膳食摄入量和等离子体水平的胆碱和甜菜碱与自闭症谱系障碍儿童

文摘

单碳物质代谢异常folate-dependent已报告在许多自闭症儿童。因为胆碱和甜菜碱不足会影响叶酸代谢和下游甲基化和抗氧化能力,我们试图确定膳食摄入胆碱和甜菜碱在自闭症儿童是基于国家建议足以满足营养需求。288年为期三天的食物记录分析自闭症儿童(asd)参加全国自闭症干预研究网络身体健康(AIR-P)研究自闭症儿童的饮食和营养。血浆胆碱和甜菜碱的浓度测量的子群35所以患儿和32岁年龄控制孩子。结果表明,60 - 93%的自闭症儿童消费低于推荐摄入量(AI)胆碱。强烈的正相关性被发现之间的膳食摄入量和血浆胆碱和甜菜碱的浓度在自闭症儿童以及降低等离子体浓度与对照组相比。我们得出这样的结论:胆碱和甜菜碱摄入不足的一个重要子群asd患儿和反映在等离子体水平较低。胆碱和甜菜碱的摄入不足可能导致代谢异常中观察到许多自闭症儿童和认股权证注意营养咨询。

1。介绍

自闭症是一种复杂,behaviorally-defined神经发育障碍的特点是重要的在社会交往障碍,语言和非语言交流,限制,重复和刻板的行为模式。疾病控制中心估计,当前流行的自闭症谱系障碍(ASD)在美国是1 110名儿童(1]。所以患儿的营养筛查和评估是一个重要的临床考虑以下几个原因。首先,这些孩子常常表现出与营养相关的医疗问题,包括肠胃不适、肠道炎症、腹泻、便秘、胃酸反流(1]。感觉异常处理会影响口感和质地感知导致食物避免和限制在许多ASD患儿进食。“坚持一致性”和强迫性重复的行为加强严格的饮食偏好,导致有限的食物曲目(2]。最后,积累研究表明营养代谢和需求可能会改变在一些自闭症谱系障碍儿童与正常儿童相比,(3- - - - - -5]。因此,所以患儿多个风险因素可能会增加在这个人口营养不良的患病率。

代谢异常报告所以患儿主要涉及folate-dependent一个碳代谢。Paşca等人报道半胱氨酸和蛋氨酸异常代谢物水平的儿童广告和PDD-NOS6]。他们还指出增加患病率C677T MTHFR多态性与儿童广告。多态性在这个通路限制叶酸增加可用性和需要其他相互依存的代谢物包括胆碱和甜菜碱(7]。此外,詹姆斯等人发现,患自闭症谱系障碍儿童显著降低血浆浓度的蛋氨酸,S-adenosylmethionine(山姆),胱硫醚,半胱氨酸,和总谷胱甘肽(GSH)和更高浓度的S-adenosylhomocysteine (SAH)、腺苷和氧化谷胱甘肽(GSSG)相比,年龄控制儿童(8- - - - - -10]。这些代谢异常可能导致破坏甲基化(SAM / SAH)和抗氧化/解毒能力(谷胱甘肽(GSSG)。在一项研究中,低血浆山姆/ SAH与DNA hypomethylation和低血浆GSH / GSSG相关生物标志物的蛋白质氧化损伤(3-nitrotyrosine 3-chlorotyrosine)和DNA氧化损伤(8-oxodeoxyguanine) [10]。罗斯等人也发现了相似的谷胱甘肽(GSSG减少和氧化损伤后期自闭症患者的大脑样本表明氧化应激和损伤可能是一个系统性的问题在一些自闭症儿童(11]。

胆碱、甜菜碱和叶酸是可以互换的一个碳的来源单位。如图1胆碱的代谢与folate-dependent相交一个碳代谢作为蛋氨酸合成另一种途径,尤其是叶酸可用性是有限的。胆碱的前体是甜菜碱和甲基来源于甜菜碱用于SAM-dependent甲基化反应包括合成膜磷脂酰胆碱(PC)。通过这种方式,间接胆碱作为前体合成的膜磷脂必不可少的正常的膜流动性,信号转导、膜运输和完整性(12,13]。胆碱也是一个前体的合成乙酰胆碱(ACh),一个重要的神经递质在中央和自主神经系统。在中枢神经系统,空调采暖是一种重要的神经调质感官认知和诱导物的快速眼动睡眠和维持注意力非常重要14]。最后,作为山姆合成的甲基供体,胆碱不足已被证明在动物模型中导致全球DNA hypomethylation和表观遗传异常15]。低血浆山姆水平和DNA hypomethylation也被证明在自闭症儿童(10]。

