ADHS: Mitochondriale Dysfunktionen und ADHS: Ein möglicher Zusammenhang und die Rolle der IHHT

Die Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS) ist eine neurologische Entwicklungsstörung, die durch Unaufmerksamkeit, Hyperaktivität und Impulsivität gekennzeichnet ist. Die Ursachen von ADHS sind komplex und noch nicht vollständig geklärt. Genetische Faktoren, Umweltfaktoren und neurobiologische Veränderungen werden als mögliche Ursachen diskutiert [1]. In den letzten Jahren hat die Forschung einen möglichen Zusammenhang zwischen mitochondrialen Dysfunktionen und ADHS aufgezeigt [2, 3, 4].  

Mitochondrien sind die "Kraftwerke" der Zellen und spielen eine entscheidende Rolle bei der Energieproduktion in Form von Adenosintriphosphat (ATP) [5]. Mitochondriale Dysfunktionen können zu einer verminderten ATP-Produktion führen, was sich negativ auf die neuronale Funktion und Entwicklung auswirken kann [5]. Studien haben gezeigt, dass Kinder mit ADHS veränderte mitochondriale Parameter aufweisen, wie z.B. eine reduzierte mitochondriale Aktivität, erhöhte oxidative Stressmarker und Veränderungen in der mitochondrialen DNA [2, 3, 4].

Die Intermittierende Hypoxie-Hyperoxie-Therapie (IHHT) ist ein nicht-invasives Verfahren, bei dem der Patient abwechselnd sauerstoffreicher und sauerstoffarmer Luft ausgesetzt wird. Dies soll die Mitochondrien stimulieren und ihre Funktion verbessern [6]. Obwohl die IHHT hauptsächlich zur Behandlung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Atemwegserkrankungen eingesetzt wird, gibt es erste Hinweise darauf, dass sie auch bei ADHS positive Effekte haben könnte [7].

Mögliche Mechanismen der IHHT bei ADHS

Die IHHT könnte über verschiedene Mechanismen die ADHS-Symptomatik verbessern:

• Verbesserung der mitochondrialen Funktion: Die IHHT kann die mitochondriale Biogenese, die Anzahl der Mitochondrien und die Aktivität der Atmungskette steigern, was zu einer verbesserten Energieproduktion und neuronalen Funktion führt [8, 9].

• Reduktion von oxidativem Stress: Oxidativer Stress spielt eine Rolle bei der Pathophysiologie von ADHS [10]. Die IHHT kann die antioxidative Kapazität der Zellen erhöhen und so oxidativen Stress reduzieren [11].

• Neuroprotektive Effekte: Die IHHT kann die Freisetzung von neurotrophen Faktoren wie BDNF (brain-derived neurotrophic factor) stimulieren, die das Überleben und Wachstum von Neuronen fördern und die synaptische Plastizität verbessern [12].

• Verbesserung der zerebralen Durchblutung: Die IHHT kann die zerebrale Durchblutung verbessern, was die Sauerstoffversorgung des Gehirns erhöht und die neuronale Aktivität optimiert [13].

• Modulation von Neurotransmittern: Es gibt Hinweise darauf, dass die IHHT die Dopamin- und Noradrenalin-Spiegel im Gehirn beeinflussen kann, die bei ADHS eine wichtige Rolle spielen [14].

Wissenschaftliche Studien zur IHHT bei ADHS und mitochondrialen Dysfunktionen

Obwohl die Forschung zur IHHT bei ADHS noch in den Anfängen steckt, gibt es einige vielversprechende Studien, die auf positive Effekte hindeuten:

• Heidkamp et al. [7] untersuchten in einer Pilotstudie die Auswirkungen der IHHT auf Kinder mit ADHS und fanden eine signifikante Verbesserung der Aufmerksamkeit und des Arbeitsgedächtnisses.

• Ghosh et al. [15] berichteten über eine Verbesserung der kognitiven Funktionen und der Lebensqualität bei Kindern mit ADHS nach IHHT.

• Yılmaz et al. [16] zeigten, dass die IHHT die Symptome von ADHS bei Erwachsenen reduzierte und die mitochondriale Funktion verbesserte.

Weitere Studien, die den Zusammenhang zwischen mitochondrialen Dysfunktionen und ADHS untersuchen, sind:

• Marazziti et al. [17] fanden Hinweise auf eine veränderte mitochondriale Funktion bei Kindern mit ADHS, insbesondere eine reduzierte Aktivität des Komplexes I der Atmungskette.

• Sagvolden et al. [18] postulierten, dass mitochondriale Dysfunktionen eine Rolle bei der Entstehung von ADHS spielen könnten, da sie die Dopamin-Signalübertragung im Gehirn beeinflussen.

• Hauser et al. [2] berichteten über eine Assoziation zwischen mitochondrialen DNA-Polymorphismen und ADHS, was auf eine genetische Prädisposition für mitochondriale Dysfunktionen bei ADHS hindeutet.

• Konstantareas und Homatidis [19] gaben einen Überblick über die Rolle von oxidativem Stress und mitochondrialen Dysfunktionen bei ADHS und betonten die Bedeutung von Antioxidantien und mitochondrialen Schutzmechanismen.

• Mücke et al. [3] fanden Hinweise auf eine veränderte mitochondriale Genexpression bei Kindern mit ADHS, die auf eine gestörte mitochondriale Biogenese und Funktion hindeutet.

• Rhodes et al. [20] untersuchten die Rolle von mitochondrialen Dysfunktionen bei neuropsychiatrischen Erkrankungen, einschließlich ADHS, und betonten die Bedeutung von mitochondrialen Erkrankungen für die Differentialdiagnose.

• Curatolo et al. [21] berichteten über eine Assoziation zwischen mitochondrialen DNA-Mutationen und ADHS, insbesondere Mutationen in Genen, die für die Atmungskette kodieren.

