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Abstract

Background e Aims. Os fatores etiológicos envolvidos na etiologia do autismo permanecem elusivos e controversos, mas tanto fatores genéticos como ambientais têm sido implicados. O objetivo deste estudo foi avaliar os níveis e possíveis fatores de risco ambiental e fontes de exposição ao mercúrio, chumbo e alumínio em crianças com distúrbio do espectro do autismo (ASD), em comparação com seus controles pareados. Métodos. Foram estudadas cem crianças com ASD em comparação com 100 controles. Todos os participantes foram submetidos a avaliação clínica e medição de mercúrio, chumbo e alumínio através de análise capilar que reflete a exposição passada. Resultados. Os níveis médios de mercúrio, chumbo e alumínio nos cabelos dos pacientes autistas foram significativamente mais elevados do que os controles. Os níveis de mercúrio, chumbo e alumínio foram positivamente correlacionados com os consumos de peixes maternos, com os postos de gasolina próximos e com o uso de panelas de alumínio, respectivamente. Conclusão. Os níveis de mercúrio, chumbo e alumínio nos cabelos das crianças autistas são mais altos do que os controles. A exposição ambiental a esses metais pesados tóxicos, em momentos-chave do desenvolvimento, pode desempenhar um papel causal no autismo.

1. Introdução

O espectro do autismo descreve uma gama de condições classificadas como distúrbios do desenvolvimento neurológico na quinta revisão do Manual de Diagnóstico e Estatística de Distúrbios Mentais (DSM-5) da Associação Psiquiátrica Americana. Esses distúrbios são caracterizados por déficits sociais e dificuldades de comunicação, comportamentos e interesses estereotipados ou repetitivos, problemas sensoriais e, em alguns casos, atrasos cognitivos .

O aumento da prevalência de ASDs não pode ser totalmente explicado por avanços no diagnóstico ou mudanças genéticas repentinas. Há um crescente consenso entre cientistas e clínicos de que os ASDs resultam de uma interação entre fatores de vulnerabilidade biológica e insultos ambientais ou iatrogênicos .

Isso aponta para a importância dos fatores ambientais e levanta a possibilidade de um papel etiológico para exposições tóxicas: seja pré-natal, pós-natal ou em algum padrão cumulativo que combine o efeito de exposições maternas, gestacionais e infantis .

Algumas possíveis fontes de intoxicação por metais pesados incluem produtos químicos, fertilizantes, tintas industriais, materiais de construção, peixes ricos em mercúrio, obturações dentárias com prata e conservantes com mercúrio (tiomersal) em vacinas. O chumbo pode ser encontrado na sujeira perto das estradas e ainda pode ser encontrado em tintas de casas mais antigas. Crianças comendo lascas de tinta ou com pica podem desenvolver níveis de chumbo tóxico .

Geneticamente, crianças com autismo podem ser menos capazes de desintoxicar agentes ambientais tóxicos, e essa incapacidade pode predispô-las a sofrer danos neurais consistentes com traços de comportamento autista .

Mulheres com exposição crônica a metais (que acumularam altos níveis de mercúrio e outros metais nos tecidos) podem passar metais potencialmente tóxicos para seus fetos ou intoxicar bebês através da enfermagem .

Conduzimos o estudo para examinar os possíveis fatores de risco e fontes de exposição ao mercúrio, chumbo e alumínio em crianças com distúrbio do espectro autista e avaliar os níveis de metais pesados em cabelos de ambos os grupos autistas e controle.

2. Participantes

Este estudo de controle de caso incluiu cem crianças autistas (84 meninos e 16 meninas); suas idades variaram de 2,5 a 15 anos com média de anos. As crianças foram diagnosticadas de acordo com os critérios DSM-IV TR (2000) por psiquiatras pediátricos na Clínica de Psiquiatria Infantil, Hospital Infantil, Universidade Ain Shams, de dezembro de 2011 a dezembro de 2014. Foi selecionado um grupo de controle, que incluiu cem crianças saudáveis, de acordo com a idade e gênero. Essas crianças eram amigas e vizinhas, sem relação com o grupo de estudo.