胆碱是公认的医学研究所(IOM)作为一个重要的营养(1998年16]。好的饮食胆碱的来源包括蛋、肝、牛肉、鸡肉、鱼、牛奶、十字花科蔬菜、豆类、花生,而甜菜碱主要是来自麦麸,小麦胚芽,和菠菜9,10]。值得注意的是,甜菜碱摄入已经与西方饮食相关的负面高肉类、糖和脂肪(11]。蔡塞尔(17)观察以下症状当饮食胆碱不足的健康人进行了研究:(1)肝脂肪变性,(2)肌肉损伤,(3)DNA损伤,(4)淋巴细胞基因表达的变化。此外,低血浆胆碱水平与焦虑相关(18]。

虽然胆碱及其代谢物重要贡献者正常folate-dependent一个碳代谢,这些营养素的饮食摄入量和等离子体水平没有自闭症人群的调查。因此,这项研究的目的是确定特定年龄段的饮食摄取这些营养物质被国家标准在适当的范围内,饮食摄入量是否与等离子体水平这些孩子的一个子集。

2。对象和方法

2.1。研究参与者

胆碱和甜菜碱摄入营养数据从食物中获得从288年所以患儿参加身体健康的自闭症干预研究网络(AIR-P)研究自闭症儿童饮食和营养,他们招募了来自四个国家的网站包括匹兹堡,宾夕法尼亚州,小石城,阿肯色州,罗切斯特,纽约,和科罗拉多州的丹佛市。一群35 288 ASD参与者和32控制参与者的父母同意抽血参与的辅助研究血浆胆碱代谢产物测定和对比组。入选标准的ASD组包括2 - 11岁的儿童自闭症的临床诊断依据诊断与统计手册第四标准和自闭症诊断观察进度(节选)。控制参与者3 - 10岁和没有病史的行为或神经系统异常,由家长报告,控制参与者的持续NICHD-sponsored研究自闭症儿童(SJJ: R011HD051873)。控制孩子们的年龄和sex-matched等离子体分析和有限的情况下孩子,父母同意孩子的血。研究协议和知情同意制度审查委员会批准在每个站点的数据收集。

2.2。饮食数据

为期三天的食物记录收集看护者的参与者在ASD组()。受过训练的人员使用一个标准化的方法来指导护理人员在记录所有食物,饮料,和补充消耗的参与者连续三天,包括周末的一天。完成记录返回每个站点检查和护理人员联系如果信息缺失或不清楚。记录每个站点被送往罗彻斯特,纽约研究分析使用营养数据系统(NDSR)软件版本2009年和2010年,由营养协调中心(明尼苏达大学、明尼阿波利斯、锰)。个人食物摄入量结果是基于平均摄入三天的数据收集。

2.3。等离子体数据

血浆胆碱和甜菜碱的浓度是来自67名参与者(35自闭症和32控制)的父母同意抽血。参与者被指示抽血前快12个小时。每个参与者的最大吸引25毫升血。获得的血液样本是在两周内完成的为期3天的食物记录。获得的样本和鉴定后,他们被送往孤独症治疗网络/智力和发育障碍研究中心(ATN / IDDRC) Biorespository丹佛市科罗拉多用于存储。250 uL整除被送到孤独症基因组学实验室在小石城,阿肯色州进行分析。胆碱和甜菜碱浓度测量使用Dionex高效液相Chromatography-Ultraviolet系统耦合电喷雾电离(ESI)串联质谱仪使用Thermo-Finnagen LCQ。样本30μL deprotenized有三卷的乙腈,并进一步分析了使用普通相硅胶柱色谱法。这是平衡的混合15更易25 L甲酸铵和乙腈的比例:75。与线性梯度筛选了甲酸铵的比例增加,更详细地描述在河中沙洲et al。19]。

2.4。统计分析

统计分析进行了使用SPSS(21.0版)和Excel软件(Microsoft Office 2007;雷德蒙的微软公司(Microsoft Corp .)、佤邦)。描述性统计是用来描述研究参与者的人口学特征。意味着,标准差和范围被用来描述自闭症群体的饮食摄入量。皮尔逊积差相关系数是用来测试膳食摄入量之间的关系和血浆胆碱和甜菜碱的ASD组。学生的测试被用来确定组间差异存在于血浆浓度。统计学意义是0.0。

