Reklama

    Najbliższe wydarzenia

    Brak wydarzeń

    Makroepigenetyczne czynniki wywołujące zaburzenia autystyczne

    Makroepigenetyczne podejście do identyfikacji czynników odpowiedzialnych za epidemię autyzmu w Stanach Zjednoczonych

    Renee Dufault, Walter J. Lukiw, Raquel Crider, Roseanne Schnoll, David Wallinga, Richard Deth

     

    STRESZCZENIE

    Liczba dzieci w wieku od 6 do 21 w Stanach Zjednoczonych otrzymujących specjalne usługi edukacyjne w kategorii niepełnosprawności autyzmu zwiększyła się o 91% od roku 2005 do 2010, podczas gdy ogólna liczba dzieci otrzymujących specjalne usługi edukacyjne spadła o 5%. Potrzeba specjalnych usług edukacyjnych nadal rośnie w kategoriach niepełnosprawności związanych z wszechobecnych zaburzeniami rozwojowymi. Rozwój układu nerwowego może być negatywnie dotknięty, gdy ekspresja genów jest zmieniona przez dietetyczne czynniki transkrypcyjne, takie jak niedobór lub brak cynku albo ekspozycja na toksyczne substancje występujące w naszym środowisku jak rtęć lub pestycydy. Wzory ekspresji genów różnią się geograficznie pomiędzy populacjami oraz wśród danej populacji. Warianty genu paraoksonazy-1 wiązane są z autyzmem w Ameryce Północnej, ale nie we Włoszech, wskazując regionalną specyfikę w interakcjach geny-środowisko. W niniejszej publikacji wykorzystujemy nowatorskie makroepigenetyczne podejście do porównania rozbieżności w diecie i ekspozycji na substancje toksyczne między tymi dwiema geograficznymi populacjami, aby ustalić prawdopodobne czynniki odpowiedzialne za epidemię autyzmu w Stanach Zjednoczonych.

     

    WPROWADZENIE DO MAKROEPIGENETYKI JAKO STUDIUM PRZYPADKU

    Autyzm jest zaburzeniem rozwoju określonym przez American Psychiatric Association (APA – Amerykańskie Stowarzyszenie Psychiatryczne) w Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders (DSM – Diagnostyczny i Statystyczny Podręcznik Zaburzeń Umysłowych). Zaburzenia te uważane są za całościowe zaburzenia rozwoju (PDD), które pojawiają się w ciągu pierwszych trzech lat życia i mają wpływ na rozwój mózgu oddziałując na umiejętności społeczne i komunikacyjne. Autyzm jest definiowany przez zbiór zachowań, włączając, ale nie ograniczając do, obserwowane deficyty w komunikacji werbalnej i niewerbalnej, brak społecznej wzajemności i brak rozwijania i utrzymywania odpowiednie kontakty wzrokowego. Ostatnie szacunki wskazują, że 31% dzieci z zaburzeniami ze spektrum autyzmu (ASD) również spełniają kryteria diagnostyczne zaburzenia uwagi i nadpobudliwości psychoruchowej (ADHD) i kolejne 24% dzieci z ASD wykazują podprogowe objawy kliniczne ADHD. Liczba dzieci dotkniętych tą wyniszczającą chorobą pozostaje nieznana. W ramach niniejszej publikacji analizujemy obecne dane Departamentu Edukacji Stanów Zjednoczonych, by oszacować wzrost częstości występowania autyzmu od roku 2005 do 2010.

    Przyczyna (lub przyczyny) autyzmu także pozostaje nieznana. D'Amelio et al. odkrył warianty genu paraoksonazy-1 (PON1) kojarzonego z autyzmem w podgrupach populacji USA, ale nie we Włoszech. Naukowcy przypisali zmienność genetyczną częstszemu stosowaniu w gospodarstwach domowych fosforoorganicznych pestycydów (OP) w USA w porównaniu do Włoch. Uważamy, że bardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem może być kwestia dostaw żywności w Stanach Zjednoczonych. W ramach badań sprawdziliśmy i przeanalizowaliśmy Arkusze Dostępności Żywności Amerykańskiego Departamentu Rolnictwa (USDA), aby zidentyfikować żywność, która jest najczęściej konsumowana przez Amerykanów, i która z tej żywności najczęściej zawiera pozostałości pestycydów OP, wg danych Amerykańskiego Programu Pestycydów.

    Podczas naszych badań dokonaliśmy przeglądu literatury wszystkich opublikowanych badań dotyczących autyzmu, gdyż opublikowaliśmy nasz pierwszy model zatrucia rtęcią, który wyjaśnia, jak ekspozycja na rtęć, niedobory żywieniowe i metaboliczne zaburzenia przyczyniają się do rozwoju autyzmu. Przeanalizowaliśmy wszystkie istotne badania i rozszerzyliśmy nasz model zatrucia rtęcią. Następnie zastosowaliśmy rozszerzoną wersję modelu, aby porównać amerykańską i włoską populację w celu ustalenia, czy istnieje czynnik tłumaczący różnicę w zmienności genu PON1 i występowanie autyzmu w tych krajach. Proponujemy termin "makroepigenetyka", aby opisać proces badania żywności i ich wpływu na metabolizm organizmu i funkcji genów wraz z tym, co wiadomo na temat czynników środowiskowych w całej populacji.

    Analizując większe czynniki poza genami i organizmem ludzkim, które oddziałują na ekspresję genów, możemy lepiej wyjaśnić niektóre interakcje gen-środowisko, które tworzą schorzenia takie jak autyzm. W środowisku psychiatrycznym jest zgoda, że badania interakcji geny-środowisko są niezbędne do zrozumienia etiologii autyzmu i innych całościowych zaburzeń rozwojowych należących do kategorii ASD. Kluczem do rozwiązania problemów ze wzrastającym występowaniem przypadków autyzmu jest zrozumienie tematu przez społeczność naukowców. Poprzez przedstawienie makroepigenetycznego podejścia do ustalenia czynników, które są najprawdopodobniej odpowiedzialne za występowanie autyzmu w USA, mamy nadzieję, że inni naukowcy pójdą naszym interdyscyplinarnym śladem i zastosują makroepigenetykę jako strategię badawczą.

     

    WYSTĘPOWANIE AUTYZMU W USA OBECNIE ORAZ TRENDY W SZKOLNICTWIE SPECJALNYM

    Przed rokiem 1980 występowanie autyzmu w Stanach Zjednoczonych wyniosło ok. 0,05%. W 2006 roku Centrum Kontroli i Prewencji Chorób (CDC) raportowało, że przypadki występowania autyzmu zwiększyły się do 0,7% wszystkich dzieci. Wielu naukowców i rodziców uważa, że w rzeczywistości częstotliwość występowania autyzmu jest znacznie większa niż wskazują statystyki CDC. Naukowcy z kręgów rządowych USA opublikowali w 2007 roku artykuł, z którego wynika, że 1,1% dzieci w wieku od 3 do 17 lat jest zdiagnozowanych jako autystyczne.

