Содержание аминокислот и нейромедиаторов в сыворотке крови детей с синдромом дефицита внимания / гиперактивности

3. Бухарин О.В., Семенов А.В., Черкасов С.В., Сгибнев А.В. Способ определения способности микроорганизмов регулировать антагонистическую активность бактерий: Патент РФ №2376381 от 20.12.2009. - Бюл. №35.

4. Бухарин О.В., СеменовА.В., ЧеркасовС.В. Характеристика антагонистической активности пробиотических бактерий при их взаимодействии // Клин. микробиол. антимикроб. химиотер. - 2010. - Т. 12. №4. - С.347-352.

5. Вахитов Т.Я. Регуляторные функции бактериальных экзометаболитов на внутрипопуляционном и межвидовых уровнях: Дисс.... д-ра биол. наук. - СПб., 2007. - 40 с.

6. Коробов В.П., Лемкина Л.М., Полюдова Т.В., Акименко В.К. Выделение и характеристика нового низкомолекулярного пептида семейства лантибиотиков // Микробиология.

- 2010. - Т. 79. №2. - С.228-238.

7. Мецлер Д. Биохимия: в 3 тт. Т.2. / Пер. с англ. - М.: Мир, 1980. - 608 с.

8. Определитель бактерий Берджи: В 2-х тт. / Пер. с англ.

- М.: Мир, 1984.

9. Семенов А.В. Характеристика антагонистической активности бактерий при межмикробных взаимоотношениях: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. - Оренбург, 2009. - 24 с.

10. Семенов А.В. Исследование роли чувствительных тест-культур в проявлении антагонизма бактериями-симбионтами человека // Саратовский научно-мед. журнал.

- 2011. - №2. - С.441-445.

11. Семенов А.В., Черкасов С.В. Влияние ассоциативных микроорганизмов на антагонистическую активность бактерий // Вестник Новосиб. гос. ун-та. Сер. Биол. клин. мед. -2011. - Т. 9. №3. - С.20-26.

12. Семенов А.В., Черкасов С.В. Микробные стимуляторы бактериального антагонизма - новые противоинфекцион-

ные биопрепараты / Материалы всероссийской конференции «Инновации РАН - 2010». - Казань, 2010. - С.248-250.

13. Сидоренко С.В., Тишков В.И. Молекулярные основы резистентности к антибиотикам // Успехи биол. химии. -2004. - №44. - С.263-306.

14. Черкасов С.В. Бактериальные механизмы колонизационной резистентности // Журн. микробиол. - 2006. - №4.

- С.100-105.

15. Экологическая роль микробных метаболитов / Отв. ред. Д.Г. Звягинцев. - М.: МГУ, 1986. - 240 с.

16. Ananou S., Maqueda M., Martinez-Bueno M., et al. Bactericidal synergism through enterocin AS-48 and chemical preservatives against Staphylococcus aureus // Lett. Appl. Microbiol. - 2007. - Vol. 45. №1. - Р.19-23.

17. Barefoot S., Chen Y., Hughes T., et al. Identification and purification of a protein that induces production of the Lactobacillus acidophilus bacteriocin lactacin B. // Appl. Environ. Microbiol. - 1994. - Vol.60. №10. - Р.3522-3528.

18. Bruns A., Cypionka H., Overmann J. Cyclic AMP and acylhomoserine lactones increase the cultivation efficiency of heterotrophic bacteria from the central Baltic Sea // Appl. Environ. Microbiol. - 2002. - №68. - P.3978-3986.

19. Chun W., Hancock R. Action of lysozyme and nisin mixtures against lactic acid bacteria // International J. Food Microbiol. - 2000. - №60. - P.25-32.

20. Maldonado A., Ruiz-Barba J., Jimenez-Diaz R. Production of plantaricin NC8 by Lactobacillus plantarum NC8 is induced in the presence of different types of gram-positive bacteria // Arch. Microbiol. - 2004. - №181. - Р.8-16.

21. Shapiro J. Thinking about bacterial populations as multicellular organisms // Annu. Rev. Microbiol. - 1998. - №52.

- P.81-104.

