Frequency of determining markers of casein's inhability and gluten in children with disorders of autistic spectrum

Abstract

The most optimal approach to the problem of managing children with autism spectrum disorders (ASD) is a complex one that involves a pediatric gastroenterologist, a nutritionist, a neurologist, a psychiatrist. Currently, there are studies that confirm the effectiveness of diet in the correction of neuropsychiatric status and gastroenterological disorders in ASD. Evidence supporting the therapeutic value of diets is limited and inconclusive. Diet therapy should be used only if food allergy or gluten or casein intolerance is diagnosed.

Aim. To study the frequency of detection of markers of gluten and casein intolerance in children with ASD.

Material and methods. The study involved 51 children (39 boys and 12 girls) aged 3 to 15 years with a diagnosis of ASD. Among the study participants, 20 children used gluten-free diet and casein-free diet for more than 6 months. The material for the study was venous blood taken from the elbow vein in the morning on an empty stomach. Determination of specific IgG-antibodies to casein and gliadin, IgA-antibodies to deamidized gliadin peptides was carried out by enzyme immunoassay. The level of total IgA to exclude selective deficiency was also determined.

Results and discussion. Most children with ASD (795%) had increased levels of specific IgG antibodies to casein. The increase in IgG antigliadin antibodies was determined in 19.3% of children who do not follow a gluten-free diet, and antibodies to deamidized gliadin Ig peptides were not detected in any patient. Gluten intolerance in children with ASD is characterized by sensitivity to it and occurs in 40-50%.

Conclusion. According to the literature and the results of own studies, some children with ASD have gluten and casein intolerance. Before the appointment of diet therapy for children with ASD, it is necessary to conduct a survey to clarify the nature of intolerance and the choice of optimal tactics of diet therapy.

Keywords:autism, gluten intolerance, serological markers, casein intolerance, gluten-free diet

For citation: Bavykina I.A., Popov V.I., Zvyagin A.A., Bavykin D.V. Frequency of determining markers of casein's inhability and gluten in children with disorders of autistic spectrum. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2019; 88 (4): 41-7. doi: 10.24411/0042-8833-2019-10040 (in Russian)

Значительный рост заболеваемости расстройствами аутистического спектра (РАС) среди детского населения в последние годы, недостаточная эффективность традиционных подходов к лечению, поиск новых методов терапии обусловили возобновление интереса к дополнению терапевтической методики диетотерапией. Использование элиминационных диет [безглютеновой (БГД) и безказеиновой (БКД)] при РАС официально не регламентируется международными и российскими протоколами ведения пациентов, но ряд исследований подтверждают эффективность диетотерапии в коррекции психоневрологического статуса и гастроэнтерологических нарушений. Однако имеющиеся сведения крайне противоречивы [1-6].

Существует гипотеза о том, что возможной причиной развития РАС является повышение уровня казо-морфинов (КМ) на фоне повышенной проницаемости кишечника. КМ представляют собой экзогенные опиоидные пептиды, образующиеся в результате гидролиза казеина молока. В моче детей с РАС определяли содержание коровьего КМ-7, и оценивали способность этого фермента взаимодействовать с серотониновой системой. В группу исследования вошли дети 4-8 лет: 10 детей с диагнозом РАС и 10 здоровых. Была показана взаимосвязь концентрации коровьего КМ-7 и наличия аутизма (p<0,05). При взаимодействии КМ с 5-НТ2-серотониновыми рецепторами происходит блокирование 5-НТ-индуцированной агрегации тромбоцитов, при этом КМ выступают как антагонисты 5-НТ2-рецепторов: их повышение может негативно сказываться на функционировании серотониновой и опи-оидной системы. Все вышеперечисленные изменения могут способствовать развитию РАС [7]. В экспериментах, проведенных Z. Sun и соавт., через 1 ч после введения крысам глиадоморфинов и КМ внутривенно в дозе 5, 10 и 30 мг на 1 кг массы тела регистрировали поведенческие изменения, при этом отмечали изменения в структурах головного мозга животных, схожие с таковыми у людей, страдающих шизофренией и аутизмом [8, 9].

