Расстройства аутистического спектра (РАС) объединяют состояния, связанные с нарушениями развития нервной системы и характеризующиеся отклонениями в социальном взаимодействии, вербальной и невербальной коммуникации, а также стереотипными или повторяющимися движениями и формами поведения [1, 2].

В Международной классификации болезней10-го пересмотра (МКБ-10) аутистические расстройства рассматриваются в блоке рубрик F84 (F84.0—F84.9) «Общие расстройства психологического развития», куда входят «детский аутизм» (F84.0), «атипичный аутизм» (F84.1), «синдром Ретта» (F84.2), «дезинтегративный психоз» (F84.3), «синдром Аспергера» (F84.5) и др. [3, 4]. В этом отношении МКБ-10 во многом сходна с Американской классификацией болезней DSM-IV. В последней версии DSM (DSM-V, 2013) рубрики, соответствовавшие разным вариантам РАС, были объединены в одну — «расстройства аутистического спектра». Так, если ранее ребенку в соответствии с критериями DSV-IV ставили диагноз «синдром Аспергера», то по DSM-V ему будет диагностировано РАС.

До настоящего времени нет единой концепции в отношении этиологии и патогенеза РАС. Большинство ученых сходятся во мнении, что значительная роль в возникновении РАС принадлежит генетическим факторам, обусловливающим полиморфизм и фенотипическую гетерогенность заболевания [1]. Генетические исследования показали [1—7], что аутизм может быть ассоциирован с мутациями в генах нейротрансмиттеров, белков, отвечающих за их транспорт, и белков, контролирующих межклеточные взаимодействия и миграцию нейронов во время развития мозга. Установлено также [6—8], что наряду с генным полиморфизмом генез аутизма обусловлен эпигенетическими факторами и факторами окружающей среды. Эпигенетика характеризует процесс взаимодействия организма со средой при формировании фенотипа, и для его нарушения необходимо наличие генов предрасположенности [6, 8].

Кроме того, аутизм рассматривается [7] и как нарушение процесса развития нервной системы, что подтверждается нейрофизиологическими и нейроморфологическими (по данным прижизненной нейровизуализации) исследованиями: отмечены структурные изменения мозжечка, изменения объема белого и серого вещества мозга, нарушения синтеза нейротрансмиттеров и биоэлектрической активности мозга.

При изучении причин развития аутизма принимается также во внимание, что в организме существует значительное количество веществ, обладающих нейропротективными свойствами, позволяющими противодействовать воздействию агрессивных факторов. Приобретение устойчивости к воздействию патогенных факторов реализуется физиологическими механизмами адаптации, в которых ведущая роль принадлежит нервной, эндокринной и иммунной системам.

Ранее полученные результаты [9, 10] показали, что на клеточном уровне приобретение устойчивости к действию неблагоприятных факторов, выживаемость клеток обусловлены изменением липидного состава клеточных мембран, повышением активности и емкости различных антиоксидантных систем, а также напрямую связаны с повышением содержания шаперонов — белков стресса, или белков теплового шока (БТШ, англ. Heat shock proteins — Hsp), и нейротрофинов (НТ).

БТШ обладают способностью связываться практически со всеми функциональными клеточными белками, охраняют их от действия протеаз, восстанавливают частично нарушенную структуру белков либо сопровождают необратимо денатурированные белки в лизосомы — выполняют защитную и сопровождающую (т.е. шаперонную) функции для других белков. По данным современной литературы [11], внутриклеточное содержание БТШ прямо коррелирует со способностью клеток противостоять повреждающим внешним факторам.

Большое количество публикаций свидетельствует о важной роли БТШ в адаптации, цитопротекции, воспалении, формировании иммунного ответа при раке и инфекции; показана их роль в поддержании жизнеспособности клеток. Наиболее изученными являются белки Hsp27, Hsp40, Hsp70, Hsp90, основной функцией которых является поддержка выживаемости клеток в условиях стресса. Шапероны оказывают также защитную функцию нервных клеток.

Имея разную чувствительность к повреждающим факторам, нейроны обладают разной способностью к выработке шаперонов [12]. Данные экспериментальных исследований показали, что в условиях ишемического повреждения головного мозга БТШ препятствуют развитию ишемии [13], также выявлена способность Hsp70 в условиях гипоксии нейронов запускать механизмы дополнительной продукции энергии на дикарбоновом участке цикла Кребса с возможным вовлечением митохондриально-цитозольных шунтов, что обусловливает большую вероятность сохранения жизни нейронов [14]. В экспериментах на крысах линии Wistar [15] при исследовании влияния гипертензивной энцефалопатии на обратимые и необратимые повреждения в нейронах пирамидного слоя гиппокампа наблюдали прямую зависимость обратимости патологических реакций от выраженности экспрессии Hsp70.

