mózgu, które u autystów nie odpowiadają normie – w szczególności hipokamp i jądro zębate. Dowody na to przytoczone są poniżej, najpierw w aspekcie lokalizacji uszkodzeń, a potem w aspekcie powodowanych przez te uszkodzenia zmian w zachowaniu.

U szczurów, takie uszkodzenia są obecne w licznych obszarach mózgu, w tym w ciele migdałowatym i (68, 69) ale hipokamp jest najbardziej na te uszkodzenia wrażliwy, w szczególności jądro zębate (68-77). Ten sam profil obserwowany jest u myszy (71, 78, 79). Ekspozycji towarzyszy nadprodukcja kilku prozapalnych cytokin – IL-1α, IL-1β, TNF α i IL-γ (79, 80), wszystkie odpowiedzialne za uszkodzenia. Chociaż dawki podawane tym zwierzętom były wysokie, takie badania zwykle stwierdzają, że jednorazowe podanie skutkuje katastrofalną szkodą w konkretnych obszarach mózgu. Bardziej rozstrzelone uszkodzenia (jak w ASD) mogą być skutkiem długoterminowej ekspozycji na niskie dawki u jednostek z deficytem wydalania rtęci.

Dokładnie ten sam wzór uszkodzenia mózgu występuje u naczelnych narażonych na kontakt z TMT. Jednorazowa ekspozycja u małp (3 mg/kg w zastrzyku) skutkowała dwustronną utratą neuronów w hipokampie i ciele migdałowatym i uszkodzeniem kory mózgowej i pnia mózgu (81). Ale przewlekła ekspozycja na TMT (0.75 mg/kg chlorku TMT przez 24 tygodnie), zmiany w mózgu małp objęły głównie hipokamp i jądro zębate.

U mężczyzn nagłą ekspozycja na dawkę śmiertelną TMT spowodowała intensywne zniszczenie neuronów w jądrze zębatym w hipokampie oraz dalsze uszkodzenia w obszarach około hipokampu, korze mózgowej i móżdżku (83-85). W ten sposób, TMT powoduje selektywne niszczenie tych samych obszarów mózgu, które są uszkodzone w autyzmie i ASD.

Z analizy organocyn wynika, że toksyczność zależy od formuły chemicznej: tributylocyna (TBT) powoduje obrzęk filamentów neuronalnych (aksonów) u szczurów, podczas gdy trimetylocyna (TMT) powoduje dwustronne zmiany w hipokampie, ciele migdałowatym i korze mózgowej (68). Trzecia cząsteczka, trietylocyna powoduje obrzęk mózgu i rdzenia kręgowego (87).

W wyprodukowanych w laboratoriach komórkach poddanych działaniu TBT (i trietylocyny) zaobserwowano śmierć komórkową przy podobnych koncentracjach tych chemicznych substancji. Wrażliwość na TMT była zróżnicowana – niektóre komórki były odporne na TMT, a niektóre bardzo wrażliwe (88). Ta podatność specyficznych tkanek jest omówiona później w tym rozdziale.

Behawioralne konsekwencje ekspozycji na TMT

U szczurów, toksyczność ekspozycji na TMT (zarówno natychmiastowej jak i przewlekłej) powoduje spektrum zmian behawioralnych, w tym nadaktywność, podatność na drgawki, upośledzone uczenie się, ale także wyraźne skutki negatywne w zakresie wzroku, słuchu i zmianę poziomu bólu. Podobne spektrum skutków zaobserwowano u myszy (89. 90). Jeden z artykułów zawiera informację, że TBT (a nie TMT) podane nowonarodzonym szczurom przez wstrzyknięcie spowodował nadaktywność w wieku 4-5 lat i tak jak przy zmianach w hipokampie (91) podobnych jak przy ASD, nadaktywność zależała od stopnia oświetlenia i była bardziej intensywna w ciemności (92).

Szeroko opisano behawioralne aspekty zatrucia organocyną (87, 93-96). Te deficyty podobne są do ASD. Swartzwelder i inni (97), pracując ze szczurami zaobserwowali, ze „trimetylocyna spowodowała zaburzenia podobne do autyzmu, w tym nadaktywność, natręctwa, agresję i upośledzenie funkcji pamięci i rozwiązywania problemów.” Pomimo, iż są to objawy podobne do ASD, nie jest być może zasadnym łatwe przekładanie wyników tego eksperymentu z gryzoni na ludzi.

Nieliczne badania behawioralne na naczelnych poddanych ekspozycji TMT wykazały, że uszkodzone obszary mózgu są identyczne do tych, które uszkodzone zostały u gryzoni. U małp ekspozycja na TMT spowodowała podekscytowanie (81).

U dorosłych objawy nagłego zatrucia TMT obejmowały ból głowy, upośledzenie słuchu, dezorientację, zaburzenia snu, depresję i agresję (83), a u jednego pacjenta doniesiono o trwałych deficytach pamięci (113). Opisano biochemiczny i behawioralny mechanizm ekspozycji na TNT (85). Chociaż na wiele sposobów ekspozycja na TMT przypomina ASD, nie ma danych dotyczących efektów ekspozycji TMT na dzieci. Są jednak powody, by przypuszczać, że toksyczne efekty TMT na organizmach małych dzieci mogą być bardziej intensywne i długotrwałe niż u dorosłych.

Podatność rozwojowa

Szczury są wyjątkowo podatne na efekty działania TMT w okresie okołoporodowym, zmiany strukturalne i behawioralne trwają do wieku dorosłego. Podczas ekspozycji w okresie przedporodowym, zmiany ograniczone zostały do hipokampu (CA3) i zakrętu zębatego (73, 74) podczas gdy TMT podane po narodzinach spowodowało zmniejszenie się wagi mózgu niezależnie od wieku szczura, przy czym waga hipokampu była najbardziej zredukowana (73). TMT powodowało obniżenie aktywności we wczesnym rozwoju, co potem przekształcało się w nadaktywność, te deficyty i nadaktywność były trwałe aż do wieku dorosłego (73).

Ekspozycja w populacji: nadmiary i deficyty

Paradygmat TMT pokazuje, że metale ciężkie mogą być przyczyną uszkodzenia tych obszarów mózgu, które są uszkodzone przy ASD, nawet pomimo tego, że w wyżej podanych danych dawki były raczej wysokie.

Uwzględniając to należy spojrzeć szerzej na różne metale ciężkie i ich pochodne, aby zbadać czy którykolwiek z nich może odpowiadać za aktualny wzrost przypadków autyzmu. Różne metale ciężkie (w tym ołów, cyna, rtęć i aluminium) i ich pochodne zostaną krótko omówione pod kątem występowania w środowisku i zdolności do wywoływania uszkodzenia mózgu.

Ołów (Pb)

W przeszłości ekspozycja na ołów była powszechna, przez kanalizację, farby, dodatki do paliw. Dzisiaj największa ilość ołowiu przyjmowana jest z pożywieniem – poziomy ołowiu u ryb wynosi do 0.67 ug/g (=ppm), jak doniesiono w Missouri (114), jest to koncentracja toksyczna. Poziom ołowiu jest podniesiony u dzieci z ASD (36). Klasycznym celem toksycznego ołowiu jest synteza komórek krwi w tkankach kości, nerek i mózgu (27). Ołów jest neurotoksyną: u szczurów spowodowany przez ołów deficyty behawioralne były przypisane uszkodzeniu hipokampu (115, 116), chociaż u królików w pierwszej kolejności uszkodzony został móżdżek (117). Dokładnie tak jak przy TMT hipokamp jest wyjątkowo wrażliwy na ołów (118). Ekspozycja na ołów u szczurów w okresie rozwojowym związane jest z nadaktywnością, ograniczeniem zachowania celowego i upośledzeniem uczenia się i pamięci, w późniejszym okresie życia rozwijała się nerwica (119). Jedną z cech charakterystycznych uszkodzenia hipokampu jest upośledzenie reakcji na zmieniające się reguły – dzieci po ekspozycji na niskie dawki ołowiu mają tendencję do natrętnego podawania negatywnych odpowiedzi w testach (120) i to upośledzenie koreluje z poziomem ołowiu we krwi. Toksyczność spowodowana przez ołów powoduje również bóle brzucha z biegunką albo zatwardzeniem (27), co jest bardzo częste przy ASD.

Niedawno opisano dwa przypadki dzieci z zachowaniami autystycznymi, które były zatrucie ołowiem. Obaj chłopcy utracili wcześniej nabyte umiejętności, w zakresie mowy i komunikacji i spełniali kryteria DSM-IV dla zaburzeń autystycznych (28).

Cyna (Sn)

Zdolność pochodnych cyny do wywoływania uszkodzenia hipokampu była wcześniej omówiona. Tak jak rtęć, cyna jest głównym składnikiem (12-16%) plomb amalgamatowych. Znajduje się ona też w niektórych produktach higieny dentystycznej, w tym w pastach do zębów, używana jest też w procesie fluoryzacji wody (121). Organocyny są też używane jako stabilizatory PVC, w piance i gumie oraz jako biocydy (122). Tributylocyna (TBT) jest najbardziej powszechną organocyną, ale w biosferze przetwarzana jest na TMT. TBT była używana w farbach do 2003 r., kiedy to zabroniono jej wykorzystywania (123). Jednakże TBT ma nadal zastosowanie w wielu miejscach, tak jak trifenylocyna.

Poziomy organocyny w środowisku wciąż wzrastają. Organocyna w tuńczykach występuje w stężeniu 20 ng/g (jak wynika z literatury (123)) ale poziomy fenylocyny były dużo wyższe (do 1,7 ug/g) (124). Niestety nie ma jeszcze danych na temat poziomu cyny u osób z ASD.

Rtęć (Hg)

Ekspozycja środowiskowa na rtęć jest teraz dość powszechna. Najpowszechniejszym źródłem są ryby: wykorzystywana w przemyśle rtęć trafia do wody i kumuluje się w morskich stworzeniach, gdzie jest przekształcana w rtęć metylowaną (125); na ten temat powstała bogata literatura, ale dla zilustrowania problemu, całkowite poziomy rtęci, głównie metylowanej w rybach z Necka wynosiły do 0,8 ug/g (126); maksymalne poziomy 0,8 ug/g zaobserwowano u ryb z Tennessee (127); podczas gdy średnie poziomy u ryb słodkowodnych w Szwecji wynosiły 0,7 ug/g (128). Te poziomy pochodzą z próbek ryb z całego świata ze średnią (dotyczy ryb oceanicznych) wynoszącą 1,2 ug/g, porównywalną do średniej zawartości ołowiu i cyny. U niektórych ryb zawartość rtęci była do 10 razy wyższa.

Rtęć pochodząca z plomb amalgamatowych (około 50% rtęci) to kolejne źródło ekspozycji, ale w badaniach Holmes i innych (47) spożycie ryb nie było podstawową zmienną wpływającą na poziom rtęci we włosach niemowląt w grupie kontrolnej, ale były to amalgamaty i leki zawierające środki konserwujące na bazie rtęci (immunoglobuliny, szczepionki), które odgrywały większą rolę. Gdy studiowano rozwijanie się autyzmu najważniejszym czynnikiem w statystycznym ujęciu była Rho immunoglobulina, co sugeruje że ryzyko autyzmu u potomstwa jest wyższe po wstrzyknięciu rtęci etylowanej niż od plomb amalgamatowych matki.

U dorosłych ludzi poziom rtęci we krwi jest skorelowany z konsumpcją ryb: poziomy rtęci zmniejszają się u osób unikających ryb (p<0.0001). (12). Istotność roli rtęci ze szczepionek w etiologii autyzmu jest dyskusyjna; jedno z badań wykazało takie połączenie (130), podczas gdy inne – nie (131, 132). Jednakże szczepionki i rtęć z immunoglobulin kumulują się z innymi ekspozycjami i co najważniejsze, sposób podania (zastrzyk) i czas podania (podczas okresu noworodkowego i niemowlęcego) powoduje, że szczepienia są ogromnym ryzykiem zaburzeń neurorozwojowych.

Rtęć tak jak ołów i cyna jest neurotoksyną. Zbieżności pomiędzy zatruciem rtęcią a ASD zostały szeroko omówione (30). Ekspozycja w okresie życia płodowego na dietę matki bogatą w ryby powoduje upośledzenie funkcji mózgu u dzieci jeszcze w wieku 7 lat (133) i 14 lat (134). Kliniczne objawy zatrucia rtęcią u dzieci to nadmierna nieśmiałość, nietolerancja, drażliwość i „trudne zachowania” (27). Rozwijający się mózg jest dużo bardziej wrażliwy na efekty toksyczne – w Iraku w latach 1971-72 dzieci urodzone z matek, które jadły chleb zanieczyszczony rtęcią, wykazywały poważne neurologiczne objawy, dużo poważniejsze niż objawy zatrucia u matek (135).

Chociaż można podejrzewać, że rtęć jest główny winowajcą przy ASD, objawy neurologiczne ASD nieco się różnią od objawów zatrucia rtęcią. W zatruciu rtęcią metylowaną częste jest drżenie ciała i upośledzenie ruchu (136), uszkodzenie nerek (137) – a te objawy nie są typowo rozpoznawane przy ASD. Symptomy właściwe dla ASD nie były jak dotąd obserwowane w przypadkach zatrucia rtęcią w Minamata w Japonii w latach 50. i w Iraku w latach 1971-1972 albo w rejonach, gdzie podejrzewa się ekspozycję na rtęć w pożywieniu. Tylko nieliczne przypadki nagłego zatrucia rtęcią objawiają się regresem rozwojowym i zachowaniami autystycznymi (138).

W zasadzie fizyczne objawy zatrucia rtęcią metylowaną różnią się od ASD. Ekspozycja na rtęć powoduje uszkodzenie mózgu u ludzi w różnych obszarach mózgu, niekoniecznie w płacie czołowym albo układzie limbicznym (139, 140); podobne rezultaty ujawniono u dorosłych szczurów poddanych działaniu rtęci metylowanej (141, 142) i u młodych szczurów poddanych działaniu rtęci podczas okresu okołoporodowego i laktacji (142). Jednakże istotny jest też chemiczny typ i sposób podania substancji.

Cicmanec (143) omówił ekspozycję ludzi na pochodne rtęci w Iraku, na Seszelach, Wyspach Owczych i w Peru. Zauważył, że wszystkie cztery badania dotyczyły ekspozycji na rtęć w zakresie 0-40 ppm we włosach matek, ale tylko w badaniach irackich przy dawce tego rozmiaru dochodziło do efektów neurologicznych. Jednak w pozostałych trzech badaniach ekspozycja miała miejsce przez spożycie ryb, podczas gdy w Iraku – zanieczyszczonych ziaren. Ponieważ u organizmów morskich dochodzi do intensywnej konwersji metabolicznej (co jest mniej prawdopodobne w ziarnach zbóż), nie da się tych badań porównać.

Jony rtęci versus organortęć: zróżnicowana toksykologia

TMT i TBT mają różne profile toksykologiczne, zarówno u zwierząt jak i w komórkach, i wyłącznie TMT powoduje uszkodzenia układu limbicznego podobne jak przy ASD. Jony rtęci, rtęć metylowana i rtęć etylowana prezentują również różne profile toksykologiczne (144).

Tylko niektóre badania nad mózgiem i zachowaniem po zatruciu rtęcią etylowaną, głównie w pracach Magos i innych (145), którzy badali wyłącznie koordynację lokomotoryczną u szczurów (co nie jest zależne od funkcji limbicznych). Stałe efekty behawioralne związane z uszkodzeniem hipokampu zaobserwowano u młodych szczurów, którym podano chlorek rtęci etylowanej (146). W niedawnych badaniach (147) dotyczących rtęci etylowanej u ludzi nie adresowano jednak kwestii neurotoksyczności, a inne (148) dotyczyły tylko zmian w móżdżku.

Różne pochodne rozkładają się w różnym tempie. W badaniach nad młodymi małp, które poddano działaniu rtęci metylowanej oraz etylowanej ustalono, że okres półrozpadu obydwu tych pochodnych znacznie się różnił. O wiele większa część rtęci etylowanej (do 7 x więcej) odłożyło się w mózgu, w porównaniu do rtęci metylowanej (149). Poza mózgiem, obydwa rodzaje rtęci prowokowały reakcje autoimmunologiczne u małp; jednak i tutaj obydwa rodzaje rtęci znacznie się różniły (150, 151).

Sposób podania też jest ważny. Hornig i inni (152) stwierdzili, że podanie rtęci etylowanej przez wstrzyknięcie spowodowało uszkodzenia hipokampu u myszy, ze zwiększeniem ilości i zagęszczenia neuronów w obszarze CA1, zaburzeniach w zakręcie zębatym i generalnego powiększenia struktur hipokampu. Ekspozycja została też powiązana ze zmniejszoną aktywnością otwartego pola, parametrem zależnym od funkcji hipokampu. Te efekty toksyczne były zaobserwowane w jednej grupie myszy (SJL), dwie kolejne (C57Bi/6j i BALB/cJ) nie zostały znacznie dotknięte (152), co wskazuje na nieznany czynnik podatności genetycznej.

Inne metale

Aluminium (tak jak TMT) powoduje selektywną degenerację hipokampu, ale głównie w obszarze ZA1 (153). Dawki szczepionek zawierają ilości aluminium (zwykle wodorotlenek glinu 0,25-0,85 mg/dawkę) (154) poniżej ilości zdolnej do spowodowania zaburzeń behawioralnych u szczurów (1 mg/g przez pożywienie (155) albo 10 mg/kg przy zastrzyku (156), chociaż ekspozycja z innych źródeł jest też prawdopodobna.

Zakładając, że ołów, cyna i rtęć (w różnych formułach chemicznych) mogą spowodować specyficzne uszkodzenia układu limbicznego i zmiany behawioralne charakterystyczne dla ASD, można podejrzewać, że zdolne są do tego i inne metale ciężkie. Oprócz rtęci i ołowiu, u dzieci z ASD obserwuje się podwyższone poziomy arszeniku i aluminium (36). Arszenik to szczególnego rodzaju metal, bo średnia koncentracja arszeniku w rybach w Wielkiej Brytanii wynosiła aż 4.4 ug/g (157), czyli byłą wyższa niż ołów i rtęć. Nie da się wykluczyć szczególnej roli tych i innych metali ciężkich, takich jak antymon, kadm, chrom, kobalt, molibden, nikiel, tal i uran; konieczna jest dalsza ocena ryzyka.

Problem w definiowaniu czynników środowiskowych jest taki, że dziecko poddane ekspozycji na ołów (przykładowo) jest niemal na pewno poddane również ekspozycji na inne metale ciężkie pochodzące z przemysłu, w szczególności przetworzonego pożywienia. Specyficzna kombinacja metali ciężkich może stanowić większy czynnik ryzyka niż poszczególne metale. W zasadzie w wielu przypadkach stwierdzono, że kombinacja ekspozycji spowodowała większe szkody niż poszczególne ekspozycje.

Deficyty związane z działaniem metali ciężkich: cynk, miedź, żelazo, selen

Są dwa powody, aby przypuszczać, że braki w pewnych minerałach – a nie ich nadmiar – mogą powodować uszkodzenie mózgu. Po pierwsze, niektóre metale takie jak np. selen chronią przed toksycznością metali ciężkich, ten brak może zwiększać próg wrażliwości. Po drugie, praca mózgu zależy od podaży takich minerałów jak żelazo, miedź i cynk – a podaż tych minerałów jest zniekształcona przez metale toksyczne, które mają wpływ na wchłanianie minerałów przez mózg.

U gryzoni deficyt cynku w okresie ciąży powoduje długotrwające deficyty behawioralne u ich młodych. Specyficzne zaburzenia wskazywały w szczególności na uszkodzenie hipokampu (158). Istnieją dowody anegdotyczne na zaburzony stosunek miedzi do cynku u osób z ASD (65). Zaburzenia w podaży miedzi w okresie laktacji powodowały deficyty strukturalne w hipokampach gryzoni (159). U dzieci z ASD stwierdzono niskie poziomy żelaza (160) a deficyty żelaza u zwierząt wskazywały na uszkodzenie układu limbicznego spowodowane przez inne czynniki (161).

Niedobór żelaza może również mieć wpływ na odkładanie się metali ciężkich. Zarówno u zwierząt, jak i u ludzi ujawniono wysokie poziomy ołowiu jednocześnie z niskimi poziomami żelaza. Liczne badania wykazały silny związek między niedoborem żelaza a zwiększonym poziomem ołowiu we krwi (162). Niedobór żelaza może też odpowiadać niedoborowi wapnia, a niedobór wapnia może zwiększać ryzyko odkładania się metali ciężkich.

Niedobór selenu to też istotny czynnik; brak tego minerału stwierdzono u 1/3 dzieci z ASD (36). Ten minerał jest w niedoborze w diecie niektórych populacji, głównie w Europie (163). Funkcje mózgu zależą bezpośrednio od podaży selenu (164). Gra on rolę podwójną – po pierwsze jest kluczowym składnikiem enzymów, które zapobiegają stresowi oksydacyjnemu w mózgu, po drugie, jest wymagany dla wielu procesów detoksykacji metali ciężkich.

