Ulm, Univ., Diss., 2008.

Mit dieser Studie sollte untersucht werden, ob ein Genexpressionsunterschied zwi- schen heterogenen erwachsenen ADHS-Patienten und gesunden Kontrollen besteht und eine Behandlung mit Methylphenidat kurz- oder langfristige Genexpressionsunter- schiede hervorruft. Außerdem war von Interesse, ob ein sich ein möglicher Behand- lungseffekt durch MPH zwischen ADHS- und Kontrollgruppe unterscheidet. Dazu wurde ein peripheres Zellmodell mit EBV-modifizierten Lymphoblasten von ADHS-Patienten und Kontrollen gewählt, deren RNA für die weiteren Versuche genutzt wurde. In Vor- versuchen sollte die Verwendung von MPH für die Versuchsmodellbedingungen opti- miert werden. In der vorliegenden Arbeit konnte anhand der Parameter Zellkonzentration und Zellgröße kein zelltoxischer Effekt von MPH in Konzentrationen bis 100 ng/µl ermittelt werden. Die Proben zeigten durchschnittlich sehr gute RNA-Konzentrationen (354 ng/µL), eine gute RNA-Qualität und nur leichte Verunreinigungen. Die hypothesenfreien Microarray-Untersuchung zeigte zum Zeitpunkt t4 und unter MPH-Behandlung 163 Gene an der Grenze zu statistischem Signifikanzniveau. Die aus den ersten 138 (p < 0,00139, korrigiert für multiples Testen p = 0,06) ausgewählten Genen ATXN1, GLUT3, GUCY1B3, HEY1, MAP3K8 und NAV2 zeigten in der anschließen- den qRT-PCR außer bei GUCY1B3 (zu allen Zeiten eine höhere Expression bei ADHS; p- Werte der aufsteigenden Zeitpunkte 0,002; 0,089; 0,027; 0,055 und 0,064) keine signi- fikanten Gruppenunterschiede zwischen ADHS-Probanden und Kontrollen. Allerdings konnten bei ATXN1, GLUT3, HEY1, MAP3K8 und NAV2 statistisch relevante Behandlungseffekte durch MPH beobachtet werden. Sie unterschieden sich in beiden Gruppen. Kurzzeiteffekte (innerhalb 1 bzw. 6h) traten ausschließlich bei der ADHS- Gruppe, Langzeiteffekte (2 Wochen) nur bei Kontrollen auf. Bei ADHS-Zellen wurde zum Zeitpunkt t1 die Expression von ATXN1 (p = 0,012) und NAV2 (p = 0,001) unter MPH erhöht. Eine signifikant geringerer kurzfristiger Genexpressionsanstieg zeigte sich bei MAP3K8 (p = 0,005). Im dynamischen Verlauf zeigte sich eine signifikante Genexpressi- onssteigerung innerhalb von einer Woche (t3) bei ATXN1 (p= 0,057) und HEY1 (0,042). Bei Kontrollzellen führte die MPH-Behandlung zu signifikanten Genexpressionsunter- schieden zum Zeitpunkt t4 bei GLUT3 ((p = 0,044) und MAP3K8 (p = 0,005) und im dy- namischen Verlauf zu höheren Expressionsanstiegen innerhalb von zwei Wochen (t4) bei GLUT3 (p = 0,033) und MAP3K8 (p = 0,005). Zumindest in dem untersuchten Gen GUCY1B3 gibt es also Expressionsunterschiede zwischen ADHS- und Kontrollgruppe. Methylphenidat beeinflusst die Genexpression in peripheren Zellen, obwohl seine Hauptwirkung im zentralen Nervensystem erzielt wird. Ob es sich dabei um eine Wirkung oder Nebenwirkung handelt, bleibt offen. Es gibt sowohl lang- als auch kurzfristige Genexpressionsveränderungen, wobei die kurzfristi- gen bei ADHS, die langfristigen in der Kontrollgruppe detektiert wurden. Damit unter- scheidet sich der Effekt von MPH auf die Genexpression peripherer Zellen zwischen ADHS und Kontrollgruppe. Die untersuchten Gene beeinflussen unterschiedliche Signalwege. Besonders hervor- zuheben sind das Dopaminsystem, der Notch- und NO-Signalweg. Da die Genprodukte jeweils nur ein Element längerer Signalkaskaden darstellen und oft auch mit mehreren Wegen interagieren, ist es schwer, direkte und indirekte Wirkungen von MPH zu unter- scheiden. Es gibt allerdings Hinweise, dass die untersuchten Gene sowie deren Verän- derung durch MPH im präfrontalen Kortex, dem limbischen System, Basalganglien und Kleinhirnarealen und dem aufsteigenden retikulären aktivierenden System (ARAS) eine wichtige Rollen spielen. Dies äußert sich schon in der embryonalen Hirnentwicklung, neuronalen Differenzierung und Synapsenbildung und hat Einfluss auf Aufmerksamkeit, Gedächtnis, Lernen, motorische Kontrolle und Emotionen. Diese Ergebnisse müssen nun in einer größeren Stichprobe validiert werden. Somit könnten einige Effekte, die hier als nominal bezeichnet wurden, in einer größeren Stichprobe signifikante Werte erreichen, während andere Unterschiede evtl. auch ver- schwinden könnten. Außerdem