Vários paralelos têm sido explicitamente estabelecida entre os mecanismos de desenvolvimento neurológico doenças e ambiental neurotoxicidade em pesquisas recentes. De fato, a literatura fornece ampla evidência para vias inter-relacionadas que resultam em morte celular neuronal. Os desafios para a intervenção precoce e prevenção de tais condições debilitantes incluem a detecção subclínica do insulto em populações em risco e na definição das metas neurais específicas envolvidas no processo. Neste contexto, os estudos experimentais sobre modelos animais podem fornecer dados valiosos sobre a determinação da vulnerabilidade regional e celular a determinadas doenças de desenvolvimento neurológico e a identificação e gestão de biomarcadores clínicos.
marcadores de estresse Oxidativo
Os achados do presente estudo revelou um aumento significativo no MD, um significativo marcador de estresse oxidativo, com uma concomitante diminuição de catalase, GSH e GPX no cérebro homogenates da PA-ratos tratados, que confirmaram o papel do estresse oxidativo na etiologia do autismo (Tabela 1). Esta última constatação está em conformidade com os resultados anteriormente descritos, relatando que, embora a lipoxidação dos glóbulos vermelhos seja duas vezes mais elevada entre as crianças autistas do que nos controlos com a mesma idade, GSH, GPX e catalase são significativamente mais baixos .
Zoroglu et al. 2004 atribuiu a diminuição do antioxidante a menores taxas de produção ou maiores taxas de consumo, implicando maior vulnerabilidade do cérebro autista aos oxidantes. Os achados também estão em linha com um estudo recente sobre as regiões cerebrais que relataram um aumento significativo dos níveis de hidroperóxido lipídico no cerebelo e córtex temporal de crianças autistas . Resultados semelhantes também foram registrados para o modelo animal de MacFabe et al. que mostrava peróxidos lipídicos elevados e níveis de GSH mais baixos, actividades GPX e GRX, juntamente com deficiência cognitiva típica, comportamento repetitivo, comportamento orientado a objectos e comportamento social em ratos aos quais a PA foi administrada intraventricularmente .
os resultados também revelaram um aumento na CK e uma diminuição na LDH, duas enzimas relacionadas com o metabolismo energético (Tabela 2). Estes resultados estão em consonância com os resultados de um estudo anterior realizado por Al-Mosalim et al. que relatou níveis de ATP mais baixos nos glóbulos vermelhos, juntamente com elevadas atividades de lactato e CK no plasma de crianças autistas Sauditas, em comparação com os controles combinados com a idade. Além disso, a ativação do cérebro CK observada no presente estudo pode ser facilmente relacionados aos aumentos significativos nas atividades da Na+/K+ ATPase e o Ca2+/Mg2+ ATPase e a marcada diminuição na expressão de mitocondrial cadeia de transporte de elétrons (CTE) complexos em diferentes regiões do cérebro do autista de temas em comparação com a sua idade-controles pareados e sugere a contribuição destas enzimas para o anormais de energia do circuito de funcionamento no autismo .
marcadores do perfil lipídico
existe um interesse crescente em pesquisas recentes sobre os potenciais papéis do ácido gordo polinsaturado n-3 (PUFA) ácido docosahexanóico (DHA) e ácido eicosapentaenóico precursor (EPA) no que diz respeito à estrutura cerebral, função e saúde mental em seres humanos . O DHA é o PUFA mais abundante na membrana cerebral fosfolípidos, o que é indicativo de seu papel na fluidez da membrana e atividades metabólicas e neurais associadas. Na verdade, o DHA está particularmente concentrado em sinapses neurais, locais de sinalização de neurotransmissores. O ácido araquidónico Omega-6 (AA) também é abundante no cérebro, reflectindo um papel fundamental na estrutura e função do cérebro. Da mesma forma, o AA precursor, o ácido gama-linolênico (yLA), e n-3 DHA precursor EPA, todos são considerados a desempenhar papéis-chave no funcionamento do cérebro, especialmente através da síntese de eicosanóides, que têm propriedades anti-inflamatórias, anti-trombótica, e propriedades vasodilatadoras . No que diz respeito ao presente estudo, os resultados indicam correlações semelhantes entre os níveis de PA e de ácidos acético como ácidos gordos de cadeia curta e ácidos gordos de cadeia longa (CL)-ácidos polinsaturados nos homogeneizados cerebrais dos grupos de ratos tratados e não tratados (Quadro 3). Pôde-se observar facilmente que, enquanto os ácidos PA e acético estavam significativamente elevados, os CL-PUFA diminuíram significativamente nos homogeneizados cerebrais dos ratos tratados com PA em comparação com os dos controlos não tratados. Com base nesta observação, a depleção registrada para a maioria dos níveis de CL-PUFA poderia presumivelmente ser atribuída à disfunção cerebral nos pacientes autistas e sugere que a suplementação dietética com CL-PUFA pode ajudar na gestão das dificuldades de comportamento infantil e aprendizagem relacionadas com o autismo.
