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多动症(ADHD)儿童肠道菌群特点

时间:2022-08-31 11:23 来源:互联网
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多动症(ADHD)是全世界儿童最常被诊断出的精神疾病之一,其特征是注意力不集中、多动、冲动症状。这些症状是由神经递质功能障碍(多巴胺、5-羟色胺、去甲肾上腺素等)、纹状体功能障碍共同导致的。

【最新研究进展】

关于ADHD的病因复杂,主要有遗传因素、围产期因素(早产、体重过轻、吸烟、药物影响等)、成长环境、微量元素(如铅等重金属)等。

来自解放军总医院第一医学中心儿内科医生(张珊等)研究发现,人体中存在微生物-肠-脑轴的双向调节机制,肠道微生物的代谢产物,影响神经递质的分泌,从而影响脑部功能。同时,神经系统亦可反向调节肠道微生物的构成,这种双向调节是通过复杂的神经-内分泌通路所完成的。

因此,肠道菌群的异常构成,可能会导致神经递质异常分泌,从而造成神经精神疾病的发生,如儿童青少年ADHD、孤独症,老年人阿尔茨海默病等。

【国内临床试验】

解放军总医院的研究团队,对6~12岁的ADHD患儿,与健康儿童的肠道微生物物种相对丰度进行分析,发现二者存在明显差异。

ADHD患儿与健康儿童菌属及种水平差异图

主要差异包括:

1、ADHD患儿的粪肠杆菌属明显减低;

2、ADHD患儿的韦荣球菌属明显减低,而肠球菌属、气味杆菌属明显增高;

3、在菌种水平上,还发现ADHD患儿的普氏栖粪杆菌(Faecalibacterium prausnitzii)、毛螺科菌(Lachnospiraceae bacterium)以及活泼瘤胃球菌(Ruminococcus gnavus)显著较少,粪拟杆菌(Bacteroides caccae)、内脏拟杆菌(Odoribacter splanchnicus)、木假单胞菌(Paraprevotella xylaniphila)以及小韦荣球菌(Veillonella parvula)则显著增多。

粪肠杆菌属具有抗炎作用,其表达水平降低,导致炎性因子表达增加。而ADHD患儿炎性因子水平明显增高,炎性因子可通过血脑屏障,从而影响神经系统发育以及脑部功能。因此,粪肠杆菌属失调,引起炎症因子的变化,是造成儿童青少年ADHD的发病的诱因之一。

肠球菌属异常,导致左旋多巴在外周过多地转换为多巴胺,同时由于血脑屏障,导致外周多巴胺无法进入中枢神经系统;另一方面,还会导致酪氨酸脱羧酶的过度激活,使酪氨酸及苯丙氨酸的脱羧化反应加剧,无法有效进入中枢神经系统,将多巴胺前体转化为左旋多巴。

正是由于上述两个原因,造成中枢神经系统多巴胺减少;而ADHD发病,与中枢神经系统多巴胺减少密切相关。

气味杆菌属显著增高,造成多巴胺代谢通路异常,从而引起ADHD发病。

【国外临床试验】

德国基尔大学(基尔石勒苏益格-荷尔斯泰因大学医学院)是德国历史最悠久的大学,其医学院于1665年创立,至今已有350多年历史。

来自该校的亚历山大·普雷恩-克里斯滕森(Alexander Prehn-Kristensen)和亚历山德拉·齐默尔曼(Alexandra Zimmermann)在《PLOS ONE》上发表的论文,也对肠道菌群和ADHD的关系,进行了研究。

他们将14名ADHD患儿(均为男性,平均年龄11岁),17名健康儿童肠道菌群进行了对比研究,研究微生物种群之间的差异。

如上图所示,从微生物种群多样性分析(Alpha多样性分析),shannon、observed、Chao1三个主要指标,健康儿童(绿色)均明显高于ADHD患儿(红色)。

说明:

Shannon指数:评估样本中物种组成的丰富度和均匀度,数值越大表示该环境的物种越丰富,各物种分配越均匀。

observed指数:表示样品中含有的物种数目,数值越高表明样品物种丰富度越高。

Chao1指数:估算样品中所含OTU数目的指数,数值越大代表样本中所含物种越多。

ADHD患儿(红色)和健康儿童(绿色)肠道菌群差异

研究发现,ADHD患儿的肠道微生物多样性显着降低,与健康儿童相比,其微生物组成存在差异。而拟杆菌属、奈瑟氏菌属(Neisseriaceae)可以作为ADHD的诊断依据。

拟杆菌属的成员,虽然通常是有益的肠道微生物群,但它们也能够产生淀粉样蛋白、内毒素(如脂多糖)、肠毒素和神经毒素,这些毒素会影响血-脑屏障的结构,危害中枢神经系统。奈瑟氏菌可以引起脑膜炎,而脑膜炎患儿愈后,经常出现注意力不集中、多动、冲动的问题。

综上,奈瑟菌属和拟杆菌属的水平升高,可以作为青少年多动症的诊断依据。

【研究结论】

肠道菌群结构的变化,导致微生物-肠-脑轴的功能失调,从而使神经内分泌通路失衡,进而导致ADHD的发病。

【参考文献】

张珊, 万林, 孙于林,等. 注意缺陷多动障碍患儿的肠道菌群特征[J]. 临床儿科杂志, 2020, 38(4):5.

Alexander P K , Alexandra Z , Lukas T , et al. Reduced microbiome alpha diversity in young patients with ADHD[J]. Plos One, 2018, 13(7):e0200728.

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