婴儿牙齿中的金属可以帮助揭示导致自闭症的原因
一项新的初步研究显示,乳齿中发现的重金属可能显示出代谢问题,可能会引起注意力缺陷多动障碍(ADHD)和自闭症谱系障碍。
该研究还处于早期阶段。但是,如果患有多动症和/或自闭症的儿童对金属的处理方式不同,则可能是这些代谢差异部分导致或加剧了这种状况。专家建议,确切地了解这一过程的工作方式,有一天可以帮助医生识别出处于这些疾病危险中的儿童,并有可能使他们免受环境因素加重症状的影响。
在研究中检查的牙齿组织中含有微量金属–既是生物学上必不可少的金属,例如锌,又是危险有毒的金属,例如铅 ,这些金属一起揭示了儿童在代谢体内元素的方式上的差异。
根据这项新的研究,于9月25日发表在这项研究中,与没有神经发育障碍的儿童的牙齿相比,患有多动症,自闭症或同时患有两种疾病的儿童的牙齿显示出的金属代谢模式比一般发育中的儿童的代谢周期复杂。转化精神病学杂志。
哥伦比亚大学医学中心的医学心理学家艾米·马格利斯(Amy Margolis)博士说,科学家们早就知道,接触有毒金属会破坏大脑发育,但这项研究表明还有更多的故事。
没有参与这项研究的马戈利斯对生命科学说:“这不仅是“ [金属]暴露导致不良结果”的故事,而且是关于不同的代谢状况如何使某些人更易受伤害的故事。” 。Margolis补充说,证据表明ADHD和自闭症可能涉及相同化学途径的破坏,这项新研究强调了这一想法,并为进一步研究铺平了道路。
根据2013年的一项研究和两项2016年的 研究,过去,研究人员发现,患有多动症的人血液和尿液中各种金属(例如铅,汞,锌和锰)的浓度与没有这种疾病的人不同。孤独症及其行为症状也与增加的水平的有毒金属,如铅,和人体必需的矿物质的消耗水平,如锌。但是血液和尿液样本只能在收集时捕获人体系统中存在的金属。
该研究的合著者,纽约西奈山伊坎医学院的计算生物学家保罗·科廷说:“它不能告诉你过去曾经接触过多少金属。” 科廷和他的同事们想知道金属如何影响子宫内多动症和自闭症的发展,因此他们采取了不同的方法。
胎儿的牙齿在怀孕的前三个月开始萌芽,并在第二个中期和儿童早期之间积聚一层又一层的牙釉质。科廷说,这些层形成可见线,与“树上的生长环”不同,这些层反映了发育中儿童血液中不同时间循环的元素(例如金属)的水平。通过检查组织中存档的金属暴露方式,“我们能够跟踪牙齿中的生长环并及时返回,”科廷解释说。
该小组从74名曾参加过自闭症根源和ADHD双胞胎研究的儿童中收集了掉掉的乳牙,该队列包括一组三胞胎,30套完整的双胞胎和11对双胞胎个体。通过关注双胞胎,科学家旨在控制导致自闭症和注意力缺陷多动症的遗传因素,而是关注可能在孩子之间发生差异的金属代谢标记物。33名儿童(45%)患有多动症,自闭症或同时患有这两种疾病,其余41名儿童(55%)作为对照组进行比较。
带着乳牙,科学家们推出了激光器。
该团队将集中的等离子束对准每个牙齿的牙釉质,以通过其珍珠白色表面快速打磨到其中的“生长环”。激光在牙齿组织内产生带电粒子,然后可以对其进行检测,分析并送入计算机算法中,以揭示牙齿中嵌入的金属的独特图案。分析表明,儿童的牙齿带有金属代谢的特定标志物,这些标志物与他们是否患有多动症,自闭症,是否患有这两种疾病或两者都不相关。(相关性很微妙;它需要一种计算机算法来挑选出模式,并且相关性不够强,或者没有足够大的组显示出来,可以用来诊断这些情况。)
科廷说,人体通常会周期性地分解金属,这意味着该过程以一致的方式和速度反复发生。婴儿牙齿分析表明,这些循环在某种程度上扰乱了神经发育障碍儿童
俄亥俄州立大学韦克斯纳医学中心精神病学和行为健康名誉教授尤金·阿诺德博士说:“我们确实知道遗传学可以影响维生素和矿物质的吸收和代谢。” 没有参与这项研究的阿诺德建议研究人员可以研究多动症和自闭症动物模型中驱动金属代谢的遗传学。反过来,这项研究可能会帮助科学家更好地了解人类的疾病,阿诺德说。
不同的大脑结构在子宫内形成,发育和连接,然后进入幼儿期。Margolis说,由于牙齿数据显示了随着时间的推移,重金属代谢的模式,因此大脑扫描可以揭示某些代谢模式与不同大脑区域在不同发育阶段的体积,结构和连通性之间的关系。然后,科学家可以更详细地研究金属代谢如何促进大脑功能和人类行为。她说,首先,尽管如此,应该在另一个更大的样本中复制婴儿牙齿实验。
这项新研究背后的团队在一项类似的2018年研究中使用了他们的标志性牙齿技术,他们在瑞典,美国和英国研究了患有自闭症的儿童。无论其位置或遗传背景如何,自闭症儿童均表现出明显不同的锌和铜代谢模式,这与各地的无自闭症儿童不同。
有毒金属水平升高和必需矿物质水平降低与神经发育障碍有关,但作者认为,儿童如何代谢金属与其所接触的元素同等重要。
科廷说:“当然,接触到的东西至关重要。” “但是,如何处理这种暴露也是至关重要的……显然,正常神经发育需要必需元素的[适当]代谢。”
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