Биохимические механизмы развития неврологических нарушений при синдроме дауна: значение для медицинской реабилитации

Авторы:

Колчева Юлия Александровна — кандидат медицинских наук, доцент кафедры педиатрии Института дополнительного профессионального образования, ФГБУ ФНОЦ МСЭ и Р им. Г.А. Альбрехта Минтруда России, Бестужевская ул., д. 50, Санкт-Петербург, 195067, Российская Федерация; e-mail: j.kolcheva@mail.ru; https://orcid.org/0000-0003-0250-5478.

Адрианов Андрей Викторович — доктор медицинских наук, доцент, заведующий кафедрой педиатрии Института дополнительного профессионального образования, ФГБУ ФНОЦ МСЭ и Р им. Г.А. Альбрехта Минтруда России, Бестужевская ул., д. 50, Санкт-Петербург, 195067, Российская Федерация; e-mail: adrianov-av@mail.ru; https://orcid.org/0000-0001-8974-1160.

Аннотация:

Введение. В последние десятилетия растет интерес к возможной роли окислительного стресса и воспаления, а также к изучению биохимических механизмов в развитии неврологической патологии при трисомии по 21-й хромосоме.

Цель. Выявление корреляции между выраженностью дисфункции митохондриальных ферментов, провоспа-лительных маркеров у детей с синдромом Дауна и уровнем церебрального дефицита.

Материалы и методы. Было обследовано 17 человек (12 девочек и 5 мальчиков в возрасте от 5 до 8 лет ) с синдромом Дауна (полная трисомия по 21-й хромосоме). Контрольную группу составили 14 детей. Всем детям проводилось подробное клинико-инструментальное исследование с осмотром педиатра, невролога, детского психиатра, нейропсихолога, электроэнцефалография, допплерография брахиоцефальных сосудов, МРТ головного мозга, эхокардиография, лабораторные исследования крови с определением уровней коэнзима Q10, интерлейкина 6, интерлейкина 10, фактора некроза опухоли альфа.

Результаты. Выявлена прямая корреляционная связь между выраженностью неврологического дефицита у детей с синдромом Дауна и уровнем коэнзима Q10, а также установлены взаимосвязи с показателями: интерлейкин 6, интерлейкин 10, фактор некроза опухоли альфа.

Обсуждение. Показано, что при данной патологии развивается проксидантное состояние, митохондриальная дисфункция, которые оказывают неблагоприятное влияние на протекание важнейших метаболических процессов, в том числе на развитие и функционирование церебральных структур.
Выявленная прямая корреляционная связь между выраженностью неврологического дефицита у детей с синдромом Дауна и уровнем коэнзима Q10, согласуется с литературными данными, в которых отмечаются достоверно более низкие значения коэнзима Q10 у детей с синдромом Дауна. Существуют единичные публикации, свидетельствующие о дисбалансе цитокинов при синдроме Дауна, что согласуется с результатами данного исследования. Однако полученные результаты требуют более масштабных исследований для подтверждения данной точки зрения.

Выводы. Уровни интерлейкина 6, интерлейкина 10, фактора некроза опухоли у таких детей могут использоваться в качестве биомаркеров, отражающих протекающий нейродегенереативный процесс. Коэнзим Q10 в сочетании с антиоксидантами могут играть положительную роль в облегчении неврологических проявлений при синдроме Дауна в комплексной медицинской реабилитации.

Список цитируемой литературы:

1. Coskun PE, Busciglio J. Oxidative Stress and Mitochondrial Dysfunction in Down’s Syndrome: Relevance to Aging and Dementia. Curr. Gerontol. Geriatr. 2012(1);1-7. DOI: 10.1155/2012/383170.

2. Ferrari M, Stagi S. Oxidative Stress in Down and Williams-Beuren Syndromes: An Overview. Molecules. 2021;26(11):3139. DOI: 10.3390/molecules26113139.

3. Helguera P, Seiglie J, Rodriguez J, Hanna M, et al. Adaptive Downregulation of Mitochondrial Function in Down Syndrome. Cell Metabolism. 2013(17):132-40. DOI: 10.1016/j.cmet.2012.12.005.