При обследовании 77 пациентов с РАС у 4 (5,2%) детей были выявлены положительные антитела к тканевой трансглутаминазе, а увеличение продукции IgG к глиадину обнаружено у 21 (27,3%) пациента. При этом регрессионный анализ выявил значительную положительную связь между производством антител и возрастом [10].

В противовес исследованиям, отражающим эффективность диетотерапии, F. Navarro и соавт. показали отсутствие положительной динамики после исключения из рациона казеина и глютена [11]. Авторы провели рандомизированное двойное слепое плацебо-контролируемое исследование, в котором изучали влияние глютена и казеина на поведение и кишечную проницаемость у детей с РАС. Такое диетическое вмешательство в течение 4 нед не привело к клинически значимым изменениям в исследуемой группе по сравнению с группой пациентов, получавших плацебо. Однако это может быть связано с небольшим сроком диетотерапии.

J. Sausmikat и M. Smollich проанализировали имеющуюся литературу по эффективности использования элиминационных диет при аутизме для уточнения данных, основанных на фактических результатах о питании детей и подростков с РАС. В оценку включены 12 рандомизированных контролируемых исследований и 2 неконтролируемых исследования (n=971). В результате не доказана эффективность БГД и БКД. Авторы рекомендуют проведение дальнейших исследований для уточнения конкретных механизмов влияния диет на поведенческие и гастроэнтерологические расстройства у групп пациентов, у которых целесообразно использовать диетотерапию как альтернативный способ лечения [12].

Проведенное в Великобритании в 2015 г. исследование показало, что более 80% родителей детей с РАС используют диетотерапию для своего ребенка (БГД и БКД в 29% случаев). При этом 20-29% родителей сообщили о значительном снижении интенсивности клинических проявлений расстройств. Однако ученые делают вывод, что большинство исследований, оценивающих эффективность БГД и БКД при лечении аутизма, имеют серьезные недостатки. Доказательства, подтверждающие терапевтическую ценность диет, ограничены и неубедительны. Диетотерапию следует вводить только в случае, если диагностируется пищевая аллергия или непереносимость глютена или казеина [13].

Стоит отметить, что практически все проведенные исследования подтверждают факт наличия симптоматики со стороны желудочно-кишечного тракта у пациентов с аутизмом [14, 15].

Цель исследования - изучить частоту выявления маркеров непереносимости глютена и казеина у детей с РАС.

Материал и методы

В исследовании принимал участие 51 ребенок (39 мальчиков и 12 девочек) в возрасте от 3 до 15 лет (медиана - 6 лет, 25-й квартиль - 4 года, 75-й квартиль -8 лет, средний возраст - 6,3 года) с диагнозом "расстройство аутистического спектра", проживающий на территории Воронежской области. Длительную БГД соблюдали 20 детей, в том числе БКД - 3 ребенка. Родители этих детей отметили эффективность диетотерапии более 6 мес (ребенок стал более контактным, обучаемым, нормализовался сон, уменьшился метеоризм, сократились периодические боли в животе, улучшился стул), что подтверждалось также наблюдениями врачей (психоневролога, гастроэнтеролога). В связи с этим родители продолжали ее строго соблюдать.

Специфические IgG-антитела к казеину и к глиа-дину, 1дА-антитела к деамидированным пептидам глиадина определяли методом иммуноферментного анализа [16, 17]. Для диагностики использовали стандартные наборы (ЗАО "Вектор-Бест-Юг", Россия). Также определяли уровень общих 1дА для исключения селективного дефицита. Материалом для исследования служила венозная кровь, взятая из локтевой вены утром натощак.

Статистический анализ выполнен с помощью статистической программы Statistica 6.0. Использованы методы описательной статистики, количественные характеристики представлены как относительные величины, выраженные в процентах, средние значения ± стандартное отклонение, проведен дисперсионный анализ. Достоверными считали различия при р<0,05.

