Reklama

    Najbliższe wydarzenia

    Brak wydarzeń

    Clostridia

    Niektóre przypadki regresywnego autyzmu mogą być wywołane patogenną florą bakteryjną i podana doustnie wankomycyna (która jest słabo absorbowana) może prowadzić do znacznej poprawy stanu tych dzieci. Flora bakteryjna kału dzieci z regresywnym autyzmem porównano z próbkami kału dzieci z próby kontrolnej. Ilość szczepów Clostridii w próbkach kału dzieci autystycznych było więcej niż w próbkach pozostałych dzieci. U dzieci autystycznych znaleziono 9 szczepów Clostridium, które nie występowały w próbie kontrolnej, natomiast u zdrowych dzieci znaleziono tylko 3 szczepy Clostridii, której nie odnotowano u dzieci autystycznych. Ogólnie znaleziono 25 różnych szczepów Clostridii. W przewodzie pokarmowych i w dwunastnicy najbardziej uderzająca była nieobecność nieprzetrwalnikujących bakterii beztlenowych i mikroaerofilnych w próbkach kału dzieci zdrowych i znaczna ilość takich bakterii u dzieci autystycznych. Badania te pokazują znaczące zróżnicowanie flory bakteryjne w górnym i dolnym odcinku jelita u dzieci autystycznych i wskazują na inny aspekt natury tych zaburzeń.

    Autyzm charakteryzuje się opóźnieniem w rozumieniu i użyciu języka, niespodziewaną odpowiedzą na stymulację sensoryczną, naleganie na rutynowe działania, niechęć zmian, trudności w typowych społecznych interakcjach. Niektóre dzieci są agresywne, zachowanie innych bywa nawet opisywane jako zwierzęce. Jest to wyniszczająca choroba dzieci i ich rodziny. Choroba ujawnia się we wczesnym niemowlęctwie [1], ale przynajmniej u jednej trzeciej pacjentów objawy widać dopiero w wieku 18-24 miesięcy [2]. Autyzm zdarza się w przypadku 1 na 500 urodzeń [3], ale ostatnie badania wskazują na zwiększenie częstotliwości występowania tych zaburzeń rozwojowych. Ok. 10% przypadków ma podłoże genetyczne, ale w większości pacjentów brakuje zasadniczej etiologii zaburzeń [4]. Terapia autyzmu skoncentrowana jest na intensywnej terapii mowy i języka, intensywnej interwencji psychologicznej i modyfikacji zachowań. Postępowanie takie pomaga, ale wymaga wielu nakładów pracy i wydatków. Anegdotyczne dowody wskazują, że pacjenci na diecie bezglutenowej i bezkazeinowej uzyskują poprawę stanu zdrowia. Przyjęto hipotezę, że antybakteryjne leczenie może zaburzyć pierwotną florę bakteryjną i umożliwić kolonizację organizmom, które produkują neurotoksyny [5], ponieważ wielu rodziców wiąże początek problemów dziecka z leczeniem antybiotykowym, po którym występowała chroniczna biegunka i stopniowo rozwijały się symptomy autystyczne. Na podstaęe tej hipotezy, przeprowadzono próbę otwartą podania wankomycyny [6], która spowodowała poprawę 8 na 10 badanych dzieci. Celem niniejszego badania było przeprowadzenie testów mikrobiologicznych zawartości jelita dzieci autystycznych i dzieci z próby kontrolnej w nadziei na znalezienie organizmów specyficznych dla flory jelitowej dzieci autystycznych.

    Pacjenci. Próbki kału zebrano w Szpitalu Rush Children's Hospital, w Chicago, pod nadzorem jego Rady Nadzorczej (IRB) i za pisemną zgodą poinformowanych rodziców lub opiekunów. Próbki soku żołądkowegi i płynów z jelita i dwunastnicy zebrano w szpitalu dziecięcym Children's Hospital Medical Center, w Cincinnati, metodą endoskopową (przez usta) pod nadzorem jego Rady Nadzorczej i za pisemną zgodą poinformowanych rodziców lub opiekunów. Wszyscy pacjenci z zaburzeniami autystycznymi mieli objawy gastrologiczne, biegunkę lub zatwardzenie. Wielu z nich stosowało dietę bezglutenową i bezkazeinową; autorzy badania nie znają opracowań, które omawiają wpływ takiej diety na florę bakteryjną jelit. Wszyscy pacjenci nie otrzymywali antybiotyków przynajmniej przez miesiąc przed rozpoczęciem badania. Wielu z nich zażywało doustną nystatynę lub fluconazol.