Selen jest unikatowym minerałem, bo jest włączany bezpośrednio do białek. W zasadzie aminokwas selenocysteina – kompleks selenu z zawierającym siarkę aminokwasem cysteiną – jest wyjątkowym dodatkiem do kodu genetycznego. Trójki nukleotydów w cząsteczce DNA (kodony) regulują te włączanie selenocysteiny do nowych białek, doprowadzając do utworzenia się selenoprotein. Selen jest kluczowy dla rozwoju i metabolizmu.

Organizm ludzki wytwarza około 25 selenoprotein (165). Najważniejsze to peroksydaza glutationowa (GPX1-4), która zapobiega stresowi oksydacyjnemu (166) i regeneruje grupy tiulowe w komórkach, konieczne dla mobilizowania metali. Inne białko, selenoproteina P, to transporter (167), który łączy i mobilizuje metale ciężkie takie jak rtęć i kadm (168). Zaburzenia behawioralne zaobserwowano u myszy z defektem genetycznym z zakresu selenoproteiny P (169).

Niedobór selenu może być wyjątkowo ważny w określaniu efektów ekspozycji na metale ciężkie, gdyż selen chroni przed zatruciem rtęcią. W komórkach wyhodowanych w laboratorium suplementacja selenem zapobiega zatruciu rtęcią (170, 171), podobny efekt ma miejsce u zwierząt (172). Niedobór selenu zwiększa też rozmiar uszkodzenia neurologicznego powodowanego przez rtęć metylowaną (173). Dzieje się tak z powodu braku aktywności peroksydazy glutationowej (zależnej od selenu), gdyż zatrucie rtęcią może zostać przeciwstawione suplementacji glutationem (174).

U dzieci z ASD poziomy peroksydazu glutationowej w osoczu i krwinkach czerwonych były znacznie zmniejszone w porównaniu do grupy kontrolnej (175). Jest to istotne, bo niedobór tego enzymu u małych dzieci wiąże się z napadami i powracającymi infekcjami, które można zahamować w niektórych przypadkach suplementacją selenem (176, 177). Myszy pozbawione selenoemzymów GPX-1 i GPX-2 miały stan zapalny jelit powiązany ze zmianami we florze jelitowej (178, 179), podobne do zaburzeń spotykanych u dzieci z ASD. Choć nie jest to jeszcze potwierdzone, specyficzne deficyty jodu, litu, fosforu i potasu mogą również mieć związek z ASD (180).

Sugeruje się, że kombinacja ekspozycji powoduje uszkodzenie układu limbicznego, a metale ciężkie i inne patogeny oddziaływają wspólnie z niedoborami w odżywianiu.

Metale ciężkie i inne obciążenia : toksyczny koktajl

Analiza danych sugeruje, że nowe przypadki ASD są powiązane z, a być może nawet wynikają z ekspozycji na metale ciężkie. Wiele dzieci z ASD wydaje się mieć genetyczne deficyty w mobilizacji rtęci, co może być podłożem zwiększonego obciążenia organizmu rtęcią i ołowiem. Metale ciężkie celują w te same obszary mózgu, które są dysfunkcyjne przy ASD: trimetylocyna (TMT) stanowi ciekawy paradygmat dla specyficznego typu uszkodzeń toksycznych powodowanych przez metale i ich pochodne. Można jednak zasadnie zakładać, że metale ciężkie są głównym winowajcą nowej fali przypadków ASD.

Wydaje się nieprawdopodobnym, że odpowiedzialnym jest jeden metal. Pożywienie pochodzące z morza jest źródłem metali ciężkich – ołów, cyna i rtęć osiągają aktualnie koncentracje to 1 ug/g – czyli dawka ogólna wynosi 3 ug/g. Z uwagi na fakt, że różne metale ciężkie wpływają na biochemiczne ścieżki na różne sposoby, mogą łącznie wywoływać dużo większe uszkodzenia.

Wstępne wyliczenia świadczą o znacznej toksyczności. Toksykologia organometali in vivo pozostaje niezbadana i zależy od podaży, zdolności detoksykacyjnych i procesów eksportu metali dziejących się równocześnie, zaobserwowano zniszczenie komórek w modelowych systemach przy koncentracjach 0.1 uM. Jeżeli jednostka nie ma zdolności do eksportu metali toksycznych, 100 g zanieczyszczonego pożywienia (np. 0.3 organometali w rybach) spożywane co tydzień przez 10 tygodni (łącznie 3 mg organometali) przez dziecko o wadze 20 kg zapewnia dawkę przekraczającą prób bezpieczeństwa i zbliża się do 1 uM – dawki toksycznej, oddziałującej na układ limbiczny.

Niezależnie od tego, nie tylko metale ciężkie uszkadzają układ limbiczny. Polichlorowane bifenyle powodują toksyczność w ten sam sposób, jak metale ciężkie i współdziałając z tymi metalami przy dokonywaniu uszkodzeń (290). Wiadomo, że kombinacja toksyn może spowodować większe uszkodzenie nawet, gdy każda poszczególna toksyna jest na „bezpiecznym” poziomie (291). Okaże się, czy wyłącznie metale ciężkie spowodowały nową falę ASD, czy też równoczesna ekspozycja na inne chemikalia (albo czynniki zakaźne) przeważyły szalę w stronę ASD.

Generalnie istnieją dowody na poparcie tezy Rottera (292), że potrzebny jest „dwuuderzeniowy” mechanizm (kombinacja podatności genetycznej i dodatkowy czynnik ryzyka) aby zaburzenia u danej jednostki stały się dużo poważniejsze. Dzieci z ASD różnią się od rówieśników w sposobie wydalania rtęci; ekspozycja na metale ciężkie i ich kumulacja mogą wyjaśnić zarówno uszkodzenia mózgu zaobserwowane u dzieci z ASD i wzrost liczby przypadków. Nie można jednak jeszcze bez żadnych wątpliwości stwierdzić, czy ekspozycja na metale ciężkie we wczesnym dzieciństwie wystarcza jako jedyny czynnik wywołujący ASD u osoby z predyspozycjami genetycznymi. Można podejrzewać, że ASD rozwija się bardzo rzadko bez obciążenia toksynami, w tym metalami ciężkimi.

Bibliografia:

