Метаанализ метаболитов биоэнергетических путей выявляет состояние псевдогипоксии при синдроме Дауна

Клинические наблюдения и доклинические исследования свидетельствуют о возможной связи синдрома Дауна (СД) со значительными метаболическими и биоэнергетическими нарушениями. Однако соответствующая научная литература пока не подвергалась систематическому анализу. Цель настоящего исследования — провести метаанализ метаболитов, участвующих в биоэнергетических путях при СД, и достоверно установить различия между людьми с СД и контрольной группой. Мы обсуждаем полученные результаты и их потенциальную значимость для понимания патогенеза СД и разработки экспериментальных методов лечения. Публикации, вышедшие до 1 июля 2020 года, отбирали по поисковым запросам «синдром Дауна» и «название метаболита» либо «трисомия 21» и «название метаболита». Кроме того, были рассмотрены исследования метаболомики, связанные с СД, и литература по биоэнергетике. Было выявлено 41 опубликованное исследование и связанные с ними базы данных; из них извлекли и проанализировали описательные сведения и релевантные метаболомные показатели. Модель со смешанными эффектами выявила при СД следующие изменения: значительное снижение концентраций АТФ, коэнзима Q10, гомоцистеина, серина, аргинина и тирозина; небольшое снижение концентрации АДФ; значительное повышение концентраций мочевой кислоты, сукцината, лактата и цистеина; небольшое повышение концентраций фосфата, пирувата и цитрата. При этом концентрации АМФ, 2,3-дифосфоглицерата, глюкозы и глутамина в группах с СД и контроля были сопоставимы. Мы заключаем, что клетки людей с СД находятся в состоянии псевдогипоксии: метаболические и биоэнергетические механизмы клеток претерпевают патофизиологические изменения, сходные с клеточными реакциями на гипоксию, хотя снабжение клеток кислородом не нарушено. Это фундаментальное изменение может отчасти обусловливать различные функциональные нарушения при СД, включая снижение переносимости физической нагрузки, нарушения нейрокогнитивного функционирования и нейродегенерацию.