Logam berat yang ditemukan pada gigi bayi dapat mengungkapkan masalah metabolisme yang berpotensi berkontribusi pada attention deficit hyperactivity disorder (ADHD) dan gangguan spektrum autisme, menurut sebuah studi baru pendahuluan.
Penelitian ini masih dalam tahap awal. Tetapi jika anak-anak dengan ADHD dan / atau autisme memproses logam secara berbeda, mungkin perbedaan metabolik ini secara parsial menyebabkan atau memperburuk kondisi. Memahami dengan tepat bagaimana proses itu bekerja suatu hari nanti dapat membantu dokter mengidentifikasi anak-anak yang berisiko untuk kondisi ini dan berpotensi melindungi mereka dari faktor lingkungan yang memperburuk gejala mereka, saran para ahli.
(Saat ini, teknik gigi bayi tidak dapat digunakan untuk membantu mendiagnosis, mencegah atau mengobati autisme atau ADHD.)
Jaringan gigi yang diteliti dalam penelitian ini mengandung logam-logam jejak - baik yang secara biologis penting, seperti seng, dan yang beracun, seperti timbal - yang bersama-sama mengungkapkan perbedaan dalam cara anak-anak memetabolisme unsur-unsur dalam tubuh mereka.
Dibandingkan dengan gigi dari anak-anak tanpa gangguan perkembangan saraf, gigi anak-anak dengan ADHD, autisme atau kedua kondisi menunjukkan pola metabolisme logam yang tampak kurang kompleks daripada siklus metabolisme pada anak-anak yang sedang berkembang, menurut studi baru yang diterbitkan 25 September di jurnal Translational Psychiatry.
Para ilmuwan telah lama mengetahui bahwa paparan logam beracun dapat mengganggu perkembangan otak, tetapi penelitian ini menunjukkan ada lebih banyak cerita, kata Dr. Amy Margolis, seorang psikolog medis di Columbia University Medical Center.
"Ini bukan hanya cerita tentang 'paparan mengarah pada hasil buruk' - itu juga cerita tentang bagaimana profil metabolik yang berbeda dapat membuat orang tertentu lebih rentan," Margolis, yang tidak terlibat dalam penelitian ini, mengatakan kepada Live Science. Bukti menunjukkan bahwa ADHD dan autisme mungkin melibatkan gangguan dalam jalur kimia yang sama, Margolis menambahkan, dan studi baru ini menggarisbawahi ide ini dan membuka jalan untuk penyelidikan lebih lanjut.
Di masa lalu, para peneliti menemukan bahwa orang-orang dengan ADHD memiliki konsentrasi darah dan urin yang berbeda dari berbagai logam - seperti timbal, merkuri, seng dan mangan - dibandingkan dengan mereka yang tidak mengalami gangguan, menurut tinjauan 2013 dan dua studi 2016. Autisme dan gejala perilakunya juga dikaitkan dengan peningkatan kadar logam beracun, seperti timbal, dan kadar mineral esensial yang menipis, seperti seng. Tetapi sampel darah dan urin hanya dapat menangkap logam yang ada dalam sistem seseorang pada saat pengumpulan.
"Apa yang tidak bisa dilakukan adalah memberi tahu Anda seberapa banyak Anda terpapar di masa lalu," kata rekan penulis studi Paul Curtin, ahli biologi komputasi di Fakultas Kedokteran Icahn di Gunung Sinai di New York. Curtin dan rekan-rekannya ingin tahu bagaimana logam mempengaruhi perkembangan ADHD dan autisme di dalam rahim, sehingga mereka mengambil pendekatan yang berbeda.
Gigi janin mulai tumbuh pada akhir trimester pertama kehamilan dan menumpuk lapisan demi lapisan enamel antara trimester kedua dan anak usia dini. Lapisan-lapisan itu membentuk garis-garis yang nampak tidak ubahnya "cincin pertumbuhan pada pohon," kata Curtin, dan lapisan-lapisan ini mencerminkan tingkat elemen, seperti logam, yang bersirkulasi dalam aliran darah anak yang sedang berkembang pada waktu yang berbeda. Dengan memeriksa pola paparan logam yang diarsipkan di dalam jaringan, "kami dapat mengikuti cincin pertumbuhan di gigi dan kembali ke masa lalu," Curtin menjelaskan.