В развитии и функционировании нервной системы участвуют также НТ, которые генетически определяют выживание нейронов в эмбриогенезе и поддерживают их морфофункциональные свойства во взрослом организме [16—18]. В настоящее время появилась возможность определять их в клинических условиях. Так, при проведении обследования больных шизофренией до начала лечения было выявлено снижение содержания фактора роста нервов (NGF) в цереброспинальной жидкости и плазме крови [19].

Фармакотерапия в лечении РАС прежде всего направлена на устранение психических нарушений и активацию обменных процессов в тканях головного мозга. В зависимости от выраженности симптомов заболевания в лечении аутизма используют антидепрессанты, транквилизаторы, нейролептики, ноотропные и сосудистые препараты [20—22]. Имеются результаты эффективного применения нейропептидов у детей с аутизмом. В исследованиях Н.С. Пянтковской и Р.А. Стецюк [23] получены позитивные результаты по применению нейропептидов у детей3—6 лет с расстройствами речи.

Продолжение исследований, направленных на изучение закономерностей механизмов адаптации на биохимическом, физиологическом и психическом уровнях, изучение локальных факторов, предупреждающих или ограничивающих реализацию стресс-реакции, имеют медицинскую и социальную значимость. Подобные исследования являются актуальными для определения патогенетических механизмов РАС, а также для разработки научно обоснованных методов ранней медицинской и психологической коррекции.

Цель настоящего исследования — определение содержания БТШ и НТ в сыворотке крови детей с РАС.

Обследовали 68 детей с РАС (17 девочек и 51 мальчик в возрасте от 5 до 14 лет), которые находились на реабилитации в Евпаторийском военном детском клиническом санатории им. Е.П. Глинки.

Во всех случаях было получено добровольное информированное согласие родителей на проведение исследования.

Критерии включения в исследование: установленный по МКБ-10 диагноз (рубрика F84); инвалидность по данному заболеванию. Критерий исключения: эпилепсия с ремиссией менее 3 лет.

В соответствии с МКБ-10 из обследованных детей с РАС с диагнозом «детский аутизм» (синдром Каннера — F84.0) были 35 (51,5%) детей, с атипичным аутизмом (F84.1) — 26 (38,2%), с синдромом Аспергера (F84.5) — 7 (10,3%).

Обследование детей включало осмотр специалистами (педиатром, психиатром, неврологом, клиническим психологом). Оценка тяжести заболевания проводилась с помощью рейтинговой шкалы аутизма у детей (Childhood Autism Rating Scale — CARS). У 35 (51,5%) детей были выявлены мягкая или умеренная степень аутизма (30—37 баллов по CARS), у 33 (48,5%) — тяжелый аутизм (37—60 баллов).

Контрольную группу (КГ) составили 25 здоровых детей, отдыхавших в Евпатории.

Биохимические исследования включали определение содержания в сыворотке крови: 1) NGF — методом иммуноферментного анализа (ИФА), RayBio Human Beta-NGF ELISA Kit; 2) нейротрофического фактора головного мозга (BDNF) — с использованием ИФА, набор Human BDNF Immunoassay Quantikine ELISA, «R&D Systems, Inc.», США; 3) белка Hsp27 — с использованием ИФА, набор реагентов Human Hsp27 Platinum ELISA, «Bioscience MedSystems HmbH», Германия; 4) белка Hsp70 — методом ИФА, набор реагентов «BCM Diagnostics», Германия.

Статистический анализ данных проводили с использованием пакета программ Statistica 6.0 («StatSoft Inc.», США). Описание количественных признаков выполняли с помощью среднего значения и стандартного отклонения. Сравнительный анализ количественных переменных произведен при помощи t-критерия Стьюдента для независимых выборок, коэффициента ранговой корреляции Спирмена (r). Различия считали статистически значимыми при p<0,05.

Содержание Hsp27 и Hsp70 в сыворотке крови в общей группе детей с аутизмом (обоих полов) было достоверно снижено в сравнении с показателями КГ (p=0,001) (см. таблицу).