    W przeszłości stosowano dane dotyczące specjalnych potrzeb edukacyjnych do szacowania tendencji występowania autyzmu w USA. U grupie dzieci urodzonych w latach 1975 do 1995 występowanie autyzmu najczęstsze było u dzieci z lat 1987-92. Od 1992 do 1995 występowanie autyzmu wzrastało sukcesywnie każdego roku, ale przyrost ilości dzieci autystycznych nie był już tak wielki. Nasz przegląd aktualnych danych dotyczących specjalnych potrzeb edukacyjnych wskazuje, że liczba dzieci w wieku od 6 do 12 lat korzystająca z dodatkowego wsparcia edukacyjnego z powodu zaburzeń autystycznych wzrosła o 91% w latach 2005 do 2010. Liczba dzieci z opóźnieniem rozwoju wzrosła o 38%, a liczba dzieci z innymi zaburzeniami zdrowotnymi wzrosła o 26% w latach 2005-2010. W kategorii inne zaburzenia zdrowotne znajdują się też dzieci z diagnozą ADHD. Liczby te są zaskakujące biorąc pod uwagę, że w latach 2005-2010 ogólna liczba dzieci korzystających ze specjalnej oferty edukacyjnej spadła o 5%.

    Dane z lat 1997-2008 Narodowych Ankiet Zdrowotnych przeprowadzonych przez Centrum Kontroli i Prewencji Chorób (CDC) potwierdzają te liczby. Niezależnie od źródła danych wydaje się jasne, że w USA wzrasta częstotliwość występowania zaburzeń autystycznych w porównaniu do innych krajów, np. Włoch, gdzie częstotliwość występowania autyzmu oceniana jest na poziomie zaledwie 0,1%. Wskaźniki występowania autyzmu różnią się dla poszczególnych krajów, populacji i położenia geograficznego, dlatego staje się coraz bardziej oczywiste, że interakcje geny-środowisko oraz czynniki dietetyczne odgrywają ważną rolę. Wpływ czynników środowiskowych na ekspresję genów odbywa się głównie za pośrednictwem mechanizmów epigenetycznych, włączając metylację kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA) oraz metylację, acetylację, ubikwitynację i fosforylację histonów. Regulacja epigenetyczna jest szczególnie ważna podczas rozwoju neurologicznego.

     

    MAKROEPIGENETYCZNY MODEL WYJAŚNIAJĄCY INTERAKCJE GEN-ŚRODOWISKO W AUTYZMIE

    W dziedzinie zdrowia publicznego epidemiologia prawdopodobnie przewodzi w sposobie badania interakcji geny-środowiska poprzez analizowanie jak genotypy, ekspozycja środowiskowa i zaburzenia występują w ludzkiej populacji. Jednakże podejście epidemiologiczne często wywołuje sprzeczne naukowe wnioski, gdy jej reprezentanci nie uwzględniają czynników dietetycznych, które wpływają i modulują molekularne i genetyczne mechanizmy, którym podlega ludzki metabolizm i funkcje mózgu. Tak się dzieje pomimo istnienia literatury z zakresu „nutrigenomiki”, która bada szczególnie wpływ żywienia i składników odżywczych na ekspresję genów. Ustalając środowiskowe i / lub społeczne uwarunkowania takich zaburzeń wydaje się, że nie można analizować epidemiologii bez uwzględnienia nutrigenomiki i odwrotnie. Innymi słowy, podejście makro służące odkryciu pełnego wachlarza czynników środowiskowych i genetycznych przyczyniających się do takich neurologicznych zaburzeń powinno zawierać czynniki żywieniowe jako składniki środowiska. Łącząc informacje uzyskane zarówno z badań nutrigenicznych jak i epidemiologicznych opracowano makroepigenetyczny model w celu wyjaśnienia niektórych interakcji geny-środowisko wraz z czynnikami dietetycznymi, które prowadzą do rozwoju autyzmu i ADHD.

    Poniższy rysunek przedstawia Model Toksyczności Rtęci i makroepigenetyczne wyjaśnienie, jak na rozwój neurologiczny człowieka może być negatywnie wpływać zmiana ekspresji genów wywołana czynnikami dietetycznej transkrypcji takiej jak brak lub niedobór cynku lub ekspozycja na substancje toksyczne w otoczeniu jak metale ciężkie (np. rtęć i miedź). Do usunięcia metali ciężkich z organizmu potrzebny jest gen metalotioniny (MT), który syntezuje metalotioninę, białko zależne od cynku, wiążące metale. Przy niedoborze cynku i nadmiarze miedzi dostarczanej w diecie poprzez wysoko-fruktozowy syrop kukurydziany (HFCS) metaboliczne procesy potrzebne do eliminacji metali ciężkich są zaburzone. W próbkach wysoko-fruktozowym syropie kukurydzianych znaleziono też rtęć, co jest dopuszczalne w śladowych ilościach w pewnych barwnikach pokarmowych dopóki stężenie nie przekracza jednej części na milion. Rtęć (Hg) i inne metale ciężkie jak ołów (Pb), miedź (Cu), kadm (Cd), srebro (Ag) i bizmut (Bi) mają zdolność wypierania atomu cynku w cząsteczce białka MT. Takie patogenne zastąpienie cynku zaburza pracę cząsteczki MT polegającą na wyłapywaniu metali ciężkich i usuwaniu ich z organizmu. Jeśli dieta jest uboga w cynk lub zaburzone jest wchłanianie cynku, wówczas organizm może nie produkować wystarczająco dużo białka MT, by oczyszczać organizm z metali ciężkich. Dzieci autystyczne mogą mieć niedobory cynku i często mają dysfunkcję MT. Z powodu ich zmniejszonej zdolności wydalania toksycznych metali ciężkich, ciężki stan tych dzieci wiązany jest często z obciążeniem metalami. Makroepigenetyczny model proponuje hipotezę, że występowanie autyzmu w USA jest związane z konsumpcją HFGC i ogólną ekspozycją na rtęć.

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Oryginalny Model Toksyczności Rtęci został opublikowany w 2009 roku przez Dufault et al. w czasopiśmie Behavioral and Brain Functions. Model jest schematem, algorytmem pokazującym, co może stać się w organizmie, gdy wystąpi ekspozycja na rtęć drogą pokarmową (spożycie np. HFCS, barwników spożywczych, ryb) lub oddechową (zanieczyszczone powietrze). Na rozwój neurologiczny człowieka może negatywnie wpłynąć zmiana ekspresji genu MT wywołana czynnikami dietetycznej transkrypcji jak niedobór lub brak cynku. Bez prawidłowej ekspresji i funkcji MT nie jest możliwe usunięcie rtęci z organizmu a stres oksydacyjny wywołany rtęcią w mózgu prowadzi do zmniejszone neuronalnej plastyczności oraz do zaburzenia u uczeniu się. Rtęć znajdująca się w rybach jest problemem, gdy nie jest dostarczana odpowiednia ilość selenu, który niweluje działanie rtęci a zakłócony system glutationu (GSH) prowadzi do większego stresu oksydacyjnego.

