[autismo-biologia] metabolismo del triptofano

[daniela marianicerati]

Il
3 giugno scorso è stato pubblicato il seguente articolo
Decreased tryptophan
metabolism in patients with autism spectrum disorders
 
Luigi Boccuto1, Chin-Fu Chen1, Ayla R Pittman1, Cindy D
Skinner1, Heather J
McCartney1, Kelly Jones1, Barry R Bochner2, Roger E
Stevenson1and Charles E
Schwartz1*
Molecular Autism2013, 4:16 doi:10.1186/2040-2392-4-16 
 http://www.molecularautism.com/content/4/1/16

Di questo articolo, di grande interesse in quanto evidenzia un’alterazione
biochimica presente nelle persone con autismo e assente in due gruppi di
controllo, uno di normodotati e l’altro di pazienti con disturbi mentali
diversi dall’autismo, è stato fatto un ampio resoconto divulgativo da Giorgio
Lenaz, Professore Emerito di Biochimica all’Università di Bologna, che
ringrazio a nome degli iscritti al forum autismo-biologia

I pazienti autistici hanno una diminuzione
del metabolismo del triptofano
L. Beccuto et al, Molecular Autism 4:16, 2013
  
 
I disturbi che fanno parte dello spettro autistico
costituiscono un gruppo eterogeneo di condizioni neurologiche dello sviluppo.
Al momento l’autismo viene diagnosticato, generalmente non prima dei tre anni di
età, soltanto dall’osservazione comportamentale, mentre non esistono prove di
laboratorio attendibili.
Ci sono indicazioni per una forte componente genetica
predisponente all’autismo, tuttavia vi è una notevole eterogeneità genetica per
cui riesce difficile proporre un’unica ipotesi che riunisca tutti i geni finora
considerati.
Le ricerche sulle basi molecolari dell’autismo hanno messo
in luce numerose alterazioni metaboliche, come iperserotoninemia, presenza di cataboliti
urinari del metabolismo degli aminoacidi solforati, e stress ossidativo, ma
questi reperti non sono  ancora stati
tradotti in test affidabili di laboratorio per una diagnosi sicura.
 
In questo studio gli autori hanno selezionato linee
cellulari ottenute da linfociti di 87 pazienti con sindrome artistica, di età
compresa tra 2,5 e 34 anni, in confronto con 78 controlli di età
corrispondente. Le cellule venivano trattate con un sistema automatico capace
di ottenere dati sull’attività metabolica di campioni di peptidi formati da due
aminoacidi e precisamente da 367 diverse combinazioni binarie dei 20 aminoacidi
che costituiscono le proteine. Tra questi è stato visto che 27 combinazioni di
aminoacidi contenenti triptofano venivano tutte metabolizzate a velocità
statisticamente minore di quella dei controlli, a differenza delle altre
combinazioni di aminoacidi in cui non si notavano differenze tra campioni e
controlli. Solo i pazienti affetti da autismo mostravano tali differenze,
mentre pazienti con altri disturbi comportamentali e neurologici compresa la
schizofrenia non mostravano differenze rispetto ai soggetti normali.
I risultati sono stati successivamente riprodotti in un’altra
coorte di pazienti e controlli, confermando con certezza che nei pazienti
autistici c’è una ridotta capacità di ossidare il triptofano.
Poiché i risultati hanno dimostrato la presenza di un
disordine nel metabolismo del triptofano, allo scopo di chiarire quali tappe
metaboliche fossero interessate,  gli
autori hanno successivamente studiato l’espressione genica di una serie di
enzimi coinvolti in questo metabolismo ed hanno riscontrato una diminuita
espressione in molti di questi geni (9 su 15 studiati) nei soggetti autistici
rispetto ai controlli sani e ai soggetti con altre sindromi neurologiche.
 
Il metabolismo del triptofano segue due vie principali, una
che porta alla sintesi di serotonina  e
di melatonina, ed un’altra che porta alla sintesi di NAD (nicotinamide adenin
dinucleotide).
 
                   à à serotonina à à melatonina
triptofano
                   àà chinurenina à à  à NAD
 
La serotonina è un neurotrasmettitore  implicato in numerose funzioni cerebrali, tra
cui il comportamento sociale,  nonché
nello sviluppo di alcune aree cerebrali tra cui i lobi frontali: si noti che
una anomala organizzazione dei lobi fronto-temporali è una delle
caratteristiche anatomiche riscontrate all’autopsia di soggetti autistici.
La melatonina, che pure deriva dal metabolismo del
triptofano, è implicata nella regolazione dei ritmi circadiani sonno-veglia; è
interessante che in molti soggetti autistici si riscontrano disordini del
sonno.
Il NAD, che viene sintetizzato dal triptofano  attraverso un’altra via metabolica, è un
coenzima essenziale per i processi di ossidoriduzione che avvengono nella
cellula e in particolare nei mitocondri, organuli deputati alla conservazione
dell’energia in forma di ATP. La diminuita sintesi di NAD, che pure deriva
dall’alterato metabolismo del triptofano, può quindi avere gravi conseguenze a
livello dei mitocondri, in cui esso è un coenzima essenziale, con alterazione
del bilancio energetico a cui i mitocondri sono deputati.  Un tale sbilancio nel cervello in via di
sviluppo può portare  a gravi
ripercussioni sui circuiti cerebrali in formazione.
Sembra quindi che l’alterazione del metabolismo del triptofano,
causata dalla diminuita espressione di geni implicati in questo metabolismo,  possa costituire un quadro unificante capace
di spiegare sia la sintomatologia dei pazienti sia i risultati in precedenza
trovati in altre ricerche.
I risultati di questo studio sono inoltre estremamente
promettenti per lo sviluppo di un affidabile test diagnostico comune alle varie
forme di autismo.
                                                           Giorgio Lenaz
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