Информация об авторах: 460000, г. Оренбург ул. Пионерская, 11, тел/факс (раб.): (3532) 77-44-63, e-mail: cherkasovsv@yandex.ru, Черкасов Сергей Викторович - заведующий лабораторией, к.м.н., доцент; Семенов Александр Васильевич - старший научный сотрудник, ассистент, к.б.н., e-mail: lever3@yandex.ru

© ГОРИНА А.С., КОЛЕСНИЧЕНКО Л.С., БОРМОТОВА Н.Н. - 2012 УДК 577112.3:616.89

СОДЕРЖАНИЕ АМИНОКИСЛОТ И НЕЙРОМЕДИАТОРОВ В СЫВОРОТКЕ КРОВИ ДЕТЕЙ С СИНДРОМОМ ДЕФИЦИТА ВНИМАНИЯ / ГИПЕРАКТИВНОСТИ

Анна Сергеевна Горина1, Лариса Станиславовна Колесниченко2, Наталья Николаевна Бормотова3 ('Sick Children Hospital, Research Institute, 555 University Ave, Toronto, ON M5G Canada; 2Иркутский государственный медицинский университет, ректор - д.м.н., проф. И.В. Малов; 3Иркутский областной

психоневрологический диспансер, гл. врач - )

Резюме. Дисбаланс аминокислот, серотонина и катехоламинов может играть ключевую роль в патологии синдрома дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ). Измерялись концентрации аминокислот, серотонина, кину-ренина и кинурениновой кислоты в сыворотке крови и катехоламинов в плазме крови у детей с СДВГ. Обнаружено снижение концентрации норадреналина и дофамина, а также отношения возбуждающих нейромедиаторных аминокислот к тормозным, что может быть причиной нарушения способности к поддержанию внимания, снижения функциональной активности головного мозга и задержке его развития. Снижение содержания серотонина, вероятно, связано с повышенной агрессией и нарушением трофической функции и пластичности головного мозга. Понижение концентрации таурина и повышение концентрации кинуренина может свидетельствовать о повышенной нейротоксичности при СДВГ.

Ключевые слова: синдром дефицита внимания / гиперактивности, аминокислоты, серотонин, кинуренин, ки-нурениновая кислота, дофамин, норадреналин, адреналин.

CONCENTRATION OF AMINOACIDS AND NEUROMEDIATORS IN SERUM OF CHILDREN WITH ATTENTION DEFICIT HYPERACTIVITY DISORDER

A.S. Gorina1, L.S. Kolesnichenko2, N.N. Bormotova3 (‘Sick Children Hospital, Research Institute, 555 University Ave., Toronto, ON M5G Canada;

2Irkutsk State Medical University; 3Irkutsk Regional Psychoneurological Clinic)

Summary. Disbalance of amino acids, serotonin and catecholamines may be crucial in pathology of attention deficit hyperactivity disorder (ADHD). We measured concentrations of amino acids, serotonin, kynurenin and kynurenic acid in serum and catecholamines in plasma of children with ADHD. A decrease in norepinephrine and dopamine as well as in the excitatory to inhibitory amino acids ratio was observed that can result in disturbed ability to attention control, to decreased functional activity of brain and delay in its development. A decrease in serotonin may be associated with increased aggression and disturbed trophic function and plasticity of brain. Decreased taurin and increased kynurenin may indicate increased neurotoxicity in ADHD.

Key words: attention deficit hyperactivity disorder, amino acids, serotonin, kynurenin, kynurenic acid, dopamine, norepinephrine, epinephrine.

Синдром дефицита внимания и гиперактивности

- неврологическо-поведенческое расстройство развития, начинающееся в детском возрасте и проявляющееся в трудности концентрации и поддержания внимания, гиперактивности, импульсивности, нарушениях обучения, памяти и обработки экзогенной и эндогенной информации и стимулов. Частота СДВГ составляет до 18% у детей школьного возраста [3]. Этиология СДВГ изучена недостаточно. Пониженная активность ретикулярной формации при СДВГ (возможно, связанная с пониженным уровнем норадреналина) приводит к нарушению координации восприятия стимулов, памяти, поддержания внимания [3] и вызывает беспокойство, раздражение и агрессивность. Дефицит серотонина при СДВГ может не только негативно влиять на эмоциональный фон, но и задерживать развитие, дифференциацию и созревание центральной нервной системы [10]. Наконец, в патогенезе СДВГ может также играть роль дисбаланс аминокислот, которые играют ключевую роль в развитии, созревании, адаптации и функционировании нервной системы. Несмотря на то, что существуют сведения о роли ГАМКергической и глицинергической систем в отклонениях поведения и эмоционального фона при СДВГ [4], роль аминокислот в развитии СДВГ изучена недостаточно. Ранее нами исследовались уровни аминокислот и ограниченного числа их метаболитов в крови и моче у детей с СДВГ [1], однако на сравнительно малой группе детей.

