DOI: https://doi.org/10.3389/fnins.2026.1787670
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41947852
تاريخ النشر: 2026-03-23
المؤلف: Beata Zwierko وآخرون
الموضوع الرئيسي: البحث في اضطراب طيف التوحد
نظرة عامة
تسلط الأبحاث الضوء على إمكانيات المؤشرات الحيوية المتعلقة بالالتهابات والإجهاد التأكسدي الموجودة في المصل، والسائل الدماغي الشوكي، أو أنسجة الدماغ كأدوات قيمة لتوصيف وتصنيف اضطراب طيف التوحد (ASD). يمكن أن تساعد هذه المؤشرات الحيوية في تحديد الأفراد المعرضين بشكل أكبر لمخاطر شديدة في التحديات الاجتماعية، والحسية، والسلوكية، بالإضافة إلى تسهيل مراقبة تقدم المرض واستجابات العلاج. من خلال تخصيص استراتيجيات العلاج وفقًا للملف المناعي والتمثيلي الغذائي للفرد، قد تعزز هذه المؤشرات الحيوية الرعاية الشخصية لاضطراب طيف التوحد.
علاوة على ذلك، يسمح دمج المؤشرات الحيوية الالتهابية ومؤشرات الأكسدة مع تقنيات التصوير العصبي الوظيفي، مثل التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) وطيف الرنين المغناطيسي، بإجراء فحص شامل للتغيرات المناعية فيما يتعلق بتنظيم الشبكات الدماغية ووظيفة التمثيل الغذائي العصبي. تقدم هذه المقاربة متعددة الوسائط طريقًا واعدًا لتطوير نماذج تشخيصية وتنبؤية دقيقة، مما يربط في النهاية اختلال تنظيم المناعة بخلل الشبكات الدماغية على نطاق واسع في اضطراب طيف التوحد. تشير المراجعة إلى أن تنشيط المناعة العصبية، الذي يتميز بارتفاع مستويات السيتوكينات وتنشيط الخلايا الدبقية، قد يؤدي إلى إجهاد تأكسدي واضطرابات تمثيلية غذائية، تؤثر على أنظمة الناقلات العصبية والتوازن المشبكي. يمكن أن تظهر هذه التغيرات كاتصال وظيفي غير نمطي داخل الشبكات الدماغية، مما يساهم في الميزات الأساسية لظاهرة اضطراب طيف التوحد، بما في ذلك الاضطرابات الحسية والعيوب الاجتماعية.
مقدمة
تسلط مقدمة هذه الورقة البحثية الضوء على الدور المهم للالتهاب العصبي في الفيزيولوجيا المرضية لاضطراب طيف التوحد (ASD)، وهو حالة عصبية تطورية معقدة تتميز بعيوب في التواصل الاجتماعي وسلوكيات متكررة. تشير الأدلة إلى أن اختلال تنظيم المناعة والالتهاب المزمن منخفض الدرجة هما محور تطوير الدماغ غير النمطي ووظيفته في اضطراب طيف التوحد. يمكن أن تؤثر العمليات الالتهابية العصبية، التي تتميز بتنشيط الخلايا الدبقية الصغيرة والخلايا النجمية وإنتاج السيتوكينات الالتهابية مثل إنترلوكين-6 (IL-6)، وعامل نخر الورم-α (TNF-α)، وإنترلوكين-1β (IL-1β)، بشكل عميق على نضوج المشابك والاتصال العصبي. أظهرت الدراسات التصويرية باستمرار تنشيط الخلايا الدبقية الصغيرة وارتفاع مستويات السيتوكينات في مناطق الدماغ المرتبطة باضطراب طيف التوحد، مما يشير إلى أن هذه الاستجابات المناعية قد تعطل اللدونة المشبكية والنقل العصبي، مما يؤدي إلى تغييرات طويلة الأمد في تنظيم الدوائر العصبية.