     

    DODATKOWE CZYNNIKI DIETETYCZNE ZWIĄZANE ZE SPOŻYCIEM HFCS

    Spożycie per capita HFCS w USA w 2009 roku wyniosło 35,7 funtów rocznie. Szczytowe lata konsumpcji HFCS zbiegły się z największą liczbą zachorowań na autyzm w Kalifornii, jedynym stanie, który odnotowywał występowanie zaburzeń autystycznych od połowy lat 80-tych. Model Toksyczności Rtęci pokazuje, jak najprawdopodobniej HFCS przyczynia się do wystąpienia autyzmu uwzględniając efekt wypierania cynku, wynikający ze spożywania HFCS, pewnych barwników spożywczych zawartych w przetworzonej żywności oraz niewielkich ilości rtęci znajdowanych w HFCS w wyniku procesu wytwarzania. Model ten może zostać rozszerzony i uwzględnić dodatkowy negatywny wpływ spożywania HFCS, który prawdopodobnie przyczynia się do wystąpienia autyzmu poprzez modulację genu PON1 i zatrucie ołowiem.

    Naukowcy współpracujący z Amerykańskim Departamentem Rolnictwa (USDA) ostrzegają, że gdy spożycie magnezu (Mg) jest zbyt małe, to konsumpcja HFCS prowadzi do zmniejszenia równowagi wapnia i fosforu zaburzając makromineralną homeostazę w organizmie człowieka. Jest to bardzo niefortunne odkrycie, gdyż są dowody mówiące, że dzienne spożycie magnezu przez Amerykanów jest małe, większość Amerykanów ma dietę zbyt bogatą we fruktozę. W 2003 roku naukowcy CDC przedstawili raport mówiący, że znaczna liczba dorosłych obywateli USA nie spożywa wystarczającej ilości magnezu w diecie. W krwi autystycznych dzieci stężenie magnezu jest znacznie niższe niż u zdrowych osób. Adams et al. opisuje u autystycznych dzieci znacznie mniejsze poziomy wapnia i magnezu w czerwonych i białych krwinkach, natomiast znacznie podwyższone poziomy miedzi. Ostatnio, naukowcy USDA ogłosili w Narodowej Publikacji w sprawie Zdrowia i Odżywiania NHANES dane z lat 2005 i 2006 wskazujące, że prawie połowa osób w ciągu jednego roku miała nie wystarczające spożycie magnezu w diecie. Przy tak dużej liczbie Amerykanów mających niedobory magnezu i jednocześnie spożywających HFCS można przypuszczać, że liczba Amerykanów cierpiących na niedobór wapnia jest również znaczna. Niewystarczające spożywanie wapnia, magnezu i cynku oraz niedobory i wypłukiwanie tych minerałów wskutek konsumpcji HFCS może zwiększyć toksyczny wpływ ołowiu na rozwój poznawczy i behawioralny u dzieci. Znaczna i odwrotnie zależna relacja między spożyciem wapnia a stężeniem ołowiu we krwi została odkryta u 3.000 amerykańskich dzieci przebadanych w ramach NHANES II. Podniesiony poziom ołowiu we krwi jest wskaźnikiem zatrucia ołowiem, które jest stwierdzane u niektórych dzieci autystycznych oraz związane z rozwojem ADHD. Być może niewystarczające spożycie wapnia i magnezu w połączeniu w dietą zawierającą HFCS zwiększa prawdopodobieństwo wystąpienia autyzmu i ADHD w wyniku zatrucia ołowiem.

    Zbyt małe spożywanie wapnia i magnezu może ponadto przyczynić się do zaburzeń rozwoju przez oddziaływanie na ekspresję genu PON1. PON1 jest enzymem zależnym od wapnia, odpowiedzialnym za detoksyfikację pestycydów OP oraz hydrolizę tiolaktonowej formy homocysteiny. PON1 jest syntezowany w wątrobie i sekretowany w krwi, gdzie jest wcielony do lipoprotein o dużej gęstości (HDL). Dostępność i katalizująca aktywność PON1 jest zaburzona u wielu dzieci z autyzmem, co powoduje, że są one bardziej wrażliwe na toksyczne działanie resztek pestycydów OP, które najczęściej znajdują się w zbożach.

    Opracowano rozszerzony Model Toksyczności Rtęci, który uwzględnia zmiany zarówno w toksyczności ołowiu jak i w działaniu PON1 przy zbyt niskim spożyciu magnezu. Wówczas konsumpcja HFCS prowadzi do większej utraty wapnia i fosforu, zaburzając makromineralną homeostazę. Przy niedoborze wapnia i / lub magnezu dzieci są bardziej wrażliwe na zatrucie ołowiem i pestycydami OP, co może prowadzić do stresu oksydacyjnego w mózgu i zmniejszeniu neuronalnej plastyczności mózgu.

    Można stwierdzić, że przy diecie bogatej w HFCS i niewystarczającym spożyciu magnezu działanie PON1 może być mniejsze oraz może wystąpić niedobór wapnia u osób z predyspozycjami genetycznymi. Jednakże nie ma danych dotyczących ludzi, by podeprzeć tę tezę, działanie PON1 u szczurów malało, gdy były one na diecie zawierającej duże ilości HFCS. Działanie PON1 w ludzkim organizmie przebadano bardzo dokładnie i znana jest duża ilość czynników modulujących lub zmieniających ekspresję PON1, łącznie (ale nie wyłącznie) z ekspozycją na rtęć, płcią i wiekiem. Wiek odgrywa najistotniejszą rolę, gdyż aktywność PON1 jest bardzo niska przed urodzeniem i stopniowo wzrasta w ciągu pierwszych lat życia. W jednym z badań naukowcy z Uniwersytetu Berkeley uznali, że poziomy PON1 u wielu dzieci mogą pozostawać przez kilka lat niższe niż u ich matek, zwłaszcza gdy ich genotypy związane są ze zmniejszoną aktywnością PON1. Naukowcy doszli do wniosku, że te dzieci mogą być bardziej podatne na zatrucia pestycydami OP i bardziej wrażliwe na zaburzenia związane ze stresem oksydacyjnym, jak autyzm. W innym badaniu naukowcy z Uniwersytetu Berkeley odkryli, że mniej prawdopodobne jest, iż u dwuletnich dzieci pojawią się symptomy całościowego zaburzenia rozwoju, jeśli ich matki miały podwyższone poziomy paraoksonazy w czasie ciąży. Prawidłowe funkcjonowanie i odpowiednia ekspresja genu PON1 jest istotna zarówno dla rozwoju prenatalnego jak i zdrowia dziecka, ponieważ obecnie ekpozycja na pestycydy OP jest powszechnym zjawiskiem w USA.

    CDC śledzi możliwości narażenia na zatrucia pestycydami OP poprzez Narodowy Program Biomonitoringu (NBP). Dane przedstawiane są w formie sprawozdań obejmujących całą populację oraz jej podgrupy. Najbardziej narażoną na zatrucie pestycydami podgrupą populacji są dzieci w wieku 6 do 11 lat. Naukowcy z Uniwersytetu Harvard ostatnio wykazali, że pozostałości pestycydów OP znajdują się w wielu rodzajach żywności często podawanej dzieciom.

