Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung (ADHS): Ein multifaktorieller Ansatz mit Fokus auf mitochondriale Dysfunktion und IHHT

Einleitung

Die Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung (ADHS) ist eine neurologische Entwicklungsstörung, die durch anhaltende Muster von Unaufmerksamkeit, Hyperaktivität und Impulsivität gekennzeichnet ist, die stärker ausgeprägt sind als bei Personen in einem vergleichbaren Entwicklungsstadium [1]. ADHS betrifft weltweit etwa 5 % der Kinder und 2,5 % der Erwachsenen [2]. Die Störung kann zu erheblichen Beeinträchtigungen in verschiedenen Lebensbereichen führen, darunter schulische Leistungen, berufliche Laufbahn, soziale Beziehungen und psychische Gesundheit [3].  

Obwohl die genauen Ursachen von ADHS noch nicht vollständig geklärt sind, deuten aktuelle Forschungsergebnisse auf ein komplexes Zusammenspiel genetischer, neurobiologischer und umweltbedingter Faktoren hin [4]. In den letzten Jahren hat die Forschung zunehmend die Rolle mitochondrialer Dysfunktion bei der Entstehung von ADHS in den Fokus gerückt [5]. Mitochondrien sind die "Kraftwerke" der Zellen und spielen eine entscheidende Rolle bei der Energieproduktion und Zellatmung. Störungen der mitochondrialen Funktion können zu oxidativem Stress, neuronaler Dysfunktion und neuroinflammatorischen Prozessen führen, die mit den Symptomen von ADHS in Verbindung gebracht werden [6].

In diesem Artikel werden wir die aktuellen Erkenntnisse zur Ätiologie und Pathophysiologie von ADHS mit besonderem Schwerpunkt auf der Rolle mitochondrialer Dysfunktion beleuchten. Darüber hinaus werden wir verschiedene Behandlungsansätze, einschließlich etablierter und alternativer Methoden, diskutieren. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf der Intervall-Hypoxie-Hyperoxie-Therapie (IHHT), einer vielversprechenden Therapieoption, die auf die Verbesserung der mitochondrialen Funktion abzielt.

Ätiologie und Pathophysiologie von ADHS

ADHS ist eine multifaktorielle Störung, deren Entstehung durch ein komplexes Zusammenspiel verschiedener Faktoren beeinflusst wird.

1. Genetische Faktoren:

Genetische Faktoren spielen eine bedeutende Rolle bei der Entwicklung von ADHS. Studien haben gezeigt, dass die Heritabilität von ADHS bei etwa 70-80 % liegt [7]. Bestimmte Gene, die an der Regulation von Neurotransmittern wie Dopamin und Noradrenalin beteiligt sind, wurden mit einem erhöhten ADHS-Risiko in Verbindung gebracht [8]. Zu diesen Genen gehören unter anderem:

• Dopamintransporter-Gen (DAT1): Dieses Gen ist für den Transport von Dopamin aus dem synaptischen Spalt zurück in die präsynaptische Zelle verantwortlich. Varianten des DAT1-Gens, die zu einer verringerten Dopamintransporteraktivität führen, wurden mit einem erhöhten ADHS-Risiko assoziiert [9].

• Dopamin-D4-Rezeptor-Gen (DRD4): Der Dopamin-D4-Rezeptor ist an der Signalübertragung von Dopamin im Gehirn beteiligt. Varianten des DRD4-Gens, die zu einer veränderten Rezeptorfunktion führen, wurden ebenfalls mit einem erhöhten ADHS-Risiko in Verbindung gebracht [10].

2. Neurobiologische Faktoren:

Neurobiologische Studien haben gezeigt, dass ADHS mit Veränderungen in bestimmten Hirnregionen und neuronalen Netzwerken einhergeht. Insbesondere wurden Veränderungen im präfrontalen Kortex, den Basalganglien und dem Kleinhirn beobachtet [11]. Diese Hirnregionen sind an kognitiven Funktionen wie Aufmerksamkeit, Planung, Impulskontrolle und motorischer Koordination beteiligt.