Foi obtido o consentimento por escrito dos pais e a aprovação do comitê de pesquisa bioética. Os pacientes foram excluídos do estudo se sofressem de doença hepática ou renal, anemia ou tratamento atual para deficiência de ferro, distúrbios neurológicos progressivos ou epilepsia instável. Também foram excluídas crianças com amálgama dentária de mercúrio, uso prévio de DMSA ou outros quelantes.

Todas as crianças admitidas no estudo receberam vacinação infantil de rotina.

3. Métodos

Todas as crianças do estudo atual foram submetidas ao seguinte: história detalhada, com especial ênfase na história pré-natal ou materna, perguntando sobre hábitos alimentares maternos (o tipo e quantidade de peixe consumido pela mãe durante a gravidez, especialmente atum enlatado e o peixe de cavala congelado importado (o peixe mais barato do Egito)), trabalho dentário materno (preenchimento de amálgama ou remoção), e se a imunoglobulina Rho(D) foi administrada durante a gravidez.

A história de desenvolvimento foi tomada colocando stress em todos os marcos de desenvolvimento (motor grosso, motor fino, controle de esfíncteres, linguagem, desenvolvimento cognitivo, e marcos sociais). Também foram observados distúrbios comportamentais (histórico de pica, comportamento estereotipado) e histórico alimentar (ser amamentado ou alimentado artificialmente, duração, histórico de desmame, e problemas durante o desmame).

Exposições tóxicas ambientais potenciais foram particularmente notadas, como posto de gasolina próximo à casa da criança, hábitos culinários (tipo de utensílios usados especialmente panelas de alumínio), e a idade da casa da paciente (tipo de tinta e canos de água).

Também, história passada de grandes doenças e imunizações na infância foi tirada.

Exame clínico completo de todos os sistemas corporais com ênfase especial no exame neurológico.

Todas as crianças autistas foram submetidas a uma avaliação clínica completa da psiquiatria infantil para diagnóstico de distúrbio do espectro autista e exclusão de outros distúrbios psiquiátricos de acordo com o Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders 4th Edition, Text Revision (DSM-IV-TR) .

A severidade da sintomatologia autista foi medida pela Childhood Autism Rating Scale (CARS) . Ela consiste em 15 categorias, cada uma classificada em uma escala de quatro pontos. O indivíduo é considerado não autista quando sua pontuação total cai na faixa de 15-29, moderadamente autista quando sua pontuação total cai na faixa de 30-36, e severamente autista quando sua pontuação total cai na faixa de 37-60 . Com base na administração de múltiplas avaliações, são obtidos conhecimentos sobre vários aspectos do autismo.

Avaliação de QI (quociente inteligente) usando a Escala de Inteligência de Stanford-Binet: os intervalos de QI são os seguintes: 20-30 denota atraso mental grave, 31-49 é atraso mental moderado, 50-70 é atraso mental leve, 71-89 é abaixo da média, 90-109 é QI normal, e 110-125 é acima da média.

Recolha de Espécimes de Ar. Decidimos usar a análise de minerais capilares para avaliar a exposição a longo prazo ao metal. A amostragem dos cabelos é uma técnica não invasiva; é o melhor indicador de um determinado mineral no corpo. Estas amostras foram coletadas de casos e controle por corte único na região occipital. As amostras foram cortadas em comprimentos de cerca de 1,5-2 cm usando uma tesoura de aço inoxidável limpa. Foi necessário um mínimo de 5-10 mg de pêlos para o ensaio de análise capilar. Foram utilizados aproximadamente 100 fios de cabelo (50 mg). O papel adesivo foi colocado sobre a extremidade dos fios de cabelo mais próximos do couro cabeludo; o papel foi marcado com uma seta indicando a extremidade do cabelo mais próxima do couro cabeludo. As amostras foram colocadas em um saco plástico selado .

Instrumentação. As medidas de chumbo e alumínio foram feitas pelo Espectrômetro de Absorção Atômica Eletrotérmica Zeenit 700 (Alemanha) equipado com correção de fundo Zeeman e auto-amplificador automático. A técnica de geração de hidretos foi utilizada para medições de mercúrio.