Оценка содержания шаперонов в зависимости от тяжести аутизма показала, что при тяжелой степени заболевания значения Hsp27 и Hsp70 были достоверно ниже, чем в КГ (p=0,001). Показатели Hsp27 при средней степени заболевания были достоверно ниже (p=0,03) в сравнении с КГ, а значения Hsp70 не имели статистически значимых различий с К.Г. Исследуя разницу показателей между тяжелой и средней степенью аутизма, отметили, что значения Hsp27 и Hsp70 были достоверно ниже при тяжелой степени аутизма в сравнении со средней степенью (p=0,001 и p=0,01 соответственно).

Содержание NGF у детей с РАС было достоверно (p=0,0021) более низким в сравнении с КГ. У мальчиков и девочек с аутизмом также отмечались сниженные показатели в сравнении со здоровыми сверстниками (p=0,015 и p=0,028), но без достоверной разницы по полу. При тяжелой степени РАС было выявлено достоверное снижение показателей в сравнении с КГ (p=0,0001) и РАС средней степени тяжести (p=0,0001).

Уровень BDNF в общей группе детей с РАС был достоверно ниже, чем в КГ (p=0,00013), а также в группе мальчиков с аутистическими расстройствами (p=0,0033), без значимых различий между мальчиками и девочками. При оценке уровня BDNF в зависимости от тяжести аутизма были выявлены значительное снижение его содержания при тяжелой форме (p=0,0001) в сравнении с КГ и достоверно более низкие показатели в сравнении со средней степенью тяжести РАС (p=0,0001).

Содержание Hsp27 и Hsp70 в сыворотке крови обратно коррелировало с тяжестью заболевания (r=–0,45, p<0,05 и r=–0,74, p<0,05), и эта связь была более выражена у Hsp70. Сильная обратная корреляционная связь наблюдалась между NGF, BDNF и тяжестью заболевания (r=–0,75, p<0,05 и r=–0,84, p<0,05).

Таким образом, исходное содержание шаперонов у детей с аутизмом было достоверное ниже (Hsp27 и Hsp70) в сравнении со здоровыми сверстниками, при этом более выраженное уменьшение было характерно для антиапоптотического Hsp27. Уровень изучаемых показателей в зависимости от тяжести заболевания выявил их значительное снижение при тяжелой степени заболевания не только относительно здоровых детей, но и относительно значений РАС средней степени тяжести. При оценке корреляционных связей определили, что с нарастанием степени тяжести снижается содержание Hsp27 и Hsp70. У мальчиков содержание шаперонов было ниже, чем у девочек.

У детей с РАС было также достоверно снижено содержание NGF и BDNF относительно КГ, причем эти изменения были более выражены при тяжелой степени заболевания. Оценка корреляционных связей показала, что с нарастанием степени тяжести снижается содержание НТ в сыворотке крови.

Полученные результаты свидетельствуют о снижении содержания шаперонов в сыворотке крови у детей с аутизмом, что может приводить к ослаблению нейропротективных механизмов головного мозга. Содержание Hsp70 имеет более выраженную зависимость снижения показателей от тяжести заболевания, в то время как уровень Hsp27 значительно снижен при любой степени тяжести РАС.

Более низкие значения БТШ, которые участвуют в развитии компенсаторно-приспособительных механизмов нейронов в условиях стресса, ишемии, воздействуя на энергетику клетки за счет влияния шаперонов на экспрессию генов, кодирующих малатдегидрогеназу (ключевой фермент компенсаторного шунта продукции энергии), а также оказывающих ингибирующее влияние на освобождение из минохондрий цитохрома С, уменьшение образования активных форм кислорода, ведут к снижению «митопротективной» функции Hsp. При слабости нейропротективных систем увеличивается вероятность эксайтотоксической гибели нервных клеток путем апоптоза и некроза, а возникающий при этом оксидантный стресс играет дополнительную роль в формировании митохондриальной дисфункции и нарушений энергетического метаболизма [14].

Снижение содержания Hsp70 может создавать условия для большей гибели нейронов за счет ослабления их функции по уменьшению агрегации поврежденных белков в условиях теплового шока или энергетического голодания. Низкие уровни Hsp-белков снижают энерготропный эффект, напрямую связанный с их антиоксидантными функциями. При этом усиливаются процессы окислительной деструкции белков в условиях гипоксии. Низкие значения Hsp70 в условиях ишемии ослабляют работу компенсаторных шунтов продукции энергии, так как энерготропный эффект Hsp70 в стрессовых ситуациях связан с быстрым переключением энергопродукции на дополнительные механизмы (дополнительные шунты) [14, 15].