4. Zaki ME, El-Bassyouni HT, Tosson AM, Youness E, et al. Coenzyme Q10 and pro-inflammatory markers in children with Down syndrome: clinical and biochemical aspects. Journal Pediatry. 2017(93):100-4. DOI.org/10.1016/j.jped.2016.04.012.

5. Pallardo FV, Degan P, D’Ischia M, Kelly FJ, et al. Multiple evidence for an early age pro-oxidant state in Down Syndrome patients. Biogerontology. 2006(7):211-20. DOI: 10.1007/s10522-006-9002-5.

6. Barone E, Arena A, Head E, Butterfield DA, et al. Disturbance of redox homeostasis in Down Syndrome: Role of iron dysmetabolism. Free Radical Biology and Medicine. 2018(114):84-93. DOI: 10.1016/j. freeradbiomed.2017.07.009.

7. Brooksbank BW, Balazs R. Superoxide Dismutase, Glutathione Peroxidase and Lipoperoxidation in Down’s Syndrome Fetal Brain. Developmental Brain Research. 1984( 16):37-44. DOI: 10.1016/ s0140-6736(83)91427-7.

8. Busciglio J, Yankner BA. Apoptosis and increased generation of reactive oxygen species in Down’s Syndrome neurons in vitro. Nature Cell Biology. 1995(378):776-
9. DOI: 10.1038/378776a0.

9. Damiano S, Sozio C, La Rosa G, Guida, B, Faraonio R, Santillo M, Mondola P. Metabolism Regulation and Redox State: Insight into the Role of Superoxide Dismutase. International Journal of Molecular Sciences. 2020(21):6606. DOI: 10.3390/ ijms21186606.

10. Epstein CJ, Avraham KB, Lovett M, Smith S, et al. Transgenic mice with increased Cu/Zn-superoxide dismutase activity: Animal model of dosage effects in Down syndrome. International Journal of Molecular Sciences. 1987(84):8044-48. DOI: 10.1073/ pnas.84.22.8044.

11. Pagano G, Talamanca AA, Castello G, Cordero MD, et al. Oxidative Stress and Mitochondrial Dysfunction across Broad-Ranging Pathologies: Toward Mitochondria-Targeted Clinical Strategies. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2014(2014): 1-27. DOI: 10.1155/2014/541230.

12. Piccoli C, Izzo A, Scrima R, Bonfiglio F, et al. Chronic pro- oxidative state and mitochondrial dysfunctions are more pronounced in fibroblasts from Down syndrome foeti with congenital heart defects. Human Molecular Genetics. 2012(22):1218-32. DOI: 10.1093/ hmg/dds529.

13. Pallardo FV, Lloret A, Lebel M, D’Ischia M, et al. Mitochondrial dysfunction in some oxidative stress-related genetic diseases: Ataxia-Telangiectasia, Down Syndrome, Fanconi Anaemia and Werner Syndrome. Biogerontology. 2010(11): 401-19. DOI: 10.1007/ s10522-010-9269-4.

14. Izzo A, Mollo N, Nitti M, Paladino S, et al. Mitochondrial dysfunction in Down Syndrome: Molecular mechanisms and therapeutic targets. Journal of Molecular Medicine. 2018(24):1-8. DOI: 10.1186/ s10020-018-0004-y.

15. Пономаренко Г. Н. Физическая и реабилитационная медицина: фундаментальные основы и клиническая практика // Физиотерапия, бальнеология и реабилитация. — 2016. — Т. 15. — № 6. — С. 284-289. DOI: 10.18821/1681-3456-2016-15-6-284-289.

16. Скирмонт Е.И., Голубева Ю.Б., Зимина Е.Л., Ладэ А.С. и др. Некоторые аспекты ортопедической реабилитации детей с церебральным параличом // Физическая и реабилитационная медицина. — 2023. — Т. 5. — № 2. — С. 72-86. DOI: 10.26211/2658-4522-2023-5-2-72-86.