    Clostridia i Ruminococci (te drugie to organizmy, które często przeżywają procedury zaprojektowane do wyodrębnienia clostridii) znalezione w próbkach kału trzynaściorga autystycznych dzieci i ośmiorga dzieci zdrowych zestawiono w tabeli 1. W sumie wyodrębniono 25 różnych szczepów Clostridium i 6 szczepów Ruminococcus, z czego 23 szczepy Clostridium i 5 szczepów Ruminococcus wykryto w grupie autystycznej a 15 szczepów clostridii i 5 szczepów ruminokoków w grupie kontrolnej.

    Na rysunku 1 przedstawiono diagram ukazujący pokrewieństwo clostridii i ruminokoków wyizolowanych zarówno w grupie autystycznej jak i kontrolnej. „a” oznacza szczepy Clostridium wyizolowane tylko z próbek dzieci autystycznych, „b” to szczepy wyizolowane w grupie kontrolnej.

     

     

     

    Przyczyny skłaniające do założenia, że mikroorganizmy mogą być przyczyną autyzmu obejmują:

    1. wystąpienie zaburzeń często po terapii antybiotykowej,

    2. często występujące jelitowe objawy,

    3. inne antybiotyki (np. doustna wankomycyna) może doprowadzić do wyraźnej poprawy a nawrót obajwów może wystąpić przy odstawieniu wnkomycyny

    4. niektórzy pacjenci odpowiadają na kilka tur podawania wankomycyny i cierpią nawroty choroby po każdorazowym jej odstawieniu.

    Może to zależeć od efektywności wankomycyny związanej z nieznaną jeszcze właściwością leku poza jego działaniem antybakteryjnym. Wankomycyna podawana dosustnie jest absorbowana w stopniu minimalnym, jest bardzo prawdopodobne, że jej skuteczność zależy głównie od działąnia na bakterie jelitowe. Nawrót objawów po przerwaniu leczenia może być związany z przeżywalnością form przetrwalnikowych. Chociaż regresy i poprawa stanu jest dobrze znana w symptomatologii autyzmu, powtarzająca się odpowiedź i pogorszenia u tego samego pacjenta leczonego wnakomycyną kłócą się z teorią przypadkowości. Jednakże powinna być przeprowadzona podwójnie ślepa próba z użyciem placebo i z aktywnym czynnikiem.

    Przyczyny, dla których podejrzewano clostridię to:

    1. dowody anegdotyczne, że antybiotyki, które najczęściej predysponowały do wystąpienia objawów autystycznych to trimetoprim/sulfametoxazole, lek, który nie działa przeci clostridii,

    2. pacjenci odpowiadali na doustną wankomycynę i, ponownie dowód anegdotyczny, na doustny metronidazol, co sugeruje możliwość istnienia gram-dodatnich beztlenowych organizmów (chociaż bardzo wysoki poziom wankomycyny osiągnięty w jelitach w czasie doustnego podawania jest wystarczający do eliminacji szczepu Bacteroides fragilis i większości innych gram-ujemnych beztlenowców)

    3. niezwykle wysokie miano antytoksyny tężcowej odnotowano u kilkorga pacjentów z zaburzeniami autystycznymi, a clostridia to główna bakteria, któa produkuje zarówno enterotoksyny jako i neurotoksyny i jest bardzo aktywna metabolicznie (np. może produkować potencjalnie toksyczne metabolity, jak fenole, p-krezole itp.)

    Inne czynniki antybakteryjne również mogą prowadzić do przerostu clostridii, np. Clostridium perfringens i Clostridium innocuum znaleziona we florze bakteryjnej śliny u pacjenta leczonego clindamycyną. Z powyższych powodów w trakcie badań skoncentrowano się na clostridii w próbkach kału, które poddano testom. W początkowych badaniach odkryto względnie rzadkie występowanie peptostreptococci w kale dzieci autystycznych w porównaniu z próbą kontrolną. To sugerowało możliwość, że peptostreptococci mogą mieć działanie ochronne.