    Powszechnie wiadomo, że zatrucie pestycydami może zaburzyć rozwój układu nerwowego u dzieci, ale ostatnie badania wykazały, że zatrucie pestycydami w czasie ciąży może również opóźnić rozwój umysłowy dziecka. Przegląd badan epidemiologicznych w 2008 roku pokazał, że ekspozycja na pestycydy dzieci w wieku płodowym i po urodzeniu zaburza rozwój neurobehawioralny. Większe stężenie fosforanów dialkilowych (DAP) w moczu mierzonego w czasie ciąży związane jest ze spadkiem zdolności poznawczych u dzieci w wieku lat 7. Dzieci z najwyższym kwintylem stężenia DAP w moczu matki miały wynik IQ o 7 punktów niższy od dzieci z najniższym kwintylem. W grupie noworodków z najwyższym poziomem chloropiryfosu fosfoorganicznego w krwi pępowinowej, waga urodzeniowa była średnio 150 gram mniejsza niż w grupie noworodków z najniższym poziomem wskaźnika tego zatrucia. Zatrucie pestycydami w okresie prenatalnym wykazuje deficyty i opóźnienia rozwojowe do 1,5 – 2 lat.

    Dieta jest głównym źródłem zatrucia pestycydami u dzieci. Na mocy ustawy w sprawie ochrony jakości żywności Sekretarz US ds Rolnictwa zbiera dane dotyczące resztek pestycydów w najczęściej konsumowanych produktach żywnościowych dla dzieci i niemowląt. Podsumowaniem stosowania tej ustawy jest Program Danych dot. Pestycydów (PDP). Przeanalizowaliśmy zebrane w ten sposób dane z lat 2004 – 2008 i określiliśmy produkty spożywcze, które najczęściej zawierają pozostałości organofosforanów ze środków owadobójczych. Dodatkowo uzyskaliśmy dane dotyczące spożycia poszczególnych produktów spożywczych przez przeciętnego Amerykanina. Wyniki naszej analizy wskazują, że pszenica i kukurydza są zbożami, które najbardziej przyczyniają się do zatrucia pestycydami u dzieci w USA. Spożycie pszenicy per capita to ok. 95 funtów rocznie, natomiast spożycie kukurydzy per capita to ok. 23 funty rocznie. Główne zastosowanie kukurydza znajduje w produkcji słodzików takich jak HFCS.

     

    KONSUMPCJA HFCS I MODULACJA PON1 W AUTYZMIE W USA

    W Unii Europejskiej, której członkami jest 27 krajów, w tym Włochy, HFCS znany jest pod nazwą izoglukoza i obecnie rzadko spożywany prze Włochów. Amerykanie konsumują średnio 35,7 funtów rocznie, co może zwiększyć ogólne zatrucie rtęcią. Średnie roczne spożycie HFCS rosło od początków lat '70, rosło także w latach '80 i osiągnęło szczyt między rokiem 1999 i 2002. w naszej wcześniejszej publikacji wskazywaliśmy, że szczytowe lata dla konsumpcji HFCS w USA zbiegły się z okresem, gdy roczny wzrost występowania przypadków autyzmu był rekordowy w Kalifornii. Amerykańska konsumpcja per capita HFCS przekroczyła 20 funtów rocznie od 1980 roku, natomiast Włosi spożywają niewielkie ilości tego produktu spożywczego. Jak wspomniano powyżej, rtęć i fruktoza mogą modulować aktywność PON1. Nadmierna ekspozycja na fruktozę może wystąpić głównie przez spożycie produktów zawierających HFCS, natomiast ekspozycja na rtęć może zdarzyć się w różny sposób. Porównanie powszechnych źródeł zatrucia rtęcią w USA i we Włoszech może pokazać dalsze wyjaśnienie wariacji genu PON1 związanym z autyzmem w USA, lecz nie we Włoszech.

    Oprócz HFCS główne źródła nieorganicznej i pierwiastkowej rtęci to niektóre barwniki spożywcze i konserwanty wyprodukowane z produktów chlorowych, owoce morza, rtęć w amalgamatach dentystycznych, thimerosal w szczepionkach i w zależności od położenia geograficznego powietrze zanieczyszczone rtęcią. Dzieci żyjące w pobliżu elektrowni napędzanych węglem kamiennym są często narażone na wyższe wartości rtęci we wdychanym powietrzu i częstsze jest u nich występowanie zaburzeń autystycznych. Emisja rtęci z elektrowni węglowych nie jest jeszcze uregulowana ani w USA ani we Włoszech, to źródło ekspozycji na rtęć nie wytłumaczy różnicy w występowaniu przypadków autyzmu w tych krajach. W zakresie spożycia owoców morza, rtęci w amalgamatach dentystycznych, thimerosalu w szczepionkach oraz barwnikach i konserwantach zawierających związki rtęci podobnie brak znaczących różnic między Włochami i USA. Jedyną pozostającą zmienną w naszym modelu jest nadmierna konsumpcja HFCS przez Amerykanów, czego wynikiem jest większa chroniczna ekspozycja zarówno na nieorganiczną rtęć jak i – z definicji – na fruktozę.

    Nieorganiczna rtęć wraz z resztkami cysteiny może oddziaływać na PON1 zapobiegając jego działaniu w wątrobie i zaburzając zdolności organizmu do samoobrony przed pestycydami OP i czynnikami wywołującymi stres oksydacyjny. Jak wspomniano powyżej, PON1 jest odpowiedzialny za hydrolizę tiolaktonu homocysteiny, a działanie PON1 w osoczu krwi jest odwrotnie proporcjonalne do poziomu homocysteiny. Homocysteina jest metabolicznym markerem stresu oksydacyjnego i zaburzeń zdolności metylacyjnych. Ostatnie badania populacji Eskimosów pokazało znaczną odwrotną korelację między poziomem aktywności PON1 a poziomem rtęci, a także bezpośredni związek z poziomem selenu. Wraz ze zwiększoną ekspozycją na rtęć i fruktozę oraz niedoborem wapnia w diecie można oczekiwać zmniejszonego działania PON1 i wyższych poziomów homocysteiny u dzieci z zaburzeniami autystycznymi.

    Rzeczywiście, Pasca et al. ostatnio ogłosił odkrycie, że zarówno działanie arylesterazy PON1 i paraoksonazy PON1 było zmniejszone u dzieci autystycznych. James et al. zaobserwował, że dzieci autystyczne miały wyższy poziom homocysteiny w osoczu w porównaniu do grupy kontrolnej, wyróżniały się znaczną poprawą poziomu metabolitów transmetylacji i glutationu (GSH) po suplementacji kwasem foliowym i witaminą B12. Patel i Curtis odkryli, że przy podawaniu zastrzyków glutationu i witaminy B12 1-3 razy w tygodniu dzieci z zaburzeniami autystycznymi i ADHD wykazały istotną poprawę w wielu obszarach społecznych, koncentracji, pisaniu, mowie i zachowaniu, gdy ich dieta była organiczna z mała ilością fruktozy i bez dodatków i barwników spożywczych.