Tim mengumpulkan gigi bayi yang hilang dari 74 anak-anak yang sebelumnya berpartisipasi dalam Roots of Autism dan ADHD Twin Study di Swedia, sebuah kohort yang termasuk satu kelompok kembar tiga, 30 set kembar lengkap, dan 11 individu dari pasangan kembar. Dengan berfokus pada kembar, para ilmuwan bertujuan untuk mengontrol faktor genetik yang berkontribusi terhadap autisme dan ADHD dan sebaliknya fokus pada penanda metabolisme logam yang mungkin berbeda di antara anak-anak. Tiga puluh tiga (45%) dari anak-anak memiliki ADHD, autisme atau kedua kondisi, dan 41 anak-anak lainnya (55%) melayani sebagai kelompok kontrol untuk perbandingan.
Dengan gigi bayi di tangan, para ilmuwan meluncurkan laser.
Tim mengarahkan sinar plasma terkonsentrasi pada enamel gigi masing-masing untuk zap melalui permukaan putih mutiara ke "cincin pertumbuhan" di dalam. Laser menghasilkan partikel bermuatan dalam jaringan gigi yang kemudian dapat dideteksi, dianalisis dan dimasukkan ke dalam algoritma komputer untuk mengungkapkan pola logam yang berbeda yang tertanam dalam gigi. Analisis menunjukkan bahwa gigi anak-anak mengandung penanda spesifik metabolisme logam - penanda yang secara kasar berkorelasi dengan apakah mereka menderita ADHD, autisme, baik kondisi atau tidak. (Korelasi itu halus; butuh algoritma komputer untuk memilih polanya, dan korelasinya tidak cukup kuat, atau ditunjukkan dalam kelompok yang cukup besar, sehingga bisa digunakan untuk mendiagnosis kondisi ini.)
Tubuh biasanya memecah logam secara siklis, artinya proses terjadi berulang kali dalam pola dan kecepatan yang konsisten, kata Curtin. Analisis gigi bayi menunjukkan bahwa siklus ini entah bagaimana terganggu pada anak-anak dengan gangguan perkembangan saraf
"Kita tahu bahwa genetika dapat membuat perbedaan dalam penyerapan dan metabolisme vitamin dan mineral," kata Dr. Eugene Arnold, profesor emeritus psikiatri dan kesehatan perilaku di The Ohio State University Wexner Medical Center. Arnold, yang tidak terlibat dalam penelitian ini, menyarankan agar para peneliti dapat menyelidiki genetika yang mendorong metabolisme logam pada model hewan ADHD dan autisme. Penelitian itu, pada gilirannya, dapat membantu para ilmuwan lebih memahami gangguan pada manusia, kata Arnold.
Struktur otak yang berbeda membentuk, mengembangkan dan menghubungkan keduanya dalam rahim, dan kemudian ke masa kanak-kanak. Karena data gigi menunjukkan pola metabolisme logam berat dari waktu ke waktu, pemindaian otak kemudian dapat mengungkapkan bagaimana pola metabolisme tertentu berhubungan dengan volume, struktur dan konektivitas daerah otak yang berbeda pada berbagai tahap perkembangan, kata Margolis. Para ilmuwan kemudian dapat menyelidiki secara lebih rinci bagaimana metabolisme logam berkontribusi terhadap fungsi otak dan perilaku manusia. Namun, pertama, katanya, percobaan gigi bayi harus direplikasi dalam sampel tambahan yang lebih besar.
Tim di balik studi baru menggunakan teknik gigi tanda tangan mereka dalam studi 2018 serupa, di mana mereka mempelajari anak-anak dengan autisme di Swedia, Amerika Serikat dan Inggris. Terlepas dari lokasi atau latar belakang genetik mereka, anak-anak dengan autisme menunjukkan pola metabolisme seng dan tembaga yang berbeda dari anak-anak tanpa autisme dari setiap tempat.
Meningkatnya kadar logam beracun dan menipisnya kadar mineral esensial telah dikaitkan dengan gangguan perkembangan saraf, tetapi para penulis menyarankan bahwa bagaimana seorang anak memetabolisme logam mungkin sama pentingnya dengan unsur-unsur mana mereka terkena.
"Tentu saja, sangat penting apa yang kamu hadapi," kata Curtin. "Tapi itu juga penting bagaimana kamu memproses paparan itu ... Metabolisme elemen-elemen penting jelas diperlukan untuk perkembangan saraf yang normal."