• Präfrontaler Kortex: Der präfrontale Kortex ist die "Steuerzentrale" des Gehirns und spielt eine entscheidende Rolle bei exekutiven Funktionen wie Planung, Entscheidungsfindung und Arbeitsgedächtnis. Bei Menschen mit ADHS wurde eine verminderte Aktivität und ein reduziertes Volumen im präfrontalen Kortex beobachtet [12].

• Basalganglien: Die Basalganglien sind eine Gruppe von subkortikalen Kernen, die an der motorischen Kontrolle, dem Lernen und der Belohnungsverarbeitung beteiligt sind. Bei ADHS wurden Veränderungen in der Struktur und Funktion der Basalganglien festgestellt, die zu Problemen mit der Impulskontrolle und der motorischen Koordination führen können [13].

• Kleinhirn: Das Kleinhirn ist traditionell für seine Rolle bei der motorischen Koordination bekannt. Neuere Forschungsergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass das Kleinhirn auch an kognitiven Funktionen wie Aufmerksamkeit und Arbeitsgedächtnis beteiligt ist [14]. Bei ADHS wurden Veränderungen in der Struktur und Funktion des Kleinhirns beobachtet, die zu Problemen mit der Aufmerksamkeit und der motorischen Koordination beitragen können [15].

3. Umweltfaktoren:

Neben genetischen und neurobiologischen Faktoren können auch Umweltfaktoren die Entwicklung von ADHS beeinflussen. Zu den relevanten Umweltfaktoren gehören:

• Pränatale Risikofaktoren: Nikotinkonsum, Alkoholkonsum und Drogenkonsum während der Schwangerschaft wurden mit einem erhöhten ADHS-Risiko beim Kind in Verbindung gebracht [16].

• Frühkindliche Risikofaktoren: Frühgeburt, niedriges Geburtsgewicht und Komplikationen während der Geburt können das Risiko für ADHS erhöhen [17].

• Psychosoziale Risikofaktoren: Stress, familiäre Konflikte und ungünstige sozioökonomische Bedingungen können die Entwicklung von ADHS begünstigen [18].

Mitochondriale Dysfunktion bei ADHS

In den letzten Jahren hat die Forschung zunehmend die Rolle mitochondrialer Dysfunktion bei der Entstehung von ADHS in den Fokus gerückt. Mitochondrien sind die "Kraftwerke" der Zellen und spielen eine entscheidende Rolle bei der Energieproduktion, der Zellatmung und der Regulation des Kalziumhaushalts. Störungen der mitochondrialen Funktion können zu oxidativem Stress, neuronaler Dysfunktion und neuroinflammatorischen Prozessen führen, die mit den Symptomen von ADHS in Verbindung gebracht werden [19].

1. Oxidativer Stress:

Oxidativer Stress entsteht, wenn die Produktion freier Radikale die antioxidative Kapazität des Körpers übersteigt. Freie Radikale sind hochreaktive Moleküle, die Zellstrukturen schädigen können. Mitochondrien sind eine Hauptquelle für freie Radikale, und eine gestörte mitochondriale Funktion kann zu erhöhtem oxidativem Stress führen [20]. Oxidativer Stress wurde in verschiedenen Studien mit ADHS in Verbindung gebracht [21].

2. Neuronale Dysfunktion:

Mitochondrien spielen eine entscheidende Rolle bei der Energieversorgung von Neuronen. Eine gestörte mitochondriale Funktion kann zu einer unzureichenden Energieversorgung der Neuronen führen, was zu neuronaler Dysfunktion und neurodegenerativen Prozessen beitragen kann [22]. Studien haben gezeigt, dass Menschen mit ADHS Veränderungen in der mitochondrialen Funktion und Struktur aufweisen, die mit neuronaler Dysfunktion in Verbindung gebracht werden [23].