Все стадии исследования соответствуют законодательству РФ, международным этическим нормам и нормативным документам исследовательских организаций. Проводимое исследование одобрено локальным этическим комитетом. Родители давали письменное информированное согласие на участие в исследовании.

Результаты и обсуждение

Уровень IgG-антител к казеину определяли у 44 из 51 ребенка, включенного в исследование. У 34 (77,3%) из 44 детей с РАС он был повышен. При проведении статистического анализа установлено, что распределение результатов приближается к нормальному с преобладанием значений от 0 до 5 Ед/мл. Уровень антител определялся в интервале 0,26-19,85 Ед/мл, среднее значение составило 4,00±3,98 Ед/мл при референсном интервале до 1 Ед/мл (рис. 1).

3 из 10 детей, у которых не выявлено повышение IgG-антител к казеину, длительно соблюдали БКД наряду с БГД. С момента начала диетотерапии в комплексе лечебных мероприятий родители детей отметили улучшение гастроэнтерологической и психоневрологической симптоматики. У этих детей результат анализа на антитела к казеину можно рассматривать как ложноотрицательный, поскольку он свидетельствует о строгом соблюдении БКД детьми благодаря большим усилиям родителей. В связи с этим можно говорить о чувствительности к казеину у данных пациентов. Таким образом, можно констатировать наличие повышенного уровня IgG-антител к казеину у 37 (84,1%) детей с РАС.

Среди всех детей с РАС, принимавших участие в исследовании (n=51), повышенный уровень антиглиадиновых антител IgG определялся у 6 (11,7%), но, поскольку 20 пациентов находились на длительной и успешной БГД, у них результат мог быть ложноотрицательным. Из числа не соблюдавших БГД (n=31) положительный результат выявления антител был у 6 (19,3%) человек. При проведении статистического анализа установлено, что распределение значений не является нормальным, подавляющее большинство результатов соответствуют интервалу от 0 до 20 Ед/мл (рис. 2). Минимальное значение анти-IgG к глиадину было 0,2 Ед/мл, максимальное - 92 Ед/мл, средний показатель - 10,51±16,76 Ед/мл (референсные значения: 0-25 Ед/мл). Среди обследованных детей 20 соблюдали БГД, при этом их родители отмечали положительную динамику гастроэнтерологических симптомов и снижение уровня поведенческих расстройств, улучшение обучаемости после начала диетотерапии. Клиническое улучшение наступало через 1-2 мес после начала БГД. Это свидетельствует о наличии у пациентов с РАС такой формы непереносимости глютена, которая называется нецелиакийная неаллергическая чувствительность к глютену [18, 19]. Наличие клинического эффекта при проведении пробы с БГД рекомендовано Международным совещанием экспертов в Салерно (2014 г.) для диагностики чувствительности, принимая во внимание отсутствие надежных лабораторно-инструментальных тестов. Также рекомендована последующая провокация глютеном, но с учетом наличия психоневрологических расстройств у детей проведение провокации нами не было предложено. Таким образом, на основании серологических и клинических данных чувствительность к глютену диагностирована у 26 (50,1%) человек. Однако истинная частота чувствительности к глютену значительно больше, так как антитела к глиадину IgG при чувствительности к глютену выявляются только в половине случаев [20, 21], а также в связи с тем, что большинство включенных в исследование детей с РАС (71,2%) не использовали пробную БГД. В этой связи можно предполагать наличие чувствительности к глютену у 40-50% детей с аутизмом.

