Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.



СІМЕЙНІ ЛІКАРІ ТА ТЕРАПЕВТИ

НЕВРОЛОГИ, НЕЙРОХІРУРГИ, ЛІКАРІ ЗАГАЛЬНОЇ ПРАКТИКИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ

КАРДІОЛОГИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, РЕВМАТОЛОГИ, НЕВРОЛОГИ, ЕНДОКРИНОЛОГИ

СТОМАТОЛОГИ

ІНФЕКЦІОНІСТИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, ПЕДІАТРИ, ГАСТРОЕНТЕРОЛОГИ, ГЕПАТОЛОГИ

ТРАВМАТОЛОГИ

ОНКОЛОГИ, (ОНКО-ГЕМАТОЛОГИ, ХІМІОТЕРАПЕВТИ, МАМОЛОГИ, ОНКО-ХІРУРГИ)

ЕНДОКРИНОЛОГИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, ПЕДІАТРИ, КАРДІОЛОГИ ТА ІНШІ СПЕЦІАЛІСТИ

ПЕДІАТРИ ТА СІМЕЙНІ ЛІКАРІ

АНЕСТЕЗІОЛОГИ, ХІРУРГИ

"Child`s Health" Том 17, №1, 2022

Back to issue

Cerebral intestinal interaction in children with autism spectrum disorder

Authors: Стоєва Т.В. (1), Браткова Л.Б. (1), Тіткова О.В. (1), Соболєва Х.Б. (1), Крилов Є.М. (2), Щербак І.Г. (2)
(1) — Одеський національний медичний університет МОЗ України, м. Одеса, Україна
(2) — Дитячий спеціальний (спеціалізований) санаторій «Зелена Гірка» МОЗ України, м. Одеса, Україна

Categories: Pediatrics/Neonatology

Sections: Clinical researches

print version


Summary

Актуальність. Взаємодія між центральною та ентеральною нервовими системами у дітей з розладами аутистичного спектра (РАС) визначає патофізіологічні механізми коморбідної патології травного такту. Мета: аналіз цереброінтестинальної взаємодії з урахуванням ролі нейромедіаторів NSE та S-100 у дітей з РАС. Матеріали та методи. Обстежено 66 дітей із діагнозом РАС, з яких 45 мали супутні функціональні розлади органів травлення (ФРОТ), діагностовані відповідно до Римських критеріїв IV. Клінічні прояви РАС оцінювались за шкалою CARS. Сироваткову концентрацію нейромедіаторів вимірювали імунохімічним методом. Дослідження проведено із дотриманням принципів біоетики. Результати. За отриманими даними, у 68,2 % дітей з РАС виявлено супутні ФРОТ, серед яких функціональні розлади біліарного тракту (ФРБТ) становили 22,7 %, синдром подразненого кишечника (СПК) — 27,3 %, синтропні варіанти — 18,2 %. У ході дослідження простежено асоціації між тяжкістю перебігу РАС та наявністю ФРОТ, а саме СПК (p = 0,004), ФРБТ (p = 0,009), синтропними варіантами ФРОТ (p = 0,041). Перебіг РАС у дітей з ФРОТ супроводжувався підвищенням сироваткової концентрації NSE та S-100. При цьому рівень протеїну S-100 корелював із клінічними проявами ФРОТ (при СПК r = 0,34, при синтропії r = 0,48). Висновки. Особливості цереброінтестинальної взаємодії при РАС визначають високу частоту ФРОТ з переважанням СПК. Супутня патологія впливає на клінічні прояви РАС, обтяжуючи їх перебіг, особливо при синтропних ФРОТ. Залучення ентерогліальних структур за умов супутніх ФРОТ при РАС супроводжується підвищенням рівня нейромедіаторів NSE та S-100. Показано діагностичну значущість протеїну S-100 при СПК у дітей з РАС.