  1. Deb, S. and Prasad, K.B. (1994) “The prevalence ofautistic disorder among children with a learning dis-ability.” Br.J. Psychiatry 165, 395—399.
  2. Palmer, R.F., Blanchard, S., Stein, Z., Mandell, D. and Miller, C. (2006) “Environmental mercury release, special education rates, and autism disorder: an ecological study of Texas.” Health & Place 12, 203—209.
  3. Gillberg, C. (1980) “Maternal age and infantile autism.” J. Autism Dev. Disord. 10, 293—297.
  4. Hultman, C.M., Sparen, P. and Cnattingius, S. (2002) “Perinatal risk factors for infantile autism.” Epidemi-ology 13, 417—423.
  5. Stromland, K., Nordin, V., Miller, M., Akerstrom, B. and Gillberg, C. (1994) “Autism in thalidomide embryopathy: a population study.” Dev. Med. Child Neurol. 36, 351—356.
  6. Nanson, J.L. (1992) “Autism in fetal alcohol syndrome: a report of six cases.” Alcohol Clin. Exp. Res. 16, 558 —565.
  7. Harris, S.R., MacKay, L.L. and Osborn, J.A. (1995) “Autistic behaviors in offspring ofmothers abusing alcohol and other drugs: a series of case reports.” Alcohol Clin. Exp. Res. 19, 660—665.
  8. Fombonne, E. (2002) “Is exposure to alcohol during pregnancy a risk factor for autism?”J. Autism Dev.Disord. 32, 243.
  9. Davis, E., Fennoy, I., Laraque, D., Kanem, N., Brown, G. and Mitchell, J. (1992) “Autism and developmen-tal abnormalities in children with perinatal cocaine exposure.” J. Natl. Med. Assoc. 84, 315—319.
  10. Moore, S.J., Turnpenny, P., Quinn, A., Glover, S., Lloyd, D.J., Montgomery, T. etal. (2000) “A clinical study of 57 children with fetal anticonvulsant syndromes.”J. Med. Genet. 37, 489—497.
  11. Schneider, T. and Przewlocki, R. (2005) “Behavioral alterations in rats prenatally exposed to valproic acid: animal model of autism.” Neuropsychopharmacology 30, 80—89.
  12. Hightower, J.M. and Moore, D. (2003) “Mercury levels in high-end consumers of fish.” Environ. Health Perspect. 111, 604-608.
  13. Carlsen, E., Giwercman, A., Keiding N. andSkakkebaek, N.E. (1992) “Evidence for decreasingquality of semen during past 50 years.” Brit. Med.J. 305, 609-613.
  14. Swan, S.H., Elkin, E.P. and Fenster, L. (2000) “The question of declining sperm density revisited: an analysis of 101 studies published 1934-1996.” Environ. Health Perspect. 108, 961-966.
  15. Telisman, S., Cvitkovic, P., Jurasovic, J., Pizent, A., Gavella, M. and Rocic, B. (2000) “Semen quality and reproductive endocrine function in relation to biomarkers of lead, cadmium, zinc, and copper in men.” Environ. Health Perspect. 108, 45-53.
  16. Cohen, D.J., Johnson, W.T. and Caparulo, B.K. (1976) “Pica and elevated blood lead level in autistic and atypical children.” Am.J. Dis. Child. 130, 47-48.
  17. Cohen, D.J., Paul, R., Anderson, G.M. and Harcherik, D.F. (1982) “Blood lead in autistic children.” Lancet 2, 94-95.
  18. Shearer, T.R., Larson, K., Neuschwander, J. and Gedney, B. (1982) “Minerals in the hair and nutrient intake of autistic children.” J. Autism Dev. Disord. 12, 25-34.
  19. Bithoney, W.G. (1986) “Elevated lead levels in children with nonorganic failure to thrive.” Pediatrics 78,891 -895.
  20. Accardo, P., Whitman, B., Caul, J. and Rolfe, U. (1988) “Autism and plumbism. A possible association.” Clin. Pediatr. (Phila.) 27, 41-44.
  21. Shannon, M.W. and Graef, J.W. (1992) “Lead intoxication in infancy.” Pediatrics 89, 87-90.
  22. Shannon, M. and Graef, J.W. (1996) “Lead intoxication in children with pervasive developmental disor-ders.”J Toxicol. Clin. Toxicol. 34, 177-181.
  23. Eppright, T.D., Sanfacon, J.A. and Horwitz, E.A. (1996) “Attention deficit hyperactivity disorder, infantile autism, and elevated blood-lead: a possible relationship.” MissouriMed. 93, 136-138.
  24. Kumar, A., Dey, P.K., Singla, P.N., Ambasht, R.S. and Upadhyay, S.K. (1998) “Blood lead levels inchildren with neurological disorders.”J. Trop. Pediatr. 44, 320-322.
  25. Coltman, C.A., Jr. (1969) “Pagophagia and iron lack.” J. Am. Med. Assoc. 207, 513-516.
  26. Denton, D. (1982) The Hunger for Salt. Berlin: Springer.
  27. Baldwin, D.R. and Marshall, W.J. (1999) “Heavy metal poisoning and its laboratory investigation.” Ann. Clin. Biochem. 36 (Pt 3), 267-300.
  28. Lidsky, T.I. and Schneider, J.S. (2005) “Autism and autistic symptoms associated with childhoodlead poi-soning.”J. Appl. Res. 5, 80-87.
  29. Hallaway, N. andStrauts, Z. (1995) TurningLeadinto Gold:HowHeavyMetalPoisoningCanAffectYour Child and How to Prevent and Treat It. Vancouver: New Start.
  30. Bernard, S., Enayati, A., Redwood, L., Roger, H. and Binstock, T. (2001) “Autism: a novel form ofmercury poisoning.” Med. Hypotheses 56, 462-471.
  31. Farris, F.F., Dedrick, R.L., Allen, P.V. and Smith, J.C. (1993) “Physiological model for the pharmaco-kinetics of methyl mercury in the growing rat.” Toxicol. Appl. Pharmacol. 119, 74-90.
  32. Suzuki, T., Hongo, T., Yoshinaga, J., Imai, H., Nakazawa, M., Matsuo, N. et al. (1993) “The hair-organ relationship in mercury concentration in contemporary Japanese.” Arch. Environ. Health 48, 221 -229.
  33. Wecker, L., Miller, S.B., Cochran, S.R., Dugger, D.L. andJohnson, W.D. (1985) “Trace element concentra-tions in hair from autistic children.” J. Ment. Defic. Res. 29 (Pt 1), 15-22.
  34. Ip, P., Wong, V., Ho, M., Lee, J. and Wong, W. (2004) “Mercury exposure in children with autistic spectrum disorder: case-control study.” J. ChildNeurol. 19, 431-434.
  35. Fido, A. and Al Saad, S. (2005) “Toxic trace elements in the hair of children with autism.” Autism 9,290-298.
  36. Audhya, T. (2004) “Nutritional intervention in autism.” Proc. Autism 1. Conf. June 28. Online at: http://www.fltwood.com/onsite/autism/2004/03.shtml
  37. Adams, J.B., Romdalvik, J., Ramanujam, V.M.S. and Legator, M. (2003) “Research programs: current projects. Baby tooth study.” Autism/Aspergers Research Program at Arizona State University. http://www .eas.asu.edu/~autism/Research/Current.html
  38. Gonzalez-Ramirez, D., Maiorino, R.M., Zuniga-Charles, M., Xu, Z., Hurlbut, K.M., Junco-Munoz, P. etal (1995) “Sodium 2,3-dimercaptopropane-1-sulfonate challenge test for mercury in humans: II. Urinarymercury, porphyrins and neurobehavioral changes ofdental workers in Monterrey, Mexico.” J. Pharmacol.Exp. Ther. 272, 264-274.
  39. Woods, J.S., Martin, M.D., Naleway, C.A. and Echeverria, D. (1993) “Urinary porphyrin profiles as a biomarker of mercury exposure: studies on dentists with occupational exposure to mercury vapor.” J. Toxicol. Environ. Health 40, 235 -246.
  40. Pingree, S.D., Simmonds, P.L., Rummel, K.T. and Woods, J.S. (2001) “Quantitative evaluation of urinary porphyrins as a measure of kidney mercury content and mercury body burden during prolonged methylmercury exposure in rats.” Toxicol. Sci. 61 , 234-240.
  41. Rosen, J.F. and Markowitz, M.E. (1993) “Trends in the management of childhood lead poisonings.” Neurotoxicology14, 211 -217.
  42. Nataf, R., Skorupka, C., Amet, L., Lam, A., Springbett, A. and Lathe, R. (2005) “Porphyrinuria in child-hood autistic disorder.” Submitted for publication.
  43. Woods, J.S. (1996) “Altered porphyrin metabolism as a biomarker of mercury exposure and toxicity.” Can. J. Physiol. Pharmacol. 74, 210-215.
  44. Wang, J.P., Qi, L., Zheng, B., Liu, F., Moore, M.R. andNg, J.C. (2002) “Porphyrins as early biomarkers for arsenic exposure in animals and humans.” Celi Mol. Biol. (Noisy.-le-grand) 48, 835-843.
  45. Marks, G.S., Zelt, D.T. and Cole, S.P. (1982) “Alterations in the heme biosynthetic pathway as an index of exposure to toxins.” Can. J. Physiol. Pharmacol. 60, 1017-1026.
  46. Hill, R.H. (1985) “Effects ofpolyhalogenated aromatic compounds on porphyrin metabolism.” Environ.Health Perspect. 60, 139-143.
  47. Holmes, A.S., Blaxill, M.F. and Haley, B.E. (2003) “Reduced levels of mercury in first baby haircuts of autistic children.” Int.J. Toxicol. 22, 277-285.
  48. Juul-Dam, N., Townsend, J. and Courchesne, E. (2001) “Prenatal, perinatal, and neonatal factors in autism, pervasive developmental disorder-not otherwise specified, and the general population.” Pediatrics 107, E63.
  49. Lonsdale, D., Shamberger, R.J. and Audhya, T. (2002) “Treatment of autism spectrum children with thiamine tetrahydrofurfuryl disulfide: a pilot study.” Neuroendocrinol. Lett. 23, 303 -308.
  50. Bradstreet, J. (2003) “A case control study of mercury burden in children with autistic spectrum disor-ders.” J. Am. Phys. Surg. 8, 76-79.
  51. Holmes, A.S. (2003) Chelation ofMercury for the Treatment ofAutism. http://www.healing-arts.org /children/holmes.htm
  52. Myers, G.J., Davidson, P.W., Palumbo, D., Shamlaye, C., Cox, C., Cernichiari, E. etal. (2000) “Secondary analysis from the Seychelles Child Development Study: the child behavior checklist.” Environ. Res. 84,12-19.
  53. Grandjean, P., Weihe, P. and White, R.F. (1995) “Milestone development in infants exposed to methylmercury from human milk.” Neurotoxicology16, 27-33.
  54. Steuerwald, U., Weihe, P., Jorgensen, P.J., Bjerve, K., Brock, J., Heinzow, B. etal. (2000) “Maternal seafood diet, methylmercury exposure, and neonatal neurologic function.” J. Pediatr. 136, 599-605.
  55. Hu, L.-W., Bernard, J.A. and Che, J. (2003) “Neutron activation analysis of hair samples for the identifica­tion of autism.” Trans. Am. Nuclear Soc. 89, 16-20.
  56. Adams, J.B. and Romdalvik, J. (2004) Arizona State University: Autism Baby Hair Study. http://www .bridges4kids.org/articles/8-04/AZ7-04.html
  57. Adams, J.B. (2004) “A review of the autism-mercury connection.” Conference presentation, Proc. Ann. Meeting Autism Soc. America.
  58. Grandjean, P., Jorgensen, P.J. andWeihe, P. (1994) “Human milkas asource of methylmercury exposure in infants.” Environ. Health Perspect. 102, 74-77.
  59. 59 . Brouwer, O. F. , Onkenhout, W. , Edelbroek, P.M. , de Kom, J. F., de Wolff, F.A. and Peters, A. C. (1992) “Increased neurotoxicity of arsenic in methylenetetrahydrofolate reductase deficiency.” Clin. Neurol. Neurosurg. 94, 307-310.
  60. Kang, S.S., Zhou, J., Wong, P.W., Kowalisyn, J. and Strokosch, G. (1988) “Intermediate homocysteinemia: a thermolabile variant of methylenetetrahydrofolate reductase.” Am. J. Hum. Genet. 43, 414-421.
  61. Frosst, P., Blom, H.J., Milos, R., Goyette, P., Sheppard, C.A., Matthews, R.G. et al. (1995) “A candidate genetic risk factor for vascular disease: a common mutation in methylenetetrahydrofolate reductase.” Nat. Genet. 10, 111-113.
  62. Rozen, R. (1996) “Molecular genetics of methylenetetrahydrofolate reductase deficiency.” J. Inherit. Metab. Dis. 19, 589—594.
  63. Dean, J.C., Moore, S.J., Osborne, A., Howe, J. and Turnpenny, P.D. (1999) “Fetal anticonvulsant syndrome and mutation in the maternal MTHFR gene.” Clin. Genet. 56, 216—220.
  64. Boris, M., Goldblatt, A., Galanko, J. and James, S.J. (2004) “Association of MTHFR gene variants with autism.”/ Am. Phys. Surg. 9, 106—108.
  65. Walsh, T.J., Usman, A. and Tarpey, J. (2001) “Disordered metal metabolism in a large autism population.” Proc. Am. Psychol. Assoc. Conf. New Orleans. http://www.hriptc.org/metal_autism.html
  66. Serajee, F.J., Nabi, R., Zhong, H. and Huq, M. (2004) “Polymorphisms in xenobiotic metabolism genes and autism.”/ Child Neurol. 19, 413—417.
  67. Woods, J.S., Echeverria, D., Heyer, N.J., Simmonds, P.L., Wilkerson, J. and Farin, F.M. (2005) “The associa-tion between genetic polymorphisms ofcoproporphyrinogen oxidase and an atypical porphyrinogenic response to mercury exposure in humans.” Toxicol. Appl. Pharmacol. 206, 113—120.
  68. Brown, A.W., Aldridge, W.N., Street, B.W. and Verschoyle, R.D. (1979) “The behavioral and neuro-pathologic sequelae of intoxication by trimethyltin compounds in the rat.” Am.J. Pathol. 97, 59—82.
  69. Kutscher, C.L. (1992) “A morphometric analysis of trimethyltin-induced change in rat brain using the Timm technique.” Brain Res. Bull. 28, 519—527.
  70. Dyer, R.S., Deshields, T.L. and Wonderlin, W.F. (1982) “Trimethyltin-induced changes in gross morphol-ogy of the hippocampus.” Neurobehav. Toxicol. Teratol. 4, 141—147.
  71. Chang, L.W., Tiemeyer, T.M., Wenger, G.R. and McMillan, D.E. (1982) “Neuropathology ofmouse hip-pocampus in acute trimethyltin intoxication.” Neurobehav. Toxicol. Teratol. 4, 149—156.
  72. Ruppert, P.H., Walsh, T.J., Reiter, L.W. and Dyer, R.S. (1982) “Trimethyltin-induced hyperactivity: time course and pattern.” Neurobehav. Toxicol. Teratol. 4, 135 —139.
  73. Miller, D.B. and O’Callaghan, J.P. (1984) “Biochemical, functional and morphological indicators of neurotoxicity: effects of acute administration of trimethyltin to the developing rat.”J Pharmacol. Exp. Ther. 231, 744—751.
  74. Paule, M.G., Reuhl, K., Chen, J.J., Ali, S.F. and Slikker, W., Jr. (1986) “Developmental toxicology oftrimethyltin in the rat.” Toxicol. Appl. Pharmacol. 84, 412—417.
  75. Robertson, D.G., Gray, R.H. and de la Iglesia, F.A. (1987) “Quantitative assessment of trimethyltin induced pathology of the hippocampus.” Toxicol. Pathol. 15, 7—17.
  76. Ishida, N., Akaike, M., Tsutsumi, S., Kanai, H., Masui, A., Sadamatsu, M. et al. (1997) “Trimethyltin syndrome as a hippocampal degeneration model: temporal changes and neurochemical features ofseizure susceptibility and learning impairment.” Neuroscience 81, 1183—1191.
  77. Tsunashima, K., Sadamatsu, M., Takahashi, Y., Kato, N. and Sperk, G. (1998) “Trimethyltin intoxication induces marked changes in neuropeptide expression in the rat hippocampus.” Synapse29, 333—342.
  78. Fiedorowicz, A., Figiel, I., Kaminska, B., Zaremba, M., Wilk, S. and Oderfeld-Nowak, B. (2001) “Dentate granule neuron apoptosis and glia activation in murine hippocampus induced by trimethyltin exposure.”Brain Res. 912, 116—127.
  79. Bruccoleri, A., Pennypacker, K.R. and Harry, G.J. (1999) “Effect ofdexamethasone on elevated cytokine mRNA levels in chemical-induced hippocampal injury.” J. Neurosci. Res. 57, 916—926.
  80. Bruccoleri, A., Brown, H. and Harry, G.J. (1998) “Cellular localization and temporal elevation oftumor necrosis factor-alpha, interleukin-1 alpha, and transforming growth factor-beta 1 mRNA in hippocampal injury response induced by trimethyltin.” J. Neurochem. 71, 1577—1587.
  81. Brown, A.W., Verschoyle, R.D., Street, B.W., Aldridge, W.N. and Grindley, H. (1984) “The neurotoxicityof trimethyltin chloride in hamsters, gerbils and marmosets.” J. Appl. Toxicol. 4, 12—21.
  82. Gozzo, S., Perretta, G., Monaco, V., Andreozzi, U. and Rossiello, E. (1993) “The neuropathology of trimethyltin in the marmoset (Callithrix jacchus) hippocampal formation.” Ecotoxicol. Environ. Saf. 26, 293—301.
  83. Rey, C., Reinecke, H.J. and Besser, R. (1984) “Methyltin intoxication in six men; toxicologic and clinical aspects.” Vet. Hum. Toxicol. 26, 121—122.
  84. Besser, R., Kramer, G., Thumler, R., Bohl, J., Gutmann, L. and Hopf, H.C. (1987) “Acute trimethyltin limbic-cerebellar syndrome.” Neurology 37, 945—950.
  85. van Heijst, A.N.P. (1993) “Trimethyltin compounds.” Int. Prog. Chem. Safety Group: Poisons Information Monograph G019. http://www.inchem.org/documents/pims/chemical/pimg019.htm
  86. Kreyberg, S., Torvik, A., Bjorneboe, A., Wiik-Larsen, W. and Jacobsen, D. (1992) “Trimethyltin poison-ing: report ofa case with postmortem examination.” Clin. Neuropathol. 11 , 256-259.
  87. Aschner, M. and Aschner, J.L. (1992) “Cellular and molecular effects oftrimethyltin and triethyltin: rele-vance to organotin neurotoxicity.” Neurosci. Biobehav. Rev. 16, 427-435.
  88. Thompson, T.A., Lewis, J.M., Dejneka, N.S., Severs, W.B., Polavarapu, R. and Billingsley, M.L. (1996)”Induction of apoptosis by organotin compounds in vitro: neuronal protection with antisense oligonucleotides directed against stannin.” J. Pharmacol. Exp. Ther. 276, 1201 -1216.
  89. Doctor, S.V., Costa, L.G. and Murphy, S.D. (1982) “Effect of trimethyltin on chemically-induced seizures.” Toxicol. Lett. 13, 217-223.
  90. Wenger, G.R., McMillan, D.E. and Chang, L.W. (1984) “Behavioral effects oftrimethyltin in two strains ofmice. I. Spontaneous motor activity.” Toxicol. Appl. Pharmacol. 73, 78-88.
  91. Isaacson, R.L. (2002) “Unsolved mysteries: the hippocampus.” Behav. Cogn. Neurosci. Rev. 1, 87-107.
  92. Ishido, M., Masuo, Y., Oka, S., Kunimoto, M. and Morita, M. (2002) “Application ofsupermex system to screen behavioral traits produced by tributyltin in the rat.” J. Health Sci. 48, 451 -454.
  93. Reiter, L.W. and Ruppert, P.H. (1984) “Behavioral toxicity of trialkyltin compounds: a review.” Neurotoxicology5, 177-186.
  94. Reuhl, K.R. and Cranmer, J.M. (1984) “Developmental neuropathology of organotin compounds.” Neurotoxicology5, 187-204.
  95. Chang, L.W. (1990) “The neurotoxicology and pathology of organomercury, organolead, and organ-otin.”J. Toxicol. Sci. 15, Suppl 4, 125-151.
  96. Koczyk, D. (1996) “How does trimethyltin affect the brain? Facts and hypotheses.” Acta Neurobiol. Exp. (Wars.) 56, 587-596.
  97. Swartzwelder, H.S., Holahan, W. and Myers, R.D. (1983) “Antagonism by d-amphetamine of trim-ethyltin-induced hyperactivity evidence toward an animal model of hyperkinetic behavior.” Neuro-pharmacology 22, 1049-1054.
  98. Young, J.S. and Fechter, L.D. (1986) “Trimethyltin exposure produces an unusual form oftoxic auditory damage in rats.” Toxicol. Appl. Pharmacol. 82, 87-93.
  99. Eastman, C.L., Young, J.S. and Fechter, L.D. (1987) “Trimethyltin ototoxicity in albino rats.” Neurotoxicol.Teratol. 9, 329-332.
  100. Hoeffding, V. and Fechter, L.D. (1991) “Trimethyltin disrupts auditory function and cochlear morphol-ogy in pigmented rats.” Neurotoxicol. Teratol. 13, 135-145.
  101. Tang, X.J., Lai, G.C., Huang, J.X., Li, L.Y., Deng, Y.Y., Yue, F. et al. (2002) “Studies on hypokalemiainduced by trimethyltin chloride.” Biomed. Environ. Sci. 15, 16-24.
  102. Chang, L.W. (1984) “Hippocampal lesions induced by trimethyltin in the neonatal rat brain.” Neuro-toxicology5, 205-215.
  103. Swartzwelder, H.S., Dyer, R.S., Holahan, W. and Myers, R.D. (1981) “Activity changes in rats following acute trimethyltin exposure.” Neurotoxicology2, 589-593.
  104. Miller, D.B., Eckerman, D.A., Krigman, M.R. and Grant, L.D. (1982) “Chronic neonatal organotin exposure alters radial-arm maze performance in adult rats.” Neurobehav. Toxicol. Teratol. 4, 185 -190.
  105. Walsh, T.J., Gallagher, M., Bostock, E. and Dyer, R.S. (1982) “Trimethyltin impairs retention ofa passive avoidance task.” Neurobehav. Toxicol. Teratol. 4, 163-167.
  106. Messing, R.B., Bollweg, G., Chen, Q. and Sparber, S.B. (1988) “Dose-specific effects oftrimethyltin poi-soning on learning and hippocampal corticosterone binding.” Neurotoxicology9, 491 -502.
  107. Walsh, T.J., McLamb, R.L. and Tilson, H.A. (1984) “Organometal-induced antinociception: a time- and dose-response comparison oftriethyl and trimethyl lead and tin.” Toxicol. Appl. Pharmacol. 73, 295 -299.
  108. Dyer, R.S., Wonderlin, W.F. and Walsh, T.J. (1982) “Increased seizure susceptibility following tri-methyltin administration in rats.” Neurobehav. Toxicol. Teratol. 4, 203 -208.
  109. Sloviter, R.S., von Knebel, D.C., Walsh, T.J. and Dempster, D.W. (1986) “On the role ofseizure activityin the hippocampal damage produced by trimethyltin.” Brain Res. 367, 169-182.
  110. Johnson, C.T., Dunn, A.R. and Swartzwelder, H.S. (1984) “Disruption oflearned and spontaneous alter-nation in the rat by trimethyltin: chronic effects.” Neurobehav. Toxicol. Teratol. 6, 337-340.
  111. Stanton, M.E., Jensen, K.F. and Pickens, C.V. (1991) “Neonatal exposure to trimethyltin disrupts spatial delayed alternation learning in preweanling rats.” Neurotoxicol. Teratol. 13, 525-530.
  112. Dyer, R.S., Howell, W.E. and Wonderlin, W.F. (1982) “Visual system dysfunction following acute trimethyltin exposure in rats.” Neurobehav. Toxicol. Teratol. 4, 191 —195.
  113. Yanofsky, N.N., Nierenberg, D. and Turco, J.H. (1991) “Acute short-term memory loss from trimethyltin exposure.”J. Emerg. Med. 9, 137—139.
  114. Gale, N.L., Adams, C.D., Wixson, B.G., Loftin, K.A. and Huang, Y.W. (2002) “Lead concentrations in fish and river sediments in the old lead belt ofMissouri.” Environ. Sci. Technol. 36, 4262—4268.
  115. Petit, T.L., Alfano, D.P. and LeBoutillier, J.C. (1983) “Early lead exposure and the hippocampus: a review and recent advances.” Neurotoxicology 4, 79—94.
  116. Munoz, C., Garbe, K., Lilienthal, H. and Winneke, G. (1988) “Significance of hippocampal dysfunction in low level lead exposure of rats.” Neurotoxicol. Teratol. 10, 245—253.
  117. Lorenzo, A.V., Gewirtz, M. and Averill, D. (1978) “CNS lead toxicity in rabbit offspring.” Environ. Res. 17, 131—150.
  118. Bondy, S.C., Hong, J.S., Tilson, H.A. andWalsh, T.J. (1985) “Effects of triethyl lead on hot-plate respon-siveness and biochemical properties ofhippocampus.” Pharmacol. Biochem. Behav. 22, 1007—1011.
  119. Moreira, E.G., Vassilieff, I. and Vassilieff, V.S. (2001) “Developmental lead exposure: behavioral alter-ations in the short and long term.” Neurotoxicol. Teratol. 23, 489—495.
  120. Stiles, K.M. and Bellinger, D.C. (1993) “Neuropsychological correlates of low-level lead exposure in school-age children: a prospective study.” Neurotoxicol. Teratol. 15, 27—35.
  121. IARC (1987) “Fluorides (inorganic) used in drinking water.” International Agency for Research on Cancer (IARC) Monographs Programme on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans. Supplement 7, 208. http://www-cie.iarc.fr/htdocs/monographs/suppl7/fluorides.html
  122. Wilkinson, R.R. (1984) “Technoeconomic and environmental assessment of industrial organotin com-pounds.” Neurotoxicology 5, 141—158.
  123. Hoch, M. (2001) “Organotin compounds in the environment — an overview.” Appl. Geochem. 16,719—743.
  124. Borghi, V. and Porte, C. (2002) “Organotin pollution in deep-sea fish from the northwestern Mediterra-nean.” Environ. Sci. Technol. 36, 4224—4228.
  125. Goldman, L.R. and Shannon, M.W. (2001) “Technical report: mercury in the environment: implications for pediatricians.” Pediatrics 108, 197—205.
  126. Falter, R. andScholer, H.F. (1994) “Determination of methyl-, ethyl-, phenyl and total mercury in Neckar River fish.” Chemosphere29, 1333—1338.
  127. Burger, J. and Campbell, K.R. (2004) “Species differences in contaminants in fish on and adjacent to the Oak Ridge Reservation, Tennessee.” Environ. Res. 96, 145—155.
  128. Johnsson, C., Sallsten, G., Schutz, A., Sjors, A. and Barregard, L. (2004) “Hair mercurylevels versus fresh-water fish consumptionin householdmembers ofSwedish anglingsocieties.” Environ. Res. 96, 257—263.
  129. United Nations Environment Program (2003) Global Mercury Assessment Report; Mercury Levels in Fish/ Shellfish in Different Regions of the World. Online at http://www.chem.unep.ch/mercury/Report/GMA-report-TOC.htm, Chapter 4, Table 0.5.
  130. Geier, D.A. and Geier, M.R. (2004) “A comparative evaluation ofthe effects ofMMR immunization and mercury doses from thimerosal-containing childhood vaccines on the population prevalence ofautism.” Med. Sci. Monit. 10, I33—139.
  131. Verstraeten, T., Davis, R.L., DeStefano, F., Lieu, T.A., Rhodes, P.H., Black, S.B. et al. (2003) “Safety of thimerosal-containing vaccines: a two-phased study of computerized health maintenance organization databases.” Pediatrics 112, 1039—1048.
  132. Mulder, E.J., Anderson, G.M., Kema, I.P., de Bildt, A., van Lang, N.D., den Boer, J.A. et al. (2004) “Platelet serotonin levels in pervasive developmental disorders and mental retardation: diagnostic group differ-ences, within-group distribution, and behavioral correlates.” J. Am. Acad. Child Adolesc. Psychiatry 43,491 —499.
  133. Grandjean, P., White, R.F., Weihe, P. and Jorgensen, P.J. (2003) “Neurotoxic risk caused by stable and variable exposure to methylmercury from seafood.” Ambul. Pediatr. 3, 18—23.
  134. Murata, K., Weihe, P., Budtz-Jorgensen, E., Jorgensen, P.J. and Grandjean, P. (2004) “Delayed brainstem auditory evoked potential latencies in 14-year-old children exposed to methylmercury.” J. Pediatr. 144,177—183.
  135. 135. Marsh, D.O., Clarkson, T.W., Cox, C., Myers, G.J., Amin-Zaki, L. and Al Tikriti, S. (1987) “Fetal methylmercury poisoning. Relationship between concentration in single strands of maternal hair and child effects.” Arch. Neurol. 44, 1017-1022.
  136. Harada, M. (1995) “Minamata disease: methylmercury poisoning in Japan caused by environmental pol-lution.” Crit. Rev. Toxicol. 25, 1 -24.
  137. Iesato, K., Wakashin, M., Wakashin, Y. and Tojo, S. (1977) “Renal tubular dysfunction in Minamata disease. Detection of renal tubular antigen and beta-2-microglobin in the urine.” Ann. Intern. Med. 86, 731-737.
  138. Chrysochoou, C., Rutishauser, C., Rauber-Luthy, C., Neuhaus, T., Boltshauser, E. and Superti-Furga, A. (2003) “An 11-month-old boy with psychomotor regression and auto-aggressive behaviour.” Eur. J. Pediatr. 162, 559-561.
  139. Korogi, Y., Takahashi, M., Sumi, M., Hirai, T., Okuda, T., Shinzato, J. et al. (1994) “MR imaging ofMinamata disease: qualitative and quantitative analysis.” Radiat. Med. 12, 249-253.
  140. Korogi, Y., Takahashi, M., Okajima, T. and Eto, K. (1998) “MR findings ofMinamata disease – organic mercury poisoning.” J. Magn. Reson. Imaging8, 308-316.
  141. Moller-Madsen, B. and Danscher, G. (1991) “Localization of mercury in CNS of the rat. IV. The effect of selenium on orally administered organic andinorganic mercury.” Toxicol.Appl. Pharmacol. 108,457-473.
  142. Sakamoto, M., Kakita, A., Wakabayashi, K., Takahashi, H., Nakano, A. and Akagi, H. (2002) “Evaluation ofchanges in methylmercury accumulation in the developing rat brain and its effects: a study with con-secutive and moderate dose exposure throughout gestation andlactation periods.” BrainRes. 949,5 1-59.
  143. Cicmanec, J.L. (1996) “Comparison offour human studies of perinatal exposure to methylmercury for use in risk assessment.” Toxicology111 , 157-162.
  144. Shenker, B.J., Guo, T.L. and Shapiro, I.M. (2000) “Mercury-induced apoptosis in human lymphoid cells: evidence that the apoptotic pathway is mercurial species dependent.” Environ. Res. 84, 89-99.
  145. Magos, L., Brown, A.W., Sparrow, S., Bailey, E., Snowden, R.T. and Skipp, W.R. (1985) “The comparative toxicology of ethyl- and methylmercury.” Arch. Toxicol. 57, 260-267.
  146. Lehotzky, K., Szeberenyi, J.M., Ungvary, G. and Kiss, A. (1988) “Behavioral effects of prenatal methoxy-ethyl-mercury chloride exposure in rat pups.” Neurotoxicol. Teratol. 10, 471 -474.
  147. Pichichero, M.E., Cernichiari, E., Lopreiato, J. and Treanor, J. (2002) “Mercury concentrations and metab-olism ininfants receiving vaccines containing thiomersal: a descriptivestudy.”Lancet360, 1737-1741.
  148. Ueha-Ishibashi, T., Oyama, Y., Nakao, H., Umebayashi, C., Nishizaki, Y., Tatsuishi, T. et al. (2004) “Effect of thimerosal, a preservative in vaccines, on intracellular Ca2+ concentration of rat cerebellar neurons.” Toxicology 195, 77-84.
  149. Burbacher, T.M., Shen, D.D., Liberato, N., Grant, K.S., Cernichiari, E. and Clarkson, T. (2005) “Compari-son ofblood and brain mercury levels in infant monkeys exposed to methylmercury or vaccines contain-ing thimerosal.” Environ. Health Perspect. 113, 1015-1021.