sollte berücksichtigt werden, dass nicht alle ADHS- Patienten auf eine Behandlung mit MPH ansprechen. Es ist also sinnvoll, eine Subgrup- penanalyse zwischen MPH-Resondern und Non-Respondern durchzuführen. In weiteren Untersuchungen ist es notwendig, Behandlungseffekte durch MPH in neu- ronalen Zelllinien zu untersuchen, da ADHS primär eine Störung des zentralen Nerven- systems darstellt, welches auch therapeutisch von MPH angesteuert wird. / We investigated the impact of MPH treatment on gene expression levels of lymphoblastoid cells derived from adult ADHD patients and healthy controls by hypothesis-free, genome-wide microarray analysis. Significant findings were subsequently confirmed by quantitative Real-Time PCR (qRT PCR) analysis. RESULTS: The microarray analysis from pooled samples after correction for multiple testing revealed 138 genes to be marginally significantly regulated due to MPH treatment, and one gene due to diagnosis. By qRT PCR we could confirm that GUCY1B3 expression was differential due to diagnosis. We verified chronic MPH treatment effects on the expression of ATXN1, HEY1, MAP3K8 and GLUT3 in controls as well as acute treatment effects on the expression of NAV2 and ATXN1 specifically in ADHD patients. CONCLUSIONS: Our preliminary results demonstrate MPH treatment differences in ADHD patients and healthy controls in a peripheral primary cell model. Our results need to be replicated in larger samples and also using patient-derived neuronal cell models to validate the contribution of those genes to the pathophysiology of ADHD and mode of action of MPH.

Die vorliegende Arbeit wurde im Rahmen des ADHS-Forschungsprojektes der Universität Würzburg zur Identifikation von Endophänotypen der ADHS durchgeführt. Im Fokus des Interesses stand dabei die Untersuchung emotionaler Verarbeitungsprozesse bei erwachsenen ADHS-Patienten. Conzelmann und Kollegen (Conzelmann, et al., 2009) konnten zeigen, dass erwachsene ADHS-Patienten vom Mischtypus und vom hyperaktiv/ impulsiven Typus eine defizitäre affektive Startle Modulation aufweisen. Basierend auf diesen Ergebnissen stellte sich in der vorliegenden Arbeit die Frage, ob dieser defizitäre Schreckreflex auf emotionale Bilder des International Affective Picture Systems (IAPS) zunächst replizierbar und falls ja, durch die Einnahme eines Methylphenidatpräparats (MPH) vermindert oder gänzlich aufgehoben werden kann. Um dieser Frage nachzugehen, wurden zunächst im Rahmen einer Vorstudie 15 erwachsene ADHS-Patienten (Mischtypus) aus der Studie von Conzelmann et al. (2009) nach einer Zeitspanne von einem bis zwei Jahren ein weiteres Mal getestet. Etwa eine Stunde vor der zweiten Testung erhielten die Patienten die Instruktion, ihr MPH-Präparat einzunehmen. Im Anschluss daran wurden den Patienten positive, neutrale und negative IAPS-Bilder präsentiert. Diese Bilddarbietung wurde in unregelmäßigen Abständen von einem akustischen Störgeräusch unterbrochen, den die Patienten möglichst ignorieren sollten. Im zweiten Teil der Untersuchung wurden die Probanden sowohl während der ersten als auch während der zweiten Testung angewiesen, die einzelnen Bilder hinsichtlich ihrer Valenz (angenehm versus unangenehm) und ihres Arousals (aufregend versus ruhig) zu bewerten. Von den 15 getesteten Patienten konnten 13 in die Auswertung mit einbezogen werden (2 Patienten hatten unzureichend auf den Ton reagiert). Unterschiede zwischen den beiden Testzeitpunkten (also ohne und mit MPH) konnten bezüglich der affektiven Startle Modulation lediglich auf Bilder mit hohem Arousal festgestellt werden. Für diese spezifischen Stimuli zeigten die Patienten ohne MPH keine verringerte Startle Reaktion während der Betrachtung positiver Bilder. Mit MPH konnte dieses Ausbleiben der Startle Attenuation aufgehoben werden. Anders als bei der affektiven Startle Modulation, konnte bei den zusätzlich erhobenen physiologischen Maßen weder ein systematischer Einfluss durch die IAPS-Bilder noch durch die Medikation festgestellt werden. Gleiches ließ sich bei den Valenz- und Arousalratings feststellen. Ob sich diese positive MPH-Wirkung auf die affektive Startle Modulation auch unabhängig vom Arousalgehalt der betrachteten Bilder