    Matki autystycznych dzieci w USA również mają znacznie podniesiony poziom homocysteiny w osoczu krwi w porównaniu do grupy kontrolnej. Schmidt et al. zaobserwował, że kobiety zażywające suplementy witaminowe w okresie około zapłodnienia zmniejszały prawdopodobieństwo wystąpienia zaburzeń autystycznych u swoich dzieci. Kobiety, które nie przyjmowały w tym okresie żadnych witamin, z większym prawdopodobieństwem urodziły dzieci, u których wystąpiły zaburzenia autystyczne. Prawdopodobieństwo to było jeszcze większe, jeśli miały one specyficzny wariant genetyczny w zakresie jedno-węglowych ścieżek metabolicznych. To sugeruje, że kwas foliowy i inne suplementy metylowe mogą zmienić epigenetyczne regulacje ekspresji genów u dzieci, a tym samym zmniejszyć ryzyko wystąpienia autyzmu.

     

    SYNTAZA METIONINY

    Regulacja epigenetyczna ekspresji genów jest bardzo zależna od metylacji DNA i metylacji histonów, natomiast zdolność metylowania jest uwarunkowana od enzymu syntazy metioniny zależnego od działania kwasu foliowego i witaminy B12, który to enzym przekształca homocysteinę w metioninę. Słabsze działanie syntazy metioniny zmniejsza poziom dawcy metylowego S-adenozylmetioniny (SAM), i jednocześnie podnosi poziom inhibitora metylacji S-adenozylhomocysteiny (SAH). Połączony efekt zmian w proporcjach SAM do SAH wywiera potężny wpływ na ponad 200 reakcji metylacyjnych, łącznie z metylacją DNA i histonów.

    Działanie syntazy metioniny jest hamowane przez stres oksydacyjny, a to powoduje zahamowanie przemiany homocysteiny w antyoksydant glutation (GSH). Jednakże inhibicja syntazy metioniny prowadzi do epigenetycznych efektów poprzez wynikowy spadek proporcji SAM do SAH i zmniejszenie metylacji DNA i histonów. Zmiany epigenetyczne w ekspresji genów mogą wywoływać dalsze adaptacyjne odpowiedzi na stres oksydacyjny. Te zmiany mogą wystąpić, gdy organizm jest pod działaniem stresu oksydacyjnego wywołanego zatruciem pestycydami, metalami ciężkimi i substancjami zmniejszającymi wchłanianie wapnia, np. HFCS. Zmniejszone działanie syntazy metioniny w czasie stresu oksydacyjnego zwiększa również wytwarzanie się tiolaktonu homocysteiny, zwiększając tym samym znaczenie PON1. Jak wspomniano powyżej, PON1 jest niezbędny do zmniejszenia poziomu homocysteiny, która jest uważana za szkodliwą. Podwyższony poziom homocysteiny w krwi są związane z hipometylacją DNA, która może przenosić się z pokolenia na pokolenia, zwiększając prawdopodobieństwo wystąpienia zaburzeń autystycznych. Zmiany epigenetyczne oddziałujące na komórki zarodka mogą przyczynić się do powstania tych transpokoleniowych skutków. James et al. odkrył, że rodzice podobnie jak ich autystyczne dzieci charakteryzują się podobnymi metabolicznymi deficytami w zdolnościach metylacyjnych i umiejętnościach detoksykacyjnych/antyoksydacyjnych uzależnionych od glutationu.

     

    SYNERGICZNY EFEKT DZIAŁANIA WIELU NEUROTOKSYN

    Na podstawie powyższych rozważań jest oczywiste, że działanie syntazy metioniny jest istotne dla tłumaczenie zmian oksydacyjnych jako efektu epigenetycznego i jej rola jest potwierdzona przez usprawniony profil metaboliczny u osób autystycznych, którym podawano kwas foliowy i witaminę B12. Związek ten dał podstawy do „hipotezy autyzmu Redox/metylacja”, która zakłada, że stres oksydacyjny wynikający z zatrucia środowiskowego, jak rtęć i pestycydy , może powodować zaburzenia rozwoju układu nerwowego poprzez zakłócenie regulacji epigenetycznej. Makroepigenetyczny Model Zatrucia Rtęcią rozszerzony w niniejszej publikacji stanowi dodatkowe poparcie dla tej hipotezy i przedstawia ważny pogląd na mechanizmy nasilające stres oksydacyjny będące konsekwencją niedożywienia spowodowanego dietetycznym zatruciem toksynami. Urodzenie się dziecka wykazującego zachowania autystyczne może być związane z dietą jego matki w okresie ciąży. Nasilenie tych zachowań może być dalej pogłębione zatruciem tych dzieci, które mogą ulec poprawie wraz z wprowadzeniem zmian dietetycznych mających na celu eliminację ekspozycji na toksyny. Dzieci autystyczne wykazują epigenteyczną odpowiedź na kilka neurotoksycznych substancji jednocześnie, w tym (ale nie tylko) nieorganiczna rtęć, ołów, pestycydy OP i / lub HFCS. Połączony efekt tych substancji działających razem jest prawdopodobnie większy niż suma efektów ich działania oddzielnie. Takie efekt prawdopodobnie zmniejsza neuronalną plastyczność mózgu i zaburza zdolność uczenia się u autystycznych dzieci.

     

    WNIOSKI

    Liczba dzieci w wieku od 6 do 21 lat w USA otrzymujących specjalne usługi edukacyjne z powodu zaburzeń autystycznych wzrosła o 91% w latach 2005 do 2010, pomimo zmniejszenia się całkowitej liczby dzieci korzystającej z tych usług w tym samym okresie. Porównanie częstości występowania autyzmu w USA i we Włoszech wykorzystując Model Zatrucia Rtęcią sugeruje, że wzrost liczby przypadków autystycznych w USA nie jest związany z ekspozycją na rtęć występującą w rybach, elektrowniach węglowych, thimerosalu i amalgamatach dentystycznych, ale w HFCS. Konsumpcja HFCS może prowadzić do nierównowagi mineralnej, włączając niedobory cynku, wapnia i fosforu oraz nadwyżkę miedzi oraz potencjalne źródło ekspozycji na nieorganiczną rtęć. Ta nierównowaga mineralna tworzy wiele ścieżek dla stresu oksydacyjnego w mózgu w wyniku ekspozycji na pestycydy OP i metale ciężkie, takie jak ołów i rtęć. Zatrucie nieorganiczną rtęcią i fruktozą z HFCS może modulować ekspresję genu PON1. Wraz ze zmniejszoną aktywnością PON1 istnieje prawdopodobieństwo wzrostu poziomu homocysteiny, która jest związana z hipometylacją genomów DNA, co może przenieść się z jednego pokolenia na następne, oddziałując na rozwój neuronalny i częstość występowania autyzmu.