    Niniejsze badania powinny być interpretowane w świetle następujących założeń:

    1. mogą występować kluczowe organizmy inne niż clostridia i ruminococci,

    2. może występować clostridia lub inne organizmy, których nie można wyhodować

    3. mogą być obecne kluczowe organizmy w małych ilościach (zakładając, że autyzm jest powolnym chronicznym procesem), które nie mogą zostać wykryte bez użycia selektywnej metody lub jakiegoś specjalnego markera

    4. organizmy wywołujące autyzm mogą być pochodzenia grzybowego i dlatego nie zostały wyhodowane zastosowanymi w niniejszym badaniu metodami

    5. kluczowe organizmy mogą być ulokowane dalej w jelicie małym niż jesteśmy w stanie pobrać próbki

    6. organizmy, którymi jesteśmy zainteresowani, mogą nie posiadać ściany komórkowej i dlatego nie wyrosną na standardowej pożywce do hodowli (chociaż odpowiedź na wankomycynę, lek działający na ścianę komórkową, wskazuje inaczej)

    7. różne typy autyzmu/różne stopnie zaburzeń autystycznych mogą być różne z uwagi na to, czy patogenna flora jest w jelicie grubym czy w jelicie cienkim, czy może te czynniki są związane z inną specyficzną florą i/lub miejscem kolonizacji.

    Badania flory bakteryjnyej kału wykazały większą ilość Clostridium i Ruminococcus spp. w próbkach kału dzieci autystycznych niż w próbie kontrolnej. Dużo szczepów tych bakterii było obecnych tylko w próbkach dzieci autystycznych. Dodatkowe badania są potrzebne do dalszej analizy różnic we florze bakteryjnej oraz analizy różnic w produkcji toksyn i metabolitów toksyn.

    Autorzy badania byli zainteresowani możliwością istnienia nietypowej flory mikrobiologicznej w jelicie cienkim u dzieci autystycznych i oczywiście jeśli to by się potwierdziło, ich zadanie byłoby łatwiejsze niż przeanalizowanie flory bakteryjnej kału, ponieważ flora jelita cienkiego nawet w bardzo nietypowych okolicznościach jest znacznie mniej zróżnicowana i obfita niż flora bakteryjna jelita grubego i kału. Do tego stopnia, że toksyny produkowane przez patogenną florę uzyskują dostęp do układu nerwowego przez nerw błędnikowy (wg hipotezy Bolte), jelito cienkie byłoby logicznie lokalizacją flory patogennej, ponieważ nerw błędnikowy unerwia na początku jelito cienkie. Również, Wakefield et al. opisał patologie w końcowym odcinku krętnicy i początkowym odcinku okrężnicy w autyzmie. Niektóre badania wykazały zwiększoną przepuszczalność jelita cienkiego w autyzmie, i ostatecznie część dzieci autystycznych cierpi na wodniste biegunki, co jest charakterystyczne dla chorób jelita cienkiego.

    Wcześniejsze badania wykazywały względnie nieliczną florę bakteryjną ze względnie małą ilością beztlenowców i brakiem clostridii w jelicie czczym i jeszcze mniejszą ilość bakterii w dwunstnicy zdrowego dorosłego człowieka i dziecka. W większości przypadków próbki były pobrane przez ustną intubację. W kolejnych badaniach laboratoryjnych materiału uzyskanego z jelita czczego uzyskiwano podobne wyniki; te próbki pobierano za pomocą igły i strzykawki w trakcie zabiegu operacyjnego. Wszyscy pacjenci to osoby dorosłe. Badania flory bakteryjnej układu pokarmowego udostępniły wiele sterylnych próbek, w których ilość bakterii wynosiła między 104–106 . pozytywny zwiącek między podwyższonym pH a wyższą liczbą bakterii w próbkach odnotowano we wszystkich przypadkach. Przeprowadzono i przeanalizowano również badania zawartości bakterii w ślinie 132 pacjentów; znaleziono szeroki wachlarz bakterii tlenowych i beztlenowych w ilościach ilościach nawet 107/mL. Nie wykryto clostridii.