Среди 51 ребенка с РАС, которому определяли уровень антител к деамидированным пептидам глиадина класса А, не выявлено случаев повышения данного показателя. При этом значения колебались от 0,08 до 6,97 Ед/мл (референсные значения: 0-10 Ед/мл), среднее - 2,48±1,6 Ед/мл. Распределение значений приближается к нормальному (рис. 3). Оценка этого показателя была затруднена у 5 (9,6%) человек в связи с тем, что у них выявлен селективный дефицит IgA: в пределах 0,01-0,31 мг/мл при норме 0,7-4,5 мг/мл. У этих пациентов целиакия была исключена на основании отсутствия гаплотипов DQ2/DQ8.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что непереносимость глютена у всех обследованных детей носит характер чувствительности к нему, а целиакии в группе наблюдения не выявлено. Полученные результаты согласуются с данными R. Cade и соавт. по определению IgA- и IgG-антител к глиадину и казеину в сыворотке крови у пациентов с РАС [22]. Повышение титров IgG к глиадину обнаружено у 87% детей, а повышенные титры антител IgG к казеину выявлены у 90% пациентов. Высокие значения антител IgA к глиадину или казеину определялись у 30% детей с аутизмом. Диетотерапия с исключением глютена и казеина в течение 3 мес сопровождалась улучшением поведенческих реакций у 81% детей с аутизмом. Полученные результаты свидетельствуют о том, что многие пациенты с аутизмом страдают из-за повышенного всасывания экзорфинов, образующихся в кишечнике вследствие неполного переваривания клейковины злаков и казеина.

Выводы

1. Среди детей с РАС, не придерживающихся диеты, у 79,5% повышен уровень специфических IgG-антител к казеину, а у 19,3% пациентов обнаруживаются высокие значения IgG-антител к глиадину. Диагностически значимого повышения антител к деамидированным пептидам глиадина IgA не обнаружено ни у одного пациента. Дефицит IgA выявляется у 9,6% детей с аутистическими расстройствами.

2. Непереносимость глютена у детей с РАС носит характер нецелиакийной неаллергической чувствительности к нему и встречается у 40-50%.

3. Перед назначением диетотерапии детям с РАС необходимо проводить обследование с целью уточнения характера непереносимости и выбора оптимальной тактики диетотерапии.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Литература

1. Сорвачева Т.Н., Пырьева Е.А., Усачева Е.Л. Альтернативные диетологические подходы в психоневрологической педиатрической практике. Мифы и реальность // Вопр. дет. диетологии. 2013. Т. 11, № 6. С. 45-50.

2. Rubenstein E., Schieve L., Bradley C. et al. The prevalence of gluten free diet use among preschool children with autism spectrum disorder // Autism Res. 2018. Vol. 11, N 1. Р. 185-193.

3. Adams J.B., Audhya T., Geis E. et al. Comprehensive nutritional and dietary intervention for autism spectrum disorder-a randomized, controlled 12-month trial // Nutrients. 2018. Vol. 10, N 3. R 369.

4. Pusponegoro H.D., Ismael S., Firmansyah A. et al. Gluten and casein supplementation does not increase symptoms in children with autism spectrum disorder // Acta Paediatr. 2015. Vol. 104, 16. N 11. Р. 500-505.

5. Звягин А.А., Бавыкина И.А. Эффективность безглютеновой диеты в терапии расстройств аутистического спектра у детей // Педиатрия. Журнал им. Г.Н. Сперанского. 2017. Т. 96, № 6. С. 197-200.

6. Бавыкина И.А., Звягин А.А., Настаушева Т.Л. Непереносимость глютена и расстройства аутистического спектра: патологический тандем? // Вопр. дет. диетологии. 2017. Т. 15, № 2. С. 42-44.

7. Соколов О.Ю., Кост Н.В., Андреева О.О. и др. Возможная роль казоморфинов в патогенезе аутизма // Психиатрия. 2010. № 3 (45). С. 29-35.

8. Sun Z., Cade R. Findings in normal rats following administration of gliadorphin-7 (GD-7). // Peptides. 2003. Vol. 24, N 2. Р. 321-324.

9. Sun Z., Cade J.R., Fregly M.J., Privette R.M. et al. p-Casomorphin induces fos-like immunoreactivity in discrete brain regions relevant to schizophrenia and autism // Autism. 1999. Vol. 3. Р. 67-83.

10. Jozefczuk J., Konopka E., Bierfa J.B. et al. The occurrence of antibodies against gluten in children with autism spectrum disorders does not correlate with serological markers of impaired intestinal permeability // J. Med. Food. 2018. Vol. 21, N 2. Р. 181-187.