zeigt, sollte im Anschluss an diese Vortestung mittels einer zusätzlichen Studie mit wesentlich größerem Stichprobenumfang untersucht werden. Die Hauptstudie wurde sowohl doppelblind als auch placebo-kontrolliert und im cross-over Design durchgeführt. Die Testprozedur am Computer war vergleichbar mit dem Ablauf der Vortestung. Im Rahmen der Hauptstudie wurden 71 AD(H)S-Patienten (60 vom Mischtypus, 11 vom vorwiegend unaufmerksamen Typus) zweimal getestet. Von diesen 71 Patienten konnten letztlich 61 in die Auswertung der Haupttestung mit einbezogen werden (ein ADHS-Patient (Mischtypus) kam zur zweiten Testung nicht und 9 ADHS-Patienten (Mischtypus) hatten unzureichend auf den Startle-Ton reagiert). Dabei konnte zunächst für die Bilder mit hohem Arousal die defizitäre Startle Modulation auf positive Bilder repliziert werden. Durch die MPH-Einnahme ließ sich dieses Defizit jedoch nicht beheben. Da Conzelmann et al. (2009) lediglich beim Mischtypus und hyperaktiv-impulsiven Typus eine defizitäre Startle Modulation nachweisen konnten, wurde eine vergleichbare Auswertung für die Subgruppe der 51 ADHS-Patienten vom Mischtypus durchgeführt. Dabei unterschieden sich die Ergebnisse dieser Subgruppe im Wesentlichen nicht von der Gesamtstichprobe. Auch bei der Überprüfung der genetischen Hypothesen ließ sich keine Interaktion zwischen der Medikation und dem DRD4-7r, dem COMT Val/Met und dem DAT1-10r Polymorphismus feststellen. Die Ergebnisse zeigen zum einen eine defizitäre Startle Modulation der 61 AD(H)S-Patienten, die vergleichbar ist mit dem gezeigten Defizit von Conzelmann et al. (2009) bei Patienten des Mischtypus. Ein positiver Effekt durch die MPH-Einnahme konnte dabei ebenso wenig bestätigt werden wie eine mögliche Interaktion verschiedener dopaminerger Genpolymorphismen auf die MPH-Wirkung. Zusätzliche Studien werden zeigen, ob diese defizitäre Verarbeitung tatsächlich durch die MPH-Einnahme unbeeinflusst bleibt oder ob letztlich mittels medikamentöser Interventionen doch noch eine entsprechende Symptomverbesserung bei erwachsenen AD(H)S-Patienten zu erzielen ist. / The current study was accomplished within the scope of the ADHD research project of the University of Würzburg, Germany, in order to search for ADHD related endophenotypes. The main purpose of the present study was the investigation of emotional processes in adult ADHD-patients. Conzelmann and colleagues (Conzelmann, et al., 2009) demonstrated deficient affective startle modulation in adult ADHD-patients from the combined and the hyperactive-impulsive type. Based on these results, this study was conducted to replicate this deficient affective startle modulation in response to viewing affective pictures of the International Affective Picture System (IAPS) and, in case of successful replication, to investigate the impact of Methylphenidate (MPH) on this deficient processing. During a pilot study, 15 adult ADHD-patients (combined type) from the study of Conzelmann et al. (2009) were investigated once more after a time period between one and two years. Patients were instructed to take their MPH-supplement about one hour prior to the second test session. Subsequently, pleasant, neutral and unpleasant IAPS-pictures were presented. This presentation was disrupted by irregular acoustic startle probes (unpleasant noise) which should be ignored by the patients. During the second part of both test sessions, participants got the advice to evaluate pictures valence (pleasant versus unpleasant) and arousal (excited versus calm). Of these 15 patients, two had to be excluded due to a high number of zero startle responses during the second examination. Distinctions in affective startle modulation between both test sessions (without and with MPH) were only displayed by highly arousing pictures. For these specific stimuli, unmedicated patients did not display any startle attenuation while watching pleasant pictures, although one might expect this reduction in startle amplitude due to reactions reported from healthy subjects. However, MPH reinstated a normal affective startle modulation, as indicated by attenuation associated with pleasant pictures. By contrast, neither influences of the