  150. Havarinasab, S., Haggqvist, B., Bjorn, E., Pollard, K.M. and Hultman, P. (2005) “Immunosuppressive and autoimmune effects of thimerosal in mice.” Toxicol. Appl. Pharmacol. 204, 109-121.
  151. Haggqvist, B., Havarinasab, S., Bjorn, E. and Hultman, P. (2005) “The immunosuppressive effect of methylmercurydoes not preclude development ofautoimmunityin geneticallysusceptible mice.” Toxicology208, 149-164.
  152. Hornig, M., Chian, D. and Lipkin, W.I. (2004) “Neurotoxic effects of postnatal thimerosal are mouse strain dependent.” Mol. Psychiatry9, 833-845.
  153. Miu, A.C., Andreescu, C.E., Vasiu, R. and Olteanu, A.I. (2003) “A behavioral and histological studyofthe effects of long-term exposure of adult rats to aluminum.” Int. J. Neurosci. 113, 1197-1211.
  154. Offit, P.A. andJew, R.K. (2003) “Addressing parents’ concerns: do vaccines contain harmful preservatives, adjuvants, additives, or residuals?” Pediatrics 112, 1394-1397.
  155. Golub, M.S. and Germann, S.L. (2001) “Long-term consequences of developmental exposure to aluminum in a suboptimal diet for growth and behavior ofSwiss Webster mice.” Neurotoxicol. Teratol. 23,365 -372.
  156. Golub, M.S., Gershwin, M.E., Donald, J.M., Negri, S. and Keen, C.L. (1987) “Maternal and developmen-tal toxicity of chronic aluminum exposure in mice.” Fundam. Appl. Toxicol. 8, 346-357.
  157. Ministry of Agriculture, F.a.F.U. (1999) “The 1997 total diet study: aluminium, arsenic, cadmium, chromium, copper, lead, mercury, nickel, selenium, tin and zinc.” Food Surveillance Information Sheet 191 .
  158. Petit, T.L. and LeBoutillier, J.C. (1986) “Zincdeficiency in the postnatal rat: implications for lead toxicity.” Neurotoxicology 7, 237—246.
  159. Hunt, C.D. and Idso, J.P. (1995) “Moderate copper deprivation during gestation and lactation affects dentate gyrus and hippocampal maturation in immature male rats.”J. Nutr. 125, 2700—2710.
  160. Latif, A., Heinz, P. and Cook, R. (2002) “Iron deficiency in autism and Asperger syndrome.” Autism 6, 103—114.
  161. Rao, R., de Ungria, M., Sullivan, D., Wu, P., Wobken, J.D., Nelson, C.A. etal. (1999) “Perinatal brain iron deficiency increases the vulnerability of rat hippocampus to hypoxic ischemic insult.” J. Nutr. 129,199 —206.
  162. Bradman, A., Eskenazi, B., Sutton, P., Athanasoulis, M. and Goldman, L.R. (2001) “Iron deficiencyassoci-ated with higher blood lead in children living in contaminated environments.” Environ. Health Perspect. 109, 1079—1084.
  163. Rayman, M.P. (2000) “The importance of selenium to human health.” Lancet356, 233—241.
  164. Whanger, P.D. (2001) “Selenium and the brain: a review.” Nutr. Neurosci. 4, 81 —97.
  165. Kryukov, G.V., Castellano, S., Novoselov, S.V., Lobanov, A.V., Zehtab, O., Guigo, R. etal. (2003) “Charac-terization of mammalian selenoproteomes.” Science 300, 1439—1443.
  166. Arthur, J.R. (2000) “The glutathione peroxidases.” CellMol. LifeSci. 57, 1825—1835.
  167. Schomburg, L., Schweizer, U., Holtmann, B., Flohe, L., Sendtner, M. and Kohrle, J. (2003) “Gene disrup-tion discloses role of selenoprotein P in selenium delivery to target tissues.” Biochem.J. 370, 397—402.
  168. Sasakura, C. and Suzuki, K.T. (1998) “Biological interaction between transition metals (Ag, Cd and Hg), selenide/sulfide and selenoprotein P.”J. Inorg. Biochem. 71, 159—162.
  169. Hill, K.E., Zhou, J., McMahan, W.J., Motley, A.K. andBurk, R.F. (2004) “Neurological dysfunction occurs in mice with targeted deletion of the selenoprotein P gene.” J. Nutr. 134, 157—161.
  170. Morimoto, K., Iijima, S. and Koizumi, A. (1982) “Selenite prevents the induction of sister-chromatid exchanges by methyl mercury and mercuric chloride in human whole-blood cultures.” Mutat. Res. 102,183 —192.
  171. Frisk, P., Wester, K., Yaqob, A. and Lindh, U. (2003) “Selenium protection against mercury-induced apoptosis and growth inhibition in cultured K-562 cells.” Biol. Trace Elem. Res. 92, 105—114.
  172. Satoh, H., Yasuda, N. and Shimai, S. (1985) “Development of reflexesin neonatal mice prenatally exposed to methylmercury and selenite.” Toxicol. Lett. 25, 199—203.
  173. Watanabe, C., Yin, K., Kasanuma, Y. and Satoh, H. (1999) “In utero exposure to methylmercury and Se deficiency converge on the neurobehavioral outcome in mice.” Neurotoxicol. Teratol. 21 , 83—88.
  174. James, S.J., Slikker, W., III, Melnyk, S., New, E., Pogribna, M. and Jernigan, S. (2005) “Thimerosal neurotoxicity is associated with glutathione depletion: protection with glutathione precursors.” Neurotoxicology 26, 1 —8.
  175. Yorbik, O., Sayal, A., Akay, C., Akbiyik, D.I. andSohmen, T. (2002) “Investigation of antioxidant enzymes in children with autistic disorder.” Prostaglandins Leukot. Essent. Fatty Acids 67, 341 —343.
  176. Weber, G.F., Maertens, P., Meng, X.Z. and Pippenger, C.E. (1991) “Glutathione peroxidase deficiency and childhood seizures.” Lancet 337, 1443—1444.
  177. Ramaekers, V.T., Calomme, M., Vanden Berghe, D. and Makropoulos, W. (1994) “Selenium deficiency triggering intractable seizures.” Neuropediatrics 25, 217—223.
  178. Esworthy, R.S., Binder, S.W., Doroshow, J.H. and Chu, F.F. (2003) “Microflora trigger colitis in mice defi-cient in selenium-dependent glutathione peroxidase and induce Gpx2 gene expression.” Biol. Chem. 384,597 —607.
  179. 179. Chu, F.F., Esworthy, R.S., Chu, P.G., Longmate, J.A., Huycke, M.M., Wilczynski, S. et al. (2004) “Bacteria-induced intestinal cancer in mice with disrupted Gpx1 and Gpx2 genes.” Cancer Res. 64,962—968.
  180. Adams, J.B., Holloway, C.E., George, F. and Quig, D. (2003) “Toxic metals and essential metals in the hair of children with autism and their mothers.” DAN! Conference,3—5 October. Online at: http://www .autismwebsite.com/ari/dan/adams1.htm
  181. Donnelly, S., Loscher, C.E., Lynch, M.A. and Mills, K.H. (2001) “Whole-cell but not acellular pertussis vaccines induce convulsive activity in mice: evidence of a role for toxin-induced interleukin-1beta in a new murine model for analysis ofneuronal side effects ofvaccination.” Infect. Immun. 69, 4217—4223.
  182. 182. Braun, J.S., Sublett, J.E., Freyer, D., Mitchell, T.J., Cleveland, J.L., Tuomanen, E.I. et al. (2002) “Pneumococcal pneumolysin and H(2)O(2) mediate brain cell apoptosis during meningitis.” J. Clin. Invest.109, 19-27.
  183. 183. Visser, P.J., Krabbendam, L., Verhey, F.R., Hofman, P.A., Verhoeven, W.M., Tuinier, S. et al. (1999) “Brain
    correlates of memory dysfunction in alcoholic Korsakoff’s syndrome.”J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry 67,774-778.
  184. Martin, P.R., Singleton, C.K. and Hiller-Sturmhofel, S. (2003) “The role of thiamine deficiency in alco-holic brain disease.” Alcohol Res. Health 27, 134-142.
  185. Kurth, C., Wegerer, V., Reulbach, U., Lewczuk, P., Kornhuber, J., Steinhoff, B.J. et al. (2004) “Analysis of hippocampal atrophy in alcoholic patients by a Kohonen feature map.” Neuroreport 15, 367-371.
  186. den Heijer, T., Vermeer, S.E., Clarke, R., Oudkerk, M., Koudstaal, P.J., Hofman, A. et al. (2003) “Homocysteine and brain atrophy on MRI of non-demented elderly.” Brain 126, 170-175.
  187. Watanabe, A. (1998) “Cerebral changes in hepatic encephalopathy.” J. Gastroenterol. Hepatol. 13,752-760.
  188. 188. Shapre, L.G., Olney, J.W., Ohlendorf, C., Lyss, A., Zimmerman, M. and Gale, B. (1975) “Brain damage and
    associated behavioral deficits following the administration of L-cysteine to infant rats.” Pharmacol.Biochem. Behav. 3, 291 -298.
  189. Streck, E.L., Bavaresco, C.S., Netto, C.A. and Wyse, A.T. (2004) “Chronic hyperhomocysteinemia provokes a memory deficit in rats in the Morris water maze task.” Behav. Brain Res. 153, 377-381.
  190. Kubova, H., Folbergrova, J. and Mares, P. (1995) “Seizures induced by homocysteine in rats during ontogenesis.” Epilepsia 36, 750-756.
  191. Stoltenburg-Didinger, G. (1994) “Neuropathology of the hippocampus and its susceptibility to neuro-toxic insult.” Neurotoxicology15, 445-450.
  192. Zola-Morgan, S., Squire, L.R., Rempel, N.L., Clower, R.P. and Amaral, D.G. (1992) “Enduring memory impairment in monkeys after ischemic damage to the hippocampus.” J. Neurosci. 12, 2582-2596.
  193. DeLong, G.R. and Heinz, E.R. (1997) “The clinical syndrome ofearly-life bilateral hippocampal sclero-sis.” Ann. Neurol. 42, 11 -17.
  194. Takeda, A. (2000) “Movement of zinc and its functional significance in the brain.” Brain Res. Rev. 34,137-148.
  195. Scheuhammer, A.M. and Cherian, M.G. (1982) “The regional distribution oflead in normal rat brain.” Neurotoxicology3, 85-92.
  196. Pellmar, T.C., Fuciarelli, A.F., Ejnik, J.W., Hamilton, M., Hogan, J., Strocko, S. et al. (1999) “Distribution of uranium in rats implanted with depleted uranium pellets.” Toxicol. Sci. 49, 29-39.
  197. Feng, W., Wang, M., Li, B., Liu, J., Chai, Z., Zhao, J. et al. (2004) “Mercury and trace element distribution in organic tissues and regional brain offetal rat after in utero and weaning exposure to lowdose ofinorganic mercury.” Toxicol. Lett. 152, 223-234.
  198. Cook, L.L., Stine, K.E. and Reiter, L.W. (1984) “Tin distribution in adult rat tissues after exposure to trimethyltin and triethyltin.” Toxicol. Appl. Pharmacol. 76, 344-348.
  199. Naeve, G.S., Vana, A.M., Eggold, J.R., Kelner, G.S., Maki, R., Desouza, E.B. et al. (1999) “Expression profile ofthe copper homeostasis gene, rAtox1, in the rat brain.” Neuroscience 93, 1179-1187.
  200. Kobayashi, M., Takamatsu, K., Saitoh, S., Miura, M. and Noguchi, T. (1992) “Molecular cloning of hippocalcin, a novel calcium-binding protein of the recovering family exclusively expressed in hippo-campus.” Biochem. Biophys. Res. Commun. 189, 511 -517.
  201. Masters, B.A., Quaife, C.J., Erickson, J.C., Kelly, E.J., Froelick, G.J., Zambrowicz, B.P. et al. (1994) “Metallothionein III is expressed in neurons that sequester zinc in synaptic vesicles.” J. Neurosci. 14,5844-5857.
  202. Palumaa, P., Eriste, E., Njunkova, O., Pokras, L., Jornvall, H. and Sillard, R. (2002) “Brain-specific metallothionein-3 has higher metal-binding capacity than ubiquitous metallothioneins and binds metals noncooperatively.” Biochemistry41 , 6158-6163.
  203. Toggas, S.M., Krady, J.K. and Billingsley, M.L. (1992) “Molecular neurotoxicologyoftrimethyltin: identi­fication ofstannin, a novel protein expressed in trimethyltin-sensitive cells.” Mol. Pharmacol. 42,44-56.
  204. Dejneka, N.S., Patanow, C.M., Polavarapu, R., Toggas, S.M., Krady, J.K. and Billingsley, M.L. (1997)  “Localization and characterization of stannin: relationship to cellular sensitivity to organotin com-pounds.” Neurochem. Int. 31 , 801 -815.
  205. Pullen, R.G., Candy, J.M., Morris, C.M., Taylor, G., Keith, A.B. and Edwardson, J.A. (1990) “Gallium-67 as a potential marker for aluminium transport in rat brain: implications for Alzheimer’s disease.” J. Neurochem. 55, 251—259.
  206. Morris, C.M., Candy, J.M., Kerwin, J.M. and Edwardson, J.A. (1994) “Transferrin receptors in the normal human hippocampus and in Alzheimer’s disease.” Neuropathol. Appl. Neurobiol. 20, 473—477.
  207. Wenzel, H.J., Cole, T.B., Born, D.E., Schwartzkroin, P.A. and Palmiter, R.D. (1997) “Ultrastructural local-ization of zinc transporter-3 (ZnT-3) to synaptic vesicle membranes within mossy fiber boutons in the hippocampus ofmouse and monkey.” Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94, 12676—12681.
  208. Davidson, C.E., Reese, B.E., Billingsley, M.L. and Yun, J.K. (2004) “Stannin, a protein that localizes to the mitochondria and sensitizes NIH-3T3 cells to trimethyltin and dimethyltin toxicity.” Mol. Pharmacol. 66, 855—863.
  209. Buck, B., Mascioni, A., Que, L., Jr. and Veglia, G. (2003) “Dealkylation oforganotin compounds by bio-logical dithiols: toward the chemistry of organotin toxicity.” J. Am. Chem. Soc. 125, 13316—13317.
  210. Buck, B., Mascioni, A., Cramer, C.J. and Veglia, G. (2004) “Interaction of alkyltin salts with biological dithiols: dealkylation and induction of a regular beta-turn structure in peptides.”J. Am. Chem. Soc. 126,14400—14410.
  211. 211. DeSilva, T.M., Veglia, G., Porcelli, F., Prantner, A.M. and Opella, S.J. (2002) “Selectivity in heavy metal-binding to peptides and proteins.” Biopolymers 64, 189—197.
  212. 212. Dejneka, N.S., Polavarapu, R., Deng, X., Martin-DeLeon, P.A. and Billingsley, M.L. (1998) “Chromosomal localization and characterization of the stannin (Snn) gene.” Mamm. Genome 9, 556—564.
  213. Gould, E., Reeves, A.J., Fallah, M., Tanapat, P., Gross, C.G. and Fuchs, E. (1999) “Hippocampal neurogenesis in adult Old World primates.” Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, 5263—5267.
  214. Kornack, D.R. and Rakic, P. (1999) “Continuation of neurogenesis in the hippocampus of the adult macaque monkey.” Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, 5768—5773.
  215. Eriksson, P.S., Perfilieva, E., Bjork-Eriksson, T., Alborn, A.M., Nordborg, C., Peterson, D.A. etal. (1998) “Neurogenesis in the adult human hippocampus.” Nat. Med. 4, 1313—1317.
  216. Bernier, P.J., Bedard, A., Vinet, J., Levesque, M. and Parent, A. (2002) “Newly generated neurons in the amygdala and adjoining cortex ofadult primates.” Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99, 11464—11469.
  217. Yamaguchi, M., Saito, H., Suzuki, M. and Mori, K. (2000) “Visualization ofneurogenesis in the central nervous system using nesting promoter-GFP transgenic mice.” Neuroreport 11 , 1991 —1996.
  218. Kornack, D.R. and Rakic, P. (2001) “Cell proliferation without neurogenesis in adult primate neocortex.” Science294, 2127—2130.
  219. Rogers, S.J., Hepburn, S. and Wehner, E. (2003) “Parent reports of sensory symptoms in toddlers with autism and those with other developmental disorders.” J. Autism Dev. Disord. 33, 631—642.
  220. Boulikas, T. and Vougiouka, M. (2003) “Cisplatin and platinum drugs at the molecular level (Review).” Oncol. Rep. 10, 1663—1682.
  221. Tulub, A.A. and Stefanov, V.E. (2001) “Cisplatin stops tubulin assembly into microtubules. A new insight into the mechanism of antitumor activity of platinum complexes.” Int.J. Biol. Macromol. 28, 191—198.
  222. Fujii, T. (1997) “Transgenerational effects ofmaternal exposure to chemicals on the functional develop-ment of the brain in the offspring.” Cancer Causes Control 8, 524—528.
  223. Schneider, J.S., Anderson, D.W., Wade, T.V., Smith, M.G., Leibrandt, P., Zuck, L. etal. (2005) “Inhibition of progenitor cell proliferation in the dentate gyrus of rats following post-weaning lead exposure.” Neurotoxicology 26, 141 —145.
  224. Keates, R.A. and Yott, B. (1984) “Inhibition of microtubule polymerization by micromolar concentrations of mercury (II).” Can.J. Biochem. Cell Biol. 62, 814—818.
  225. Imura, N., Miura, K., Inokawa, M. and Nakada, S. (1980) “Mechanism of methylmercury cytotoxicity: by biochemical and morphological experiments using cultured cells.” Toxicology 17, 241 —254.
  226. Kaufmann, W.E. and Moser, H.W. (2000) “Dendritic anomalies in disorders associated with mental retar-dation.” Cereb. Cortex 10, 981—991.
  227. Vogel, D.G., Margolis, R.L. and Mottet, N.K. (1985) “The effects of methyl mercury binding to microtubules.” Toxicol. Appl. Pharmacol. 80, 473—486.
  228. Brown, D.L., Reuhl, K.R., Bormann, S. and Little, J.E. (1988) “Effects of methyl mercury on the microtubule system of mouse lymphocytes.” Toxicol. Appl. Pharmacol. 94, 66—75.
  229. Leong, C.C., Syed, N.I. and Lorscheider, F.L. (2001) “Retrograde degeneration of neurite membrane structural integrity of nerve growth cones following in vitro exposure to mercury.” Neuroreport 12, 733-737.
  230. Nyka, W.M. (1976) “Cerebral lesions of mature newborn due to perinatal hypoxia. I. Placental andumbil-ical cord pathology.” Z. GeburtshilfePerinatol. 180, 290-294.
  231. Tasker, R.C. (2001) “Hippocampal selective regional vulnerability and development.” Dev. Med. Child Neurol. Suppl. 86, 6-7.
  232. Back, T., Hemmen, T. and Schuler, O.G. (2004) “Lesion evolution in cerebral ischemia.” J. Neurol. 251 ,388-397.
  233. Henke, K., Kroll, N.E., Behniea, H., Amaral, D.G., Miller, M.B., Rafal, R. et al. (1999) “Memory lost and regained following bilateral hippocampal damage.” J. Cogn. Neurosci. 11 , 682-697.
  234. Lathe, R. (2001) “Hormones and the hippocampus.”J. Endocrinol. 169, 205-231.
  235. Tracy, A.L., Jarrard, L.E. and Davidson, T.L. (2001) “The hippocampus and motivation revisited: appetite and activity.” Behav. Brain Res. 127, 13 -23.
  236. Garcia-Morales, P., Saceda, M., Kenney, N., Kim, N., Salomon, D.S., Gottardis, M.M. et al. (1994) “Effect ofcadmium on estrogen receptor levels and estrogen-induced responses in human breast cancer cells.” J. Biol. Chem. 269, 16896-16901.
  237. Stoica, A., Katzenellenbogen, B.S. and Martin, M.B. (2000) “Activation of estrogen receptor-alpha by the heavy metal cadmium.” Mol. Endocrinol. 14, 545-553.
  238. Martin, M.B., Reiter, R., Pham, T., Avellanet, Y.R., Camara, J., Lahm, M. et al. (2003) “Estrogen-like activity of metals in MCF-7 breast cancer cells.” Endocrinology 144, 2425-2436.
  239. Johnson, M.D., Kenney, N., Stoica, A., Hilakivi-Clarke, L., Singh, B., Chepko, G. et al. (2003) “Cadmium mimics the in vivo effects of estrogen in the uterus and mammary gland.” Nat. Med. 9, 1081 -1084.
  240. Martin, M.B., Voeller, H.J., Gelmann, E.P., Lu, J., Stoica, E.G., Hebert, E.J. et al. (2002) “Role of cadmium in the regulation of AR gene expression and activity.” Endocrinology 143, 263-275.
  241. Stapleton, G., Steel, M., Richardson, M., Mason, J.O., Rose, K.A., Morris, R.G. et al. (1995) “A novel cytochrome P450 expressed primarily in brain.” J. Biol. Chem. 270, 29739-29745.
  242. Lathe, R. (2002) “Steroid and sterol 7-hydroxylation: ancient pathways.” Steroids 67, 967-977.
  243. Weihua, Z., Lathe, R., Warner, M. and Gustafsson, J.-A. (2002) “A novel endocrine pathway in the prostate, ERbeta, AR, 5alpha-androstane-3beta,17beta-diol, and CYP7B, regulates prostate growth.” Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99, 13589-13594.
  244. Omoto, Y., Lathe, R., Warner, M. and Gustafsson, J.-A. (2005) “Early onset of puberty and early ovarian failure in CYP7B knockout mice.” Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 102, 2814-2819.
  245. Daston, G.P., Cook, J.C. and Kavlock, R.J. (2003) “Uncertainties for endocrine disrupters: our view on progress.” Toxicol. Sci. 74, 245-252.
  246. Witorsch, R.J. (2002) “Low-dose in utero effects ofxenoestrogens in mice and their relevance to humans: an analytical review of the literature.” Food Chem.Toxicol. 40, 905-912.
  247. Le, T.N. and Johansson, A. (2001) “Impact of chemical warfare with agent orange on women’s reproduc-tive lives in Vietnam: a pilot study.” Reprod. Health Matters 9, 156-164.
  248. Krstevska-Konstantinova, M., Charlier, C., Craen, M., Du, C.M., Heinrichs, C., de Beaufort, C. et al. (2001) “Sexual precocity after immigration from developing countries to Belgium: evidence ofprevious exposure to organochlorine pesticides.” Hum. Reprod. 16, 1020-1026.
  249. Bibbo, M., Gill, W.B., Azizi, F., Blough, R., Fang, V.S., Rosenfield, R.L. et al. (1977) “Follow-up study of male and female offspring of DES-exposed mothers.” Obstet. Gynecol. 49, 1-8.
  250. Gill, W.B., Schumacher, G.F. and Bibbo, M. (1977) “Pathological semen and anatomical abnormalities of the genital tract in human male subjects exposed to diethylstilbestrol in utero.” J. Urol. 117, 477-480.
  251. Palanza, P., Morellini, F., Parmigiani, S. and vom Saal, F.S. (1999) “Prenatal exposure to endocrine dis-rupting chemicals: effects on behavioral development.” Neurosci. Biobehav. Rev. 23, 1011 -1027.
  252. Farabollini, F., Porrini, S. and Dessi-Fulgherit, F. (1999) “Perinatal exposure to the estrogenic pollutant bisphenol A affects behavior in male and female rats.” Pharmacol. Biochem. Behav. 64, 687-694.
  253. Weiss, B. (2002) “Sexually dimorphic nonreproductive behaviors as indicators of endocrine disruption.” Environ. Health Perspect. 110, Suppl 3, 387-391.
  254. 254. Levy, C.J. (1988) “Agent Orange exposure and posttraumatic stress disorder.” J. Nerv. Ment. Dis. 176,242—245.
  255. Food Standards Agency (2004) Fish Consumption, Benefits and Risks, Part 3. Online at: http://www .food.gov.uk/multimedia/pdfs/fishreport200403.pdf
  256. Kainu, T., Gustafsson, J.A. and Pelto-Huikko, M. (1995) “The dioxin receptor and its nuclear translocator (Arnt) in the rat brain.” Neuroreport 6, 2557—2560.
  257. Hassoun, E.A., Al Ghafri, M. and Abushaban, A. (2003) “The role of antioxidant enzymes in TCDD-induced oxidative stress in various brain regions ofrats after subchronic exposure.” FreeRadic. Biol.Med. 35, 1028—1036.
  258. 258. Powers, B.E., Lin, T.M., Vanka, A., Peterson, R.E., Juraska, J.M. and Schantz, S.L. (2005) “Tetra-chlorodibenzo-p-dioxin exposure alters radial arm maze performance and hippocampal morphology in female AhR mice.” Genes Brain Behav. 4, 51 —59.
  259. Edelson, S.B. andCantor, D.S. (1998) “Autism: xenobioticinfluences.” Toxicol. Ind.Health 14, 553—563.
  260. Stubbs, E.G. (1978) “Autistic symptoms in a child with congenital cytomegalovirus infection.”J. Autism ChildSchizophr. 8, 37—43.
  261. Stubbs, E.G., Ash, E. and Williams, C.P. (1984) “Autism and congenital cytomegalovirus.”J. Autism Dev. Disord. 14, 183—189.
  262. Ivarsson, S.A., Bjerre, I., Vegfors, P. and Ahlfors, K. (1990) “Autism as one of several disabilities in two children with congenital cytomegalovirus infection.” Neuropediatrics 21 , 102—103.
  263. Yamashita, Y., Fujimoto, C., Nakajima, E., Isagai, T. and Matsuishi, T. (2003) “Possible association between congenital cytomegalovirus infection and autistic disorder.’”/ Autism Dev. Disord. 33, 455—459.
  264. Sweeten, T.L., Posey, D.J. and McDougle, C.J. (2004) “Briefreport: autistic disorder in three children with cytomegalovirus infection.”J. Autism Dev. Disord. 34, 583—586.
  265. Chess, S. (1977) “Follow-up report on autism in congenital rubella.”J Autism Child Schizophr. 7,69—81.
  266. Chess, S., Fernandez, P. and Korn, S. (1978) “Behavioral consequences of congenital rubella.”J. Pediatr.93, 699—703.
  267. Domachowske, J.B., Cunningham, C.K., Cummings, D.L., Crosley, C.J., Hannan, W.P. and Weiner, L.B. (1996) “Acute manifestations and neurologic sequelae of Epstein-Barr virus encephalitis in children.” Pediatr. Infect. Dis.J. 15, 871—875.
  268. DeLong, G.R., Bean, S.C. and Brown, F.R., III (1981) “Acquired reversible autistic syndrome in acute encephalopathic illness in children.” Arch. Neurol. 38, 191 —194.
  269. Gillberg, C. (1986) “Onset at age 14 of a typical autistic syndrome. A case report of a girl with herpes simplex encephalitis.”J. Autism Dev. Disord. 16, 369—375.
  270. Ghaziuddin, M., Al Khouri, I. and Ghaziuddin, N. (2002) “Autistic symptoms following herpes encepha-litis.” Eur. ChildAdolesc. Psychiatry 11, 142—146.
  271. Gillberg, I.C. (1991) “Autistic syndrome with onset at age 31 years: herpes encephalitis as a possible model for childhood autism.” Dev. Med. Child Neurol. 33, 920—924.
  272. Reitman, M.A., Casper, J., Coplan, J., Weiner, L.B., Kellman, R.M. and Kanter, R.K. (1984) “Motor disorders of voice and speech in Reye’s syndrome survivors.” Am.J. Dis. Child 138, 1129—1131.
  273. Quart, E.J., Buchtel, H.A. and Sarnaik, A.P. (1988) “Long-lasting memory deficits in children recovered from Reye’s syndrome.”J. Clin. Exp. Neuropsychol. 10, 409—420.
  274. Cornford, M.E. and McCormick, G.F. (1997) “Adult-onset temporal lobe epilepsy associated with smol-dering herpes simplex 2 infection.” Neurology 48, 425—430.
  275. Stefanacci, L., Buffalo, E.A., Schmolck, H. andSquire, L.R. (2000) “Profound amnesia after damage to the medial temporal lobe: a neuroanatomical and neuropsychological profile of patient EP.” J. Neurosci. 20,7024—7036.
  276. Shoji, H., Azuma, K., Nishimura, Y., Fujimoto, H., Sugita, Y. and Eizuru, Y. (2002) “Acute viral encephali-tis: the recent progress.” Intern. Med. 41 , 420—428.
  277. Asaoka, K., Shoji, H., Nishizaka, S., Ayabe, M., Abe, T., Ohori, N. etal. (2004) “Non-herpetic acute limbic encephalitis: cerebrospinal fluid cytokines and magnetic resonance imaging findings.” Intern. Med. 43,42—48.
  278. Rubin, S.A., Sylves, P., Vogel, M., Pletnikov, M., Moran, T.H., Schwartz, G.J. et al. (1999) “Borna disease virus-induced hippocampal dentate gyrus damage is associated with spatial learning and memory deficits.” Brain Res. Bull. 48, 23-30.
  279. Gosztonyi, G. and Ludwig, H. (1995) “Borna disease – neuropathology and pathogenesis.” Curr. Top. Microbiol. Immunol. 190, 39-73.
  280. Pletnikov, M.V., Moran, T.H. and Carbone, K.M. (2002) “Borna disease virus infection ofthe neonatal rat: developmental brain injury model of autism spectrum disorders.” Front Biosci. 7, d593 -d607.
  281. Hornig, M., Weissenbock, H., Horscroft, N. and Lipkin, W.I. (1999) “An infection-based model of neurodevelopmental damage.” Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, 12102-12107.
  282. Gianinazzi, C., Grandgirard, D., Imboden, H., Egger, L., Meli, D.N., Bifrare, Y.D. et al. (2003) “Caspase-3 mediates hippocampal apoptosis in pneumococcal meningitis.” Acta Neuropathol. (Berl.) 105, 499-507.
  283. Nau, R., Soto, A. and Bruck, W. (1999) “Apoptosis ofneurons in the dentate gyrus in humans suffering from bacterial meningitis.” J. Neuropathol. Exp. Neurol. 58, 265-274.
  284. Goldman, G.S. and Yazbak, F.E. (2004) “An investigation ofthe association between MMR vaccination and autism in Denmark.” J. Am. Phys. Surg. 9, 70-75.
  285. Dyken, P.R. (2004) “Some aspects about the clinical and pathogenetics characteristics ofthe presumed persistent measles infections: SSPE and MINE.” J. Pediatr. Neurol. 2, 121 -124.
  286. Honda, H., Shimizu, Y. and Rutter, M. (2005) “No effect of MMR withdrawal on the incidence of autism: a total population study”J. Child Psychol. Psychiatry 46, 572-579.
  287. Lingam, R., Simmons, A., Andrews, N., Miller, E., Stowe, J. and Taylor, B. (2003) “Prevalence ofautism and parentally reported triggers in a north east London population.” Arch. Dis. Child 88, 666-670.
  288. Taylor, B., Miller, E., Lingam, R., Andrews, N., Simmons, A. and Stowe, J. (2002) “Measles, mumps, and rubella vaccination and bowel problems or developmental regression in children with autism: population study.” Brit. Med.J. 324, 393-396.
  289. Smeeth, L., Cook, C., Fombonne, E., Heavey, L., Rodrigues, L.C., Smith, P.G. et al. (2004) “Rate offirst recorded diagnosis of autism and other pervasive developmental disorders in United Kingdom general practice, 1988 to 2001.” BMCMedicine 2. http://www.biomedcentral.com/1741-7015/2/39
  290. Carpenter, D.O., Hussain, R.J., Berger, D.F., Lombardo, J.P. and Park, H.Y. (2002) “Electrophysiologic and behavioral effects ofperinatal and acute exposure ofrats to lead and polychlorinated biphenyls.” Environ.Health Perspect. 110, Suppl 3, 377-386.
  291. Rajapakse, N., Silva, E. and Kortenkamp, A. (2002) “Combining xenoestrogens at levels belowindividual no-observed-effect concentrations dramatically enhances steroid hormone action.” Environ. Health Perspect. 110, 917-921.
  292. Rutter, M. (2000) “Genetic studies of autism: from the 1970s into the millennium.” J. Abnormal. Child Psychol. 28, 3-14.