3所示。结果

3.1。参与者的特征

在288年ASD的参与者中,86.1%是男性,25.7%(74)的1-3-year-age类别,4-8-year-age类别(177)61.5%,和12.8% 9-11-year-age类别(37)。大于90%的参与者是白种人。儿童评估小组内的等离子体和膳食摄入胆碱和甜菜碱,11的35(32%)1 - 3岁的儿童,19(54%)4 - 8岁的儿童,儿童和5(14%)8 - 11岁。ASD的人体测量数据组()和对照组(ASD组)表示,27%的儿童超重和肥胖的类别相比,对照组的23%。此外,更少的ASD组划分为体重不足的儿童相比,对照组(分别为6%和10%,分别地)。

3.2。膳食摄入量与ASD的参与者

膳食摄入量的数据是基于为期三天的食物记录288 ASD参与者分析论文准备的时候。如表所示1AI,胆碱摄入量低于69%以上在所有年龄类别。儿童的比例摄入低于AI随着年龄增长而逐渐增加(范围69 - 93%)。没有建立膳食参考摄入量的甜菜碱;然而,美国成人平均甜菜碱摄入已经估计~ 5毫克/公斤/天(20.,21]。自闭症儿童的意思是甜菜碱摄入~ 4.6毫克/公斤/天在所有年龄组。然而,儿童的摄入量的百分比小于3.5毫克/公斤/天是1 - 3岁年龄段的30%,4 - 8岁年龄段的23%,18%在9 - 11岁年龄组。

3.3。饮食摄入量之间的关系和血浆胆碱和甜菜碱的浓度在ASD组

饮食摄入量之间的关系和血浆胆碱和甜菜碱的浓度在ASD组()研究了使用皮尔逊积差相关系数。有一个强大的、积极的膳食摄入量和血浆胆碱浓度之间的相关性:,,,较低的摄入与低血浆胆碱浓度(图有关2)。同样,膳食摄入量和等离子甜菜碱浓度显示一个强大的、正相关:,,,低膳食摄入量与低血浆浓度甜菜碱(图3)。

3.4。比较在ASD和对照组血浆代谢物浓度

比较血浆胆碱和甜菜碱的浓度之间的ASD组()和对照组(),并呈现在图4。学生的以及表明参与者的ASD组显著降低血浆胆碱和甜菜碱的浓度比对照组()以及显著降低甜菜碱:胆碱的比例。

4所示。讨论

结果AIR-P自闭症儿童的饮食和营养的研究第一次表明,大多数的自闭症谱系障碍3至11岁的儿童消费大量的饮食胆碱不足。很强的相关性之间的胆碱和甜菜碱膳食摄入量和等离子体水平在这些孩子的一个子集,这表明choline-betaine-homocysteine对蛋氨酸合成途径可能是妥协。胆碱的显著下降:甜菜碱摄入比例呈现在图4符合这种可能性。研究表明饮食不足胆碱和betaine-derived甲基叶酸增加要求相反,胆碱和甜菜碱缺乏症folate-derived甲基(增加了要求17]。因此,饮食赤字蛋氨酸合成途径都可能损害儿童自闭症和分析有助于低蛋氨酸和山姆水平之前报道在这些孩子8- - - - - -10]。重要的是,山姆的合成减少,主要的细胞内的甲基供体,可以导致DNA hypomethylation和表观遗传异常与基因表达异常有关,基因组印记,基因组不稳定性(22]。显著降低血浆methioinine和山姆与DNA hypomethylation在asd患儿已报告相对于年龄控制儿童(10]。

现在还不知道是否补充胆碱和甜菜碱会增加合成蛋氨酸和山姆在自闭症儿童。然而,通过阿特金森et al。23和英尼斯等。24支持胆碱和甜菜碱在其他研究的积极作用。阿特金森等人在健康男性进行了一项随机交叉研究(),甜菜碱和同型半胱氨酸浓度测量后消费膳食补充剂含有胆碱或甜菜碱。他们从食物和补品敏锐地发现甜菜碱提高等离子甜菜碱。此外,胆碱和甜菜碱帮助缓解postmethionine负载后同型半胱氨酸浓度的上升。英尼斯等人发现,胆碱与囊性纤维化导致儿童补充蛋氨酸显著增加,山姆,山姆长官甲基化比,谷胱甘肽(GSSG氧化还原的比例。因为自闭症儿童的代谢剖面类似于观察孩子与囊性纤维化,可能补充胆碱可能同样改善自闭症儿童的甲基化状态。