تؤكد الورقة على فائدة التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) في التقاط أنماط التزامن العصبي الديناميكي التي تعكس التواصل الوظيفي داخل الشبكات العصبية لدى الأفراد المصابين باضطراب طيف التوحد. تفترض أن الالتهاب العصبي قد يؤثر بشكل مباشر على التنظيم الوظيفي للدماغ التوحدي، مما قد يؤدي إلى تقليل التكامل عبر الأنظمة القشرية وما تحت القشرية، كما اقترحته فرضية الانفصال الوظيفي لاضطراب طيف التوحد. على الرغم من تزايد الأدلة التي تربط الالتهاب العصبي بالاختلالات الجزيئية والوظيفية في اضطراب طيف التوحد، يلاحظ المؤلفون أن النتائج الحالية مجزأة. لذلك، تهدف هذه المراجعة الأدبية إلى تجميع الأبحاث الموجودة حول العمليات الالتهابية العصبية وتأثيرها على التغيرات العصبية الكيميائية والوظيفية في اضطراب طيف التوحد، في النهاية سعيًا لتحديد المؤشرات الحيوية والأهداف العلاجية التي يمكن أن تعزز فهم وعلاج الاضطراب. يتم تقديم نموذج تكاملي متعدد المستويات لتلخيص الآليات التي تم مناقشتها، موضحًا كيف يمكن أن يؤدي اختلال تنظيم المناعة إلى اضطرابات تمثيلية غذائية واتصال وظيفي غير نمطي، مما يساهم في الظاهرة السلوكية لاضطراب طيف التوحد.
مناقشة
تجمع قسم المناقشة في هذه المراجعة السردية الأدلة متعددة التخصصات التي تربط الالتهاب العصبي، والإجهاد التأكسدي، وتغيرات الاتصال الوظيفي لدى الأفراد المصابين باضطراب طيف التوحد (ASD). حددت عملية بحث شاملة في الأدبيات دراسات تركز على العمليات الالتهابية العصبية وتأثيرها على وظيفة الدماغ، خصوصًا من خلال تقنيات التصوير العصبي مثل التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) والتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي في حالة الراحة (fMRI). تشير النتائج إلى أن الأفراد المصابين باضطراب طيف التوحد يظهرون زيادة في مؤشرات الالتهاب العصبي، مثل ارتفاع مستويات السيتوكينات وتغير الاتصال الوظيفي داخل الشبكات الدماغية الرئيسية، بما في ذلك شبكة الوضع الافتراضي (DMN) وشبكة الأهمية. تتوافق هذه التغيرات مع شدة الأعراض الاجتماعية وتقترح أن الالتهاب العصبي قد يعدل التواصل العصبي والاتصال.
علاوة على ذلك، تبرز المراجعة دور الإجهاد التأكسدي واضطراب التمثيل الغذائي كآليات وسيطة تربط تنشيط المناعة بتغيرات الشبكات الدماغية الوظيفية. يرتبط اختلال التمثيل الغذائي للدهون وعدم توازن الناقلات العصبية، خصوصًا في الأنظمة الجلوتاماتية والسيروتونية، بالفيزيولوجيا المرضية لاضطراب طيف التوحد. كما يتم مناقشة الأساس الجيني والوراثي لاضطراب طيف التوحد، مع التركيز على التفاعل المعقد بين القابلية الجينية، واختلال تنظيم المناعة، والنتائج العصبية التطورية. بشكل عام، تشير الأدلة إلى أن دمج المؤشرات الحيوية الالتهابية والأكسيدية مع مقاييس التصوير العصبي يمكن أن يعزز فهم الأسس البيولوجية لاضطراب طيف التوحد ويُعلم استراتيجيات العلاج الشخصية.
DOI: https://doi.org/10.3389/fnins.2026.1787670
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41947852
Publication Date: 2026-03-23
Author(s): Beata Zwierko et al.
Primary Topic: Autism Spectrum Disorder Research
Overview
The research highlights the potential of inflammatory and oxidative stress-related biomarkers found in serum, cerebrospinal fluid, or brain tissue as valuable tools for characterizing and subtyping autism spectrum disorder (ASD). These biomarkers could aid in identifying individuals at greater risk for severe social, sensory, and behavioral challenges, as well as facilitate monitoring of disease progression and therapeutic responses. By tailoring treatment strategies to an individual’s immunological and metabolic profile, these biomarkers may enhance personalized care for ASD.
