The analysis of selected neurotransmitter concentrations in serum of patients with Tourette syndrome

Background and purposeMetabolic disturbances of excitatory and inhibitory neurotransmitters are implicated in pathogenesis of Tourette syndrome (TS). The aim of the study was to measure serum concentrations of glutamic acid, γ-aminobutyric acid (GABA) and glycine in TS patients and evaluate any correlation between neurotransmitter levels and age at onset, actual age, gender, tic severity, duration of the disease and concomitant psychiatric disorders.Material and methodsSixty-seven TS patients, aged 16–59, and 57 healthy controls, aged 19–37, were enrolled in the study. Information regarding medical history and physical investigation was collected using a short questionnaire. Sixty-seven percent of patients were medication-free at the time of examination and the rest had withheld treatment for 24 hours before. Blood samples were taken after a 12-hour fasting period. HPLC technique was used.ResultsThe TS group had higher glutamic acid and lower GABA levels. Glycine concentrations were comparable. No differences regarding neurotransmitter concentrations between treated and non-treated patients were found. Patients with concomitant obsessive-compulsive disorder and severe tics had higher glutamate levels. Glutamate concentrations correlated positively with the number of comorbid psychiatric disorders and GABA concentrations correlated negatively with the number of behavioural problems in patients with comorbidities. There was no correlation between analysed neurochemicals and age, gender, age at onset or disease duration.ConclusionsImbalance between excitatory and inhibitory systems in the brains of TS patients may be reflected by glutamate and GABA serum level changes. Glutamate and GABA may be biomarkers of the disease and high concentration of glutamate may indicate more severe course of TS.

StreszczenieWstęp i cel pracyZaburzenia metabolizmu neuroprzekaźników pobudzających i hamujących odgrywają rolę w patogenezie zespołu Tourette'a. Celem pracy była analiza stężenia kwasu glutaminowego, γ-aminomasłowego (GABA) i glicyny w surowicy chorych z zespołem Tourette'a oraz ocena zależności pomiędzy stężeniami neurotransmiterów a wiekiem lub płcią, wiekiem w chwili zachorowania, nasileniem tików, czasem trwania choroby i współistniejącymi zaburzeniami psychiatrycznymi.Materiał i metodyZbadano 67 chorych na zespół Tourette'a w wieku 16–59 lat oraz 57 zdrowych osób w wieku 19–37 lat. Wykorzystano ankietę obejmującą informacje z badania podmiotowego i przedmiotowego. Sześćdziesiąt siedem procent chorych nie przyjmowało żadnych leków w momencie badania, u pozostałych wstrzymano podawanie 24 godziny przed pobraniem krwi. Próbki zebrano po 12-godzinnym okresie na czczo. Oznaczeń dokonano metodą HPLC.WynikiW grupie chorych stężenie kwasu glutaminowego było większe, zaś GABA – mniejsze. Stężenie glicyny było podobne. Nie stwierdzono istotnej różnicy stężeń neuroprzekaźników pomiędzy grupą osób leczonych i nieleczonych. W grupie osób ze współistniejącym zaburzeniem obsesyjno–kompulsywnym oraz ciężkim nasileniem tików stężenie kwasu glutaminowego było większe. Stwierdzono dodatnią korelację pomiędzy stężeniem kwasu glutaminowego a liczbą dodatkowych zaburzeń psychiatrycznych oraz odwrotną kore-lację pomiędzy stężeniem GABA a liczbą zaburzeń behawioralnych w grupie ze współistniejącymi zaburzeniami psychiatrycznymi. Nie stwierdzono korelacji pomiędzy stężeniami analizowanych neuroprzekaźników a wiekiem lub płcią pacjentów, wiekiem zachorowania ani czasem trwania choroby.WnioskiZaburzenie równowagi pomiędzy układem pobudzającym i hamującym w mózgu chorych z zespołem Tourette'a może się manifestować zmianami stężeń kwasu glutaminowego i GABA w surowicy. Kwas glutaminowy i GABA mogą być markerami choroby, a duże stężenie glutaminianu we krwi chorych może oznaczać cięższy przebieg zespołu Tourette'a.