Schwermetalle in Milchzähnen können laut einer vorläufigen neuen Studie Stoffwechselprobleme aufdecken, die möglicherweise zur Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS) und zur Autismus-Spektrum-Störung beitragen.
Die Forschung befindet sich in einem sehr frühen Stadium. Wenn Kinder mit ADHS und / oder Autismus Metalle unterschiedlich verarbeiten, kann es sein, dass diese Stoffwechselunterschiede die Bedingungen teilweise verursachen oder verschlimmern. Das genaue Verständnis der Funktionsweise dieses Prozesses könnte Ärzten eines Tages helfen, Kinder zu identifizieren, bei denen ein Risiko für diese Erkrankungen besteht, und sie möglicherweise vor Umweltfaktoren schützen, die ihre Symptome verschlimmern, schlagen Experten vor.
(Derzeit kann die Milchzahntechnik nicht zur Diagnose, Vorbeugung oder Behandlung von Autismus oder ADHS verwendet werden.)
Das in der Studie untersuchte Zahngewebe enthielt Spurenmetalle - sowohl biologisch essentielle wie Zink als auch gefährlich toxische wie Blei -, die zusammen Unterschiede in der Art und Weise zeigten, wie die Kinder die Elemente in ihrem Körper metabolisierten.
Verglichen mit den Zähnen von Kindern ohne neurologische Entwicklungsstörungen zeigten die Zähne von Kindern mit ADHS, Autismus oder beiden Zuständen Muster des Metallstoffwechsels, die weniger komplex als Stoffwechselzyklen bei sich typischerweise entwickelnden Kindern erschienen, gemäß der neuen Studie, die am 25. September in der Zeitschrift Translationale Psychiatrie.
Wissenschaftler wissen seit langem, dass die Exposition gegenüber toxischen Metallen die Entwicklung des Gehirns stören kann, aber diese Studie legt nahe, dass die Geschichte mehr beinhaltet, sagte Dr. Amy Margolis, eine medizinische Psychologin am Columbia University Medical Center.
"Es ist nicht nur eine Geschichte über 'Exposition führt zu schlechten Ergebnissen' - es ist auch eine Geschichte darüber, wie unterschiedliche Stoffwechselprofile bestimmte Menschen anfälliger machen können", sagte Margolis, die nicht an der Studie beteiligt war, gegenüber Live Science. Es gibt Hinweise darauf, dass ADHS und Autismus zu Störungen auf denselben chemischen Wegen führen können, fügte Margolis hinzu, und die neue Studie unterstreicht diese Idee und ebnet den Weg für weitere Untersuchungen.
In der Vergangenheit stellten Forscher fest, dass Menschen mit ADHS unterschiedliche Blut- und Urinkonzentrationen verschiedener Metalle - wie Blei, Quecksilber, Zink und Mangan - aufweisen als Menschen ohne diese Störung. Dies geht aus einer Überprüfung von 2013 und zwei Studien von 2016 hervor. Autismus und seine Verhaltenssymptome wurden auch mit einem erhöhten Gehalt an toxischen Metallen wie Blei und einem verringerten Gehalt an essentiellen Mineralien wie Zink in Verbindung gebracht. Blut- und Urinproben können jedoch nur Metalle erfassen, die zum Zeitpunkt der Entnahme im System einer Person vorhanden sind.
"Was es nicht tun kann, ist Ihnen zu sagen, wie viel Sie in der Vergangenheit ausgesetzt waren", sagte der Co-Autor der Studie, Paul Curtin, ein Computerbiologe an der Icahn School of Medicine am Mount Sinai in New York. Curtin und seine Kollegen wollten wissen, wie Metall die Entwicklung von ADHS und Autismus im Mutterleib beeinflusst, und verfolgten daher einen anderen Ansatz.
Fetale Zähne beginnen spät im ersten Trimenon der Schwangerschaft zu knospen und sammeln sich zwischen dem zweiten Trimenon und der frühen Kindheit Schicht für Schicht Zahnschmelz an. Die Schichten bilden sichtbare Linien, ähnlich wie "Wachstumsringe an Bäumen", sagte Curtin, und diese Schichten spiegeln die Mengen an Elementen wie Metallen wider, die zu unterschiedlichen Zeiten im Blutkreislauf des sich entwickelnden Kindes zirkulierten. Durch die Untersuchung der im Gewebe archivierten Muster der Metallexposition "können wir den Wachstumsringen im Zahn folgen und in der Zeit zurückgehen", erklärte Curtin.