Background. Autism spectrum disorders (ASD) in children are associated with features of neuropsychological development, characterized by socio-communicative, emotional, and behavioral problems. The processes of interaction between the central and enteric nervous systems, taking into account the inherent RAS reactions of autonomic maladaptation, endogenous stress, eating behavior determine the pathophysiological mechanisms underlying the comorbid pathology of the digestive system. The study was aimed to analyze the cerebral intestinal interaction signs in children with ASD, taking into account the role of NSE and S-100 neurotransmitters. Materials and methods. Sixty-six children with ASD were examined, out of which 45 children had concomitant functional disorders of the digestive system (FDDS). Clinical manifestations of ASD were assessed by the CARS scale; FDDS was diagnosed based on the Rome IV criteria. Serum le­vels of NSE neurotransmitters and S-100 protein were measured immunochemically. The patients were examined after obtaining informed consent in compliance with the principles of bioethics. Results. According to the data obtained in children with ASD, the frequency of concomitant FDDS is 68.20 %. In this case, ASD in combination with functional disorders of the biliary tract (FDBT) is observed in 22.7 %, with irritable bowel syndrome (IBS) — in 27.30 %, with syntropic FDDS — in 18.20 % of patients. The study traced the association between severe ASD and concomitant FDDS, in particular ASD with isolated IBS (p = 0.004), ASD with isolated FDBT (p = 0.009), ASD with syntropic functional disorders (p = 0.041). Increased serum concentrations of the NSE and S-100 neurotransmitters have been observed in children with concomitant FDDS. The level of S-100 protein and clinical manifestations of FDDS reveal a correlation, the degree of which increases in the following sequence: IBS (r = 0.34), and syntropic FDDS (r = 0.48). Conclusions. Peculiarities of cerebral intestinal interactions in ASD determine the high frequency of FDDS, in the structure of which IBS dominated. The presence of concomitant pathology impacts the clinical manifestations of ASD, complica­ting its course to a greater extent in cases of syntropic FDDS. Involvement of enteric glial structures in ASD is accompanied by the NSE and S-100 neurotransmitters level increase on the background of concomitant FDDS. The diagnostic value of S-100 protein in IBS in children with ASD is shown.


Keywords

діти; розлади аутистичного спектра; нейромедіатори; ентеральна нервова система

children; autism spectrum disorders; neurotransmitters; enteric nervous system


For the full article you need to subscribe to the magazine.