Цель настоящей работы - выявление ассоциации между СДВГ и изменениями профиля нейромедиаторных аминокислот, метаболитов триптофана и моноаминов в крови, с вовлечением большего числа метаболитов и с использованием расширенной выборки пациентов (включающей детей из разных стран). Для этого проводился анализ изменений содержания нейромедиаторных аминокислот и метаболитов триптофана в сыворотке крови и катехоламинов в плазме крови у детей с СДВГ.

Материалы и методы

Было обследовано 74 ребенка с СДВГ в возрасте от 3 до 16 лет из детского областного реабилитационного центра и Иркутского областного психоневрологического диспансера и клиники медицинского факультета университета Генриха Гейне (Дюссельдорф, Германия). Диагноз СДВГ определялся с использованием критериев МКБ-10. Группу контроля составили 150 детей. Проводился перекрестный анализ проб крови, отобранных в России и Германии, с применением двойного слепого метода Исследования были проведены с соблюдением международных стандартов и биоэтических норм, в соответствии с Хельсинской декларацией Всемирной Медицинской Ассоциации «Этические принципы проведения научных медицинских исследований с участием человека».

Для получения сыворотки и плазмы венозная кровь собиралась утром натощак (для получения сыворотки - в 10 мл ЭДТА пробирки). Пробы крови центрифугировались в течение 30 мин после взятия, при 1500 g в течение 10 мин при температуре 40С, супернатант отделялся и смешивался с 50 мкл 5 мМ метабисульфита натрия (для предотвращения окисления катехоламинов), после чего немедленно замораживался в пластиковых пробирках при -200С и хранился при -700С.

Аминокислоты, их метаболиты и катехоламины разделялись на системе высокопроизводительной жидкостной хроматографии (HPLC-725 CAII; Tosoh Corp, Japan) и измерялись с использованием флюорометра Шимадзу RF-10AXL. Использовались реактивы фирм Beckman и Sigma. Анализ производился согласно Биркрофту с соавторами [5] Данные представлялись как среднее ± стандартная ошибка. Для сравнения средних применялся критерий Стьюдента. Критический уровень значимости при проверке гипотез р = 0,05.

Результаты и обсуждение

При СДВГ обнаружено снижение концентрации аспарта-та на 21% и глутамата на 45% (табл. 1). Содержание пролина понижено на 11%, тирозина - на 16% и триптофана - на 11%.

Концентрации глицина и ГАМК повышались (соответственно на 11% и 80%), а таурина понижалась на 14%. В крови происходило снижение серотонина (на 17%) и кинурениновой кислоты (на 21%), а также повышение кинуренина (на 35%). Параллельно снижению тирозина (предшественника катехоламинов в сыворотке крови), уменьшается концентрация катехоламинов: норадреналина (на 35%), адреналина (на 31%) и дофамина (на 16%).

Таблица 1

Содержание аминокислот и метаболитов триптофана в сыворотке крови и катехоламинов в плазме крови у детей с синдромом дефицита внимания / гиперактивности (СДВГ), М ± т

Контроль n=150 СДВГ n=74

Аминокислоты (мкмоль/л)а

Аспартат 21,70+0,42 17,14+0,99***

Глутамат 78,22+2,22 42,75+4,11***

ГАМК 0,41+0,01 0,74+0,02***

Глицин 252,79+5,94 280,31+7,85*

Таурин 119,62±3,37 102,64+6,94*

Пролин 147,84+4,77 131,24+5,33**

Тирозин 80,23+2,18 67,31+3,32**

Триптофан 80,07+2,21 71,33+3,03**

Метаболиты триптофана

Серотонин 0,76+0,01 0,63+0,05**

Кинуренин 1,77+0,04 2,39+0,1***

Кинурениновая кислота 0,024+0,0004 0,019+0,001***

Ксантуреновая кислота 0,014+0,0004 0,013+0,0009

Катехоламины

Дофамин 0,461+0,012 0,387+0,025**

Норадреналин 0,823+0,020 0,531+0,025***

Адреналин 0,390+0,014 0,269+0,016***

Примечания: а - концентрация ГАМК в нмоль/л. Уровни статистической значимости отличия от контроля * - р<0,05; ** - р<0,01; *** - р<0,001.