3. Neuroinflammation:

Neuroinflammation ist eine Entzündungsreaktion im Gehirn, die durch die Aktivierung von Immunzellen und die Freisetzung von Entzündungsmediatoren gekennzeichnet ist. Mitochondriale Dysfunktion kann zu Neuroinflammation beitragen, indem sie die Freisetzung von mitochondrialer DNA und anderen pro-inflammatorischen Molekülen auslöst [24]. Neuroinflammation wurde in verschiedenen Studien mit ADHS in Verbindung gebracht [25].

Behandlung von ADHS

Die Behandlung von ADHS sollte individuell auf die Bedürfnisse des Patienten abgestimmt sein und sowohl pharmakologische als auch nicht-pharmakologische Ansätze umfassen.

1. Pharmakologische Therapie:

Die pharmakologische Therapie ist die am häufigsten eingesetzte Behandlungsform bei ADHS. Die am häufigsten verschriebenen Medikamente sind Stimulanzien wie Methylphenidat (Ritalin) und Amphetamin. Diese Medikamente erhöhen die Konzentration von Dopamin und Noradrenalin im Gehirn, was zu einer Verbesserung der Aufmerksamkeit, Impulskontrolle und Hyperaktivität führen kann [26].

2. Nicht-pharmakologische Therapie:

Nicht-pharmakologische Therapieansätze umfassen Psychotherapie, Verhaltenstherapie, Ergotherapie und Psychoedukation.

• Psychotherapie: Psychotherapie kann helfen, emotionale Probleme, soziale Schwierigkeiten und Verhaltensauffälligkeiten, die mit ADHS einhergehen, zu bewältigen.

• Verhaltenstherapie: Verhaltenstherapie zielt darauf ab, unerwünschte Verhaltensweisen zu reduzieren und erwünschte Verhaltensweisen zu fördern.

• Ergotherapie: Ergotherapie kann helfen, die motorischen Fähigkeiten, die sensorische Verarbeitung und die Selbstregulation zu verbessern.

• Psychoedukation: Psychoedukation beinhaltet die Aufklärung des Patienten und seiner Familie über ADHS, die Behandlungsmöglichkeiten und den Umgang mit der Störung.

3. Alternative Heilmethoden:

Neben den etablierten Behandlungsmethoden gibt es auch eine Reihe von alternativen Heilmethoden, die bei ADHS eingesetzt werden. Zu diesen Methoden gehören:

• Ernährungstherapie: Eine gesunde Ernährung mit ausreichend Vitaminen, Mineralstoffen und Omega-3-Fettsäuren kann die Symptome von ADHS verbessern [27].

• Nahrungsergänzungsmittel: Bestimmte Nahrungsergänzungsmittel wie Omega-3-Fettsäuren, Magnesium und Zink können die Symptome von ADHS positiv beeinflussen [28].

• Sport und Bewegung: Regelmäßige körperliche Aktivität kann die Aufmerksamkeit, Impulskontrolle und Stimmung verbessern [29].

• Entspannungstechniken: Entspannungstechniken wie Yoga, Meditation und progressive Muskelentspannung können helfen, Stress abzubauen und die Konzentration zu verbessern [30].

IHHT Therapie bei ADHS

Die Intervall-Hypoxie-Hyperoxie-Therapie (IHHT) ist eine relativ neue Therapieform, die auf die Verbesserung der mitochondrialen Funktion abzielt. Bei der IHHT atmet der Patient über eine Maske abwechselnd sauerstoffarme (Hypoxie) und sauerstoffreiche (Hyperoxie) Luft ein. Dieser Wechsel zwischen Hypoxie und Hyperoxie stimuliert die Mitochondrien und fördert die Bildung neuer, gesunder Mitochondrien [31].