Bibliography

1. Drossman D.A. Functional Gastrointestinal Disorders: History, Pathophysiology, Clinical Features and Rome IV. Gastroenterology. 2016. S0016-5085(16)00223-7. Advance online publication. https://doi.org/10.1053/j.gastro.2016.02.032
2. Stoieva T.V., Dzhagiashvili O.V, Larionov O.P., Fedin M.V. Peculiarties of syntropic functional disorders of the digestive system against the ground of connective tissue dysplasia. Deutscher Wissenschaftsherold. 2018. 1. 9-13. DOI: 10.19221/201813
3. Penzol M.J., Salazar de Pablo G., Llorente C., Moreno C., Hernández P., Dorado M.L., Parellada M. Functional Gastrointestinal Disease in Autism Spectrum Disorder: A Retrospective Descriptive Study in a Clinical Sample. Frontiers in psychiatry. 2019. 10. 179. https://doi.org/10.3389/fpsyt.2019.00179
4. Fulceri F., Morelli M., Santocchi E., Cena H., Del Bianco T., Narzisi A., Calderoni S., Muratori F. Gastrointestinal symptoms and behavioral problems in preschoolers with Autism Spectrum Disorder. Digestive and liver disease: official journal of the Italian Society of Gastroenterology and the Italian Association for the Study of the Liver. 2016. 48(3). 248-254. https://doi.org/10.1016/j.dld.2015.11.026
5. Wasilewska J., Klukowski M. Gastrointestinal symptoms and autism spectrum disorder: links and risks — a possible new overlap syndrome. Pediatric health, medicine and therapeutics. 2015. 6. 153-166. https://doi.org/10.2147/PHMT.S85717
6. Lefter R., Ciobica A., Timofte D., Stanciu C., Trifan A. A Descriptive Review on the Prevalence of Gastrointestinal Disturbances and Their Multiple Associations in Autism Spectrum Disorder. Medicina (Kaunas, Lithuania). 2019. 56(1). 11. https://doi.org/10.3390/medicina5601001
7. Barrea C., Jadot A., Debray F.G., Vrancken G., Leroy P. Comment j’explore… un trouble du spectre de l’autisme chez l’enfant [How I explore… autism spectrum disorder in a child]. Revue medicale de Liege. 2021. 76(10). 761-767.
8. Grubišić V., Gulbransen B.D. Enteric glia: the most alimentary of all glia. The Journal of physiology. 2017. 595(2). 557-570. https://doi.org/10.1113/JP271021
9. Vergnolle N., Cirillo C. Neurons and Glia in the Enteric Nervous System and Epithelial Barrier Function. Physiology (Bethesda, Md.). 2018. 33(4). 269-280. https://doi.org/10.1152/physiol.00009.2018
10. Rosenberg H.J., Rao M. Enteric glia in homeostasis and disease: From fundamental biology to human pathology. iScience. 2021. 24(8). 102863. https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.102863
11. do Carmo Neto J.R., Braga Y., da Costa A., Lucio F.H., do Nascimento T.C., Dos Reis M.A., Celes M., de Oliveira F.A., Machado J.R., da Silva M.V. Biomarkers and Their Possible Functions in the Intestinal Microenvironment of Chagasic Megacolon: An Overview of the (Neuro)inflammatory Process. Journal of immunology research. 2021. 2021. 6668739. https://doi.org/10.1155/2021/6668739
12. Haque A., Polcyn R., Matzelle D., Banik N.L. New Insights into the Role of Neuron-Specific Enolase in Neuro-Inflammation, Neurodegeneration, and Neuroprotection. Brain sciences. 2018. 8(2). 33. https://doi.org/10.3390/brainsci8020033
13. Zheng Z., Zheng P., Zou X. Peripheral Blood S100B Levels in Autism Spectrum Disorder: A Systematic Review and Meta-Analysis. Journal of autism and developmental disorders. 2021. 51(8). 2569-2577. https://doi.org/10.1007/s10803-020-04710-1
14. Chen H., Chen Y., Zhong J.M. Detection and diagnostic value of serum NSE and S100B protein levels in patients with seizures associated with mild gastroenteritis: A retrospective observational study. Medicine. 2020. 99(48). e23439. https://doi.org/10.1097/MD.0000000000023439
