Tungmetaller som finns i babytänder kan avslöja metabola problem som potentiellt kan bidra till ADHD (ADHD) och autismspektrum, enligt en preliminär ny studie.
Forskningen är i mycket tidiga stadier. Men om barn med ADHD och / eller autism bearbetar metaller annorlunda kan det vara så att dessa metabola skillnader delvis orsakar eller förvärrar villkoren. Att förstå exakt hur denna process fungerar kan en dag hjälpa läkare att identifiera barn som är i riskzonen för dessa tillstånd och potentiellt skydda dem från miljöfaktorer som förvärrar deras symtom, föreslår experter.
(För närvarande kan babytandtekniken inte användas för att diagnostisera, förebygga eller behandla autism eller ADHD.)
Tandvävnaden som undersöktes i studien innehöll spårmetaller both- både biologiskt viktiga sådana, såsom zink, och farligt giftiga sådana, som bly - som tillsammans avslöjade skillnader i hur barnen metaboliserade elementen i deras kroppar.
Jämfört med tänderna från barn utan neuroutvecklingsstörningar visade tänderna hos barn med ADHD, autism eller båda tillståndet mönster av metallmetabolism som verkade mindre komplicerade än metabola cykler hos vanligt utvecklande barn, enligt den nya studien, publicerad 25 september i tidskrift Translational Psychiatry.
Forskare har länge vetat att exponering för giftiga metaller kan störa hjärnutvecklingen, men denna studie tyder på att det finns mer till historien, säger Dr Amy Margolis, en medicinsk psykolog vid Columbia University Medical Center.
"Det är inte bara en berättelse om" exponering leder till dåliga resultat "- det är också en berättelse om hur olika metabolismprofiler kan göra vissa människor mer utsatta," berättade Margolis, som inte deltog i studien, till Live Science. Bevis tyder på att ADHD och autism kan innebära störningar i samma kemiska vägar, tillade Margolis, och den nya studien understryker denna idé och banar vägen för ytterligare utredning.
Tidigare fann forskare att personer med ADHD har olika blod- och urinkoncentrationer av olika metaller - som bly, kvicksilver, zink och mangan - än de utan störningen, enligt en översyn av 2013 och två 2016-studier. Autism och dess beteendessymtom har också varit kopplade till ökade nivåer av giftiga metaller, som bly, och utarmade nivåer av viktiga mineraler, som zink. Men blod- och urinprover kan endast fånga metaller som finns i en persons system vid tidpunkten för insamlingen.
"Vad det inte kan göra är att berätta för dig hur mycket du utsattes för tidigare", sa studieförfattaren Paul Curtin, en beräkningsbiolog vid Icahn School of Medicine vid Mount Sinai i New York. Curtin och hans kollegor ville veta hur metall påverkade utvecklingen av ADHD och autism i livmodern, så de tog ett annat synsätt.
Fostertänder börjar spänna sent i första trimestern av graviditeten och ackumuleras lager på skikt av emalj mellan andra trimestern och tidig barndom. Skikten bildar synliga linjer inte till skillnad från "tillväxtringar på träd", sade Curtin, och dessa lager återspeglar nivåerna av element, såsom metaller, som cirkulerade i det utvecklande barnets blodomlopp vid olika tidpunkter. Genom att undersöka mönster för exponering av metall arkiverade i vävnaden "kan vi följa tillväxtringarna i tanden och gå tillbaka i tiden," förklarade Curtin.
Teamet samlade förlorade babytänder från 74 barn som tidigare hade deltagit i Roots of Autism och ADHD Twin Study i Sverige, en kohort som inkluderade en grupp tripletter, 30 kompletta uppsättningar av tvillingar och 11 individer från tvillingpar. Genom att fokusera på tvillingar syftade forskarna till att kontrollera genetiska faktorer som bidrar till autism och ADHD och istället fokusera på markörer av metallmetabolism som kan skilja sig mellan barnen. Trettiotre (45%) av barnen hade ADHD, autism eller båda villkoren, och de andra 41 barnen (55%) fungerade som en kontrollgrupp för jämförelse.
Med babytänderna i handen rullade forskarna ut lasrarna.
Teamet riktade koncentrerade plasmastrålar mot varje tandens emalj för att zappa genom sin pärlvita yta till "tillväxtringarna" inuti. Lasern genererade laddade partiklar i tandvävnaden som sedan kunde detekteras, analyseras och matas in i en datoralgoritm för att avslöja tydliga mönster av metall inbäddade i tänderna. Analyserna visade att barns tänder bar specifika markörer för metallmetabolism - markörer som grovt korrelerade med om de hade ADHD, autism, båda villkoren eller varken. (Korrelationen var subtil; det krävdes en datoralgoritm för att välja ut mönstret, och korrelationen var inte tillräckligt stark, eller visades i en tillräckligt stor grupp, att den kunde användas för att diagnostisera dessa tillstånd.)
Kroppen bryter normalt ner metaller cykliskt, vilket innebär att processen upprepas upprepade gånger i ett konsekvent mönster och takt, sade Curtin. Babytandanalyserna tyder på att dessa cykler på något sätt störs hos barn med neuro-utvecklingsstörningar
"Vi vet att genetik kan göra en skillnad när det gäller absorption och metabolism av vitaminer och mineraler," sade Dr. Eugene Arnold, professor emeritus i psykiatri och beteendeshälsa vid Ohio State University Wexner Medical Center. Arnold, som inte deltog i studien, föreslog att forskare kunde undersöka den genetik som driver metallmetabolism i djurmodeller av ADHD och autism. Denna forskning i sin tur kan hjälpa forskare att bättre förstå störningarna hos människor, sade Arnold.
Olika hjärnstrukturer bildar, utvecklas och ansluter både i livmodern och sedan in i tidig barndom. Eftersom tanddata visar mönstret för tungmetallmetabolism över tid, kunde hjärnansökningar sedan avslöja hur vissa metaboliska mönster relaterar till volymen, strukturen och anslutningen mellan olika hjärnregioner i olika utvecklingsstadier, sade Margolis. Forskare kunde sedan undersöka mer detaljerat hur metabolismens metabolism bidrar till hjärnfunktionen och människans beteende. Först, dock, sade hon, bör tändernaxperimentet replikeras i ytterligare ett större prov.
Teamet bakom den nya studien använde sin signaturtandteknik i en liknande studie 2018, där de studerade barn med autism i Sverige, USA och Storbritannien. Oavsett placering eller genetisk bakgrund visade barn med autism distinkta mönster av zink- och kopparmetabolism som skilde sig från de hos barn utan autism från varje plats.
Förhöjda nivåer av giftiga metaller och utarmade nivåer av essentiella mineraler har kopplats till neuro-utvecklingsstörningar, men författarna föreslår att hur ett barn metaboliserar metall kan vara lika viktigt som vilka element de utsätts för.
"Naturligtvis är det kritiskt vad du utsätts för," sa Curtin. "Men det är också avgörande hur du bearbetar den exponeringen ... Metabolismen av väsentliga element krävs helt klart för normal neurutveckling."