11. Navarro F., Pearson D.A., Fatheree N. et al. Are "leaky gut" and behavior associated with gluten and dairy containing diet in children with autism spectrum disorders? // Nutr. Neurosci. 2015. Vol. 18, N 4. Р. 177-185.

12. Sausmikat J., Smollich M. Nutritional therapy for children and adolescents with autism spectrum disorders: what is the evidence? // Klin. Padiatr. 2016. Vol. 228, N 2. Р 62-70.

13. Lange K.W., Hauser J., Reissmann A. Gluten-free and casein-free diets in the therapy of autism // Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care. 2015. Vol. 18, N 6. Р 572-575.

14. Nath D. Complementary and alternative medicine in the school-age child with autism // J. Pediatr. Health Care. 2017. Vol. 31, N 3. Р. 393-397.

15. Звягин А.А., Бавыкина И.А., Бавыкин Д.В. Гастроэнтерологическая симптоматика у детей с расстройствами аутистического спектра // Вопр. дет. диетологии. 2018. Т. 16, № 2. С. 52-55.

16. Armstrong D., Don-Wauchope A.C., Verdu E.F. Testing for gluten-related disorders in clinical practice: the role of serology in managing the spectrum of gluten sensitivity // Can. J. Gastroenterol. 2011. Vol. 25, N 4. P. 193-197.

17. Watanabe C., Komoto S., Hokari R., Kurihara C., Okada Y., Hozumi H. et al. Prevalence of serum celiac antibody in patients with IBD in Japan // J. Gastroenterol. 2014. Vol. 49, N 5. P. 825834.

18. Catassi C., Elli L., Bonaz B., Bouma G., Carroccio A., Castillejo G. et al. Diagnosis of Non-Celiac Gluten Sensitivity (NCGS): the Salerno Experts’ Criteria // Nutrients. 2015. Vol. 7. Р 49664977.

19. Звягин А.А., Бавыкина И.А., Губанова А.В. Нецелиакийная неаллергическая чувствительность к глютену // Педиатрия. Журнал им. Г.Н. Сперанского. 2018. Т. 97, № 6. С. 147151.

20. Янкина Г.Н., Кондратьева Е.И., Лошкова Е.В., Терентьева А.А. Особенности диагностики и лечения различных форм непереносимости белка пшеницы // Вопр. дет. диетологии. 2017. Т. 15, № 1. С. 13-24.

21. Husby S., Koletzko S., Korponay-Szabo I.R., Mearin M.L., Phillips A., Shamir R. et al. Zimmer European Society for Pediatric Gastroenterology, Hepatology, and Nutrition guidelines for the diagnosis of celiac disease // J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. 2012. Vol. 54. Р. 136-160.

22. Cade R., Privette M., Fregly M. et al. Autism and schizophrenia: intestinal disorders // Nutr. Neurosci. 2000. Vol. 3, N 1. Р. 5772.

References

1. Sorvacheva T.N., Pyreva E.A., Usacheva E.L. Alternative nutri- 4. tional approaches in psycho-neurological pediatric practice. Myths and reality. Voprosy detskoy dietologii [Problems of Pediatric Nutrition]. 2013; 11 (6): 45-50. (in Russian)

2. Rubenstein E., Schieve L., Bradley C., et al. The prevalence of 5. gluten free diet use among preschool children with autism spectrum disorder. Autism Res. 2018; 11 (1): 185-93.

3. Adams J.B., Audhya T., Geis E., et al. Comprehensive nutritional and dietary intervention for autism spectrum disorder-a randomized, controlled 12-month trial. Nutrients. 2018; 10 (3): 369.

4. Pusponegoro H.D., Ismael S., Firmansyah A., et al. Gluten and casein supplementation does not increase symptoms in children with autism spectrum disorder. Acta Paediatr. 2015; 104 (11): 500-5.