При СДВГ в крови снижались концентрации аспартата, глутамата, таурина, пролина, тирозина и триптофана и повышались концентрации глицина и ГАМК. Эти изменения подтверждают результаты, полученные нами ранее на малой группе детей [1]. Снижение тирозина может приводить к дефициту катехоламинов и к нарушению процессов адаптации в детском возрасте [12]. Недостаток возбуждающих нейромедиаторов глутамата и аспартата связан с ухудшением памяти, дисрегуляцией мотивации поведения и сенсорного восприятия [2]. Дефицит триптофана и его метаболитов также отрицательно влияет на память и мотивацию поведения и, кроме того, на эмоциональный фон [9].

Повышенное содержание тормозящего медиатора глицина в крови при СДВГ может сопровождаться энцефалопатией [4]. Снижение отношения возбуждающих аминокислот (глутамат + аспартат) к тормозящим (ГАМК + глицин) может означать снижение активности головного мозга. Таурин - не только тормозной нейромедиатор, но и нейропротектор, и его дефицит может способствовать нейротоксическим процессам при СДВГ.

Понижение серотонина, повышение кинуренина и понижение кинурениновой кислоты могут быть признаками усиления кинурениновой ветви метаболизма триптофана, за счет серотониновой. Серотонин - преимущественно тормозной нейротрансмиттер, снижающий агрессивность и страх [11], важный фактор нейротрофики и пластичности нервной системы [6], играет ключевую роль в процессах обучения, памяти и абстрактного мышления [7]. Кинуренин подавляет серотонинергические процессы в головном мозге, токсичен для нервной системы [8], и его повышение, параллельно со

снижением серотонина, может стимулировать негативные эмоции (такие как агрессивность) и нейротоксические явления при СДВГ.

Дефицит норадреналина в головном мозге может быть связан с подавлением активности ретикулярной формации

и, следовательно, нарушением нормальной координации обучения и памяти, поддержания внимания и обработки поступающей информации [3].

Таким образом, выявлена ассоциация между СДВГ у детей и изменениями в их крови профиля нейромедиаторных аминокислот, метаболитов триптофана и катехоламинов. Обнаружен дисбаланс аминокислот, выраженный в пониже-

ЛИТЕРАТУРА

1. Колесниченко Л.С., Кулинский В.И., Горина A.С. Aминокислоты и их метаболиты в крови и моче у детей с минимальной церебральной дисфункцией // Вопросы медицинской химии. - 1999. - Т. 45. Вып. 1. - С.58-64.

2. Раевский К.С., Неруш П.А. Оценка эффектов пираце-тама и N-ацетиласпарагиновой кислоты на память и содержание медиаторных аминокислот в мозге при модельном невротическом состоянии у крыс // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 1993. - № 11. - С.19-24.

3. Abnormal child psychology [Text] / Eds. E.J. Mash, D.A. Wolfe. - 4th edition. - Belmont, CA: Wadsworth Publications, 2010. - 557 p. - ISBN 978-0-495-50627-0.

4. Agamonolis D.P., Potter J.L., Lundgren D.W. Neonatal glycin encephalopathy: biochemical and neuropathologic findings // Pediatric neurology. - 1996. - Vol. 9. №2. - P.140-143.

5. Bearcroft C.P., Farthing M.J.G., Perret D. Determination of 5-hydroxytryptamine, 5-hydroxyindoleacetic acid and tryptophan in plasma and urine by HPLC with fluorimetric detection // Biomedical chromatography. - 1995. - №9. - P.23-27.

6. Chugani D.C. Serotonin in autism and pediatric epilepsies

нии концентраций возбуждающих аминокислот и повышении концентраций большинства тормозящих аминокислот. Кроме того, понижены концентрации серотонина, катехоламинов и аминокислот - их метаболических источников. Понижена концентрация нейропротекторной аминокислоты таурина, тогда как концентрация нейротоксического метаболита триптофана - кинуренина повышена. Обнаруженные изменения могут быть причиной дисрегуляции поведения, негативных эмоций (таких как агрессивность и страх), нарушений памяти, поддержания внимания, процессов адаптации, снижения функциональной активности головного мозга, нарушения его нейротрофики и пластичности и, в конечном итоге, задержки его развития.