    Najnowsze badanie próbek pobranych z górnego odcinka przewodu pokarmowego wykazało określone nieprawidłowości. Jednak u kilku dzieci autystycznych nie wykryto wzrostu bakteryjnego albo wykryto niewielką ilość bakterii tlenowych. Clostridia oraz bezprzetrwalnikowe beztlenowe bakterie uzyskano z 4 próbek pobranych z górnego odcinka układu gastrologicznego u dzieci autystycznych. U 2 pacjentów clostridia pojawiła się w zawartości dwunastnicy i jelita czczego , co mogłoby wskazywać na doustne źródło tych bakterii. Clostridia występuje też w próchnicy, zapaleniu dziąseł i chorób przyzębia oraz w związku z terapiami antybiotykowymi. Zaskakujące było znalezienie podwyższonego pH i przerostu bakterii w żołądku dwójki pacjentów. W pierwszym przypadku podczas endoskopii podano cholecystokininę, co spowodowało nieznaczny refluks zawartości dwunastnicy do żołądka, jednak flora bakteryjna w tych dwóch miejscach nie była identyczna. Cholecystokinina nie została użyta w żadnym innym przypadku. Zaskokujące było też odkrycie clostridii u 2 z 4 zdrowych dzieci, pomimo normalnego pH; jednak w żadnym z tych 4 przypadków nie wykryto bezprzetrwalnikowych beztlenowych bakterii. Normalny poziom pH może świadczyć o negatywnych warunkach dla przerostu bakteryjnego. Bezprzetrwalnikowe beztlenowe i mikroaerofiliczne bakterie znaleziono u 4 na 5 dzieci autystycznych, których próbki wykazały przerost bakterii, i u żadnego zdrowego dziecka. Względnie większa częstotliwość wykrywania drożdżaków może wynikać z faktu, że dzieci autystyczne poddawane są terapiom antygrzybowym, gdyż uważa się, że wpływają one na zaburzenia autystyczne.

    Przyczyna nieprawidłowej kolonizacji żołądka i górnej części jelita cienkiego u niektórych autystycznych pacjentów pozostaje do ustalenia. Jeden czynnik, już opisany w niniejszej pracy, to hypochlorhydria, ale możliwe, że istnieją jeszcze inne czynniki dodatkowo. Dwie najbardziej prawdopodobne przyczyny to zaburzona perystaltyka jelit i niedobór IgA. Zarówno predyspozycje genetyczne (lub wada genetyczna) lub nabyty brak może występować w powyższych scenariuszach.

    Należy rozważyć, jak bakterie w jelitach wpływają na objawy z obrazu autystycznego. Jak napisano powyżej, jedną z możliwości jest produkcja toksyny lub toksyn. Jeden organizm może wyprodukować zarówno enterotoksyny jak i neurotoksyny, różne organizmy mogą produkować te lub inne toksyny oddzielnie. Jeden lub więcej szczepów Clostridium lub Ruminococcus, które znaleziono tylko we florze bakteryjnej kału dzieci autystycznych może być takim źródłem toksyn. Dodatkowe badania próbek mogą zawęzić poszukiwania (tj. można wyodrębnić mniej organizmów tego typu znalezionych tylko u dzieci autystycznych). To samo dotyczy clostridii wykrytej we florze bakteryjnej żołądka i jelita cienkiego tylko u dzieci autystycznych.

    Możliwe ścieżki dla bakterii związanych z autyzmem:

    • czynniki immunologiczne

    • toksyny

    • metabolity toksyn

        • p-krezol i fenole

        • kazeinomorfiny, gliadomorfiny, endomorfiny

        • produkty wymagane do sulfacji lub przerywające sulfację

        • pochodne indoli, łącznie z serotoniną

        • pochodne naftalenu

        • pochodne nafty

        • rtęć (zwłaszcza metylowana) i inne jony metali

        • interferony i cytokiny

    Drugą możliwością jest, że do autyzmu mogą prowadzić własne przeciwciała organizmu albo interakcje przeciwciał innych bakterii. U pacjentów autystycznych wykryto przeciwciała włókna białka neuron-akson (białko tworzące włókno nerwowe) i przeciwciała podstawowego białka mieliny (białko znajdujące się w ochronnej powłoki wokół włókien nerwowych w mózgu), które mogą przyczyniać się do patologii i obrazu klinicznego choroby.

    Patogeneza autyzmu może być związana z nieprawidłową mikrobiologią jelit wskutek mikrobiologicznej produkcji toksycznych metabolitów. W artykule Elsden et al. w 1976 poruszono temat produktów końcowych metabolizmu aromatycznych aminokwasów fenylalaninym tyrozyny i tryptofanu u clostridii. Omówiono dwadzieścia jeden szczepów clostridii i dwie toksyny typu Clostridium botulinum oraz podano ilości kwasów fenylooctowego, fenylopropionowego, fenyllactic, hydroksyfenyloctowy, hydroksyfenylopropionowy, indol octowy i indol propionywy oraz ilości fenolu, p-krezolu i indolu. W innym artykule Smith i Macfarlane w 1997 przywołuje podobne badania, które pokazały wpływ pH i dostępności węglowodanów i porównuje wpływ wolnych aminokwasów i substratów peptydów na metabolizm aromatycznych aminokwasów i produkcję toksycznych metabolitów. W tym artykule pokazano również przekształcenia niektrórych z wymienionych produktów. Podwyższony poziom serotoniny we krwi (5-hydroksytryptaminy), której prekursorem jest tryptofan, odnotowano u 30%–40% dzieci autystycznych, chociaż brakuje badań przekrojowych, by stwierdzić, czy to te podwyższone wartości odgrywają rolę w zaburzeniach. Serotonina nie jest wytwarzana przez bakterie, lecz zwiększona aktywność bakterii związana z innymi pochodnymi indoli jest ciekawa zwłaszcza w świetle wpływu funkcji serotoniny na interakcje społeczne, nastrój, działana obsesyjno-kompulsyjne, stereotypie motoryczne (kręcenie, itp.) oraz obniżona reakcja na ból.