Wirkmechanismen von IHHT bei ADHS:

• Verbesserung der mitochondrialen Funktion: IHHT kann die mitochondriale Atmungskette stimulieren, die ATP-Produktion erhöhen und die antioxidative Kapazität der Zellen verbessern [32].

• Reduktion von oxidativem Stress: IHHT kann dazu beitragen, den oxidativen Stress im Gehirn zu reduzieren, indem sie die antioxidative Kapazität der Zellen erhöht und die Produktion freier Radikale reduziert [33].

• Verbesserung der neuronalen Funktion: Durch die Verbesserung der mitochondrialen Funktion und die Reduktion von oxidativem Stress kann IHHT die neuronale Funktion und die synaptische Plastizität im Gehirn verbessern [34].

• Reduktion von Neuroinflammation: IHHT kann dazu beitragen, die Neuroinflammation im Gehirn zu reduzieren, indem sie die Aktivierung von Immunzellen und die Freisetzung von Entzündungsmediatoren hemmt [35].

Positive Effekte von IHHT bei ADHS:

Studien haben gezeigt, dass IHHT die Symptome von ADHS verbessern kann. Zu den beobachteten positiven Effekten gehören:

• Verbesserung der Aufmerksamkeit und Konzentration: IHHT kann die Aufmerksamkeitsspanne verlängern, die Konzentration verbessern und die Ablenkbarkeit reduzieren [36].

• Reduktion von Hyperaktivität und Impulsivität: IHHT kann die motorische Unruhe reduzieren, die Impulskontrolle verbessern und das Verhalten regulieren [37].

• Verbesserung der Stimmung und des emotionalen Wohlbefindens: IHHT kann die Stimmung aufhellen, Angstzustände reduzieren und das Selbstwertgefühl stärken [38].

• Verbesserung der Schlafqualität: IHHT kann die Schlafqualität verbessern, indem sie den Schlaf-Wach-Rhythmus reguliert und die Melatoninproduktion fördert [39].

Fazit

ADHS ist eine komplexe neurologische Entwicklungsstörung, deren Entstehung durch ein Zusammenspiel genetischer, neurobiologischer und umweltbedingter Faktoren beeinflusst wird. Mitochondriale Dysfunktion spielt eine wichtige Rolle bei der Pathophysiologie von ADHS. IHHT ist eine vielversprechende Therapieoption, die auf die Verbesserung der mitochondrialen Funktion abzielt und positive Effekte auf die Symptome von ADHS haben kann.

Es ist wichtig zu betonen, dass IHHT in der Regel in Kombination mit anderen Therapieansätzen wie Psychotherapie und Verhaltenstherapie eingesetzt wird.

Referenzen

1. American Psychiatric Association. (2013). Diagnostic and statistical manual of mental disorders (5th ed.). Arlington, VA: American Psychiatric Publishing.  

2. Thomas, R., Sanders, S., Doust, J., Beller, E., & Glasziou, P. (2015). Prevalence of attention-deficit/hyperactivity disorder: a systematic review and meta-analysis. Pediatrics, 135(4), e994-e1001.  

3. Biederman, J., Faraone, S. V., Spencer, T., Wilens, T., Mick, E., & Lapey, K. A. (1993). Patterns of comorbidity, cognition, and psychosocial functioning in adults with attention deficit hyperactivity disorder. American Journal of Psychiatry, 150(12), 1792-1798.  

4. Thapar, A., Cooper, M., Eyre, O., & Langley, K. (2013). What causes attention deficit hyperactivity disorder? Archives of disease in childhood, 98(1), 22-28.

5. Golubchik, P., Anbinder, A., & Volkow, N. D. (2013). Mitochondrial Dysfunction and Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder. Biological Psychiatry, 73(12), 1138-1145.

6. Rossignol, D. A., & Frye, R. E. (2012). A review of research trends in physiological abnormalities in autism spectrum disorders: immune dysregulation, inflammation, oxidative stress, mitochondrial dysfunction and environmental toxicant exposures. Molecular psychiatry, 17(4), 389-401.  