// Mental retardation and developmental disabilities research reviews. - 2004. - №10 - P.112-116.

7. Essman W.B. Brain 5-hydroxytryptamine and memory consolidation // Advances in biochemical psychopharmacology.

- 1995. - Vol. 49. - P.267-274.

8. Lapin I.P. Neurokynurenines (NEKY) as common neurochemical links of stress and anxiety // Advances in experimental medicine and biology. - 2003. - Vol. 527. - P.121-125.

9. Miller H.L. Acute tryptophan depletion: a method of studying antidepressant action // Journal of clinical psychiatry. -1992. - Vol. 53. - P.28-35.

10. Oades R.D., et al. Attention-deficit hyperactivity disorder (ADHD) and glial integrity: S100B, cytokines and kynurenine metabolism - effects of medication // Behavioral and brain functions. - 2010 a. - Vol. 6. - P.29.

11. Popova N.K. From gene to aggressive behavior: the role of brain serotonin // Neuroscience and behavioral physiology. -2008. - Vol. 38. №5. - P.471-475.

12. Shervin A.L., Vernet O., Dubeau F Biochemical markers of excitability in human neocortex // Canadian journal of neurological sciences. - 1991. - Vol. 18. - P.640-604.

Информация об авторах: Горина Анна Сергеевна - к.б.н., нс, Sick Children Hospital, Research Institute 555 University Ave, Toronto, ON M5G Canada; Колесниченко Лариса Станиславовна - проф., заведующая кафедрой, Иркутский государственный медицинский университет, кафедра химии и биохимии, 664003, г. Иркутск, ул. Красного Восстания, д. 1, тел. 8 (3952) 24-3661, e-mail: kolesnichenkols@mailru; Бормотова Наталья Николаевна - врач, Иркутский областной психоневрологический диспансер, 664022, г. Иркутск, пер. Гагарина, 6.

© МЕЩАКОВА Н.М., ШАЯХМЕТОВ С.Ф., КОЖЕВНИКОВ В.В. - 2012 УДК 678.743.22: 613.164

ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ШУМОВОГО ФАКТОРА В СОВРЕМЕННЫХ КРУПНОТОННАЖНЫХ ПРОИЗВОДСТВАХ ВИНИЛХЛОРИДА И ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА

Нина Михайловна Мещакова1, Салим Файзыевич Шаяхметов1,2, Валерий Вениаминович Кожевников3 ('Ангарский филиал ФГБУ «ВСНЦ ЭЧ» СО РАМН - НИИ медицины труда и экологии человека, директор -член-корр. РАМН В.С. Рукавишников, лаборатория медицины труда, зав. - д.м.н. В.А. Панков; 2ГБОУ ДПО Иркутская государственная медицинская академия последипломного образования, ректор - д.м.н., проф.

В.В. Шпрах, кафедра гигиены и профпатологии, зав. - д.м.н., проф. О.Л. Лахман; 3Бурятский филиал ФГБУ «ВСНЦ ЭЧ» СО РАМН, директор - член-корр. РАМН В.С. Рукавишников)

Резюме. Дана гигиеническая оценка шумового фактора в современных крупнотоннажных производствах ви-нилхлорида и поливинилхлорида. Установлено, что эквивалентные уровни звука в производственных помещениях указанных производств значительно превышают нормативные показатели, а в спектре шума преобладают высокочастотные составляющие. У стажированных работников, испытывающих воздействие интенсивного шума, имеется риск формирования профессиональной нейросенсорной тугоухости.

Ключевые слова: производства винилхлорида, производства поливинилхлорида, оценка шумового фактора.

HYGIENIC ASSESSMENT OF NOISE FACTOR IN MODERN LARGE - SCALED PRODUCTION OF VINIL CHLORIDE AND POLYVINIL CHLORIDE

N.M. Meshchacova1, S.F. Shayakhmetov1-2, V.V. Kozhevnikov3

Summary. The hygienic assessment of the noise factor in the modern large - scaled production of vinyl chloride (VS) and polyvinyl chloride (PVC) is given in this paper. The equivalent noise levels in the production shops of the production above were significantly found to increase in the normative indices and the components with the high frequencies were revealed to prevail in the noise spectrum. The long-term working employees exposed to the intensive noise were observed to have the risk in forming the occupational cochleoneurites.