     

    ODNIESIENIA

    1. American Psychiatric Association. Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders. 4. Washington, DC: Text Revision (DSM-IV-TR); 2000. Yerys BE, Wallace GL, Sokoloff JL, Shook DA, James JD, Kenworthy L. Attention deficit/hyperactivity disorder symptoms moderate cognition and behavior in children with autism spectrum disorders. Autism Res. 2009;2:322–333. [PMC free article] [PubMed]

    2. D'Amelio M, Ricci I, Sacco R, Liu X, D'Agruma L, Muscarella LA, Guarnieri V, Militerni R, Bravaccio C, Elia M, Schneider C, Melmed R, Trillo S, Pascucci T, Puglisi-Allegra S, Reichelt KL, Macciardi F, Holden JJA, Persico AM. Paraoxonase gene variants are associated with autism in north America, but not in italy: possible regional specificity in gene-environment interactions. Mol Psychiatry. 2005;10:1006–1016. doi: 10.1038/sj.mp.4001714. [PubMed] [Cross Ref]

    3. Dufault R, Schnoll R, Lukiw WJ, LeBlanc B, Cornett C, Patrick L, Wallinga D, Gilbert SG, Crider R. Mercury exposure, nutritional deficiencies and metabolic disruptions may affect learning in children. Behav Brain Funct. 2009;5:44. doi: 10.1186/1744-9081-5-44. [PMC free article] [PubMed] [Cross Ref]

    4. Caspi A, Moffitt TE. Gene-environment interactions in psychiatry: joining forces with neuroscience. Nat Rev Neurosci. 2006;7:583–590. [PubMed]

    5. United States Centers for Disease Control and Prevention. Errata: vol. 58, no. SS-10. MMWR. 2010;59:956. http://www.cdc.gov/mmwr/preview/mmwrhtml/mm5930a5.htm

    6. United States Centers for Disease Control and Prevention. Prevalence of autism spectrum disorders - autism and developmental disabilities monitoring network, United States, 2006. MMWR. 2009;58:1–20. [PubMed]

    7. Kogan MD, Blumberg SJ, Schieve LA, Boyle CA, Perrin JM, Chandour RM, Singh GK, Strickland BB, Trevathan E, van Dyck PC. Prevalence of parent-reported diagnosis of autism spectrum disorder among children in the US, 2007. Pediatrics. 2009;124(5):1395–1403. doi: 10.1542/peds.2009-1522. [PubMed] [Cross Ref]

    8. Newschaffer CJ, Falb MD, Gurney JG. National autism prevalence trends from united states special education data. Pediatrics. 2005;115:e277–282. doi: 10.1542/peds.2004-1958. [PubMed] [Cross Ref]

    9. Data Accountability Center. Individuals with Disabilities Education Act (IDEA) Data. http://www.ideadata.org/PartBData.asp

    10. Boyle CA, Boulet S, Schieve LA, Blumberg SJ, Yeargin-Allsopp M, Visser S, Kogan MD. Trends in the prevalence of developmental disabilities in US children, 1997-2008. Pediatrics. 2011;127:1034–1042. doi: 10.1542/peds.2010-2989. [PubMed] [Cross Ref]

    11. Iafusco D, Vanelli M, Songini M, Chiari G, Cardella F, Fifi A, Lombardo F, Marinaro A, Melia A, Marsciani A, Vacca A, Prisco F. Type 1 diabetes and autism association seems to be linked to the incidence of diabetes. Diabetes Care. 2006;29(8):1985–1986. [PubMed]

    12. Zahir FR, Brown CJ. Epigenetic impacts on neurodevelopment: patholphysiological mechanisms and genetic modes of action. Pediatr Res. 2011;69:92R–100R. doi: 10.1203/PDR.0b013e318213565e. [PubMed] [Cross Ref]

    13. Mutch DM, Wahli W, Williamson G. Nutrigenomics and nutrigenetics: the emerging faces of nutrition. FASEB J. 2005;19:1602–1616. doi: 10.1096/fj.05-3911rev. [PubMed] [Cross Ref]

    14. Coyle P, Philcox JC, Carey LC, Rofe AM. Metallothionein: the multipurpose protein. Cell Mol Life Sci. 2002;59:627–647. doi: 10.1007/s00018-002-8454-2. [PubMed] [Cross Ref]

    15. Ivaturi R, Kies C. Mineral balances in humans as affected by fructose, high-fructose corn syrup, and sucrose. Plant Foods Hum Nutr. 1992;42:143–151. doi: 10.1007/BF02196467. [PubMed] [Cross Ref]

    16. Dufault R, LeBlanc B, Schnoll R, Cornett C, Schweitzer L, Wallinga D, Hightower J, Patrick L, Lukiw WJ. Mercury from chlor-alkali plants: measured concentrations in food product sugar. Environ Health. 2009;8:2. doi: 10.1186/1476-069X-8-2. [PMC free article] [PubMed] [Cross Ref]

    17. United States Code of Federal Regulations. Part 74 - Listing of Food Color Additives Subject to Certification. http://ecfr.gpoaccess.gov/cgi/t/text/text-idx?c=ecfr&sid=1070b19eb50e562daa872cfa1755aa09&rgn=div5&view=text&node=21:1.0.1.1.27&idno=21#21:1.0.1.1.27.1.31.9

    18. Shankar AH, Prasad AS. Zinc and immune function: the biological basis of altered resistance to infection. Am J Clin Nutr. 1998;68:447S–463S. [PubMed]

    19. Szczurek EI, Bjornsson CS, Taylor CG. Dietary zinc deficiency and repletion modulate metallothionein immunolocalization and concentration in small intestine and liver of rats. J Nutr. 2001;131:2132–2138. [PubMed]

    20. Yorbik O, Akay C, Sayal A, Cansever A, Sohmen T, Cavdar AO. Zinc status in autistic children. J Trace Elem Exp Med. 2004;17:101–107. doi: 10.1002/jtra.20002. [Cross Ref]

    21. Faber S, Zinn GM, Kern JC, Kingston HM. The plasma zinc/serum copper ratio as a biomarker in children with autism spectrum disorders. Biomarkers. 2009;14:171–180. doi: 10.1080/13547500902783747. [PubMed] [Cross Ref]

    22. Yasuda H, Yoshida K, Yasuda Y, Tsutsui T. Infantile zinc deficiency: association with autism spectrum disorders. Sci Rep. 2011;1:129. [PMC free article] [PubMed]

    23. Adams JB, Baral M, Geis E, Mitchell J, Ingram J, Hensley A, Zappia I, Newsmark S, Gehn E, Rubin RA, Mitchell K, Bradstreet J, El-Dahr JM. The severity of autism is associated with toxic metal body burden and red blood cell glutathione levels. J Toxicol. p. 532640. [PMC free article] [PubMed]

    24. United States Department of Agriculture. Economic Research Service - Data Sets. Loss-Adjusted Food Availability: Spreadsheets. http://www.ers.usda.gov/Data/FoodConsumption/FoodGuideSpreadsheets.htm#sugar

    25. Milne DB, Nielsen FH. The interaction between dietary fructose and magnesium adversely affects macromineral homeostasis in men. J Am Coll Nutr. 2000;19:31–37. [PubMed]

    26. Ford ES, Mokdad AH. Dietary magnesium intake in a national sample of US adults. J Nutr. 2003;133:2879–2882. [PubMed]

    27. Strambi M, Longini M, Hayek J, Berni S, Macucci F, Scalacci E, Vezzosi P. Magnesium profile in autism. Biol Trace Elem Res. 2006;109:97–104. doi: 10.1385/BTER:109:2:097. [PubMed] [Cross Ref]