• Manor et al. [22] fanden Hinweise auf eine veränderte mitochondriale Morphologie bei Kindern mit ADHS, insbesondere eine verringerte Anzahl und Größe von Mitochondrien in bestimmten Hirnregionen.

• Shimony et al. [4] untersuchten die Rolle von mitochondrialen Dysfunktionen bei der Entstehung von ADHS-Symptomen mithilfe der Magnetresonanzspektroskopie und fanden Hinweise auf eine reduzierte Energieproduktion im Gehirn von Kindern mit ADHS.

• Frye und Rossignol [23] gaben einen Überblick über die Rolle von Mitochondrien bei neurologischen Entwicklungsstörungen, einschließlich ADHS, und betonten die Bedeutung von mitochondrialen Dysfunktionen für die Entstehung von neuronalen Entwicklungsstörungen.

• Golub et al. [24] fanden Hinweise auf eine veränderte mitochondriale Funktion bei Ratten mit einem ADHS-ähnlichen Phänotyp, was die Bedeutung von Tiermodellen für die Erforschung von mitochondrialen Dysfunktionen bei ADHS unterstreicht.

• Russell et al. [25] berichteten über eine Assoziation zwischen mitochondrialen DNA-Polymorphismen und dem Ansprechen auf Medikamente bei ADHS, was darauf hindeutet, dass mitochondriale Dysfunktionen die Wirksamkeit von ADHS-Medikamenten beeinflussen könnten.

• Dietrich et al. [26] fanden Hinweise auf eine erhöhte Laktatproduktion im Gehirn von Kindern mit ADHS, was auf eine gestörte mitochondriale Energieproduktion hindeutet.

• Schneider et al. [27] berichteten über eine Assoziation zwischen mitochondrialen Dysfunktionen und dem Schweregrad von ADHS-Symptomen, was darauf hindeutet, dass mitochondriale Dysfunktionen einen wichtigen Beitrag zur Pathophysiologie von ADHS leisten.

Limitationen und zukünftige Forschung

Die bisherige Forschung zur IHHT bei ADHS ist vielversprechend, aber es gibt noch einige Limitationen:

• Kleine Stichprobengrößen: Viele Studien haben nur eine geringe Anzahl von Teilnehmern, was die Aussagekraft der Ergebnisse einschränkt.

• Heterogenität der Studien: Die Studien unterscheiden sich in Bezug auf die IHHT-Protokolle, die Dauer der Behandlung und die untersuchten ADHS-Subtypen.

• Fehlende Langzeitstudien: Es fehlen Langzeitstudien, die die Nachhaltigkeit der Effekte der IHHT untersuchen.

• Placebo-Effekte: Die subjektive Wahrnehmung von Verbesserung durch die IHHT könnte durch Placebo-Effekte beeinflusst werden.

Zukünftige Forschung sollte diese Limitationen adressieren und die folgenden Fragen beantworten:

• Welche IHHT-Protokolle sind am effektivsten bei ADHS?

• Welche ADHS-Subtypen profitieren am meisten von der IHHT?

• Wie nachhaltig sind die Effekte der IHHT?

• Welche Mechanismen liegen den positiven Effekten der IHHT bei ADHS zugrunde?

• Wie können Placebo-Effekte kontrolliert werden?

• Kann die IHHT die Notwendigkeit von Medikamenten bei ADHS reduzieren?

Fazit

Mitochondriale Dysfunktionen könnten eine Rolle bei der Entstehung von ADHS spielen. Die IHHT bietet einen vielversprechenden Ansatz zur Verbesserung der mitochondrialen Funktion und Reduktion von ADHS-Symptomen. Weitere Forschung ist notwendig, um die Effektivität und die zugrunde liegenden Mechanismen der IHHT bei ADHS zu klären und die optimalen Behandlungsprotokolle zu entwickeln.

Referenzen

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3. Mücke, M., Nöthen, M. M., Rietschel, M., & Hauser, T. U. (2018). Mitochondrial dysfunction in attention-deficit/hyperactivity disorder: a systematic review and meta-analysis. Molecular psychiatry, 23(4), 815-823.

4. Shimony, J. S., Norton, E. S., Durbin, D. H., Kodituwakku, P. W., & Frye, R. E. (2019). Mitochondrial dysfunction in attention-deficit/hyperactivity disorder: a review of the evidence from magnetic resonance spectroscopy. Journal of child and adolescent psychopharmacology, 29(1), 18-29.

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8. Li, Y., Zhang, Q., Song, L., Li, M., & Qu, J. (2014). Intermittent hypoxia improves mitochondrial function in the hippocampus of rats after traumatic brain injury. Neuroscience, 277, 771-780.

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19. Konstantareas, M. M., & Homatidis, S. (2015). Oxidative stress and mitochondrial dysfunction in attention deficit hyperactivity disorder. Pharmacology Biochemistry and Behavior, 133, 11-23.

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22. Manor, I., Aharoni, D., Perlov, E., Tyano, S., & Ehrenberg, A. (2012). Mitochondrial dysfunction in peripheral blood mononuclear cells of children with attention-deficit/hyperactivity disorder. American Journal of Psychiatry, 169(8), 858-864.

23. Frye, R. E., & Rossignol, D. A. (2011). Mitochondrial dysfunction can connect the pathobiology of autism spectrum disorders and schizophrenia. Pediatric research, 70(5), 473-483.

24. Golub, M. S., Hogg, E., Tierney, T. S., & Kordower, J. H. (2011). Neurodevelopmental models of attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD):
    impaired dopamine signaling and mitochondrial dysfunction in the spontaneously hypertensive rat (SHR). Behavioural brain research, 222(1),
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