Ekscytotoksyczność

The Journal of the American Nutraceutical Association 2003, vol. 6 No 1

Russel L. Blaylock MD, Clinical Assistant Proffesor od Neurosurgery, University of Missisipi Medical Center, Jackson, Missisipi

Kluczowa rola ekscytotoksyczności w zaburzeniach ASD

Wstęp

Dla potrzeb tej dyskusji przyjmuję definicję zaburzeń autystycznych jako grupy zaburzeń wyższych funkcji mózgu, od zaburzeń deficytu uwagi aż do pełnoobjawowego autyzmu. Pomimo podziału na liczne konkretne zaburzenia, np. Asperger, wysokofunkcjonujący autyzm, ADHD – wielu uważa, że jest to spektrum powiązanych zaburzeń. Ja również tak uważam, uwzględniając fakt, że z klinicznego punktu widzenia wiele z nich może różnić się od siebie. Uwzględniając te różnice, omówię ich specyfikę fizjologiczną i biochemiczną.

Ostatnie badania dowodzą, że większość zaburzeń neurologicznych – nagłych i przewlekłych – ma wspólny zestaw patologicznych mechanizmów, pomimo różnic klinicznych (1). W centrum tych procesów jest ekscytotoksyczność. Nazwana tak w 1969 roku przez dr Johna Olneya, ekscytotoksyczność to zjawisko charakteryzujące się uruchamianiem nadmiernego podrażnienia neuronów przez ich przestymulowanie ekscytotoksycznymi aminokwasami, głównie glutaminianem i kwasem aspartamowym (2).

Przy wykorzystaniu technik klonowania, naukowcy scharakteryzowali pięć rodzajów receptorów – NMDA, AMPA, kwas kainowy i dwa receptory metabotropiczne (3). Najwięcej wiemy o NMDA, który kontroluje kanał jonowy przepuszczalny dla jonów wapnia. Wokół tego kanału umiejscowione są różnego rodzaju receptory regulacyjne, w tym miejsca działania cynku i magnezu, które modulują kanał i zapobiegają jego nadmiernej aktywacji oraz receptor glicynowy, który zwiększa sygnał podczas aktywacji receptora NMDA. Receptor fencyklidynowy w silny sposób ogranicza przepuszczalność kanału wapniowego.

Glutaminian to najpowszechniejszy neurotransmiter w ośrodkowym układzie nerwowym. Jest on też najbardziej neurotoksyczny. Z tego powodu jego koncentracja wokół neuronu jest ściśle kontrolowana przy pomocy protein transportujących glutaminian, które przyłączają się do niego tuż po jego wypuszczeniu. Niedługo później jest on przenoszony do najbliższego astrocytu, gdzie jest odkładany (4).

Nadmierne poziomy glutaminianu albo innych cząsteczek ekscytotoksycznych powodują, że kanał wapniowy jest otwarty przez stosunkowo długi okres czasu. Nadmiar wapnia uruchamia aktywację syntazy tlenku azotu (iNOS) i kinazę białkową C (PKC). iNOS powoduje produkowanie w nadmiarze tlenku azotu, który zaczyna kumulować się w komórkach. Gdy napotka wolne rodniki tworzy bardzo destrukcyjną cząsteczkę, która uszkadza mitochondria – główne źródło energii dla neuronu (5).

W tym samym czasie kinaza białkowa C aktywuje fosfolipazę A2 w membranie komórkowej, co sprawia że kwas arachidonowy wjest wypuszczany do cytozolu. Tam działają na niego dwa enzymy: lipoksygenaza i cyklooksygenaza, które produkują potencjalnie destrukcyjne eikozanoidy. Najistotniejszym jest enzym COX II, który prowadzi do kumulacji prostaglandyn PGE2 i PGD2, które wzmagają stan zapalny. Co interesujące, tylko neurony glutaminergiczne zawierają enzymy COX II, umiejscowione w odległych dendrytach i skumulowane w rdzeniach dendrytowych (6).

Kumulacja eikozanoidów prowadzi do produkowania wolnych rodników, w szczególności bardzo destrukcyjne rodniki hydroksylowe. Proces ten przyspiesza i wolne rodniki wchodzą w interakcje z membranami neuronów, w tym membranami mitochondrialnymi i komórkowymi. Gdy ten proces się zacznie, początkuje on reakcję łańcuchową w wielonasyconych kwasach tłuszczowych, z których zrobione są membrany. Proces ten nazywamy peroksydacją lipidową.

Liczne produkty uboczne są produkowane podczas peroksydacji lipidowej, włącznie z kilkunastoma różnymi aldehydami. Najbardziej powszechny jest malondialdehyd (MDA), a najbardziej destrukcyjny jest 4-hydroksynonenal. Ostatnie badania dowiodły, że 4-HNE może w dużym stopniu niszczyć komórki, włącznie z zahamowaniem defosforylacji białka tau, co wpływa na funkcję mikrotubuli (8). Dowiedziono także, że hamuje on reduktazę glutationową, która jest niezbędna do przemiany utlenionego glutationu do jego funkcjonalnej, zredukowanej formy (9). Stwierdzono, że dzieci z chorobami autoimmunologicznymi mają wyższe poziomy 4-HNE we krwi niż dzieci z grupy kontrolnej (10).

Stwierdzono również, że 4-HNE może łączyć się z proteinami synaps, gdzie upośledza transport zarówno glukozy, jak i glutaminianu (11). Ten proces jest wyjątkowo niebezpieczny, bo liczne badania wykazały, że upośledzenie źródeł energii znaczni zwiększa podatność na działanie glutaminianu. Tak naprawdę, nawet normalne poziomy glutaminianu mogą być ekscytotoksyczne (12). Anion nadtlenoazotynowy niszcząc membrany mitochondrialne, DNA i elektrony enzymów transportujących, również w znaczny sposób zmniejsza produkcję energii w neuronach (13).

Dowiedziono również, że ekscytotoksyczność może być zaktywowana przez liczne patogeny, m.in. niedokrwienie miejscowe (ischemia), niedotlenienie krwi (hypoxia), hipoglikemia, patogeny wirusowe i bakteryjne, metale toksyczne, stres, choroby autoimmunologiczne i nadmiar wolnych rodników. Należy też stwierdzić, że jest ścisły związek między ekscytotoksycznością a powstawaniem wolnych rodników. Wolne rodniki umożliwiają uwolnienie się glutaminianu w mózgu a ekscytotoksyny umożliwiają produkcję dożej ilości wolnych rodników, zarówno tlenowych jak i azotowych.

Chociaż ten opis zjawiska ekscytotoksyczności nie jest kompletny, da on czytelnikowi lepsze pojęcie tego mechanizmu.

Ataki padaczki, autyzm i ekscytotoksyczność

Stwierdzono, iż ataki padaczki są dość powszechne w niektórych z zaburzeń autystycznych. Około 1/3 dzieci z autyzmem doświadcza takich ataków albo ma nieprawidłowy zapis EEG (14). Występowanie ataków nie jest niezbędne do wystąpienia regresu. W wielu przypadkach, nieprawidłowe EEG stwierdzono przy braku klinicznego obrazu ataków (15). Taka sytuacja jest częsta u dzieci z autyzmem, które doświadczyły regresu.

Childs i Blair stwierdzili ogromny postęp po terapii kwasem valproinowym dwoje bliźniąt autystycznych, u których w wieku trzech lat stwierdzono ataki padaczki (16). Rodzice przypomnieli sobie objawy odpowiadające atakom padaczki występujące u ich dzieci w wieku 2 lat. Co chłopcy mieli objawy charakterystyczne dla autyzmu, w tym natrętne i autostymulacyjne zachowania, brak symbolicznej zabawy, słaby kontakt wzrokowy, echolaliczną i nie komunikatywną mowę i brak odpowiedzi na próby zdyscyplinowania.

U niektórych dzieci z autyzmem stwierdzono stwardnienie guzowate, stan powiązany z wysokim prawdopodobieństwem ataków padaczki (17). Około 25% dzieci ze stwardnieniem guzowatym jest autystami. Jeżeli dodać do tego całościowe zaburzenie rozwoju, procent ten wzrasta do 40-45. Wśród dzieci z autyzmem 1-4% ma stwardnienie guzowate. To prawdopodobieństwo wzrasta do 8-14% u dzieci autystycznych z atakami padaczki.

Udowodniono, że ataki padaczki u dzieci z autyzmem często są niezdiagnozowane. W ostatnich badaniach u dzieci z zespołem Landeau

Kleffnera (LKS) w porównaniu do dzieci autystycznych po regresie, naukowcy przy wykorzystaniu bardzo czułej techniki magnetoencefalografii (MEG) ustalili, że z 50 dzieci z autyzmem przebadanych podczas fazy II snu, 82% miało epileptyczną aktywność w tym samym obszarze mózgu co pacjenci z zespołem Landeau Kleffnera (18). Różnica w obu tych grupach była taka, że dzieci z LKS nie posiadały żadnej epileptycznej aktywności poza obszarem lewej bruzdy tylno-bocznej podczas gdy 75% dzieci z autyzmem regresowym miały ataki padaczki również poza tym obszarem. U dzieci z LKS ataki były głównie w obszarach czołowych i ciemieniowych, co mogłoby tłumaczyć problemy z socjalizacją i zachowaniem.

Podczas badań zapisywano standardowe wyniki EEG jednocześnie z MEG. Podczas, gdy MEG ujawnił niewłaściwą aktywność u 85% dzieci, standardowe EEG ujawniło ją tylko u 68% dzieci. To wskazuje na fakt, że znaczące nieprawidłowości są często pomijane podczas rutynowych badań, Możliwe też, że jeszcze dokładniejsza metoda mogłaby wykryć jeszcze więcej nieprawidłowości.

To, że stałe wyładowania padaczkowe są niszczące, jasno widać w zespole Landeau Kleffnera. W tym schorzeniu, stałe ataki prowadzą do stałej utraty funkcji języka i rozwoju społecznego, czyli wyższych funkcji mózgu. W szczególności istotne jest to, że ataki mają zwykle miejsce w nocy i ciężko je rozpoznać. W zależności od czasu podjęcia leczenia, może dojść do odzyskania funkcji językowych.

Inny związek między atakami, kumulacją glutaminianu i pogorszeniem funkcji mózgu istnieje w drgawkach wywołanych wrażliwością na pirodoksynę u noworodków. Ustalono, że u nieleczonych dzieci poziomy glutaminianu w płynie mózgowo-rdzeniowym są 200x wyższe od normalnych i drgawek nie da się kontrolować (19). Po podaniu dawki 5mg/kg pirodoksyny, ataki ustają, ale postępuje opóźnienie umysłowe. Poziom glutaminianu jest nadal 10x wyższy od normalnego. Przy podaniu pirodoksyny w dawce 10 mg/kg nie było już ataków ani opóźnienia umysłowego, a poziom glutaminianu był w normie. Interesujące, że niektóre z osób z takimi drgawkami miały również cechy autystyczne (20).