    28. Adams JB, Audhya T, McDonough-Means S, Rubin RA, Quig D, Geis E, Gehn E, Loresto M, Mitchell J, Atwood S, Barnhouse S, Lee W. Nutritional and metabolic status of children with autism vs. neurotypical children, and the association with autism severity. Nutr Metab (London) 2011;8:34. doi: 10.1186/1743-7075-8-34. [PMC free article] [PubMed] [Cross Ref]

    29. United States Department of Agriculture. What We Eat in America, NHANES 2005-2006. http://www.ars.usda.gov/SP2UserFiles/Place/12355000/pdf/0506/usual_nutrient_intake_vitD_ca_phos_mg_2005-06.pdf

    30. Goyer RA. Nutrition and metal toxicity. Am J Clin Nutr. 1995;61:646S–650S. [PubMed]

    31. Mahaffey KR, Gartside PS, Glueck CJ. Blood lead levels and dietary calcium intake in 1 to 11 year-old children: the second national health and nutrition examination survey, 1976 to 1980. Pediatrics. 1986;78:257–262. [PubMed]

    32. Shannon M, Graef JW. Lead intoxication in children with pervasive developmental disorders. J Toxicol Clin Toxicol. 1996;34:177–181. doi: 10.3109/15563659609013767. [PubMed] [Cross Ref]

    33. Eubig PA, Aguiar A, Schantz SL. Lead and PCBs as risk factors for attention deficit/hyperactivity disorder. Environ Health Perspect. 2010;118:1654–1667. doi: 10.1289/ehp.0901852. [PMC free article] [PubMed] [Cross Ref]

    34. Josse D, Xie W, Renault F, Rochu D, Schopfer LM, Masson P, Lockridge O. Identification of residues essential for human paraoxonase (PON1) arylesterase/organophosphatase activities. Biochemistry. 1999;38:2816–2825. doi: 10.1021/bi982281h. [PubMed] [Cross Ref]

    35. Jakubowski H. The role of paraoxonase 1 in the detoxification of homocysteine thiolactone. Adv Exp Med Biol. 2010;660:113–127. doi: 10.1007/978-1-60761-350-3_11. [PubMed] [Cross Ref]

    36. Pasca SP, Dronca E, Nemes B, Kaucsar T, Endreffy E, Iftene F, Benga I, Cornean R, Dronca M. Paraoxonase 1 activities and polymorphisms in autism spectrum disorders. J Cell Mol Med. 2010;14:600–607. [PubMed]

    37. Dufault R, Gilbert SG. Poster Presented at the Society of Toxicology Conference. Washington, DC; 2011. Implications of Organophosphate (OP) Pesticides in Food Grain

    38. Ackerman Z, Oron-Herman M, Pappo O, Peleg E, Safadi R, Schmilovitz-Weiss H, Grozovski M. Hepatic effects of rosiglitazone in rats with the metabolic syndrome. Basic Clin Pharmacol Toxicol. 2010;107:663–668. doi: 10.1111/j.1742-7843.2010.00553.x. [PubMed] [Cross Ref]

    39. Costa LG, Giordano G, Furlong CE. Pharmacological and dietary modulators of paraoxonase 1 (PON1) activity and expression: the hunt goes on. Biochem Pharmacol. 2011;81:337–344. doi: 10.1016/j.bcp.2010.11.008. [PMC free article] [PubMed] [Cross Ref]

    40. Costa LG, Vitalone A, Cole TB, Furlong CE. Modulation of paraoxonase (PON1) activity. Biochem Pharmacol. 2005;69:541–550. doi: 10.1016/j.bcp.2004.08.027. [PubMed] [Cross Ref]

    41. Huen K, Harley K, Bradman A, Eskenazi B, Holland N. Longitudinal changes in PON1 enzymatic activities in mexican-american mothers and children with different genotypes and haplotypes. Toxicol Appl Pharmacol. 2010;244:181–189. doi: 10.1016/j.taap.2009.12.031. [PMC free article] [PubMed] [Cross Ref]

    42. Eskenazi B, Huen K, Marks A, Harley KG, Bradman A, Barr DB, Holland N. PON1 and neurodevelopment in children from the CHAMACOS study exposed to organophosphate pesticides in utero. Environ Health Perspect. 2010;118:1775–1781. doi: 10.1289/ehp.1002234. [PMC free article] [PubMed] [Cross Ref]

    43. Barr DB, Bravo R, Weerasekera G, Caltabiano LM, Whitehead RD Jr, Olsson AO, Caudill SP, Schober SE, Pirkle JL, Sampson EJ, Jackson RJ, Needham LL. Concentrations of dialkyl phosphate metabolites of organophosphorus pesticides in the US population. Environ Health Perspect. 2004;112:186–200. [PMC free article] [PubMed]

    44. Lu C, Schenck FJ, Pearson MA, Wong JW. Assessing children's dietary pesticide exposure: direct measurement of pesticide residues in 24-hr duplicate samples. Environ Health Perspect. 2010;118:1625–1630. doi: 10.1289/ehp.1002044. [PMC free article] [PubMed] [Cross Ref]

    45. Harari R, Julvez J, Murata K, Barr D, Bellinger DC, Debes F, Grandjean P. Neurobehavioral deficits and increased blood pressure in school-age children prenatally exposed to pesticides. Environ Health Perspect. 2010;118:890–896. doi: 10.1289/ehp.0901582. [PMC free article] [PubMed] [Cross Ref]

    46. Jurewicz J, Hanke W. Prenatal and childhood exposure to pesticides and neurobehavioral development: review of epidemiological studies. Int J Occup Med Environ Health. 2008;21:121–132. doi: 10.2478/v10001-008-0014-z. [PubMed] [Cross Ref]

    47. Bouchard MF, Chevrier J, Harley KG, Kogut K, Vedar M, Calderon N, Trujillo C, Johnson C, Bradman A, Barr DB, Eskenazi B. Prenatal exposure to organophosphate pesticides and IQ in 7-year-old children. Environ Health Perspect. 2011;119:1189–1195. doi: 10.1289/ehp.1003185. [PMC free article] [PubMed] [Cross Ref]

    48. Perera FP, Rauh V, Whyatt RM, Tang D, Tsai WY, Bernert JT, Tu YH, Andrews H, Barr DB, Camann DE, Diaz D, Dietrich J, Reyes A, Kinney PL. A summary of recent findings on birth outcomes and developmental effects of prenatal ETS, PAH, and pesticide exposures. Neurotoxicology. 2005;26:573–587. doi: 10.1016/j.neuro.2004.07.007. [PubMed] [Cross Ref]

    49. United States Department of Agriculture. Agricultural Marketing Service. Science and Laboratories. PDP - Databases and Annual Summaries. http://www.ams.usda.gov/AMSv1.0/ams.fetchTemplateData.do?template=TemplateG&topNav=&leftNav=ScienceandLaboratories&page=PDPDownloadData/Reports&description=Download+PDP+Data/Reports&acct=pestcddataprg