Furthermore, the integration of inflammatory and redox biomarkers with functional neuroimaging techniques, such as fMRI and magnetic resonance spectroscopy, allows for a comprehensive examination of immunological changes in relation to brain network organization and neurometabolic function. This multimodal approach presents a promising avenue for developing precise predictive and diagnostic models, ultimately linking immune dysregulation to large-scale brain network dysfunction in ASD. The review suggests that neuroimmune activation, characterized by elevated cytokines and glial activation, may lead to oxidative stress and metabolic disturbances, which affect neurotransmitter systems and synaptic homeostasis. These alterations can manifest as atypical functional connectivity within brain networks, contributing to the core features of the ASD phenotype, including sensory disruptions and social impairments.
Introduction
The introduction of this research paper highlights the significant role of neuroinflammation in the pathophysiology of autism spectrum disorder (ASD), a complex neurodevelopmental condition marked by social communication deficits and repetitive behaviors. Evidence indicates that immune dysregulation and chronic low-grade inflammation are central to atypical brain development and function in ASD. Neuroinflammatory processes, characterized by the activation of microglia and astrocytes and the production of pro-inflammatory cytokines such as interleukin-6 (IL-6), tumor necrosis factor-α (TNF-α), and interleukin-1β (IL-1β), can profoundly affect synaptic maturation and neuronal connectivity. Imaging studies have consistently shown microglial activation and elevated cytokine levels in brain regions associated with ASD, suggesting that these immune responses may disrupt synaptic plasticity and neurotransmission, leading to long-lasting alterations in neuronal circuit organization.
The paper emphasizes the utility of functional magnetic resonance imaging (fMRI) in capturing dynamic neuronal synchronization patterns that reflect functional communication within neural networks in individuals with ASD. It posits that neuroinflammation may directly influence the functional organization of the autistic brain, potentially leading to reduced integration across cortical and subcortical systems, as proposed by the functional disconnection hypothesis of ASD. Despite the growing body of evidence linking neuroinflammation to molecular and functional abnormalities in ASD, the authors note that current findings are fragmented. Therefore, this literature review aims to synthesize existing research on neuroinflammatory processes and their impact on neurobiochemical and functional brain alterations in ASD, ultimately seeking to identify biomarkers and therapeutic targets that could enhance understanding and treatment of the disorder. An integrative multilevel model is presented to summarize the mechanisms discussed, illustrating how immune dysregulation can lead to metabolic disturbances and atypical functional connectivity, contributing to the behavioral phenotype of ASD.
Discussion
The discussion section of this narrative review synthesizes multidisciplinary evidence linking neuroinflammation, oxidative stress, and functional connectivity alterations in individuals with autism spectrum disorder (ASD). A comprehensive literature search identified studies focusing on neuroinflammatory processes and their impact on brain function, particularly through neuroimaging techniques such as positron emission tomography (PET) and resting-state functional magnetic resonance imaging (fMRI). Findings indicate that individuals with ASD exhibit increased neuroinflammatory markers, such as elevated cytokines and altered functional connectivity within key brain networks, including the default mode network (DMN) and salience network. These alterations correlate with the severity of social symptoms and suggest that neuroinflammation may modulate neuronal communication and connectivity.
Moreover, the review highlights the role of oxidative stress and metabolic dysregulation as intermediate mechanisms linking immune activation to functional brain network alterations. Dysregulated lipid metabolism and neurotransmitter imbalances, particularly in glutamatergic and serotonergic systems, are implicated in the pathophysiology of ASD. The genetic and epigenetic basis of ASD is also discussed, emphasizing the complex interplay between genetic susceptibility, immune dysregulation, and neurodevelopmental outcomes. Overall, the evidence suggests that integrating inflammatory and oxidative biomarkers with neuroimaging measures could enhance the understanding of ASD’s biological underpinnings and inform personalized therapeutic strategies.