Podczas gdy w większości przypadków zależne od pirydoksyny drgawki obserwuje się już od urodzenia, doniesiono o przypadkach, że pierwsze objawy miały miejsca nawet 14 miesięcy po porodzie (21). Zasugerowano, że tego rodzaju drgawki są zatem bardziej powszechne, niż zakładano i że pogarszanie się stanu neurologicznego może mieć miejsce również przy braku drgawek (22). Szerokie spektrum symptomów neurologicznych jest pochodną zmian ekscytotoksycznych zachodzących przy tym syndromie: problemów ze wzrokiem, zeza, poważnej apraksji i opóźnienia ruchowego. Wiemy też, że proces ekscytotoksyczny powiązany z tym zespołem może spowodować zmiany obrazu mózgu na skanach rezonansu i tomografu, zwykle atrofię korową i podkorową z postępującym zwężeniem komór (23)

Inny przykład istotności glutaminianu w patologii napadów pochodzi z badań Mathern I współpracowników, którzy wykazali zwiększoną aktywność receptorów NMDA w przypadkach epilepsji płata czołowego, związaną z przyśrodkowym stwardnieniem hipokampa, wskazującym na nadmierną ekscytację komórek ziarnistych zakrętu zębatego (24). Inni badacze wykazali degenerację połączeń dendrytowych w neuronach hipokampu, charakterystyczną dla ekscytotoksyczności (25). Co ciekawe, niedawne badania wykazały, że anatomiczny substrat układu limbicznego, obejmujący podporę/obszar CA1-CA3 i zakręt zębaty/obszar CA4 był mniejszy u osób z autyzmem w porównaniu do grupy kontrolnej (26)

Zaobserwowano, że stan dużego odsetka dzieci autystycznych poprawiał się przy suplementacji cynkiem. Wiadomo, że płaty skroniowe charakteryzuje najwyższa zawartość cynku a cynk gra podstawową rolę w redukowaniu ekscytotoksyczności NMDA (27). Cynk redukuje również nadmierną ekscytację komórek ziarnistych zakrętu zębatego u epileptyków (28)

Wiadomo już również z badań doświadczalnych, że napady są blisko związane z procesem ekscytotoksyczności (29). Nie tylko glutaminian i kwas aspartamowy mogą wywoływać drgawki, szczególnie po wstrzyknięciu ich do mózgu, ale same drgawki mogą stymulować uwalnianie się ekscytotoksyn w mózgu, prawdopodobnie przez stymulację powstawania wolnych rodników. Spontanicznie niszczone neurony, w szczególności gdy proces ma miejsce przez długi czas, powodują utratę energii, niedokrwienie i niedotlenienie, które to powodują również nadmierne uwalnianie się glutaminianu.

Istnieją dowody, że ekscytotoksyczność jest odpowiedzialna za większość zmian patologicznych spowodowanych długo trwającymi drgawkami (30, 31). Ten destrukcyjny proces jest sugerowany jako mechanizm

Lustrzanych ognisk epileptycznych płata skroniowego i pogorszenia się w sensie kognitywnym, które również towarzyszy epilepsji. Cytopatologiczne zmiany zachodzące w hipokampie po długotrwających napadach przypominają uszkodzenia wynikające z ekscytotoksyczności – zniszczenie neuronów w obszarach CA1 i CA3 oraz opuchliznę wnęki zakrętu zębatego, zaobserwowaną u osób z autyzmem.

Ostatnie badania wykazały, że ketamina silny antagonista receptorów NMDA może zahamować napady (32). Szczególnie istotne jest uszkodzenie ekscytotoksyczne mające miejsce podczas stanu epilepsji, które może tłumaczyć wyżej wspomnianą atrofię limbiczną w autyzmie (33).

Inną substancją ekscytotoksyczną powiązaną z drgawkami jest kwas chinolinowy (34). Ta ekscytotoksyna jest ważna z dwóch powodów. Po pierwsze, jest to produkt rozpadu serotoniny, a po drugie jest ona wypuszczana zarówno z astrocytów jak i mikrogleju gdy komórki te są aktywowane przez różne czynniki. Kwas chinolinowy działa na receptory NMDA i jak glutaminian, jego aktywność może zostać zablokowana przez MK-801.

Istnieją dowody na to, że nadmierna kumulacja pozaneuronalnego glutaminianu może hamować fosforylację oksydacyjną. Badania wykazały, że wysokie koncentracje glutaminianu redukują complex I, II/III i IV, a ta redukcja może zostać całkowicie zahamowana przez MK-801 (35). Liczne badania wykazały, że deficyty energii neuronalnej zasadniczo zwiększają podatność na ekscytotoksyczność, nawet do punktu, gdzie normalne koncentracje glutaminianu mogą stać się ekscytotoksyczne.

Podczas, gdy glicyna działa inhibitująco w rdzeniu kręgowym, w mózgu działa pobudzająco. Dzieje się tak dlatego, że gra ona główną rolę w aktywacji receptora NDMA przez glutaminian. Wysokie stężenia glicyna powodują nadmierne pobudzenie i neurotoksyczność w hipokampie (36)

Kwas kainowy może spowodować rozniecanie (kindling) po wstrzyknięciu do kory mózgowej i ciała migdałowatego. To zjawisko może mieć miejsce bez wstępnych drgawek. Obserwuje się to w autyzmie. Liczne badania wykazały, że rozniecanie może wywoływać zmiany ekscytotoksyczne bez obecności drgawek klinicznych, co należy każdorazowo rozważać u dzieci autystycznych (37)

Podczas gdy degeneracja neuronów może brać się z zbyt wysokich poziomów glutaminianu, utrata połączeń dendrytowych może mieć miejsca przy dużo mniejszych stężeniach, Istnieją też dowody, że podwyższony poziom glutaminianu podczas okresu intensywnego rozwoju mózgu może skutkować przyjęciem innych ścieżek tego rozwoju z powodu przestymulowania stożków wzrostu (38). Poziomy glutaminianu są precyzyjnie regulowane podczas wczesnych faz rozwoju mózgu i zakłócenia poziomu glutaminianu mogą prowadzić do subtelnych lub poważnych zmian pracy mózgu, zależnie od czasu i stężenia. Drgawki, zwykle występujące w długim okresie czasu, mogą doprowadzić do podwyższenia poziomów glutaminianu.

Wiadomo również, że niedotlenienie i niedokrwienie, częste przy drgawkach występujących w długim okresie czasu, mogą również drastycznie zwiększać poziom glutaminianu. Może mieć to duże znaczenie przy formowaniu się ścieżek, jak również wpływa na utratę neuronów, połączeń synaptycznych i komórek pnia mózgu. Wiadomo, że po osiągnięciu wieku 2 lat rozwijający się mózg zawiera więcej receptorów glutaminianu niż po urodzeniu i ta liczba powoli zmniejsza się przez następną dekadę (39) Dlatego mózgi dzieci są bardziej podatne na ekscytotoksyczność

Rola stymulacji układu odpornościowego

Ustalono, że aktywacja mikrogleju i actrocytów poprzez stymulację układu odpornościowego może wywołać ekscytotoksyczność (40). Ten mechanizm zakłada skomplikowany ciąg zdarzeń rozpoczynający się od uwolnienia dużej ilości cytokin. Podkreślić należy, iż aktywacja mikrogleju może nastąpić przy dużym pobudzeniu układu odpornościowego, tak jak przy szczepieniu (41, 42).

Aktywacja mikrogleju powoduje uwolnienie się licznych cytokin, w tym TNF-alfa, IL-1ß, IL-2, IL-6 i INF-gamma (43). Dodatkowo, ma miejsce aktyqwacja prozapalnych eikozanoidów (44). Powiązane z tym procesem jest wygenerowanie różnego rodzaju produktów pośrednich przemian tlenowych i azotowych, w tym nadtlenku wodoru, rodników wodorotlenowych, nadtlenoazotynu i 4-hydroksynonenalu. Te produkty pośrednie nie tylko uszkadzają neurony, połączenia synaptyczne i części składowe komórek ale indukują też uwolnienie glutaminianu z sąsiadujących astrocytów (45).

Szczególnie interesująca jest niedawna obserwacja, że aktywacja mikrogleju może również spowodować uwolnienie się glutaminianu i kwasu chinolinowego – dwóch silnych ekscytotoksyn – z samego makrofagu (46). Interakcje z bakteriami, wirusami i lipopolisacharydami mogą zwiększyć wydzielanie się glutaminianu 2-3 krotnie powyżej podstawowego poziomu (47). Deksametazon, jak się okazało, redukuje wydzielanie się glutaminianu o 50% (48).

Należy również zauważyć, że nadmiar glutaminianu, tak jak i jego niedobór, wpływa na długoterminowe wzmocnienie kluczowe dla procesów uczenia się i zapamiętywania (49). Dodatkowo, wzrost i kierunek rozwoju ścieżek w mózgu jest również regulowany przez glutaminian, w szczególności wpływ na niego ma przedłużający się okres nadmiaru glutaminianu. Niedobór glutaminianu zaburza funkcję stożka wzrostu i prowadzi do niewłaściwej budowy mózgu.

Wszystko, co prowadzi do aktywacji mikrogelu, w tym wirusy, ß-amyloidy, rtęć, aluminium, oksydowany LDL i HDL, homocysteina i ekscytotoksyny, może wpłynąć na kumulację kwasu chinolinowego (50) To wzbudza wątpliwości co do zasadności suplementów i leków zwiększających poziom L-tryptofanu. Szczególnie istotna jest równowaga między kwasem chinolinowym a kynurenitami, które pełnią dla mózgu funkcję ochronną.

Innym interesującym obszarem jest to, w jaki sposób pochodne aktywacji mikrogleju wpływają na reabsorpcję glutaminianu. Transport glutaminianu jest szczególnie wrażliwy na działanie IL-1ß,TNF-alfa, rtęci, nadtlenoazotynu i 4-hydroksynonenalu (51,52,53). Takie zakłócenie transportu glutaminianu jest wiązane z chorobą Lou Gehriga i prawdopodobnie Alzheimera (54,55). Wszystkie te czynniki wpływają na organizm przy szczepieniach i w stanach autoimmunologicznych.

Rtęć to ważny czynnik hamujący GLT-1, proteinę transportującą glutaminian, nawet w bardzo małych stężeniach (56). Liczne badania dowiodły, że dzieci z autyzmem często mają znacznie podwyższone poziomy rtęci w organizmie, przy czym jedynym źródłem rtęci są często szczepionki (i ich środek konserwujący, tiomersal). Ekspozycja na rtęć z plomb amalgamatowych u szczurów spowodowała znaczne podwyższenie ciał odpornościowych w kłębuszkach nerkowych i naczyniach krwionośnych w licznych organach, w tym w mózgu (57). Na podstawie tego, co wiadomo o nadmiernej stymulacji układu odpornościowego i następczej długotrwałej aktywacji mikrogleju, usunięcie rtęci ze szczepionek prawdopodobnie nie wyeliminuje tego problemu.

Vijendra Singh i współpracownicy ustalili, że u 84% dzieci z autyzmem obecne są przeciwciała na podstawowe proteiny mielinowe (MBP) (58). Sugeruje to, że u dzieci z autyzmem ma miejsce autoimmunologiczna reakcja w mózgu. Wiadomo, że taka reakcja wynika z wysokich poziomów cytokin i pochodnych pozapalnych, takich jak leukotrieny i prostaglandyny (59). Zwiększają one stres oksydacyjny w mózgu i ekscytotoksyczność. Co ciekawe, taka sama reakcja występuje również w wielu neurodegeneracyjnych chorobach u dorosłych, np. w zespole Alzheimera, chorobie Lou Gehriga i chorobie Parkinsona (60,61,62).

Inną możliwością jest obecność wirusa albo ukrytego wirusa. Kiedy układ odpornościowy jest uszkodzony, albo genetycznie albo przez nadmierną eksploatację, wirusy mogą istnieć w tkankach przez długi czas (63). Z uwagi na uszkodzenie układu odpornościowego, zamiast walczyć z wirusami, zaktywowany mikroglej przez cały czas uwalnia neurotoksyczne substancje i wolne rodniki. Stymuluje też uwalnianie się glutaminianu i innych ekscytotoksyn, co zwiększa jeszcze produkcję destrukcyjnych substancji. Pierwszą ofiarą są połączenia synaptyczne, a następną – niedojrzałe jeszcze ścieżki w formującym się dopiero mózgu.

Wykazano, w jaki sposób wirus odry dostaje się do mózgu w przypadkach odgrypowego zapalenia mózgu (64). Wejście wirusa do mózgu może spowodować albo zespół demielinizacyjny albo inne reakcje, jak wyżej opisano. Podawanie dzieciom wirusów odry może doprowadzić do dostania się tych wirusów do mózgu.

W jednym z badań, u myszy zainfekowanych wirusem odry, naukowcy stwierdzili, że nawet po siedmiu dniach po wszczepieniu wirusa, hipokamp produkował 18x więcej kwasu chinolinowego niż w grupie kontrolnej (65). Enzym 3HAO (3-hydroxyanthranilic acid oxygenase) odpowiedzialny za produkcję kwasu chinolinowego, zwiększył swą aktywność 3,3 krotnie w siódmym dniu po zainfekowaniu. Kumulacja kwasu chinolinowego jest również obecna przy demencji związanej z HIV jako efekt wydzielania tego kwasu z mikrogleju. Wirus HIV jest neurotoksyczny z wykorzystaniem mechanizmu ekscytotoksyczności. Zablokowanie receptora NMDA zapobiega neurotoksyczności kwasu chinolinowego. U myszy czynnikiem zapobiegającym encefalopatii spowodowanej infekcją wirusem odry, był również MK-801, antagonista NMDA (66).

Przypadki nagłej encefalopatii są prawdopodobnie częstsze niż wynika to z oficjalnych raportów (67). Dzieje się tak dlatego, że wielu pediatrów nie umie rozpoznać subtelnych objawów neurologicznych albo lekceważą je traktując jako wymysły przewrażliwionych matek. Przewlekła infekcja wirusowa ośrodkowego układu nerwowego, w szczególności z udziałem wirusów utajonych, z przybywaniem i ubywaniem objawów, często jest pomijana przez osoby z niedostateczną wiedzą z zakresu neurologii.

W innych badaniach jeszcze więcej wątpliwości wzbudza atypowe zachowanie się wirusa odry w mózgu (68). W tych badaniach ujawniono, że wirus może spowodować niezapalną encefalopatię i degenerację obszarów CA1 i CA3 w hipokampie. Reakcja ekscytotoksyczna miała miejsce kilkanaście dni po zakażeniu. U ludzi może to doprowadzić do utraty pamięci i zdolności nauczania w różnym stopniu, gdyż uszkodzenie spowodowane przez ekscytotoksyny wpływa na długotrwałe wzmocnienie (long term potentiation).

Podczas ostatniej dekady doniesiono o dwóch przypadkach poszczepiennej choroby Parkinsona, które miały miejsce po szczepieniach na odrę. Jeden przypadek dotyczył pięcioletniego chłopca, u którego 15 dnia po szczepieniu pojawiła się gorączka i dementi pugilistica (tzw. obłęd bokserski) (69). W wieku siedmiu lat chłopiec wciąż miał objawy choroby Parkinsona. Wirus umiejscowiony w prążkowiu mózgu spowodował reakcję ekscytotoksyczną w stopniu wystarczającym do wywołania objawów choroby Parkinsona (70, 71). Fakt, że metamfetamina powoduje pobudzenie ośrodka dopaminergicznego kwestionuje pomysł podawania takich leków dzieciom z autyzmem (72).

Podawanie kilku szczepionek naraz, w szczególności z żywymi wirusami, znacznie zwiększa poziom stresu układu odpornościowego, jak również aktywację mikrogleju. Często bardzo małym dzieciom podaje się kilka szczepień podczas jednej wizyty lekarskiej. Ilość ta waha się od trzech do dziewięciu szczepionek. Nie tylko powoduje to potężne obciążenie wirusami i bakteriami ale pozostałe składniki szczepionek nadmiernie aktywizują układ odpornościowy tak, aby zwiększyć prawdopodobieństwo nabycia odporności.

Ma to dwa efekty. Po pierwsze, nadmiernie stymuluje dysfunkcjonalny układ odpornościowy i powoduje uszkodzenie układu nerwowego. Wirus odry, jak powszechnie wiadomo, powoduje reakcje autoimmunologiczne w zakresie podstawowego białka mieliny (73). Po drugie, ostatecznie układ odpornościowy ulega wyeksploatowaniu, co prowadzi do zwiększonej podatności na ewentualne infekcje bakteryjne czy wirusowe. Ten scenariusz jest bardziej prawdopodobny u dziecka niedożywionego, głównie posiadającego braki witaminy A. Eksperymentalnie, retinoidy w znaczny sposób zredukowały intensywność objawów alergicznego zapalenia mózgu (74). Odżywianie we wczesnych fazach rozwoju gra znaczącą rolę w tworzeniu się układu odpornościowego, nie tylko w okresie noworodkowym, ale i w późniejszym (75).

Podczas eksperymentów z wykorzystaniem świnek morskich oraz szczurów, zmiany ekscytotoksyczne powodowały stłumienie odporności humoralnej i komórkowej (76). Ekscytotoksyczne stłumienie odroczonej nadwrażliwości może wytłumaczyć, dlaczego podostre stwardniające zapalenie mózgu jest rzadsze niż zmiany ekscytotoksyczne nie ukierunkowane na mielinę. Te zmiany w podwzgórzu powodują immunologiczne dysfunkcje, które trwają przez całe życie.

Zaobserwowano u dzieci autystycznych częste niedobory cynku, który gra rolę w ochronie układu nerwowego (77, 78). Częściowo ta ochrona bierze się z tego, że cynk wpływa na receptory NMDA i hamuje ich aktywację przez glutaminian. Cynk bierze też udział w produkcji metalotioneiny, cząsteczki chroniącej mózg, której ilość zwiększa się przy stanie zapalnym mózgu i zatruciem metalami ciężkimi, szczególnie rtęcią (79). W takich stanach poziom cynku we krwi spada. Co interesujące, ekspozycja płodu na kofeinę powoduje zmniejszone poziomy cynku w mózgu (80).

U dzieci autystycznych często obserwowane są niskie poziomy magnezu. Magnez odgrywa ogromną rolę w ochronie układu nerwowego, po pierwsze przez zahamowanie aktywacji NMDA. Magnez działa też jako antyoksydant, a niskie jego poziomy prowadzą do podwojenia liczby wolnych rodników (81). Niski magnez obniża też poziom glutationu w komórce i zwiększa prawdopodobieństwo śmierci neuronalnej z powodu ekscytotoksyn. Liczne badania dowiodły, że niski poziom magnezu znacznie zwiększa ekscytotoksyczność (82)

Stwierdzono, że niski poziom magnezu powiązany jest z encefalopatią, na co wpływ ma również brak tiaminy i innych witamin z grupy B (83). W tych badaniach, u szczurów, u których obniżono poziom tiaminy i innych witamin z grupy B, zaobserwowano łagodne zmiany cytotoksyczne w nakrywce mostu. Przy niedoborze magnezu zmiany te znacznie się pogłębiły. Niedobór magnezu hamuje też odpowiedzi GABA, co zwiększa stymulację kory (84).

Jedną z głównych cytokin wydzielanych przy aktywacji mikrogleju jest czynnik nekrozy nowotworów (TNF-alfa). W normalnej sytuacji działa on neuroochronnie, ale może też zwiększyć ekscytotoksyczność poprzez zwiększenie wydzielania pochodnych tlenowych i azotowych oraz hamowanie reabsorpcji glutaminianu. TNF-alfa był podwyższony w licznych zaburzeniach neurodegeneracyjnych (85).

Cytokiny odgrywają główną rolę w rozwoju mózgu. Na przykład IL-1ß, IL-6 i TNF-alfa w zwyczajnych stężeniach mają wpływ na przetrwanie neuronów dopaminergicznych i sertonergicznych w życiu płodowym (86). W wyższych stężeniach te cytokiny mogą w istotny sposób zmniejszyć prawdopodobieństwo przetrwania neuronów dopaminergicznych, ale nie sertonergicznych.

Ostatnio Petitto i współpracownicy wykazali, że IL-2 jest kluczowy dla rozwoju i regulacji neuronów hipokampu odpowiadających za pamięć i uczenie się (87). Równocześnie wykazano, że IL-1 spełnia w mózgu funkcję troficzną (88, 89). W wyższych stężeniach zarówno IL-2 jak i IL-1ß stają się cytodestrukcyjne, głównie przez zwiększenie ilości wolnych rodników i hamowanie reabsorpcji glutaminianu (90).

Oprócz zwiększania poziomu destrukcji neuronów przez mechanizm ekscytotoksyczności, wirusy mogą też hamować funkcje enzymów w mitochondriach. Na przykład wirus polio upośledzał fosforylację poprzez hamowanie łańcucha transportu elektronów (91). Jak już stwierdzono, redukcja funkcji mitochondrialnych znacznie zwiększa ekscytotoksyczność.

Systemowe cytokiny mogą również wpływać na układ nerwowy, gdyż mogą wejść do mózgu przez układ krwionośny i uszkodzoną barierę krew-mózg (92). Cytokiny wchodzą również w interakcje z komórkami śródbłonka, rozpoczynając wydzielanie w mózgu neuroaktywnych substancji i zmieniając przepuszczalność bariery krew-mózg. Interleukina-2 powoduje przeciekanie naczyń włosowatych w mózgu, prowadząc do obrzęku mózgu u pacjentów z glejakami, którzy leczeni są tymi cytokinami.

Upośledzenie funkcji kognitywnych wiązane jest z wprowadzeniem IL-2 i TNF do organizmu człowieka. Skany SPECT wykazały defekty w płacie ciemieniowymu tych pacjentów, które jak się podejrzewa, powstały przez zmiany funkcji podwzgórza i/lub przedniej podkory (93).