Além disso, e considerando o fato de que o cérebro é geralmente relatado para ser capaz de sintetizar apenas alguns ácidos graxos e que a maioria dos ácidos graxos deve, portanto, passar o sangue para o cérebro , os dados obtidos a este respeito pode ser facilmente ligado ao autismo. Na verdade, El-Ansary et al. anteriormente fornecidas ligações plausíveis que relacionavam a ocorrência de PA inferior no plasma de doentes autistas com níveis elevados de PA no seu cérebro. Atribuíram a PA de plasma inferior à alta taxa de influxo de sangue para o cérebro. De facto, e em comparação com outros ácidos gordos, foi anteriormente referido que o propionato atravessa o BBB com um índice de captação cerebral de 43, 53 e um valor baixo Km de 2, 03 . Pois quanto menor o Km, maior a afinidade dos transportadores para os substratos, em seguida, uma absorção índice de 43.53% e a um Km do valor de 2.03 são o suficiente para facilitar a penetração do propionato em células do cérebro, o que poderia explicar a elevação da PA no cérebro homogenates dos ratos tratados. De facto, os dados obtidos a partir da administração intraventricular de PA a ratos, como os apresentados no modelo animal de MacFabe et al. , pode fornecer os meios para modelar uma série de aspectos relativos à DSA humana em ratos. Os dados gerados a partir de estudos modelo em animais em que a PA é administrada oralmente podem, por outro lado, fornecer evidências para a importância da via gut-to-brain na etiopatologia do autismo e abrir novas oportunidades para o desenvolvimento de abordagens farmacêuticas e/ou nutricionais viáveis para o tratamento e prevenção do autismo.
fosfolípidos enriquecidos em ácidos gordos insaturados [fosfatidiletanolamina (PE), fosfatidilserina (PS) e fosfatidilcolina (PC)] têm sido frequentemente considerados essenciais para a função neurológica normal do cérebro. De facto, a neurodegeneração foi anteriormente atribuída ao metabolismo anormal dos fosfolípidos no cérebro . A composição da membrana eritrocitária fosfolípida também demonstrou correlacionar-se com a composição do fosfolípido cerebral e ser um marcador potencialmente útil para doenças neurológicas . Os fosfolípidos pesquisados no presente trabalho, nomeadamente PE, PS e PC, foram significativamente mais baixos nos homogeneizados cerebrais de ratos tratados com PA do que nos do grupo de controlo não tratado (Tabela 4). Isto pode ser atribuído a uma série de características autistas particularmente aquelas relacionadas ao estresse oxidativo e respostas inflamatórias, dois mecanismos que têm sido frequentemente relatados para desempenhar papéis críticos na fisiopatologia do autismo. Este resultado também está em consonância com as conclusões anteriormente relatadas por Pandey et al. mostrando que os fosfolípidos omega-6, tais como o PC, exibiram propriedades anti-inflamatórias através da inibição do TNFa e da proteína activada pelo mitogénio induzida pelo H2O2 (MAPK) na linha neuronal da célula SH-SY5Y e preveniram a fosforilação e activação do factor nuclear-kappa B (NF-kappa). A depleção significativa de PE Cerebral, PC e PS nos homogeneizados cerebrais de ratos tratados com PA também está de acordo com as descobertas recentemente relatadas por El-Ansary et al. a OMS descreveu uma depleção semelhante em termos de fosfolípidos no plasma de doentes autistas, em comparação com os controlos com a idade correspondente. Estas depilações de fosfolípidos cerebrais, bem como a contribuição implícita da neurotoxicidade PA na etiopatologia do autismo, também são consistentes com a hipótese anteriormente avançada por Brown e Austin que propôs metabolismo disregulado fosfolípido como o componente biológico subjacente do autismo.