5. Zvyagin A.A., Bavykina I.A. The eff ectiveness of a gluten-free diet in the treatment of autistic spectrum disorders in children. Pediatriya. Zhurnal im. G.N. Speranskogo [Pediatrics Journal named after G.N. Speransky]. 2017; 96 (6): 197-200. (in Russian)

6. Bavykina I.A., Zvyagin A.A., Nastausheva T.L. Gluten intolerance and autism spectrum disorders: a pathological tandem? Voprosy detskoy dietologii [Problems of Pediatric Nutrition]. 2017. 15 (2): 42-4. (in Russian)

7. Sokolov O.Yu., Kost N.V., Andreeva O.O., et al. Possible role of casomorphins in the pathogenesis of autism. Psikhiatriya [Psychiatry]. 2010; 3 (45): 29-35. (in Russian)

8. Sun Z, Cade R. Findings in normal rats following administration of gliadorphin-7 (GD-7). Peptides. 2003; 24 (2): 321-3.

9. Sun Z., Cade J.R., Fregly M.J., Privette R.M., et al. p-Casomorphin induces fos-like immunoreactivity in discrete brain regions relevant to schizophrenia and autism. Autism. 1999; 3: 67-83.

10. Jozefczuk J., Konopka E., Bierta J.B., et al. The occurrence of antibodies against gluten in children with autism spectrum disorders does not correlate with serological markers of impaired intestinal permeability. J Med Food. 2018; 21 (2): 181-7.

11. Navarro F., Pearson D.A., Fatheree N., et al. Are "leaky gut" and behavior associated with gluten and dairy containing diet in children with autism spectrum disorders? Nutr Neurosci. 2015; 18 (4): 177-85.

12. Sausmikat J., Smollich M. Nutritional therapy for children and adolescents with autism spectrum disorders: what is the evidence? Klin Padiatr. 2016; 228 (2): 62-70.

13. Lange K.W., Hauser J., Reissmann A. Gluten-free and casein-free diets in the therapy of autism. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2015; 18 (6): 572-5.

14. Nath D. Complementary and alternative medicine in the school-age child with autism. J Pediatr Health Care. 2017; 31 (3): 393-7.

15. Zvyagin A.A., Bavykina I.A., Bavykin D.V. Gastroenterological symptoms in children with autism spectrum disorders. Voprosy detskoy dietologii [Problems of Pediatric Nutrition]. 2018; 16 (2): 52-5. (in Russian)

16. Armstrong D., Don-Wauchope A.C., Verdu E.F. Testing for gluten-related disorders in clinical practice: the role of serology in managing the spectrum of gluten sensitivity. Can J Gastroenterol. 2011; 25 (4): 193-7.

17. Watanabe C., Komoto S., Hokari R., Kurihara C., Okada Y., Hozumi H., et al. Prevalence of serum celiac antibody in patients with IBD in Japan. J Gastroenterol. 2014; 49 (5): 825-34.

18. Catassi C., Elli L., Bonaz B., Bouma G., Carroccio A., Castillejo G., et al. Diagnosis of Non-Celiac Gluten Sensitivity (NCGS): The Salerno Experts’ Criteria. Nutrients. 2015; 7: 4966-77.

19. Zvyagin A.A., Bavykina I.A., Gubanova A.V. Non-celiac nonallergic sensitivity to gluten. Pediatriya. Zhurnal im. G.N. Spe-ranskogo [Pediatrics Journal named after G.N. Speransky]. 2018; 97 (6): 147-51. (in Russian)

20. Yankina G.N., Kondratieva E.I., Loshkova EV, Terentyeva A.A. Features of diagnosis and treatment of various forms of intolerance to wheat protein. Voprosy detskoy dietologii [Problems of Pediatric Nutrition]. 2017; 15 (1): 13-24. (in Russian)

21. Husby S., Koletzko S., Korponay-Szabo I.R., Mearin M.L., Phillips A., Shamir R., et al. Zimmer European Society for Pediatric Gastroenterology, Hepatology, and Nutrition guidelines for the diagnosis of celiac disease. J Pediatr Gastroenterol Nutr. 2012; 54: 136-60.

22. Cade R., Privette M., Fregly M., et al. Autism and schizophrenia: intestinal disorders. Nutr. Neurosci. 2000; 3 (1): 57-72.