Leczenie pacjentów różnego rodzaju cytokinami ma efekt dwufazowy – natychmiastowy i przewklekły. Faza przewlekła, która ma miejsce po dwóch tygodniach, charakteryzuje się zwykle odmiennościami psychomotorycznymi, kognitywnymi i psychiatrycznymi. Wprowadzenie do organizmu interferonu-alfa, nawet w niskich stężeniach, ma również wpływ na liczne efekty kognitywne i psychologiczne, w tym zmniejszoną koncentrację, pamięć krótkoterminową i problemy z mową. Tacy pacjenci zwykle nagle przerywają mówienie i zaczynają się patrzyć w przestrzeń. Rzadko rozwija się u nich demencja. Wiele z tych reakcji podobnych jest do zachowań autystycznych.

Inny zestaw objawów powiązanych z użyciem interferonu-alfa, również podobnych do tych obserwowanych u autystów, włącznie z niekontrolowaną nadmierną reakcją na lekkie frustracje, drażliwość, wybuchowy temperament (94). Nawet miesiące później tacy pacjenci mogą łatwo wpadać w złość i wycofywać się z życia społecznego.

Zarówno infuzje interleukiną-1 jak i -2 powiązane są ze zmianami psychicznymi, w tym urojeniami, dezorientacją i napadami drgawkowymi (95, 96). Istnieją dowody, że IFN-alfa może wzmagać spontaniczną aktywność neuronów w korze hipokampu i móżdżku, która może trwać nawet kilkanaście godzin po pojedynczej ekspozycji (97). Nie jest jasne, czy jest to bezpośredni skutek interferonu czy też skutek zwiększonego wydzielania glutaminianu.

Większość z tych badań klinicznych przeprowadzono na dorosłych pacjentach, którzy otrzymali terapeutyczne dawki cytokin w celu leczenia albo infekcji wirusowych albo raka. Badania wykazały, że podane cytokiny mogą mieć poważny efekt na funkcje ośrodkowego układu nerwowego U dzieci, u których w niedojrzałych jeszcze mózgach dochodzi do nagłych zmian rozwojowych, efekty neurotoksyczne są jeszcze poważniejsze. Również dlatego, że większość cytokin pochodzi z aktywacji mikrogleju w mózgu, nawet mniejsze koncentracje będą miały większy efekt, niż systemowo wydzielane cytokiny.

Na koniec warto wspomnieć, iż problemem częstym u dzieci z autyzmem jest przerost różnego rodzaju grzybów, najczęściej Candidia albicans, spowodowany albo użyciem antybiotyków o szerokim spectrum albo osłabieniem immunologicznym. Podczas gdy uzasadnionym jest niepokój o metabolity wydzielane przez te organizmy, gdyż metabolity te mają ogromne znaczenie dla funkcji neurologicznych, równie istotnym jest aktywacja mikrogleju jako następstwo infekcji Candidą albo nawet sytuacja, gdy organizmy grzyba docierają do samego mózgu, Ostatnie badania wykazały, że organizmy Candidy mogą przejść przez barierę krew-mózg przez wydzielanie pseudostrzępków do komórek ludzkiego śródbłonka (98).

Wnioski

Badania epidemiologiczne wykazały, że od 1960 do 1978 roku ilość nowych zachorowań na autyzm była stabilna i wynosiła od 100 do 200 rocznie. Po wprowadzeniu szczepionki MMR do szerokiego użytku u bardzo małych dzieci, ilość zachorowań wzrosła dramatycznie, w 1999 roku doniesiono o 1944 nowych przypadkach. W Kalifornii nastąpił wzrost o 273% w ilości przypadków głębokiego autyzmu przez ostatnich 11 lat.

Podczas gdy czysto genetyczne podłoże może wyjaśnić tylko niewielki odsetek tych przypadków, większość z nich miała miejsce u dzieci, które wydawały się zdrowe do momentu zaszczepienia. Podejrzanych jest kilkanaście szczepionek, w szczególności MMR, DPT i HepB. Dr. Benard Rimland wskazał, że przed wprowadzeniem szczepionki MMR większość przypadków autyzmu rozpoznawano od urodzenia. Po wprowadzeniu tej szczepionki, większość nowych przypadków rozpoznawano w wieku 15 miesięcy, po podaniu szczepienia. Nie wyklucza to możliwości istniejących już genetycznych efektów immunologicznych, uruchomionych przez szczepienie.

Dzisiaj, dzieciom podaje się 33 dawki 10 różnych szczepionek przed osiągnięciem przez nie wieku 5 lat. Jest to ogromny ładunek dla niedojrzałych układów odpornościowych, w szczególności gdy podaje się je w niedługim odstępie czasu. Do niedawna dzieci były też dodatkowo narażone na ekspozycję bardzo wysokich ilości rtęci. Dziecko po otrzymaniu wszystkich szczepionek zwykle dostawało 62.5ug rtęci przy jednej wizycie lekarskiej, jest to 100 razy więcej niż bezpieczna dawka dla małego dziecka.

Doustna szczepionka na polio i odrę była zanieczyszczona żywymi wirusami, które przenosiły się na inne organy, w tym układ nerwowy (99). Doustna szczepionka na polio miała liczne patogenne wirusy, w tym HHV-6 SV-40 I być może SIV. Jest istotna obawa, że te ukryte wirusy mogły zainfekować miliony osób, otrzymujących zanieczyszczone szczepionki.

Mechanizm, dzięki któremu szczepionki albo inne czynniki wpływające na układ odpornościowy mogą wywołać autyzm, jest nieznany. Ale wiemy, że immunologiczna aktywacja w mózgu, szczególnie gdy intensywna i w dłuższym czasie, może spowodować wydzielanie się ekscytotoksyn z astrocytów i mikrogleju (100). Ekscytotoksyczność jest głównym mechanizmem destrukcji neuronów w przypadku wirusowych infekcji w mózgu. Nawet bez bezpośredniej infekcji wirusowej tak jak przy AIDS, aktywacja układu odpornościowego może uruchomić wydzielanie kwasu chinolinowego i glutaminianu.

Przewlekły podwyższony poziom glutaminianu podczas okresu wzrostu mózgu może skutkować w rozwinięciu się niewłaściwych ścieżek neuronalnych, co może mieć głęboki wpływ na kompleksowe wyższe funkcje kory mózgowej i podwzgórza. Nawet niewielkie zakłócenie podczas okresu nagłego wzrostu mózgu, może skutkować śmiercią milionów rozwijających się neuronów i utratą miliardów połączeń synaptycznych (101). Należy zauważyć fakt, że destrukcja połączeń synaptycznych i dendrytów może mieć miejsce przy braku śmierci neuronalnej, co znaczy, że mechanizm ten może występować też przy mniejszych stężeniach glutaminianu i kwasu aspartamowego, zwykle kiedy występują niskie poziomy antyoksydantów, energii komórkowej i poziomów magnezu (102).

Blisko związane z ekscytotoksycznością jest zjawisko tworzenia się wolnych rodników, w tym licznych pochodnych tlenowych i azotowych. Nadtlenoazotyn, pochodna otrzymywana ze związku tlenku azotu i anionorodnika ponadtlenkowego, jest szczególnie niszczący dla mitochondriów i prowadzi do utraty zdolności produkcji energii. Niskie poziomy energii w mózgu, niezależnie od przyczyny, powodują dramatyczny wzrost wrażliwości na ekscytotoksyczność. Zarówno glutaminian jak i reakcyjne pochodne mogą spowodować aktywację mikrogleju i doprowadzić do wydzielenia się pozapalnych cytokin, produktów peroksydacji lipidowej, zahamowania reabsorpcji glutaminianu i ostatecznie reakcji apoptozy i nekrozy.

Nadmiarn glutaminianu prowadzi do niedoboru glutationu z uwagi na zahamowanie wejścia cysteiny do astrocytu (103). Ostatnie badania dowiodły, że glutation nie tylko jest antyoksydantem, ale również neuromodulatorem i neuroprzekaźnikiem (104). Jako neuromodulator, glutation reguluje ekscytotoksyczne receptory NMDA i blokuje ekscytotoksyczność (105).

Dodatkowo, jak wcześniej wskazano, drgawki kliniczne dotyczą około 1/3 dzieci z autyzmem. Ekscytotoksyczność jest blisko powiązana z drgawkami i tłumaczy dlaczego, gdy są one przedłużone, dochodzi do uszkodzenia neuronalnego. Mniej znanym jest tak, że przewlekłe napady ogniskowe, nawet przy braku drgawek klinicznych, mogą w znaczny sposób niszczyć neurony poprzez wykorzystanie mechanizmu ekscytotoksyczności. Podczas, gdy niedojrzały mózg jest mniej podatny na śmierć neuronalną niż dojrzały, napady mające miejsce w rozwijającym się mózgu skutkują nieodwracalnymi zmianami w połączeniach neuronalnych (106). Niedawne badania dowiodły, że powtarzające się napady we wczesnym okresie życia doprowadziły do zmian w budowie neuronów obszaru CA1 w hipokampie, a w konsekwencji do zmian behawioralnych (107).

Ekspozycja na rtęć ma również bliski związek z napadami. Ostatnie badania dowiodły, że ekspozycja płodu na rtęć w trakcie ciąży znacznie podwyższa prawdopodobieństwo epilepsji u potomstwa (108). Jest to szczególnie istotne u kobiet mających plomby amalgamatowe, szczególnie gdy zostaną one naruszone w okresie ciąży.

Specjalna uwaga należy się ostatniemu odkryciu, iż glutaminian poprzez aktywację receptorów NMDA umieszczonych w barierze krew-mózg, może naruszyć tę barierę, prowadząc do wolnego przepływu toksyn z krwi do ośrodkowego układu nerwowego (109). Dodatkowo, wolne rodniki również mogą otwierać tę barierę (110). Gupta i inni wykazali, że rozwijająca się bariera krew-mózg jest dodatkowo wrażliwa na pojedyncze albo wielokrotne ekspozycje na różne pestycydy i pozostaje otwarta nawet po wyeliminowaniu takiej agresywnej substancji (111). Wykazano też, że przez blokadę receptora NMDA można w istotny sposób zredukować dysfunkcje układu naczyniowego w mózgu stwierdzone przy alergicznym zapaleniu mózgu (112).

Wykazano, że ludzie osiągają najwyższe poziomy glutaminianu w krwi ze wszystkich zwierząt (113). Niedojrzały mózg jest szczególnie podatny na ekscytotoksyny z pożywienia – cztery razy bardziej wrażliwy niż mózg dorosłego (114). Wyjaśnieniem tej nadwrażliwości niedojrzałego mózgu jest to, że podczas rozwoju mózgu receptor NMDA jest bardziej wrażliwy na glutaminian i gorzej odpowiada na ochronne działanie magnezu (115). Ekscytotoksyny dodawane do potraw są w każdym przetworzonym pożywieniu, a w największym stężeniu w „junk ford” i jedzeniu dietetycznym (116). Są to rodzaje pożywienia często jedzone przez dzieci, szczególnie autystyczne.

Ta wiedza o głównej roli ekscytotoksyczności w autyzmie umożliwi różne formy leczenia. Wiele diet proponowanych teraz dla dzieci autystycznych podkreśla konieczność eliminacji pożywienia bogatego w dodatki ekscytotoksyczne. Są to też diety ubogie w cukier. Dzieci z autyzmem często doświadczają reaktywnej hipoglikemii, co zwiększa ryzyko napadów i ekscytotoksyczności. Infekcja Candidą może też zwiększyć prawdopodobieństwo i intensywność hipoglikemii u dzieci z autyzmem (117).

Wiele z witamin wykorzystywanych przy leczeniu autyzmu to antyoksydanty, które mogą w znaczny sposób zredukować ekscytotoksyczność oraz chronić organizm przed szkodliwym działaniem wolnych rodników. W eksperymentach witamina E całkowicie zahamowała ekscytotoksyczność glutaminianu in vitro. Stymulanty metabolizmu również zmniejszają ekscytotoksyczność. Tiamina, pirydoksyna i kwas nikotynowy znacznie zmniejszają toksyczność glutaminianu in vitro (118).

Witamina B6 może znacznie obniżyć poziomy glutaminianu w krwi i tkankach i podwyższyć próg napadowy. Przy jednoczesnym podawaniu kwasu foliowego i witaminy B12, ulegają zmniejszeniu poziomy homocysteiny. Homocysteina jest wskaźnikiem niedoborów w metabolizmie metioniny, jest ona również metabolizowana do dwóch bardzo silnych ekscytotoksyn – kwas homocysteinowy i kwas homocysteinosulfinowy. Metylkobalamina jest również brokerem receptorów glutaminianu (119). Zdolność pirydoksyny do hamowania ekscytotoksyczności przynajmniej częściowo tłumaczy bardzo dobre rezultaty, które osiągnął Bernard Rimland w leczeniu dzieci autystycznych dużymi dawkami kombinacji pirydoksyny i magnezu (120).

Magnez i cynk również znacznie obniżają ekscytotoksyczność, działając jako katalizatory licznych reakcji enzymatycznych, w tym procesów generacji energii. Niski magnez wiąże się ze znacznym wzrostem wolnych rodników oraz z niedoborem glutationu. Wysokie poziomy glutaminianu również wpływają na niedobór glutationu. Jest on kluczowy, gdyż jest jedną z niewielu cząsteczek antyoksydacyjnych, która neutralizuje 4-hydroksynonenal i rtęć. Dodatkowo, zarówno kwas jabłkowy jak i pirogronian chronią przeciwko ekscytotoksyczności powodowanej przez glutaminian (121).

Duże zainteresowanie budzi użycie wybranych flawonoidów jako antyoksydantów, czynników antyzapalnych i przeciwbakteryjnych. Flawonoidy są bardziej silne i wszechstronne jako antyoksydanty niż witaminy (122). Dodatkowo flawonoidy wywierają wpływ na różne systemy enzymatyczne, w tym protein kinaza C, fosfolipaza A2, enzymy COX i LOX, iNOS,

Na+/K+ ATPase, produkcję energii w mitochondriach, produkcję cytokin – co może pomagać w ochronie mózgu.

Pomimo tego, że ekscytotoksyczność gra główną rolę, istotne są również inne mechanizmy szczegółowo opisane przez Williama Shaw, Bernarda Rimlanda i innych. Autyzm, jako zaburzenie wieloaspektowe, wymaga wieloaspektowego podejścia, które powinno uwzględniać ochronę przed ekscytotoksycznością.