    50. Mahaffey KR, Clickner RP, Jeffries RA. Adult women's blood mercury concentration vary regionally in the United States: association with patterns of fish consumption (NHANES 1999-2004) Environ Health Perspect. 2009;117:47–53. [PMC free article] [PubMed]

    51. Oskarsson A, Schultz A, Skerfving S, Hallen IP, Ohlin B, Lagerkvist BJ. Total and inorganic mercury in breast milk and blood in relation to fish consumption and amalgam fillings in lactating women. Arch Environ Health. 1996;51:234–241. doi: 10.1080/00039896.1996.9936021. [PubMed] [Cross Ref]

    52. United States Food and Drug Administration. Ongoing Response to Vaccine and Autism Issues. http://www.fda.gov/NewsEvents/Testimony/ucm115158.htm

    53. Windham GC, Zhang L, Gunier R, Croen LA, Grether JK. Autism spectrum disorders in relation to distribution of hazardous air pollutants in the San Francisco Bay area. Environ Health Perspect. 2006;114:1438–1444. doi: 10.1289/ehp.9120. [PMC free article] [PubMed] [Cross Ref]

    54. Palmer RF, Blanchard S, Wood R. Proximity to point sources of environmental mercury release as a predictor of autism prevalence. Health Place. 2008;15:18–24. [PubMed]

    55. Barbone F, Valent F, Mazej D, Tratnik J, Spiric Z, Prpic I, Sofianou-Katsoulis A, Nakou S, Little D, Mariuz M, Miklavcic A, Neubauer D, Rosolen V, Petrovic O, Parpinel M, Bin M, Tognin V, Carrozzi M, Osredkar J, Horvat M. The 10th International Conference on Mercury as a Global Pollutant. Halifax, NS, Canada: FS19-01; 2011. The Association of Mercury, Fish Consumption and Child Development in a Mediterranean Cohort.

    56. European Commission. Review of the Community Strategy Concerning Mercury. Final Report, 2010. http://ec.europa.eu/environment/chemicals/mercury/pdf/review_mercury_strategy2010.pdf

    57. Valent F, Pisa F, Mariuz M, Horvat M, Gibicar D, Fajon V, Mazej D, Daris F, Barbone F. Fetal and perinatal exposure to mercury and selenium: baseline evaluation of a cohort of children in Friuli Venezia Giulkia, Italy. Epidemiol Prev. 2011;35(1):33–42. [PubMed]

    58. Lacinski M, Skorupski W, Cieslinski A, Sokolowska J, Trzeciak WH, Jakubowski H. Determinants of homocysteine-thiolactonase activity of the paraoxonase-1 (PON1) protein in humans. Cell Mol Biol. 2004;50:885–893. [PubMed]

    59. Ayotte P, Carrier A, Ouellet N, Boiteau V, Abdous B, Sidi EAL, Degat MLC, Dewailly E. Relation between methylmercury exposure and plasma paraoxonase activity in Inuit adults from Nunavik. Environ Health Perspect. 2011;119:1077–1083. doi: 10.1289/ehp.1003296. [PMC free article] [PubMed] [Cross Ref]

    60. Pasca SP, Dronca E, Nemes B, Kaucsar T, Endreffy E, Iftene F, Benga I, Cornean R, Dronca M. Paraoxonase 1 activities and polymorphisms in autism spectrum disorders. J Cell Mol Med. 2010;14:600–607. [PubMed]

    61. Pasca SP, Nemes B, Vlase L, Gagyi CE, Dronca E, Miu AC, Dronca M. High levels of homocysteine and low serum paraoxanase 1 arlesterase activity in children with autism. Life Sci. 2006;78:2244–2248. doi: 10.1016/j.lfs.2005.09.040. [PubMed] [Cross Ref]

    62. James SJ, Melnyk S, Fuchs G, Reid T, Jernigan S, Pavliv O, Hubanks A, Gaylor DW. Efficacy of methylcobalamin and folinic acid treatment on glutathione redox status in children with autism. Am J Clin Nutr. 2009;89:425–430. [PMC free article] [PubMed]

    63. Patel K, Curtis LT. A comprehensive approach to treating autism and attention-deficit hyperactivity disorder: a prepilot study. J Altern Complement Med. 2007;13:1091–1097. doi: 10.1089/acm.2007.0611. [PubMed] [Cross Ref]

    64. James SJ, Melnyk S, Jernigan S, Lehman S, Seidel L, Gaylor DW, Cleves MA. A functional polymorphism in the reduced folate carrier gene and DNA hypomethylation in mothers of children with autism. Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet. 2010;153B:1209–1220. [PMC free article] [PubMed]

    65. Schmidt RJ, Hansen Rl, Hartiala J, Allayee H, Schmidt LC, Tancredi DJ, Tassone F, Hertz-Picciotto I. Prenatal vitamins, one-carbon metabolism gene variants, and risk for autism. Epidemiology. 2011;22:476–485. doi: 10.1097/EDE.0b013e31821d0e30. [PMC free article] [PubMed] [Cross Ref]

    66. Matthews RB, Sheppard C, Goulding C. Methylenetetrahydrofoloate reductase and methionine synthase: biochemistry and molecular biology. Eur J Pediatr. 1998;157:s54–59. doi: 10.1007/PL00014305. [PubMed] [Cross Ref]

    67. Petrossian TC, Clarke SG. Uncovering the human methyltransferasome. Mol Cell Proteomics. 201;10:M110.00097. [PMC free article] [PubMed]

    68. Zou CG, Banerjee R. Homocysteine and redox signaling. Antioxid Redox Signal. 2005;7:547–559. doi: 10.1089/ars.2005.7.547. [PubMed] [Cross Ref]

    69. Jakubowski H, Perla-Kajan J, Finnell RH, Cabrera RM, Wand H, Gupta S, Kruger WD, Kraus JP, Shih DM. Genetic or nutritional disorders in homocysteine or folate metabolism increase protein N-homocysteinylation in mice. FASEB J. 2009;23:1721–1727. doi: 10.1096/fj.08-127548. [PMC free article] [PubMed] [Cross Ref]

    70. James SJ, Melnyk S, Jernigan S, Hubanks A, Rose S, Gaylor DW. Abnormal transmethylation/transsulfuration metabolism and DNA hypomethylation among parents of children with autism. J Autism Dev Disord. 2008;38:1966–1975. doi: 10.1007/s10803-008-0591-5. Erratum in J Autism Dev Disord 2008, 38:1976. Jill James, S [corrected to James, S Jill] [PMC free article] [PubMed] [Cross Ref]

    71. Guerrero-Bosagna C, Skinner MK. Environmentally induced epigenetic transgenerational inheritance of phenotype and disease. Mol Cell Endocrinol. 2012;354:3–8. doi: 10.1016/j.mce.2011.10.004. [PMC free article] [PubMed] [Cross Ref]

    72. Deth R, Muratore C, Benzecry J, Power-Charmitsky VA, Waly M. How environmental and genetic factors combine to cause autism: a redox/methylation hypothesis. Neurotoxicology. 2008;29:190–201. doi: 10.1016/j.neuro.2007.09.010. [PubMed] [Cross Ref]