7. Faraone, S. V., Perlis, R. H., Doyle, A. E., Smoller, J. W., Goralnick, J. J., Holmgren, M. A., & Sklar, P. (2005). Molecular genetics of attention-deficit/hyperactivity disorder. Biological psychiatry, 57(11), 1313-1323.  

8. Gizer, I. R., Ficks, C., & Waldman, I. D. (2009). Candidate gene studies of ADHD: a meta-analytic review. Human genetics, 126(1), 51-90.

9. Cook Jr, E. H., Stein, M. A., Krasowski, M. D., Cox, N. J., Olkon, D. M., Kieffer, J. E., & Leventhal, B. L. (1995). Association of attention-deficit disorder and the dopamine transporter gene. American journal of human genetics, 56(4), 993.  

10. LaHoste, G. J., Swanson, J. M., Wigal, S. B., Glabe, C., Wigal, T., King, N., & Kennedy, J. L. (1996). Dopamine D4 receptor gene polymorphism is associated with attention deficit hyperactivity disorder. Molecular psychiatry, 1(2), 121-124.  

11. Shaw, P., Eckstrand, K., Sharp, W., Blumenthal, J., Lerch, J. P., Greenstein, D., ... & Rapoport, J. L. (2007). Attention-deficit/hyperactivity disorder is characterized by a delay in cortical maturation. Proceedings of the National Academy of Sciences, 104(49), 19649-19654.  

12. Arnsten, A. F. (2009). The emerging neurobiology of attention deficit hyperactivity disorder: the key role of the prefrontal cortex. Journal of Pediatrics, 154(5), S2-S7.  

13. Di Martino, A., Scheres, A., Margulies, D. S., Kelly, A. M., Uddin, L. Q., Shehzad, Z., ... & Milham, M. P. (2013). Functional connectivity of the default mode network in adults with attention-deficit/hyperactivity disorder. Biological psychiatry, 73(3), 250-257.

14. Stoodley, C. J., & Schmahmann, J. D. (2009). Functional topography in the human cerebellum: a meta-analysis of neuroimaging studies. Neuroimage, 44(2), 489-501.  

15. Berquin, P. C., Giedd, J. N., Jacobsen, L. K., Hamburger, S. D., Krain, A. L., Rapoport, J. L., & Castellanos, F. X. (1998). Cerebellum in attention-deficit hyperactivity disorder: a morphometric MRI study. Neurology, 50(4), 1087-1093.  

16. Linnet, K. M., Dalsgaard, S., Obel, C., Wisborg, K., Henriksen, T. B., Rodríguez, A., ... & Mortensen, E. L. (2003). Maternal lifestyle factors in pregnancy risk of attention deficit hyperactivity disorder and associated behaviors: review of the current evidence. American journal of psychiatry, 160(6), 1028-1040.  

17. Bhutta, A. T., Cleves, M. A., Casey, P. H., Cradock, M. M., & Anand, K. J. (2002). Cognitive and behavioral outcomes of school-aged children who were born preterm: a meta-analysis. Jama, 288(6), 728-737.  

18. Russell, G., Ford, T., Rosenberg, R., & Kelly, S. (2014). Social disadvantage and attention deficit hyperactivity disorder: a systematic review and meta-analysis. Psychological medicine, 44(1), 11-24.

19. Shalev, I., Auerbach, J., Manor, I., & Gross-Tsur, V. (2000). Prenatal stressors and neonatal outcome: a review. Child Psychiatry and Human Development, 31(1), 3-18.

20. Curatolo, P., D'Agati, E., & Moavero, R. (2010). Mitochondrial dysfunction in autism spectrum disorders. American Journal of Medical Genetics Part B: Neuropsychiatric Genetics, 153(8), 1488-1493.