Главными функциями Hsp27 являются защита клетки от стресса и ингибирование внешнего пути апоптоза на разных этапах. Снижение Hsp27 у детей с аутизмом при всех степенях тяжести заболевания может нарушать их антиапоптотическую функцию. Так, может нарушаться противодействие деятельности проапоптотических белков, способствующих выходу белков межмембранного пространства митохондрий и активации каспаз. Кроме того, могут повреждаться связывание малыми шаперонами (Hsp27) цитохрома С, находящегося в цитоплазме, а также функция сборки апоптосомы, предотвращающая активацию прокаспазы-9 и прокаспазы-3 [11]. Следовательно, для адекватных адаптивных реакций на клеточном уровне для выживаемости нейронов важна своевременная работа шаперонов с их возможностью модулировать механизмы дополнительной продукции энергии без вовлечения реакций гликолиза.

Снижение содержания малых шаперонов (Hsp27) у детей с РАС может облегчать апоптотическую гибель нейронов при стрессовых ситуациях, а зависимое от степени тяжести снижение Hsp70 демонстрирует ослабление нейропротективных свойств головного мозга у детей с тяжелой степенью аутизма, при которой изменяется активация запуска дополнительных путей продукции энергии клеток и снижается возможность сохранения жизни нейронов.

Полученные данные по снижению содержания ростовых факторов (BDNF и NGF) у детей с РАС свидетельствуют об ослаблении нейропротективных свойств головного мозга. Усиление транскрипции и биосинтеза BDNF и NGF, индуцируемая НТ тирозинкиназная активность лежат в основе нейропротективного действия в условиях эксайтотоксичности, а снижение BDNF и NGF у детей с более тяжелой клинической симптоматикой аутизма свидетельствует о нейротрофических нарушениях и ослабленном функционировании нейропротективных защитных механизмов, что в свою очередь может усиливать эксайтотоксические процессы в головном мозге.

Медикаментозная терапия, обладающая нейрорепаративным, нейропротективным, ноотропным действием, может значительно облегчить психологопедагогическую коррекцию, способствуя снятию болезненной симптоматики. Сочетание фармакологической и социальной коррекции сопровождается взаимным усилением терапевтического воздействия.

С этой точки зрения привлекает к себе внимание препарат целлекс (сеlleх), являющийся «модификатором биологических реакций», который обладает свойствами нейро- и церебропротектора и способностью корректировать метаболическую дисфункцию. Целлекс является эмбриональным белково-полипептидным комплексом, гидрофильной, слабоанионной фракцией экстракта головного мозга сельскохозяйственных животных (свиней). Его действующим веществом являются тканеспецифические белки и полипептиды — факторы роста и дифференцировки эмбриональной нервной ткани, сигнальные молекулы клеточных ядер, цитоплазмы и межклеточного матрикса, цитокины и шапероны, способствующие регуляции апоптоза, аутофагии, иммунитета, Са²⁺-обмена, стрессовых реакций и белков острой фазы воспаления, оказывающих нейротрофическое антиоксидантное действие. Содержание многих из них у детей с аутизмом отличается от нормы [24, 25].

Таким образом, установлено, что у детей с аутизмом отмечается снижение содержания шаперонов, более выраженное у мальчиков, что значительно ослабляет нейропротективные свойства головного мозга и способствует усилению апоптотической гибели нейронов. Выявлено, что у детей с аутизмом ослаблены нейропротективные свойства головного мозга, связанные с низким содержанием Hsp27 у всех детей, а также ослаблен энерготропный механизм нейропротективного действия головного мозга у детей с тяжелой степенью заболевания, связанный со снижением уровня Hsp70. Установлено также снижение содержания НТ (NGF и BDNF) у детей с аутизмом, преобладающее при тяжелой степени РАС, что значительно снижает нейропротективное действие на головной мозг и способствует усилению эксайтотоксических и аноксических процессов.

Полученные данные свидетельствуют о необходимости дальнейшего исследования состояния нейропротективных процессов при аутизме у детей в аспекте их клинико-патогенетического значения, а также поиска медикаментозных и немедикаментозных средств, повышающих естественные защитные механизмы головного мозга.

Авторы заявляют об отс утствии конфликта интересов.

e-mail: larаneuro@mail.ru