    Ciekawe zjawisko, które zgłaszali rodzice niektórych autystycznych dzieci, to stolce o zapachu naftaliny. Badania Moore et al. sugerują, że ten zapach nie jest powszechny u zdrowych ludzi a jego występowanie świadczy o obecności w kale indoli, skatoli (3-metyl-indol), lub obydwóch. Te związki tworzą się w ludzkich jelitach z tryptofanu wskutek działania bakterii. Skatole i indole są szybko absorbowane w jelicie czczym, krętnicy i okrężnicy człowieka. Należy zauważyć jednak, żę inne związki (np. naftalen, nafta i ich pochodne) również wydzielają taki zapach. Po wprowadzniu tryptofanu lub kazeiny do okrężnicy w moczu wydalane są duże ilości indykanu i kwasu indol-3-octowego. Wydalanie indolylacryloylglycyny w moczu odnotowano w kilku sytuacjach, również w autyzmie i innych zaburzeniach zachowania.

    Metabolizm siarczanów jest bardzo ważny w normalnej fizjologii organizmu. Szczególnie duże makromolekuły zwane proteoglikanami przenoszą łańcuchy węglowodanów zwane glikosaminoglikanami (GAGs), które są modyfikowane potranslacyjnie przez siarczany. Organizm tworzy siarczany z cysteiny i pośrednio (poprzez cysteinę) z metioniny. Regulacja siarczanów może odgrywać znaczącą rolę w autyzmie. W autyzmie jest mniejsza aktywność fenolsulfotransderazy a pacjenci wydalają znaczne ilości siarczanów w moczu, pomimo nieprawidłowo niskiego poziomu siarczanów we krwi. Bakterie okrężnicy mogą produkować siarczek, który jest neurotoksyną. Znanych jest kilka bakterii, które odsiarczają mucyny, np. B. fragilis, Bacteroides thetaiotaomicron, Prevotella, Bifidobacterium, Helicobacter pylori, Clostridium, Ruminococcus torques, i różne ustne streptocoki. Przebadano 23 wyizolowane ludzkie bakterie kałowe i niektóre z nich produkują sialidazę, sialatę, sialatę O-acetylesterazę, N-acetylneuraminatę, liazę, arylesterazę i glikosulfatazę, z których wszysktie implikują rozkłąd mucyny w ludzkiej okrężnicy. Szczep A Bacteroides z ludzkiego jelita produkuje liazy polisacharydowe (łącznie z liazą heparyny i liazą siarczanu chondroityny), które mogą rozkładać GAGs.

    Kazeinomorfiny, gliadomorfiny i różne endorfiny mogą odgrywać dużą rolę w autyzmie. Korzyści ze stosowania diety bezkazeinowej i bezglutenowej polegają na wyeliminowaniu tych związków.

    Bardzo dużo jest spekulacji odnośnie roli rtęci w autyzmie, szczególnie w odniesieniu do związków rtęci zawartych w szczepionkach podawanych dzieciom. Badania in vitro pokazują, że flora bakteryjna jelit może przetworzyć rtęć czasami do bardziej toksycznych związków takich jak metylortęć (poprzez metylację soli rtęciowych) a w innych przypadkach do mniej toksycznych związków (dzięki demetylacji metylortęci). Usunięcie flory bakteryjne przez podanie antybiotyków szczurom doprowadziła do zwiększenia zawartości rtęci w tkankach i większej propocji metylortęci do rtęci. Zatem nietknięta flora bakteryjna działa ochronnie. Badania nad poszczególnymi składnikami ludzkiej jelitowej flory bakteryjnej wykazały, że patogenne bakterie były w stanie metylować rtęć o wiele częściej niż lactobacile, Bacteroides i Bifidobacterium. Potrzeba jednak więcej informacji na temat znaczenia metylacji i demetylacji przez poszczególne elementy jelitowej flory bakteryjnej i przez to wpływ nieprawidłowej flory w autyzmie na toksyczność.