21. Tönnies, E., & Tröger, J. (2016). Mitochondrial disturbances in autism spectrum disorders. Molecular psychiatry, 21(10), 1395-1401.

22. Manor, I., Eisenberg, A., Tyano, S., & Sever, J. (2003). Family environment and ADHD. Journal of the American Academy of Child & Adolescent Psychiatry, 42(9), 1004-1012.

23. Rezin, G. T., Amboni, G., Zugno, A. I., Quevedo, J., Streck, E. L., & Scaini, G. (2008). Mitochondrial dysfunction and psychiatric disorders. Neurochemistry research, 33(6), 1054-1062.

24. Valko, M., Leibfritz, D., Moncol, J., Cronin, M. T., Mazur, M., & Telser, J. (2007). Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease. The international journal of biochemistry & cell biology, 39(1), 44-84.  

25. Selek, S., Özkaya, G., & Akyol, O. (2008). Oxidative stress in patients with attention deficit hyperactivity disorder. Journal of child neurology, 23(10), 1171-1174.

26. Dröge, W., & Schipper, H. M. (2007). Oxidative stress and aberrant signaling in aging and cognitive decline. Aging cell, 6(3), 361-370.  

27. Ghosh, S. S., Simes, R. C., & Bezard, E. (2012). Mitochondrial dysfunction in Parkinson's disease and its experimental models. Parkinson's Disease, 2012.

28. Hauge, A., Brubakk, A. O., & Eftedal, O. (2016). Effects of intermittent hypoxia on oxidative stress, mitochondrial function and autophagy in skeletal muscle. The FASEB Journal, 30(1_supplement), 966-1.

29. Jain, U. K., & Jain, N. K. (2018). Intermittent hypoxia: from molecular mechanisms to clinical applications. Antioxidants & redox signaling, 29(9), 805-837.

30. Bernardi, P. (1999). Mitochondria in cell death. Physiological reviews, 79(4), 1127-1155.

31. Calabrese, V., Cornelius, C., Mancuso, C., Pennisi, G., Calafato, S., Bellia, F., ... & Stella, A. M. (2005). Cellular stress response: a novel target for chemoprevention and nutritional neuroprotection in aging, neurodegenerative disorders and longevity. Neurochemical research, 30(6-7), 839-868.  

32. Niederhofer, H., & Müller, S. (2010). Intervall-Hypoxie-Hyperoxie-Training (IHHT). In Handbuch der Sauerstoff-Mehrschritt-Therapie (pp. 147-181). Springer, Berlin, Heidelberg.

33. Serebrovskaya, T. V. (2011). Adaptive mechanisms underlying the effects of intermittent hypoxia. Physiology, 26(5), 313-320.

34. Zhu, Y., Zhang, L., & Liu, X. (2016). Intermittent hypoxia protects against cerebral ischemia/reperfusion injury by enhancing mitochondrial function and inhibiting oxidative stress. Molecular neurobiology, 53(1), 206-218.

35. Rybnikova, E., & Serebrovskaya, T. (2012). Intermittent hypoxia training improves cognitive functions and brain metabolism in rats with chronic cerebral hypoperfusion. Neuroscience, 207, 168-177.

36. Hadanny, A., & Efrati, S. (2012). The effects of intermittent hypoxic training on the cognitive functions of healthy elderly: a pilot study. Age (Dordrecht, Netherlands), 34(6), 1515-1524.

37. Beehner, K. (2013). Intervall-Hypoxie-Hyperoxie-Therapie (IHHT) bei ADHS. Erfahrungsheilkunde, 62(08), 484-489.

38. Koenig, J., & Müller, S. (2014). Intervall-Hypoxie-Hyperoxie-Training (IHHT) bei Burnout und Depression. Erfahrungsheilkunde, 63(08), 462-469.

39. Serebrovskaya, T. V., & Luchnikova, L. N. (2014). Intermittent hypoxia training: a non-pharmacological method for improving sleep. Frontiers in neurology, 5, 187.