3,1. Materiais e Reagentes

Soluções de calibração foram preparadas a partir de Pb, Hg e Al certificados materiais de referência de concentração 1000 mg/L mantidos no National Institute of Standards (NIS):(i)ácido nítrico concentrado com pureza de 69%,(ii)boroidreto de sódio com pureza de 98%,(iii)hidróxido de sódio com pureza de 99%,(iv)fosfato de amônio monobásico 1% que é preparado para ser usado como modificador para medições de chumbo por espectrômetro de absorção atômica eletrotérmica (AAS).

3.1.1. Preparação das amostras

Amostras de ar foram lavadas com acetona pura e três vezes com água ultra pura e colocadas em um forno de secagem a 70°C durante a noite. Após arrefecimento, as amostras foram apanhadas em pequenos pedaços de 2 mm de comprimento. Cerca de 0,15-0,20 g de amostras de cabelo foram pesadas, misturadas com 2 mL de ácido nítrico concentrado, e deixadas em um forno a 90°C por 24 horas. Após o resfriamento, as amostras foram transferidas para um frasco de medição de 25 mL e completadas com água ultra pura. Uma diluição adicional foi necessária quando a faixa de concentração excedeu a faixa de calibração. Os valores de teste foram relatados em mg/kg.

3.1.2. A metodologia estatística

Os dados coletados foram revisados, codificados, tabulados e introduzidos no Statistical Package for Social Science (SPSS 15.0.1 para windows; SPSS Inc., Chicago, IL, 2001). Os dados foram apresentados e a análise adequada foi feita de acordo com o tipo de dados obtidos para cada parâmetro:(1) Estatística descritiva: desvio padrão médio (±SD) e intervalo foram utilizados para dados numéricos paramétricos, enquanto a mediana foi utilizada para dados numéricos não paramétricos e frequência e percentagem de dados não numéricos.(2) Estatística analítica: O teste t de Student foi utilizado para avaliar a significância estatística da diferença entre duas médias dos grupos de estudo, o teste Mann-Whitney (teste U) foi utilizado para avaliar a significância estatística da diferença de uma variável não-paramétrica entre dois grupos de estudo, o teste ANOVA foi utilizado para avaliar a significância estatística da diferença entre mais de duas médias dos grupos de estudo, O teste Kruskal-Wallis foi usado para avaliar a significância estatística da diferença entre mais de duas variáveis não-paramétricas do grupo de estudo, o teste do qui-quadrado foi usado para examinar a relação entre duas variáveis qualitativas, e o teste exato de Fisher foi usado para examinar a relação entre duas variáveis qualitativas quando a contagem esperada é inferior a 5 em mais de 20% das células.(i) valor de 0,05 foi considerado significativo.

4. Resultados

Tabela 1 mostra que o grupo autista consistia de 84 meninos (84%) e 16 (16%) meninas; sua média de idade era de anos. O grupo controle consistiu de 74 (74%) meninos e 26 (26%) meninas, com média de idade de 0,04 anos.

Existiram diferenças significativas em relação à quantidade de frutos do mar consumidos por mês pelas mães durante a gravidez (). Também houve diferenças significativas em relação à exposição a outros riscos ambientais na gravidez como exposição materna à imunoglobulina D (anti-D), amálgama dentária, pintura, velhice e tabagismo materno (, 0,001, 0,001, e 0,0001, resp.). Mas não houve diferenças significativas na infância em relação à vacinação (), a Tabela 1.

Tabela 2 mostra um aumento significativo da idade materna do grupo autista em relação aos controles (). Também houve diferenças estatisticamente significativas na duração média do aleitamento materno, uma vez que as pacientes autistas tiveram menos duração do aleitamento materno do que os controles (), Tabela 2.

Figura 1 mostra que as crianças autistas tinham notas de QI mais baixas do que os controles ().

Figura 1

Comparação entre casos e controles no que diz respeito à pontuação de QI, , Teste t de Student.

