Серотонин как нейрохимический биомаркер расстройств аутистического спектра

СГМУ им.В.И. Разумовского, г. Саратов, Россия

Многочисленные исследования последних десятилетий посвящены изучению нейрохимического дис- баланса в патогенезе расстройств аутистического спектра. Были исследованы такие нейротрансмиттеры, как серотонин (5-НТ-система), дофамин, норадреналин, ацетилхолин, глутамат, гамма-аминомасляная кислота, а также эндогенные опиоиды, окситоцин и кортизол. Однако наиболее изученной при аутистических расстройствах остается 5-НТ-нейротрансмиттерная система, и именно дисбаланс серотонина до сих пор признается большинством исследователей ведущим биохимическим маркером аутизма. Серотонин - критический регулятор основных процессов в развитии нейронов и нейроглии в мозге млекопитающих: клеточной пролиферации, дифференциации, миграции, апоптоза и синаптогенеза. Кроме того, серотонин вовлечён в процессы синаптического прунинга и созревания ряда структур головного мозга (префронтального кортекса, некоторых отделов лимбической системы), причем эта роль предшествует роли серотонина как нейротрансмиттера. Как нейротрансмиттер, серотонин регулирует чувство голода, температуру тела, болевую чувствительность, а также модулирует настроение, возбуждение, сексуальное поведение и выделение гормонов.

Исследования подтверждают значительное повышение уровня серотонина крови у большинства детей, страдающих аутизмом [1]. Большая частота развития аутистических расстройств отмечена некоторыми исследователями среди детей, матери которых употребляли в период беременности наркотические препараты, повышающие активность 5-НТ-системы, в частности кокаин [3]. Позитронно-эмиссионные томографические исследования (ПЭТ) продемонстрировали асимметрию синтеза 5-НТ в лобной коре, таламусе и мозжечке у аутичных мальчиков, в то время как у страдающих аутистическими расстройствами девочек и их психически здоровых братьев и сестер подобной асимметрии не наблюдалось [2]. Кроме того, если в норме наиболее высокий уровень 5-НТ синтеза отмечается у маленьких детей, а с возрастом постепенно уменьшается, то у детей с аутистическими расстройствами этот уровень постоянно высок [2]. В ряде исследований проводилось изучение уровня серотонина в тромбоцитах, и были сделаны выводы о том, что метаболизм, катаболизм и транспортные 5-НТ-механизмы при аутистических расстройствах не страдают, что может свидетельствовать о том, что повышение уровня 5-НТ является следствием чрезмерной стимуляции синтеза и высвобождения серотонина.

Синтез серотонина в мозге зависит от поглощения его предшественника, триптофана (Trp), и коррелирует с плазменным соотношением триптофана и больших нейтральных аминокислот (LNAA), которые конкурируют за ту же систему транспортеров в мозге. При исследовании уровня триптофана как основного компонента серотонина в сыворотке крови аутистов была обнаружена его низкая концентрация по сравнению с другими большими нейтральными аминокислотами, что предполагает уменьшение синтеза серотонина в мозге.

Основной проблемой, связанной с 5-НТ-теорией аутизма, является то, что препараты, уменьшающие выраженности таких патологических проявлений аутистических расстройств, как обсессивно-фобическая симптоматика и социальная отгороженность, приводит к еще большему повышению уровня 5-НТ, в то время как истощение триптофана, как предшественника серотонина, видимо, усугубляет такие симптомы аутизма, как стереотипные хлопки, стуки и удары, наносимые ребенком самому себе, раскачивания и повышенную тревожность [4].

Поскольку 5–HT-система выполняет не только нейромедиаторные функции, но и регулирует развитие таких областей головного мозга, как кора, гиппокамп и мозжечок, снижение уровня серотонина приводит к значительной задержке созревания соматосенсорной коры. С другой стороны, чрезмерное содержание серотонина на начальных этапах развития головного мозга приводит к гипериннервации и расширению корковой архитектуры. При воздействии вальпроевой кислотой на эмбрионы крыс было также установлено резкое повышение уровня серотонина в крови, а также во фронтальной коре, гиппокампе и мозжечке [5].

Таким образом, гиперактивность в 5-HT-системе принимает участие в формировании молекулярных синдромов, приводящих к измененной модели развития и, возможно, также играет свою роль в повышенной реактивности и гиперпластичности на ранних стадиях развития.