marcadores relacionados com a neuroinflamação
vários relatórios na literatura sugerem que uma combinação de factores de risco ambientais e, possivelmente, in utero e auto-imunes ou inflamação localizada no SNC pode contribuir para a patogénese da DSA . Os resultados do presente estudo demonstram claramente a elevação do IL-6, do TNFa e do IFNy nos homogeneizados cerebrais de ratos tratados com PA (Tabela 5). Isto poderia fornecer suporte para a contribuição da neurotoxicidade PA, como um fator ambiental e produto metabólico de bactérias entéricas, para a patogênese do autismo, que está em linha com os achados relatados em vários estudos clínicos relacionados com citoquinas autistas cerebrais. Li et al. desenvolveu, por exemplo, um método de citometria de fluxo (análise multiplexada de bead) para medir os níveis de citocina nos extractos cerebrais (córtex cerebral). Eles mostraram que citocinas pró-inflamatórias (TNFa, IL-6, de granulócitos e macrófagos, o fator estimulador de colônia), de citocinas Th1 (IFNy) e quimiocinas (IL-8) foram significativamente maior nos cérebros dos ASD pacientes em relação aos controles, o que poderia, presumivelmente, sugerem uma conservados em função do PA na etiologia do autismo recursos. A recent study by Ashood et al. relatou que, em comparação com a idade, as crianças tipicamente em desenvolvimento e as crianças com deficiências de desenvolvimento que não o autismo, as crianças autistas foram notadas a sofrer aumentos nos níveis de citoquinas que estavam associados a uma comunicação mais deficiente e comportamentos aberrantes. Do mesmo modo, a neuroinflamação registada para o grupo de ratos ao qual a PA foi administrada por via oral é consistente com os resultados de um estudo recente realizado por MacFabe et al. que mostrou, através da análise imunohistoquímica dos tecidos cerebrais a partir de ratos intracerebroventricularmente injectados com PA, uma astrogliose reactiva notável e microglia activada, fornecendo assim provas de uma resposta neuroinflamatória inata.
Neurotransmissão relacionados com os marcadores
Várias linhas de evidência sugerem que o sistema Gabaérgico é interrompida nos cérebros de indivíduos com autismo e que alterou inibição na rede é susceptível de influenciar a capacidade de perceber as expressões emocionais . De facto, os resultados do presente trabalho revelaram reduções acentuadas nos níveis de GABA, serotonina e dopamina no cérebro homogeneizado de ratos tratados com PA. A diminuição registada para a serotonina e dopamina cerebrais está, de facto, em desacordo com um estudo anterior de Narita et al. que relatou um aumento nos níveis de serotonina hipocampal e de dopamina do córtex frontal de ratos aos quais a talidomida e o ácido valpróico foram administrados como dois potenciais teratogénicos induzidos pelo autismo. Esta discrepância pode ser atribuída a diferenças relacionadas com a idade. Na verdade, enquanto os animais no trabalho de Narita et al. foram administrados estes dois teratogénicos nos dias embrionários (e) 2, E4, E7, E9 E E E11, o presente estudo experimentou com filhotes de ratos com 21 dias de idade. Foram previamente notificadas diminuições semelhantes em vários estudos de imagem sobre a ligação ao transportador da serotonina ou retenção de triptofano em doentes autistas, tais como o trabalho de Azmitia e outros. qual relatou uma diminuição no cérebro, a serotonina sistema de autista e desde imunocitoquímica da evidência para um aumento de 5-hidroxitriptofano (5-HT) axônios (imunorreativa para 5-HT transportador) de post mortem de tecidos cerebrais tomadas a partir de 2.8 – a, de 29 anos, autista doadores comparados a controles saudáveis. Em dadores autistas com oito anos de idade ou mais, foram detectados vários tipos de axônios distróficos de 5-HT nos campos terminais . Winter et al. também relataram uma diminuição semelhante na serotonina e na dopamina após infecção viral pré-natal, potencialmente modelando perturbações que ocorrem em doentes com esquizofrenia e autismo.