Das Team sammelte verlorene Milchzähne von 74 Kindern, die zuvor an der Roots of Autism- und ADHS-Zwillingsstudie in Schweden teilgenommen hatten. Diese Kohorte umfasste eine Gruppe von Drillingen, 30 vollständige Zwillingspaare und 11 Personen aus Zwillingspaaren. Durch die Konzentration auf Zwillinge wollten die Wissenschaftler genetische Faktoren kontrollieren, die zu Autismus und ADHS beitragen, und sich stattdessen auf Marker des Metallstoffwechsels konzentrieren, die sich zwischen den Kindern unterscheiden könnten. Dreiunddreißig (45%) der Kinder hatten ADHS, Autismus oder beide Erkrankungen, und die anderen 41 Kinder (55%) dienten als Kontrollgruppe zum Vergleich.
Mit den Milchzähnen in der Hand rollten die Wissenschaftler die Laser aus.
Das Team richtete konzentrierte Plasmastrahlen auf den Zahnschmelz jedes Zahns, um durch seine perlweiße Oberfläche zu den "Wachstumsringen" im Inneren zu zappen. Der Laser erzeugte geladene Partikel im Zahngewebe, die dann erfasst, analysiert und in einen Computeralgorithmus eingespeist werden konnten, um unterschiedliche Metallmuster zu erkennen, die in die Zähne eingebettet waren. Die Analysen zeigten, dass Kinderzähne spezifische Marker für den Metallstoffwechsel trugen - Marker, die in etwa damit korrelierten, ob sie ADHS, Autismus, beide Zustände oder keinen hatten. (Die Korrelation war subtil; es war ein Computeralgorithmus erforderlich, um das Muster auszuwählen, und die Korrelation war nicht stark genug oder wurde in einer ausreichend großen Gruppe gezeigt, um diese Zustände zu diagnostizieren.)
Der Körper baut Metalle normalerweise zyklisch ab, was bedeutet, dass der Prozess wiederholt in einem einheitlichen Muster und Tempo abläuft, sagte Curtin. Die Milchzahnanalysen legen nahe, dass diese Zyklen bei Kindern mit neurologischen Entwicklungsstörungen irgendwie gestört sind
"Wir wissen, dass die Genetik die Absorption und den Metabolismus von Vitaminen und Mineralstoffen beeinflussen kann", sagte Dr. Eugene Arnold, emeritierter Professor für Psychiatrie und Verhaltensgesundheit am Wexner Medical Center der Ohio State University. Arnold, der nicht an der Studie beteiligt war, schlug vor, dass Forscher die Genetik untersuchen könnten, die den Metallstoffwechsel in Tiermodellen für ADHS und Autismus antreibt. Diese Forschung könnte wiederum Wissenschaftlern helfen, die Störungen beim Menschen besser zu verstehen, sagte Arnold.
Verschiedene Gehirnstrukturen bilden, entwickeln und verbinden sich sowohl in der Gebärmutter als auch in der frühen Kindheit. Da die Zahndaten das Muster des Schwermetallstoffwechsels über die Zeit zeigen, könnten Gehirnscans dann zeigen, wie bestimmte Stoffwechselmuster mit dem Volumen, der Struktur und der Konnektivität verschiedener Gehirnregionen in verschiedenen Entwicklungsstadien zusammenhängen, sagte Margolis. Die Wissenschaftler könnten dann genauer untersuchen, wie der Metallstoffwechsel zur Gehirnfunktion und zum menschlichen Verhalten beiträgt. Zunächst sollte das Experiment mit den Milchzähnen jedoch in einer zusätzlichen, größeren Stichprobe wiederholt werden.
Das Team hinter der neuen Studie verwendete ihre Signaturzahntechnik in einer ähnlichen Studie aus dem Jahr 2018, in der Kinder mit Autismus in Schweden, den USA und Großbritannien untersucht wurden. Unabhängig von ihrem Standort oder genetischen Hintergrund zeigten Kinder mit Autismus unterschiedliche Muster des Zink- und Kupferstoffwechsels, die sich von denen von Kindern ohne Autismus an jedem Ort unterschieden.
Erhöhte Konzentrationen an toxischen Metallen und verringerte Konzentrationen an essentiellen Mineralien wurden mit neurologischen Entwicklungsstörungen in Verbindung gebracht. Die Autoren schlagen jedoch vor, dass die Art und Weise, wie ein Kind Metall metabolisiert, ebenso wichtig sein kann wie die Elemente, denen es ausgesetzt ist.
"Natürlich ist es wichtig, wem Sie ausgesetzt sind", sagte Curtin. "Aber es ist auch wichtig, wie Sie diese Exposition verarbeiten ... Der Metabolismus essentieller Elemente ist eindeutig für eine normale Neuroentwicklung erforderlich."