Comparação entre os casos e controles quanto aos níveis de metais pesados mostra que os níveis médios dos três metais pesados tóxicos em cabelos foram significativamente maiores entre os casos de ASD estudados do que os controles (, 0,023, e 0,0001 para níveis médios de mercúrio, chumbo e alumínio, resp.), Tabela 3 e Figuras 2 e 3.

Figura 2

Níveis de chumbo e mercúrio no cabelo em ambos os grupos.

Figura 3

Nível médio de alumínio no cabelo em ambos os grupos.

Ao examinarmos a relação entre os fatores de risco ambiental e os níveis de metais pesados tóxicos entre os casos encontramos o seguinte: houve uma relação significativa entre o consumo de peixes no paciente e os níveis de mercúrio; também os postos de gasolina próximos afetaram os níveis de chumbo, enquanto as panelas de alumínio aumentaram o nível de alumínio nos pacientes autistas estudados (, 0,047, e 0,04, resp.), Tabelas 4, 5, e 6.

Um achado importante no presente estudo foi a ausência de associação significativa entre a gravidade das manifestações autistas, medida pela escala CARS, nos casos e o nível de metais pesados, Tabela 7.

5. Discussão

O estudo atual foi conduzido em 100 crianças autistas; suas idades variaram de 2,5 a 15 anos com uma média . Oitenta e quatro por cento deles eram homens e 16% eram mulheres, com uma relação homem/mulher de 4 : 1,

Na comparação entre os níveis de chumbo, mercúrio e alumínio nos cabelos dos pacientes autistas e os controles, os níveis foram significativamente maiores entre os casos do que os controles (, 0,023, e 0,0001, resp.).

Em concordância com esses resultados foram Fido e Al-Saad no Kuwait, Al-Ayadhi em Riyadh, e El sheshtawy et al. no Egito.

De acordo com Geier et al. , 58 artigos de pesquisa forneceram evidências empíricas relevantes para a questão da ligação entre um diagnóstico de CIA e uma ou mais exposições a metais tóxicos; 74% dos estudos examinados mostraram uma relação significativa entre um diagnóstico de CIA e a exposição a metais tóxicos. Estes investigadores concluíram que o balanço dos estudos suporta uma ligação entre o diagnóstico de CIA e a exposição a metais tóxicos.

Contrariamente a estes resultados, alguns estudos relataram que não havia correlação entre uma maior carga corporal de metais tóxicos e um diagnóstico de CIA, Abdullah et al. e Albizzati et al. Além disso, Holmes et al. e Kern et al. descobriram que os padrões de excreção capilar de metais pesados entre os bebês autistas foram significativamente reduzidos em relação ao controle.

As regards Mercury (Hg). No estudo atual, o nível médio de mercúrio dos pacientes autistas ( mg/kg) foi significativamente maior do que o dos controles ( mg/kg) com; isto foi consistente com outros estudos que avaliaram o aumento da carga corporal/toxicidade de mercúrio em indivíduos diagnosticados com o espectro do autismo .

No presente estudo correlacionamos alguns fatores de risco associados com a toxicidade de mercúrio e nossas crianças autistas. Quanto ao consumo materno de peixes durante a gravidez, este foi significativamente superior ao dos controles (). E houve um aumento estatisticamente significativo nos níveis de mercúrio no cabelo à medida que o consumo de peixe aumentou (). Além disso, Fang et al. constataram que a concentração de mercúrio capilar estava positivamente associada à massa média de peixe consumida semanalmente, indicando que o consumo de peixe é o principal contribuinte para o Hg.

O presente estudo, também, mostrou que o uso materno de amálgama dentária foi estatisticamente superior ao dos controles (). Embora os níveis de mercúrio tenham aumentado à medida que o uso materno de amálgama dentária aumentou em pacientes autistas, esse aumento não alcançou significância estatística (). Estudos realizados constataram que o mercúrio das amálgamas maternas resultou em um aumento significativo da concentração de mercúrio nos tecidos e no cabelo de fetos e recém-nascidos. Além disso, a carga corporal placentária, fetal e infantil de mercúrio foi correlacionada com o número de preenchimentos de amálgama das mães.