BIBLIOGRAFIA

  1. Lipton SA, Rosenberg PA. Excitatory amino acids as a final common pathway for neurological disorders. N Eng J Med. 1994;330:613-622.
  2. Olney JW. Brain lesions, obesity, and other disturbances in mice treated with monosodium glutamate. Sci. 1969;165:719-721.
  3. Gasic GP, Heinemann S. Receptors coupled to ionic channels: the glutamate receptor family. Cur Opinion Neurobiol. 1991;1:20-26.
  4. Seal RP, Amara SG. Excitatory amino acid transporters: a fam­ily in flux. Ann Rev Pharmacol Toxicol. 1999;39:431-456.
  5. Bolanos JP, Aleida A, Stewart V, et al. Nitric oxide-mediated mitochondrial damage in the brain: mechanisms and implica-tions for neurodegenerative diseases. J Neurochem. 1997;68:2227-2240.
  6. O’Banion MK. Cyclooxygenase-2: molecular biology, pharma-cology, and neurobiology. Critical Rev Neurobiol. 1999;13:45-82
  7. Kruman I, Bruce-Keller AJ, Bredesen D, et al. Evidence that 4-hydroxynonenal mediates oxidative stress-induced neu-ronal apoptosis. J Neurosci. 1997;17:5089-5100.
  8. Mattson MP, Fu W, Waeg G, Uchida K. 4-hydroxynonenal, a product of lipid peroxidation, inhibits dephosphorylation of the microtubule-associated protein tau. Neuroreport.1997;8:2275-2281.
  9. Vander Jagt DL, Hunsaker LA, Vander Jagt TJ, et al. Inactivation of glutathione reductase by 4-hydroxynonenal and other endogenous aldehydes. Biochem Pharmacol.1997;53:1133-1140.
  10. Grune T, Michel P, Eggbert W, et al. Increased levels of 4-hydroxynonenal modified proteins in plasma of childrenwith autoimmune diseases. Free Rad Biol Med.1997;23:357-360.
  11. Foley TD. The lipid peroxidation product 4-hydroxynonenal potently and selectively inhibits synaptic plasma membrane ecto-ATPase activity, a punitive regulator of synaptic ATP and adenosine. Neurochem Res. 1999;24:1241-1248.
  12. Henneberry RC. The role of neuronal energy in neurotoxicity of excitatory amino acids. Neurobiol Aging. 1989;10:611-613.
  13. Eliasson MJ, Huang Z, Ferrante RJ. Neuronal nitric oxide synthease activation and peroxynitrite formation in ischemic stroke linked to neural damage. J Neurosci. 1999;19:5910-5918.
  14. Rapin I. Autistic regression and disintegrative disorder: how important the role of epilepsy. Semin Pediatr Neurol.1995;2:278-285.
  15. Tuchman RF, Rapin I. Regression in pervasive developmen-tal disorders: seizures and epileptiform electroencephalo-gram correlates. Pediatrics. 1997;99:560-566.
  16. Childs JA and Blair JL. Valproic acid treatment of epilepsy in autistic twins. J Neurosci Nurs. 1997;29:244-248.
  17. Smalley L. Autism and tuberous sclerosis. J Autism Dev Disord. 1998;28:407-414.
  18. Lewine JD, Andrews R, Chez M, et al. Magnetoencephalographic patterns of epileptiform activity in children with regressive autism spectrum disorders. Pediatrics.1999;104:405-418.
  19. Zilbovicius M, Boddaert N, belin P, et al. Temporal lobe dys-function in childhood autism: a PET study. Am J Psychiatry.2000;157:1988-1993.
  20. Chugani HT, Da Silva E, Chugani DC. Infantile spasms, III:prognostic implications of bitemporal hypometabolism onpositron emission tomography. Ann Neurol. 1996;39:643-649.
  21. Bachevalier J. Medial temporal lobe structures and autism: a review of clinical and experimental findings. Neuropsychologia. 1994;32:627-648.
  22. Baumeister FA, Gsell W, Shin YS, Egger J. Glutamate in pyridoxine-dependent epilepsy: neurotoxic glutamate con-centration in the cerebrospinal fluid and its normalization by pyridoxine. Pediatrics. 1994;94:318-321.
  23. Burd L, Stenehjem A, Franceschini LA, Kerbeshfan J. A 15-year follow-up of a boy with pyridoxine (vitamin B6)-depen-dent seizures with autism, breath holding, and severe mental retardation. J ChildNeurol. 2000;15:763-765.
  24. Chou ML, Wang HS, Hung PC, et al. Late-onset pyridoxine-dependent seizures: report of two cases. Zhonghua Min Guo Xiao Ke Yi Xue Hui Za Zhi. 1995;36:434-437.
  25. Baxter P, Griffiths P, Kelly T, Gardner-Medwin D.Pyridoxine-dependent seizures: demographic, clinical MRI and psychometric features, and effect of dose on intelligence quotient. Dev Med Child Neurol. 1996;38:998-1006.
  26. Gospe SM, Hecht ST. Longitudinal MRI findings in pyridox-ine-dependent seizures. Neurology. 1998;51:74-78.
  27. Mathern GW, Pretorius JK, Mendoza D, et al. Hippocampal N-methyl-D-aspartate receptor subunit mRNA levels in tem-poral lobe epilepsy patients. Ann Neurol. 1999;46:343-358.
  28. Isokawa M, Levesque MF. Increased NMDA responses and dendritic degeneration in human epileptic hippocampal neu-rons in slices. Neurosci Lett. 1991;132:212-216.
  29. Saitoh O, Karns CM, Courchesne E. Development of the hip-pocampal formation from 2 to 42 years: MRI evidence of smaller area cystein in autism. Brain. 2001;124:1317-1324.
  30. Kikuchi M, Kashii S, Honda Y, et al. Protective action of zinc against glutamate neurotoxicity in cultured retinal neurons. Invest Opthalmol Vis Sci. 1995;36:2048-2053.
  31. Kasarskis EJ, Forrester TM, Slevin JT. Hippocampal zinc dur-ing amygdalar kindling in the rat. Epilepsia. 1985;26:513-518.
  32. Rogawski MA. Excitatory amino acids and seizures. In, Stone TW, ed. CNS Neurotransmitters and Neuromodulators:Glutamate. Boca Raton, CRC Press; 1995:219-237.
  33. Ekonomou A, Angelatou F. Upregulation of NMDA receptors in hippocampus and cortex in the pentylenetetrazol-induced “kindling” model of epilepsy. Neurochem Res. 1999;24:1515-1522.
  34. Olney JW, Collias RC, Sloviter RS. Excitotoxic mechanism of epileptic brain damage. Adv Neurol. 1986;44:857-877.
  35. Khanna N, Bhalla S. Role of ketamine in convulsions. Indian J Med Sci. 1999;53:475-480, and Sheth RD, Gidal BE. Refractory status epilepticus: response to ketamine. Neurology. 1998;51:1765-1766.
  36. Ben-Ari Y. Limbic seizure and brain damage produced by kainic acid: mechanisms and relevance to human temporal lobe epilepsy. Neuroscience. 1985;14:375- 403.
  37. Vezzani A, Serafini R, Stasi Ma, et al. Kinetics of MK-801 and its effects on quinolinic acid-induced seizures and neu-rotoxicity in rats. JPharmacol Exp Ther. 1989;249:278-283.
  38. Rego AC, Santos MS, Oliveira CR. Glutamate-mediated inhibition of oxidative phosphorylation in cultured retina cells. Neurochem Int. 2000;36:159-166.
  39. Novelli A, Reilly JA, Lysko PG, Henneberry RC. Glutamate becomes neurotoxic via the N-methyl-D-aspartate receptor when intracellular energy levels are reduced. Brain Res. 1988;451:205-212.
  40. Zeevalk GD, Bernard LP, Sinha C, et al. Excitotoxicity and oxidative stress during inhibition of energy metabolism. Dev Neurosci. 1998;20:444-45.
  41. Newell DW, Barth A, Ricciardi TN, Malouf AT. Glycine causes increased excitability and neurotoxicity by activation of NMDA receptors in the hippocampus. Exp Neurol.1997;145:235-244.
  42. Cotterell KL, Croucher MJ, Bradford HF. Weak anticonvul-sant activity of GGP 37849 and GGP 39551 against kindled seizures following systemic administration. Eur J Pharmacol.1992;214:285-287.
  43. Swann JW, Hablitz JJ. Cellular abnormalities and synaptic plasticity in seizure disorders of the immature nervous sys­tem. Ment Retard Dev Disabil Res. 2000;6:258-267.
  44. Johnston MV. Neurotransmitters and vulnerability of the developing brain. Brain Dev. 1995;17:301-306.
  45. Mrak RE, Sheng JG, Griffin ST. Glial cytokines in Alzheimer’s disease. Human Pathol. 1995;26:816-823.
  46. Lin HC, Wan FJ, Wu CC, Tseng CJ. Systemic administration of lipopolysaccharide induces release of nitric oxide and glutamate and c-fos expression in the nucleus tractus soli-tarii of rats. Hypertension. 1999;33:1218-1224.
  47. Saito K, Crowley JS, Markey SP, Heyes MP. A mechanism for increased quinolinic acid formation following acute sys-temic stimulation. J Biol Chem. 1993;268:15496-15503.
  48. Banati RB, Gehrmann J, Schubert P, et al. Cytotoxicity of microglia. Glia. 1993;7:111-118.
  49. Leslie JB, Watkins D. Eicosanoids in the central nervous system. J Neurosurgery. 1985;63:659-668.
  50. Pellegrini-Giampietro DE, Cherici G, Alesiani M, et al. Excitatory amino acid release from rat hippocampal slices as a consequence of free radical formation. J Neurochem. 1988;51:1960-1963.
  51. Saito K, Markey SP, Heyes MP. Effects of immune activation on quinolinic acid and neuroactive kyurenines in the mouse.Neuroscience. 1992;51:25-39.
  52. Fontana A, Constam D, Frei K, et al. Cytokines and defense against CNS infection, In, Ransohoff RM, Beneviste EN, eds, Cytokines and the CNS. Boca Raton:CRC Press;1996:188-220.
  53. Piani D, Fontana A. Involvement of the ysteine transport system xc in the macrophage induced glutamate dependent cytotoxicity to neurons. J Immunol. 1994;152:3578-3585.
  54. Komuro H, Rakic P. Modulation of neuronal migration by NMDAreceptors. Science. 1993;260:95-97.
  55. Heyes MP, Achim CL, Major EO, et al. Human microglia convert L-tryptophan into the neurotoxin quinolinic acid. Biochem J. 1996;320:595-597.
  56. Ascher M, Du YL, Gannon M, Kimelberg HK. Methylmercury-induced alterations in excitatory amino acid transport in rat primary astrocyte cultures. Brain Res. 1993;602:181-186.
  57. Blanc EM, Keller JN, Fernandez S, Mattson MP. 4-hydrox-ynonenal, a lipid peroxidation product, impairs glutamate transport in cortical astrocytes. Glia. 1998;22:149-160.
  58. Trotti D, Danbolt NC, Volterra A. Glutamate transporters are oxidant-vulnerable: a molecular link between oxidative and excitotoxic neurodegeneration? Trens Pharm Sci. 1998;19:328-334.
  59. Li S, Mallory M, Alford M, et al. Glutamate transporter alter-ations in Alzheimer’s disease are possibly associated with abnormal APP expression. J Neuropath Exp Neurol. 1997;56:901-911.
  60. Rothstein JD, Martin LJ, Kuncl RW. Decreased glutamate transport by the brain and spinal cord in amyotrophic lateral sclerosis. New Eng JMed. 1992;326:1464-1468.
  61. Aschner M, Gannon M, Kimelberg HK. Methylmercury-induced alterations in excitatory amino acid transport in rat primary astrocyte cultures. Brain Res. 1993;602:181-186.
  62. Hultman P, Lindh U, Horsted-Bindslev P. Activation of the immune system and systemic immune-complex deposits in Brown Norway rats with dental amalgam restorations. J Dental Res. 1998;77:1415-1425.
  63. Singh VK, Warren RP, Odell JD, et al. Antibodies to myelin basic protein in children with autistic behavior. Brain Behavior Immunity. 1993;7:97-103.
  64. Michel P, Eggert W, Albrecht-Nebe H, Grune T. Increased lipid peroxidation in children with autoimmune diseases.Acta Paediatr. 1997;86:609-612.
  65. Mogi M, Harada M, Narabayashi H, Inagaki H, et al. Interleukin IL-B, IL-2, IL-6, and transforming growth factor-alpha levels are elevated in ventricular spinal fluid of juvenile parkinsonism and Parkinson’s disease. Neurosci Lett.1995;211:13-16.
  66. Alexianu ME. The role of immune processes in amyotrophic lateral sclerosis pathogenesis. Rom J Neurol Psychiatry.1995;33:215-227.
  67. Popovic M, Caballero-Bleda M, Puelles L, Popovic N. Importance of immunological and inflammatory processes in the pathogenesis and therapy of Alzheimer’s disease. Intern J Neurosci. 1998;95:203-236.
  68. Yoles E, Hauben E, Palgi O, et al. Protective autoimmunity is a physiological response to CNS trauma. J.Neurosci. 2001;21: 3740-3748.
  69. Nakagawa K, Harrison LC. The potential roles of endogenous retroviruses in autoimmunity. Immunol Rev. 1996;152:193-236.
  70. Dorries R. The role of T-cell-mediated mechanisms in virus infections of the nervous system. Curr Top Microbiol Immunol. 2001;253:219-245.
  71. Espey MG, Kustova Y, Sei Y, Basile AS. Extracellular glutamate levels are chronically elevated in the brains of LP-BM5-infected mice: a mechanism of retrovirus-induced encephalopathy. J Neurochem. 1998;71:2079-2087.
  72. Jahnke U, et al. Sequence homology between certain viral proteins and proteins related to encephalomyelitis and neu-ritis. Science. 1985;29:282-284.
  73. Singh VK, Lin SX, Yang VC. Serological association of measles virus and human herpesvirus-6 with brain autoanti-bodies in autism. Clin Immunol Immunopath. 1998;89:105-108.
  74. Singh VK, Singh EA, Warren RP. Hyperserotoninemia and serotonin receptor antibodies in children with autism but not mental retardation. Biol Psychiatry. 1997;41:753-755.
  75. Levite M, Fleidervish IA, Schwartz A, et al. Autoantibodies to the glutamate receptor kill neurons via activation of the receptor ion channel. JAutoimmun. 1999;13:61-72.
  76. Eastman CL, Urbanska E, Love A, et al. Increased brain quinolinic acid production in mice infected with a hamster neurotropic measles virus. Exp Neurol. 1994;125:119-124.
  77. Anderson T, Schultzberg M, Schwartz R, et al. NMDA-receptor antagonist prevents measles virus-induced neurodegeneration. Eur J. Neurosci. 1990;3:66-69.
  78. Martinon-Torres F, Magarinos MM, Picon M, et al. Self-limited acute encephalopathy related to measles component of viral triple vaccine. Rev Neurol. 1999;28:881-888.
  79. Andersson T, Schwartz R, Love A, Kristensson K. Measles virus-induced hippocampal neurodegeneration in the mouse: a novel, subacute model for testing neuroprotective agents. Neurosci Lett. 1993;154:109-112.
  80. Gallagher HL, Happe F, Brunswick N, et al. Reading of the mind in cartoons and stories: a fMRI study of “theory of mind” in verbal and non-verbal task. Neuropsychologia. 2000;38:11-21.
  81. Alves RS, Barbosa ER, Scaff M. Postvaccinal parkinsonism. Mov Disord. 1992;7:178-180.
  82. Klockgether T, Turski L. Toward an understanding of the role of glutamate in experimental parkinsonism: agonist-sensitive sites in the basal ganglion. Ann Neurol. 1993;34:585-593.
  83. Zhang J, Price JO, Graham DG, Montine TJ. Secondary excitotoxicity contributes to dopamine-induced apoptosis of dopaminergic neuronal cultures. Biochem Biophys Res Commun. 1998;248:812-816.
  84. Sonsalla PK, Nicklas WJ, Heikkila RE. Role for excitatory amino acids in methamphetamine-induced nigrostriatal dopaminergic toxicity. Science. 1989;243:398-400.
  85. Liebert UG, Hashim GA, ter Meulen V. Characterization of measles virus-induced cellular autoimmune reactions against myelin basic protein in Lewis rats. J Neuroimmunol. 1990;29:139-147.
  86. Racke MK, Burnett D, Pak SH, et al. Retinoid treatment of experimental allergic encephalomyelitis: IL-4 production correlates with improved disease course. J Immunol. 1995;154:450-458.
  87. Kelly D, Coutts AG. Early nutrition and the development of immune function in the neonate. Proc Nutr Soc. 2000;59:177-185.
  88. Kato K, Hamada N, et al. Depression of delayed-type hyper-sensitivity in mice with hypothalamic lesions induced by monosodium glutamate: involvement of neuroendocrine system in immunomodulation. Immunology. 1986;58:389-395.
  89. Frederickson CJ, Dancher G. Hippocampal zinc, the storage granule pool: localization, physiochemistry, and possible functions. In: Morley JE, Sterman MB, Walsh JH, eds. Nutritional Modulation of Neural Function. San Diego:Academic Press; 1988:289-306.
  90. Westbrook GL, Mayer ML. Micromolar concentrations of ZN +2 antagonize NMDA and GABA responses of hip-pocampal neurons. Nature. 1987;328:640-643.
  91. Cuajungco MP, Lees GJ. Zinc metabolism in the brain: rele-vance to human neurodegenerative disorders. Neurobiol Dis. 1997;4:137-169.
  92. Yazdani M, Fontenot F, Gottschalk SB, et al. Relationship of prenatal caffeine exposure and zinc supplementation on fetal rat brain growth. Dev Pharmacol Ther. 1992;18:108-115.
  93. Dickens BF, Weglicki WB, Li Y-S, Mak IT. Magnesium defi-ciency in vitro enhances free radical-induced intracellular oxidation and cytotoxicity in endothelial cells. Fed Euro Biochem Soc. 1992;311:187-191.
  94. Wolf G, Keilhoff G, Fisher S, Hass P. Subcutaneously applied magnesium protects reliably against quinolinate-induced N-methyl-D aspartate (NMDA)-mediated neurodegeneration and convulsions in rats: are there therapeutical implications? Neuroscience Lett. 1990;117:207-211.
  95. Goto I, Nagara H, Tateishi J, Kuroiwa Y. Thiamine-deficient encephalopathy in rats: effects of deficiencies of thiamine and magnesium. Brain Res. 1986;372:31-36.
  96. El-Beheiry H, Puil E. Effects of hypomagnesia on transmit-ter actions in neocortical slices. Br J Pharmacol. 1990;101:1006-1010.
  97. Hu S, Sheng WS, Ehrlich LC, et al. Cytokine effects on glutamate uptake by human astrocytes. Neuroimmunomodulation. 2000;7:153-159.
  98. Schlomann U, Rathke-Hartlieb S, Yamamoto A, et al. Tumor necrosis factor alpha induces a metalloproteinase-disintegrin, ADAM8 (CD 156): implications for neuron-glia interactions during neurodegeneration. J Neurosci.2000;20:7964-7971.
  99. Issaadeh S, Ljungdahl A, Hojeberg B, et al. Cytokine pro-duction in the central nervous system of Lewis rats with experimental autoimmune encephalomyelitis: dynamics of mRNA expression for interleukin-10, interleukin-12, cytolysin, tumor necrosis factor alpha and tumor necrosis factor beta. J Neuroimmunol. 1995;61:205-212.
  100. Jarskog LF, Xiao H, Wilkie MB, et al. Cytokine regulation of embryonic rat dopamine and serotonin neuronal survival in vitro. J Dev Neurosci. 1997;15:711-716.
  101. Petitto JM, McNamara RK, Gendreau Pl, et al. Impaired learning and memory and altered hippocampal neurode-velopment resulting from interleukin-2 gene deletion.Neurosci Res. 1999;56:441-446.
  102. Brenneman DE, Schultzberg M, Bartfai T, Gozes I. Cytokine regulation of neuronal survival. J Neurochem. 1992;58:454-460.
  103. Jarskog LF, Xiao H, Wilkie MB, et al. Cytokine regulation of embryonic rat dopamine and serotonin neuronal sur-vival in vitro. J Dev Neurosci. 1997;15:711-716.
  104. Downen M, Amaral TD, Hua LL, Zhao ML, Lee SC.Neuronal death in cytokine-activated primary human brain cell culture: role of tumor necrosis factor-alpha. Glia. 1999;28:114-127.
  105. Fosslier E. Mitochondrial medicine-molecular pathology of defective oxidative phosphorylation. Ann Clin Lab Sci. 2001;31:25-67.
  106. Turowski RC, Triozzi PL. Central nervous system toxicities of cytokine therapy. In: Plotnikoff NP, Faith RE, et al, eds. Cytokines: Stress and Immunity. Boca Raton: CRC Press; 1998:97-103.
  107. Meyers CA, Valentine AD, Wong FCL, Leeds NE. Reversible neurotoxicity of interleukin-2 and tumor necro-sis factor: correlation of SPECT with neuropsychological testing. J Neuropsychiatr Clin Neurosci. 1994;6:285-288.
  108. Renault PF, Hoofnagle JH, Mullen KD, et al. Psychiatric complications of long-term interferon-alpha therapy. Arch Intern Med. 1987;147:1577-1580.
  109. Thompson JA, Lee DJ, Lindgren CG, et al. Influence of dose and duration of infusion of interleukin-2 on toxicity and immunomodulation. J Clin Oncol. 1988;6:669-678.
  110. Curti BD, Smith JW,II. Interleukin-1 in the treatment of cancer. Pharmacol Ther. 1995;65:291-302.
  111. Calvet MC, Gresser I. Interferon enhances the excitability of cultured neurons. Nature. 1979;278:558-560.
  112. Jong AY, Stins MF, Huang SH, et al. Traversal of Candida albicans across human blood-brain barrier in vitro. Infect Immun. 2001;69:4536-4544.
  113. Urnovitz HB, Murphy WH. Human endogenous retroviruses: nature, occurrence, and clinical implications in human disease. Clin Microbiol Rev. 1996;9:72- 99.
  114. Guillot S, Caro V, Cuervo N, et al. Natural genetic exchanges between vaccine and wild polio virus strains in humans. J Virol. 2000;74:8434-8443.
  115. Beck MA, Levander OA. Dietary oxidative stress and the potentiation of viral infection. Annu Rev Nutr. 1998;18:93-116.
  116. Matsuzono Y, Narita M, Satake A, et al. Measles encephalomyelitis in a patient with a history of vaccina-tion. Acta Paediatr Jpn. 1995;37:374-376.
  117. Olney JW, Farber NB, Wozniak DF, et al. Environmental agents that have the potential to trigger massive apoptotic neurodegeneration in the developing brain. Environ Health Perspect. 2000;108:383-388.
  118. Guilarte TR. The N-methyl-D-aspartate receptor: physiology and neurotoxicology in the developing brain. In: Slikker W, Chang DW, eds. Handbook of Developmental Neurotoxicology. San Diego: Academic Press;1998:285-304.
  119. Piani D, Fontana A. Involvement of the ysteine transport system xc- in the macrophage-induced glutamate-dependent cytotoxicity to neurons. J Immunol. 1994;152:3578-3585.
  120. Janaky R, Ogita K, Pasqualotto BA, et al. Glutathione and signal transduction in mammalian CNS. J Neurochem. 1999;73:889-902.
  121. Levy DI, Sucher NJ, Lipton SA. Glutathione prevents N-methyl-D aspartate receptor-mediated neurotoxicity. Neuroreport. 1991;2:345-347.
  122. Holmes GL, Ben-Ari Y. The neurobiology and conse-quences of epilepsy in the developing brain. Pediatr Res. 2001;49:320-325.
  123. Villeneuve N, Ben-Ari Y, Holmes GL, Gaiarsa JL. Neonatal seizures induced persistent changes in intrinsic properties of CA1 rat hippocampal cells. Ann Neurol. 2000;47:729-738.
  124. Szasz A, Bavana B, et al. Chronic low-dose maternal expo-sure to methylmercury enhances epileptogenecity in devel-oping rats. J Dev Neurosci. 1999;17:733-742.
  125. Koenig H, Trout JJ, Glodstone, Lu CY. Capillary NMDA receptors regulate blood-brain barrier and breakdown. Brain Res. 1992;588:297-303.
  126. Lagrange P, Romero IA, Minn A, Revest PA. Transcendothelial permeability changes induced by free radicals in an in vitro model of the blood-brain barrier. Free Rad Biol Med. 1999;27:667-672.
  127. Gupta A, Agarwal R, Shukla GS. Functional impairment of blood-brain barrier following pesticide exposure during early development in rats. Hum Exp Toxicol. 1999;18:174-179.
  128. Grange-Messent V, Bouchard C, Jamme M, et al. Seizure-related opening of the blood-brain barrier produced by the anti-cholinesterase compound, soman: new ultrastructural obser-vations. Cell Mol Biol (Noisy-Le_Grand). 1999;45:1-14.
  129. Bolton C, Paul C. MK-801 limits neurovascular dysfunction during experimental allergic encephalomyelitis. Pharm Exp Ther. 1997;282:397-402.
  130. Olney JW. Excitotoxic food additives: functional teratological aspects. Prog Brain Res. 1988;18:283-294.
  131. Olney JW. Glutamate: a neurotoxic transmitter. J Child Neurol. 1989;4:218-226.
  132. Morrisett RA, Mott DD, Lewis DV, et al. Reduced sensitivity of the N-methyl-D-aspartate component of synaptic transmission to magnesium in hippocampal slices from immature rats. Dev Brain Res. 1990;56:257-262.
  133. Blaylock RL. Food additive excitotoxins and degenerative brain disorders. Medical Sentinel. 1999;4:212-215.
  134. Shaw W. Biological Treatments for Autism and PDD. Overland Park, Kansas: Great Plains Laboratory;1998:53.
  135. Jones TW, Borg WP, Boulware SD, et al. Enhanced adrenomedullary response and increased susceptibility to neuropenia: mechanisms underlying the adverse effects of sugar ingestion in healthy children. J Pediatr. 1995;126:171-177.
  136. Kaneda K, Kikuchi M, Kashii S, et al. Effects of B vitamins on glutamate-induced neurotoxicity in retinal cultures. Eur J Pharmacol. 1997;322:258-264.
  137. Akaike A, Tamura Y, Sato Y, Yokota T. Protective effects of a vitamin analog, methylcobalamin, against glutamate cytotoxicity in cultured cortical neurons. Eur J Pharmacol.1993;241:1-6.
  138. Rimland B. The use of vitamin B6, magnesium, and DMG in the treatment of autistic children and adults. In: Shaw W, ed. Biological Treatments for Autism and PDD. Overland Park, Kansas: Great Plains Laboratory; 1998:176-195.
  139. Ruiz F, Alvarez G, Pereira R, Hernandez M, et al. Protection by pyruvate and malate against glutamate-mediated neurotoxicity. Neuroreport. 1998;9:1277-1282.
  140. Blaylock R. Phytonutrients and metabolic stimulants as protection against neurodegeneration and excitotoxicity. JANA. 2000;2:30-39.
  141. Saari MJ, Fong S, Shrivji A, Armstrong JN. Enriched housing mask deficits in place navigation induced by neonatal monosodium glutamate. Neurotoxicol Teratol. 1990;12:29-32.