符合低胆碱状态,El-Ansary et al。25)发现,磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸和磷脂酰胆碱在沙特阿拉伯的一组显著降低儿童自闭症谱系障碍()与对照组()。他们建议这些磷脂的低水平可能与氧化应激和炎症。同样,詹姆斯等人发现等离子体的半胱氨酸水平下降,谷胱甘肽,并减少比氧化谷胱甘肽(GSH / GSSG)自闭症谱系障碍儿童与对照组相比,表明一些所以患儿降低抗氧化能力和氧化应激的证据8]。其他研究人员报道高同型半胱氨酸水平在儿童自闭症谱系障碍(6)这是很重要的考虑由于胆碱和甜菜碱可以减少这些水平,特别是当除蛋氨酸。除了胆碱和甜菜碱的摄入不足,饮食和营养的AIR-P研究自闭症儿童报道,钙,维生素E,维生素D,和纤维摄入量也不足相比,NHANES规范数据(2]。

最后一个考虑是胆碱缺乏大脑发育的作用,内存,和焦虑。在动物模型中,多个研究表明胆碱缺乏和补充影响神经发育。choline-supplemented怀孕的老鼠的后代改善了视觉空间的和听觉记忆和行为测试中表现更好,而胆碱缺乏似乎有相反的效果26,27]。减少人类的研究已经完成,尽管老人和阿尔茨海默氏症患者减少了免费的胆碱和大脑中磷脂酰胆碱(28,29日]。最近的一个庞大的人口基础研究的5918名男性和女性参加Hordaland [18健康研究,发现低血浆胆碱浓度和高焦虑水平显著相关。行为改变与asd患儿血浆胆碱水平低有关需要进一步的研究加以考虑。

目前的研究有几种可能的局限性。首先,可能是父母同意参与可能更关注营养与喂养行为等他们的孩子,他们的饮食模式可能不同于一般人群的自闭症儿童的。我们无法做出比较关于食品记录以来的影响控制孩子的饮食只是收集与自闭症儿童。另外,目前还不清楚如果观察到等离子体浓度之间的差异情况和控制组织反射的饮食摄入或代谢异常或两者兼而有之。而胆碱摄入量的充足率决心使用标准的人工智能水平,一个组件的参考食谱健康个体,它是不确定的,如果这些标准可以适用于自闭症儿童,尤其是在营养代谢异常中发现了这些孩子。

5。结论

总之,胆碱作为甲基供体中扮演着重要的角色在细胞膜的膜磷脂成分的合成以及神经递质乙酰胆碱的合成。AIR-P饮食和营养研究中的数据表明,69 - 93%的自闭症患儿摄入饮食胆碱不足的。重要的是,低胆碱和甜菜碱摄入与低血浆水平相关的这些营养物质表明可能有叶酸和磷脂代谢相关功能的后果。未来的研究应该考虑是否这些代谢失衡与膳食咨询可以纠正或补充相关干预措施和改善代谢是否一些行为症状的改善。

缩写

自闭症:	自闭症谱系障碍
AIR-P:	自闭症干预研究网络对身体健康
美国儿童健康与人类发展研究所:	国家儿童健康和人类发展研究所
DMG:	Dimethylglycine
人工智能:	适当的摄入
广告:	自闭症
PDD-NOS:	广泛性发育障碍不指定
MTHFR:	Methylenetetrahydrofolate还原酶
山姆:	S-adenosylmethionine
谷胱甘肽:	总谷胱甘肽
长官:	S-adenosylhomocysteine
GSSG:	氧化谷胱甘肽
PC:	磷脂酰胆碱
哦:	乙酰胆碱
国际移民组织:	医学研究所
NDSR:	营养数据系统进行研究
ATN / IDDRC:	自闭症治疗网络/智力和发育障碍研究中心。

利益冲突

作者宣称他们没有任何利益冲突。

作者的贡献

作者的职责如下:乔安娜·c·哈姆林分析数据,进行统计分析,导致论文写作;玛格丽特·保利是注册营养师收集饮食数据;斯捷潘梅利尼克是一个发达的代谢分析实验室主任;Oleksandra Pavliv代谢进行化验;威廉Starrett代谢进行化验;蒂娜·a·克鲁克分析数据,进行统计分析,导致论文写作;美国吉尔·詹姆斯(首席研究员)进行了研究,分析了数据,进行统计分析,解读数据,导致论文,主要负责最后的内容。

确认

作者要感谢的努力和参与本研究自闭症儿童的母亲没有他们就不可能。这项研究的一部分进行自闭症孤独症治疗网络。进一步支持来自合作协议(11054年UA3 MC)从美国卫生和人类服务部,卫生资源和服务管理局,孕产妇和儿童健康研究项目,马萨诸塞州综合医院。本文所表达的见解不一定反映“孤独症代言人”的观点,Inc .)也支持HRSA:自闭症干预对身体健康(AIR-P);NICHD: R011HD051873 (SJJ);CTSI:罗彻斯特大学。

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