Contrário aos nossos resultados relatou que não havia evidência de que a exposição à amálgama dentária estivesse associada a funções neuropsicológicas comprometidas.

Embora tenha havido um incremento significativo do nível de mercúrio nos casos autistas com o uso materno da imunoglobulina Rho(D), este incremento não foi estatisticamente significativo (). Este achado foi apoiado pelo que revelou uma associação significativa entre a exposição total de mercúrio durante o período pré-natal e no período pós-natal precoce de imunoglobulinas contendo timerosal e a gravidade do autismo. Além disso, os estudos realizados demonstraram os mesmos resultados. Por outro lado, constatou-se que a exposição pré-natal a imunoglobulinas contendo timerosal Rho(D) não aumenta o risco de autismo.

As regards Lead (Pb). No estudo atual, o nível médio de chumbo nos pacientes autistas ( mg/kg) foi significativamente maior do que o dos controles ( mg/kg) com . Jiang et al. estudaram concentrações de metais pesados em cabelos de crianças autistas pré-escolares e constataram que a concentração de chumbo em cabelos foi significativamente elevada.

O estudo atual mostrou um aumento estatístico nos níveis de chumbo com a presença de postos de gasolina próximos (). Isto está de acordo com este resultado, um estudo realizado por Naeher et al. que demonstraram que os níveis de chumbo das crianças que moram nas proximidades dos postos de gasolina foram marginalmente mais elevados do que os das crianças que moram longe dos postos de gasolina.

As regards Aluminum (Al). No estudo atual, o nível médio de alumínio nos pacientes autistas ( mg/Kg) foi significativamente maior do que o dos controles ( mg/Kg) com . Isto está de acordo com Tomljenovic e Shaw , que mostraram que Al, um metal altamente neurotóxico e o adjuvante vacinal mais comumente utilizado, pode ser um fator contribuinte significativo para o aumento da prevalência de ASD no mundo ocidental.

As regards the use of aluminum pans, foi significativamente maior nos casos estudados do que nos controles (). Abu-Taweel et al. documentaram experimentalmente que a exposição oral perinatal à Al, incluindo o uso de panelas de alumínio, particularmente durante a gravidez e o período de lactação, pode afetar o feto em desenvolvimento in utero de camundongos. Portanto, a exposição ao alumínio tem riscos neurotóxicos potenciais e duradouros e pode modificar as propriedades do sistema dopaminérgico e, portanto, pode alterar o limiar desse sistema ou de outros sistemas relacionados em idades posteriores.

Um resultado interessante em nosso estudo foi a ausência de relação estatisticamente significativa entre os níveis de mercúrio, chumbo e alumínio e a severidade do autismo. Isto não foi consistente com a constatação de que, ao compararmos a concentração de cabelos em casos autistas versus controles, observamos concentrações elevadas de cabelos para metais pesados em crianças autistas e correlacionadas com a gravidade dos sintomas. Além disso, Adams et al. descobriram que a carga corporal de metais tóxicos estava significativamente relacionada com as variações na severidade do autismo. Os metais de maior influência foram chumbo (Pb), mercúrio (Hg), e alumínio (Al). Geier et al. sugeriram que o impacto dos metais tóxicos pode ser mais evidente em indivíduos diagnosticados com CIA moderada a grave, ao contrário dos participantes diagnosticados com CIA leve.

Pode ser argumentado que as crianças com CIA não são as únicas crianças expostas a metais potencialmente tóxicos; a razão pela qual pacientes autistas mostram maior concentração de metais potencialmente tóxicos nos tecidos pode ser o resultado de uma maior capacidade de acumular toxinas, o que por sua vez leva a uma alteração dos processos bioquímicos. Além disso, crianças com perturbações do espectro autista apresentam níveis mais baixos dos elementos nutricionais cálcio, cobre, crómio, manganês, magnésio, ferro, selénio e cobalto. Como as crianças autistas apresentam maus hábitos alimentares, os baixos níveis teciduais podem ser explicados por uma ingestão nutricional inadequada.