a diminuição registada no presente estudo relativamente à dopamina é também consistente com o estudo anterior de Garnier et al. que registou um aumento da dopamina hidroxilase e do ácido homovanílico (HVA) em crianças autistas e relatou o envolvimento da disfunção da dopamina na produção de sintomas autistas. Finalmente, a redução observada na adrenalina e na noradrenalina é consistente com a diminuição registada na dopamina, como neurotransmissor vital para as funções normais no cérebro e serve como precursor de ambas .
marcadores relacionados com a pro-apoptose
a Tabela 7 demonstra níveis elevados de caspase-3, um marcador pró-apoptótico, e HSP70 como proteína induzida por stress em homogenatos cerebrais de ratos tratados com PA, em comparação com os controlos. Foi recentemente notificado um aumento semelhante da caspase-3 por Olczak et al. a OMS forneceu provas de um aumento da caspase-3 no desenvolvimento de cérebros de ratos como efeitos neurotóxicos da quimerosal, um composto mercurial envolvido na etiopatologia do autismo. Este aumento pode ser atribuído à disfunção mitocondrial, ruptura do BBB, e/ou apoptose, que são marcadores neurotóxicos da PA. Stao et al. reported that BBB disruption is an early event that is often followed by increased HSP70 expression and apoptosis. Eles especulam que o ácido 3-nitropropiônico danifica as células endoteliais, levando a edema vasogênico e apoptose. Os achados do presente trabalho parecem corroborar tal especulação, evidenciando um aumento muito significativo no comprimento da cauda, momento da cauda (teste de DNA comet), e fragmentação do DNA em ratos tratados com PA em comparação com os controles não tratados (Tabela 7 e Figura 1).
das correlações de 402 Pearson entre os 32 parâmetros medidos, apenas os que representam as correlações significativas entre a DM como marcador de stress oxidativo, um mecanismo principal de neurotoxicidade PA, e os outros parâmetros são apresentados nas Figuras 2 e 3. Ele pode ser facilmente notado que existem associações positivas entre o cérebro MD e ácidos graxos de cadeia curta (PA e ácido acético), pró-inflamatórias, marcadores (TNFa, INFy, IL-6, e HSP70) e pró-apoptótico marcadores (caspase3, DNA cauda comprimento e momento). Observaram-se correlações negativas entre MD e GPX, GSH, ácidos gordos de cadeia longa e neurotransmissores (GABA, 5-HT, dopamina, adrenalina e nor-adrenalina). Isto pode sugerir que o aumento do estresse oxidativo, um estado recentemente relatado que exerce significância etiológica e clínica no autismo, é o mecanismo mais importante da neurotoxicidade PA.
dos 32 parâmetros estudados, apenas 11 apresentam sensibilidade e especificidade notavelmente elevadas (>80%), medidas pela análise da ROC (dados não apresentados). Os valores da AUC de (0, 688 a 1) são estatisticamente satisfatórios para sugerir estes parâmetros (listados na Tabela 8) como marcadores de neurotoxicidade PA.
de um modo geral, a etiologia sugerida das características autistas em ratos que receberam PA por via oral, assim como os indivíduos do presente estudo puderam encontrar apoio no estudo mais recente de Ossenkopp et al. o que mostrou que a administração intraperitoneal de 500 mg/kg de PA pode produzir tanto a diminuição condicionada do paladar como a prevenção condicionada do lugar em ratos, como dois comportamentos autistas. Além disso, forneceu amplas evidências para os efeitos neurotóxicos conservados da PA durante o desenvolvimento de cérebros de ratos, sugerindo assim que esta toxina bacteriana entérica e aditivo alimentar comercializado pode ser considerado como um componente epigenético significativo que pode estar contribuindo para as alarmantes taxas com que o autismo está aumentando. Além disso, a PA administrada oralmente utilizada no presente estudo poderia apontar para as conexões entre o eixo gut-to-brain e a patogênese do autismo e, por sua vez, para as potenciais oportunidades promissoras que essas ligações podem oferecer para abordagens farmacêuticas e/ou nutricionais para o tratamento e prevenção do autismo.