15. Toscano C.V.A., Carvalho H.M., Ferreira J.P. Exercise Effects for Children With Autism Spectrum Disorder: Metabolic Health, Autistic Traits, and Quality of Life. Percept Mot. Skills. 2018 Feb. 125(1). 126-146. doi: 10.1177/0031512517743823. Epub 2017 Dec 9. PMID: 29226773.
16. Cerdó T., Diéguez E., Campoy C. Early nutrition and gut microbiome: interrelationship between bacterial metabolism, immune system, brain structure, and neurodevelopment. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 2019 Oct 1. 317(4). E617-E630. doi: 10.1152/ajpendo.00188.2019. Epub 2019 Jul 30. PMID: 31361544.
17. Cryan J.F., O’Riordan K.J., Cowan C.S.M., Sandhu K.V., Bastiaanssen T.F.S., Boehme M. et al. The Microbiota-Gut-Brain Axis. Physiol. Rev. 2019 Oct 1. 99(4). 1877-2013. doi: 10.1152/physrev.00018.2018. PMID: 31460832.
18. Wang S., Harvey L., Martin R., van der Beek E.M., Knol J., Cryan J.F., Renes I.B. Targeting the gut microbiota to influence brain development and function in early life. Neurosci. Biobehav. Rev. 2018 Dec. 95. 191-201. doi: 10.1016/j.neubiorev.2018.09.002. Epub 2018 Sep 6. PMID: 30195933.
19. El-Ansary A., Hassan W.M., Daghestani M., Al-Ayadhi L., Ben Bacha A. Preliminary evaluation of a novel nine-biomarker profile for the prediction of autism spectrum disorder. PLoS One. 2020 Jan 16. 15(1). e0227626. doi: 10.1371/journal.pone.0227626. PMID: 31945130; PMCID: PMC6964874.
20. Hewitson L., Mathews J.A., Devlin M., Schutte C., Lee J., German D.C. Blood biomarker discovery for autism spectrum disorder: A proteomic analysis. PLoS One. 2021 Feb 24. 16(2). e0246581. doi: 10.1371/journal.pone.0246581. PMID: 33626076; PMCID: PMC7904196.
21. Hyman S.L., Levy S.E., Myers S.M. Сouncil on children with disabilities, section on developmental and behavioral pediatrics. Identification, Evaluation, and Management of Children With Autism Spectrum Disorder. Pediatrics. 2020 Jan. 145(1). e20193447. doi: 10.1542/peds.2019-3447. Epub 2019 Dec 16. PMID: 31843864.
22. Ayaydın H., Kirmit A., Çelik H., Akaltun İ., Koyuncu İ., Bilgen Ulgar Ş. High Serum Levels of Serum 100 Beta Protein, Neuron-specific Enolase, Tau, Active Caspase-3, M30 and M65 in Children with Autism Spectrum Disorders. Clin. Psychopharmacol. Neurosci. 2020 May 31. 18(2). 270-278. doi: 10.9758/cpn.2020.18.2.270. PMID: 32329316; PMCID: PMC7242104.
23. Lázaro C.P., Pondé M.P., Rodrigues L.E. Opioid peptides and gastrointestinal symptoms in autism spectrum disorders. Braz. J. Psychiatry. 2016 Jul-Sep. 38(3). 243-6. doi: 10.1590/1516-4446-2015-1777. Epub 2016 Jun 14. PMID: 27304256; PMCID: PMC7194264.
24. Pandol S. The Future of Physiology: 2020 and Beyond. Front Physiol. 2021 Apr 12. 12. 674951. doi: 10.3389/fphys.2021.674951. Erratum in: Front Physiol. 2021 Sep 29. 12. 776954. PMID: 33912078; PMCID: PMC8075049.
25. Liddle R.A. Neuropods. Cell Mol. Gastroenterol. Hepatol. 2019. 7(4). 739-747. doi: 10.1016/j.jcmgh.2019.01.006. Epub 2019 Jan 30. PMID: 30710726; PMCID: PMC6463090.
26. Restrepo B., Angkustsiri K., Taylor S.L., Rogers S.J., Cabral J., Heath B. et al. Developmental-behavioral profiles in children with autism spectrum disorder and co-occurring gastrointestinal symptoms. Autism Res. 2020 Oct. 13(10). 1778-1789. doi: 10.1002/aur.2354. Epub 2020 Aug 6. PMID: 32767543; PMCID: PMC7689713.
27. Garcia-Gutierrez E., Narbad A., Rodríguez J.M. Autism Spectrum Disorder Associated With Gut Microbiota at Immune, Metabolomic, and Neuroactive Level. Front Neurosci. 2020 Oct 8. 14. 578666. doi: 10.3389/fnins.2020.578666. PMID: 33117122; PMCID: PMC7578228.
28. Al-Beltagi M. Autism medical comorbidities. World J. Clin. Pediatr. 2021 May 9. 10(3). 15-28. doi: 10.5409/wjcp.v10.i3.15. PMID: 33972922; PMCID: PMC8085719.

Back to issue