Por isso, acredita-se que os pacientes com ASD têm problemas com a via química que lhes permite desintoxicar os metais para aliviar diferentes grupos de sintomas autistas. As evidências mostram que crianças autistas apresentam um aumento no acúmulo de toxinas que podem não surgir simplesmente da exposição excessiva, mas de uma marcada incapacidade de processar e eliminar toxinas do corpo. Tal mecanismo poderia levar a um back-up de metais pesados tóxicos e toxinas químicas e aumentar a atividade dos radicais livres no corpo .

Adams et al. observaram que as vias de excreção de metais tóxicos podem variar significativamente entre sujeitos de estudo diagnosticados com CIA moderada a grave, em oposição aos participantes diagnosticados com CIA leve. Isso pode ser de particular importância ao examinar as concentrações de metais tóxicos em crianças pequenas, pois estudos anteriores sugeriram que as concentrações tóxicas de cabelos podem estar relacionadas com as taxas de excreção de metais tóxicos. Evidências emergentes apóiam a teoria de que alguns ASDs podem resultar de uma combinação de suscetibilidade genética/bioquímica, especificamente uma capacidade reduzida de excreção de mercúrio (Hg), e exposição a Hg em períodos críticos de desenvolvimento .

Exposição a Hg pode causar disfunções imunológicas, sensoriais, neurológicas, motoras e comportamentais semelhantes a características que definem/associadas a ASDs, e essas semelhanças se estendem à neuroanatomia, neurotransmissores e bioquímica . O envenenamento pediátrico por chumbo tem efeitos deletérios sobre o desenvolvimento de áreas cerebrais disseminadas, incluindo aquelas implicadas no funcionamento cognitivo, de comunicação e social .

O cérebro é o órgão mais sensível à exposição ao chumbo . O envenenamento por chumbo interfere com o desenvolvimento normal do cérebro e do sistema nervoso de uma criança. Danos biológicos de material tóxico e aumento da exposição ambiental em momentos chave do desenvolvimento podem ter um papel causal na etiologia dos distúrbios autistas e potencialmente aumentar a gravidade dos sintomas autistas.

Em 2009, Blaylock e Strunecka relataram que o alumínio causa estresse oxidativo no tecido cerebral, exacerbando a apresentação clínica do autismo pela piora da excitotoxicidade e pelo priming microglial. Eles sugeriram que os sintomas heterogêneos dos distúrbios do espectro do autismo têm uma conexão com a desregulamentação da neurotransmissão glutamato-estratégica no cérebro, juntamente com o aumento da função do receptor excitatório por citocinas imunes pró-inflamatórias como o processo fisiopatológico subjacente. Neste sentido, as excitotoxinas dietéticas, incluindo o alumínio, podem exacerbar a apresentação clínica pela piora da excitotoxicidade e pelo priming microglial. Isto abre a discussão para o uso de fatores nutricionais que reduzem a excitotoxicidade e inflamação cerebral como uma manobra para aliviar os efeitos neurotóxicos do alumínio .

Limitação do nosso estudo foi um tamanho de amostra; assim, um tamanho de amostra maior de múltiplos locais é necessário para melhorar o poder estatístico deste estudo e validar ou refutar seus achados. Também houve viés de amostra para os controles: os controles foram escolhidos entre os amigos e vizinhos dos pacientes autistas. Isso permitiu um fácil acesso a uma razoável correspondência de localização geográfica e status socioeconômico, mas não é o método mais rigoroso.

Em conclusão, houve níveis mais altos de metais pesados mercúrio, chumbo e alumínio nos cabelos das crianças com autismo em comparação com os controles; esses níveis altos foram estatisticamente correlacionados positivamente com alguns fatores de risco como consumo de peixe pesado durante a gravidez, defumação materna e uso de anti-D e panelas de alumínio; entretanto, esses níveis não foram correlacionados com a severidade do autismo. Os danos biológicos de metais pesados como substância neurotóxica além da susceptibilidade genética na forma de redução da capacidade de excretar metais pesados e/ou aumento da exposição ambiental em momentos chave do desenvolvimento podem ter um papel causal no autismo.

Conflito de Interesses

Os autores declaram que não têm conflito de interesses.