Spectrum: Связь серотонина с аутизмом

Серотонин выполняет немало функций в организме, в том числе касающихся настроения, сна, аппетита и социальности. В желудочно-кишечном тракте он стимулирует мышцы, которые участвуют в пищеварении, в кровеносной системе — заставляет сосуды сжиматься или расширяться, а в мозге передаёт сообщения между нейронами. Его концентрация в мозге тесно связана с депрессией. Многие антидепрессанты работают путём повышения уровня серотонина в нейронных соединениях.

Некоторая взаимосвязь между серотонином и аутизмом впервые была обнаружена десятилетия назад. В 1961 году исследование 23 аутичных людей показало, что у шести из них уровень серотонина в крови был необычно высок. С тех пор исследователи регулярно обнаруживали, что примерно каждый четвёртый человек в спектре имеет высокий уровень серотонина в крови.

Этот результат "невероятно хорошо воспроизводится", как говорит Джереми Винстра-Вандервил (Jeremy Veenstra-VanderWeele), профессор психиатрии в Колумбийском университете.

Мотивированные отчасти этими результатами, несколько исследовательских групп в течение последних 20 лет протестировали антидепрессанты для лечения аутизма — со смешанными результатами. Интерес к роли серотонина при аутизме вырос за последние пять лет, частично благодаря исследованиям на мышах, в которых говорится об участии серотонина в регуляции социального поведения.

Вот что мы знаем на данный момент о роли серотонина при аутизме.

Чем можно объяснить высокий уровень серотонина в крови людей с аутизмом?

Уровень серотонина в крови частично контролируется белком, называемым транспортёром серотонина — он перемещает серотонин из пищеварительного тракта, где производится б?льшая часть серотонина, в определённые клетки крови.

Эти уровни высоко наследуемы; предполагается, что ими управляют генетические факторы.

Некоторые люди с аутизмом могут иметь вариации в транспортёре серотонина, которые повышают его способность перемещать серотонин в клетки крови [1]. Мыши с этими вариациями демонстрируют необычно высокий уровень серотонина в крови и поведение, напоминающее аутичное [2].

Какие функции выполняет серотонин в мозге?

В утробном плоде серотонин помогает нейронам формироваться и перемещаться в нужные места; он также помогает им связываться с другими нейронами в соединениях, называемых синапсами [3]. Слишком большие или слишком малые концентрации серотонина способны причинить вред: те мыши, которые подверглись воздействию слишком высоких концентраций внутриутробно, демонстрируют изменённое развитие в области мозга, реагирующей на движения усов [4]; те же, у кого концентрации серотонина были слишком малы, проявляют повторяющееся поведение и социальные трудности [5].

В зрелом мозге серотонин является нейромедиатором: он передаёт сообщения между нейронами. Его уровень в синапсе жёстко контролируется транспортёром серотонина, который возвращает серотонин обратно в нейроны и рециркулирует его для последующего использования. У людей с аутизмом этот транспортёр может иметь изменения [6].

Какое отношение уровень серотонина в крови имеет к серотонину в головном мозге?

Это неясно, поскольку серотонин, содержащийся в крови, не может проникнуть в мозг — мозг производит свой собственный серотонин. Предполагается, что генетические вариации, которые ускоряют перенос серотонина в клетки крови, дают аналогичный эффект в нейронной сети, эффективно оставляя меньше серотонина доступным для передачи "сообщений" через синапсы. Антидепрессанты могут помочь восстановить уровень серотонина в синаптической щели.

Как уровень серотонина в мозге связан с аутизмом?

Некоторые исследования указывают на низкий уровень серотонина в мозге аутичных людей.

Когда аутичные взрослые соблюдали диету с низким содержанием аминокислоты триптофана (из которой образуется серотонин), у них усиливалось повторяющееся поведение и увеличивалась раздражительность [7]. Они также демонстрировали изменение паттернов мозговой активности в областях, участвующих в обработке восприятия лиц, откуда можно предположить, что серотонин влияет на социальное поведение [8].

Нейровизуализация также указывают на то, что у некоторых аутичных детей производится слишком мало серотонина в мозге, у других — слишком мало серотонина связывается с его рецепторами [9, 10].

Может ли лечение, повышающее уровень серотонина, уменьшить проявления аутизма?

Возможно. Антидепрессанты, которые позволяют серотонину оставаться в синапсе дольше, по-видимому, ослабляют повторяющееся поведение у некоторых аутичных взрослых [11]. Эти препараты, называемые селективными ингибиторами обратного захвата серотонина (СИОЗС), пока не продемонстрировали пользы для детей с аутизмом. Но клинические испытания данных препаратов осложнены мощными эффектами плацебо, которые могут затруднить выяснение их полезности.

Предварительные данные показывают, что у аутичных взрослых активный ингредиент препарата "экстази", который повышает уровень серотонина в мозге, похоже, облегчает социальную тревогу.

В некоторых мышиных моделях аутизма наблюдался низкий уровень серотонина в мозге. Лечение одной из таких групп мышей с помощью СИОЗС с момента рождения предотвратило аутоподобное социальное поведение. В другой мышиной модели искусственное повышение уровня серотонина сделало мышей более социальными.

Влияет ли внутриутробный уровень серотонина на риск развития аутизма у ребёнка?

В некоторых исследованиях изучалось, влияет ли воздействие антидепрессантов в утробе матери на риск развития аутизма. Ответ неясен. Одна из проблем заключается в том, что исследователи часто не в состоянии отделить эффект антидепрессанта от изначального эффекта депрессии матери. К примеру, само наличие семейной истории депрессии имеет связь с аутизмом.

Как развиваются исследования по связи серотонина и аутизма?

Некоторые исследователи проверяют на мышиных моделях аутизма, делают ли мышей более социальными препараты, активирующие рецепторы серотонина. Другие работают над стратегиями, которые ослабляют активность транспортёра серотонина, не блокируя его полностью [12].

Ссылки:

1. Sutcliffe J.S. et al. Am. J. Hum. Genet. 77, 265-279 (2005) PubMed
2. Veenstra-VanderWeele J. et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 109, 5469-5474 (2012) PubMed
3. Garbarino V.R. et al. Pharmacol. Res. 140, 85-99 (2019) PubMed
4. Cases O. et al. Neuron 16, 297-307 (1996) PubMed
5. Kane M.J. et al. PLOS One 7, e48975 (2012) PubMed
6. Muller C.L. et al. Neuroscience 321, 24-41 (2016) PubMed
7. McDougle C.J. et al. Arch. Gen. Psychiatry 53, 993-1000 (1996) PubMed
8. Daly E. et al. Brain 137, 2600-2610 (2014) PubMed
9. Chugani D.C. et al. Ann. Neurol. 45, 287-295 (1999) PubMed
10. Oblak A. et al. Autism Res. 6, 571-583 (2013) PubMed
11. Hollander E. et al. Am. J. Psychiatry 169, 292-299 (2012) PubMed
12. Robson M.J. et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 115, E10245-E10254 (2018) PubMed

Представленный выше материал — перевод текста "Serotonin’s link to autism, explained".