IAPS-pictures, nor the intake of MPH could be displayed by skin conductance response and heart rate deceleration and acceleration. Valence and arousal ratings were also not affected by MPH. Thus, results of the pilot study suggested some positive impact of MPH on emotional processes in adult ADHD-patients. Nevertheless, improvement of the deficient affective startle modulation could only be demonstrated in high arousing pictures. To investigate the coherence of MPH and the arousal levels of the chosen IAPS-pictures, a second study was conducted. This time, a larger sample of patients was investigated. The main study was accomplished by using a double-blind, placebo-controlled, cross-over design. Computerized testing procedures were comparable to those used during the pilot study. 71 AD(H)D-patients (60 from the combined and 11 from the inattentive type) were investigated twice. In the end, data of 61 patients could be analyzed (one patient only took part once (combined type) and 9 patients displayed too many zero reactions. Firstly, the deficient affective startle modulation, as indicated by no startle attenuation while watching pleasant pictures in the study of Conzelmann et al. (2009) could be replicated. However, no positive impact of MPH could be observed. Conzelmann et al. (2009) showed subtype differences indicated by deficient affective startle modulation only in patients of the combined and the hyperactive-impulsive type. On this account, additional analyses for a subgroup of 51 patients (combined type) were conducted. Results of the additional analyses were comparable to those reported above. Furthermore, no interactions with MPH could be observed while taking three dopaminergic polymorphisms (DRD4-7r, COMT Val/Met, DAT1-10r) into account. Thus, analyzing genetic influences on the efficacy of MPH also revealed deficient startle modulation while watching positive pictures- independent of the intake of MPH. While deficient affective startle-modulation during the presentation of pleasant pictures could be replicated, no positive impact of MPH on this deficit could be observed. Small sample size as well as the individual differences in MPH intake (between daily and infrequently) could have contributed to these results. Moreover, one study found no outstanding effect of MPH on social competencies. Another study pointed out that higher complexity might play a certain role in the examination of impulsivity. In order to prove the existence or the absence of MPH efficacy on emotional processes in adult ADHD-patients, further studies are required to draw a final conclusion.

MPH wird seit über 50 Jahren zur Therapie des ADHS eingesetzt. Gerade in den letzten Jahren wurde deutlich, dass der Einsatz ohne fundierte Kenntnis über mögliche Langzeit-effekte erfolgte, da zum Zeitpunkt der Zulassung aufgrund der begrenzten technischen Möglichkeiten weniger strenge und weniger umfassende Einschränkungen beachtet wer-den mussten (Walitza, Werner et al. 2007). Da in den letzten Jahren die Anzahl der verschrieben Tagesdosen MPH sprunghaft anstiegen, ist es wichtig, auch die langfristigen Nebenwirkungen von MPH zu untersuchen (Janhsen 2007). Eine Studie von El-Zein et al. von 2005 brachte die Frage auf, ob MPH eventuell Genomschäden hervorrufe. Bei 11 von 12 untersuchten Kindern wurde unter der Therapie mit MPH um das 2,4fache erhöhte Mikrokernfrequenzen gefunden (El-Zein, Abdel-Rahman et al. 2005). Dies beunruhig-te vor allem im Hinblick auf das mit erhöhten Mikrokernfrequenzen korrelierte erhöhte Karzinomrisiko. Eine daraufhin von Walitza et al. durchgeführte Studie, die ebenfalls Mikrokernfrequenzen in peripheren Blutzellen untersuchte (Walitza, Werner et al. 2007), konnte keine Hinweise auf eine Genomschädigung durch MPH erbringen. Zahlreiche weitere Untersuchungen zur potentiellen Genomschädigung durch MPH konnten die Ergebnisse durch in vivo- oder in vitro-Studien nicht bestätigen und kritisierten die ge-ringe Stichprobengröße sowie mangelnde Transparenz der Arbeit von El-Zein (Preston, Kollins et al. 2005; El-Zein, Hay et al. 2006; Holtmann, Kaina et al. 2006; Suter, Martus et al. 2006). Da jedoch keine weitere Studie sich konkret mit zytogenetischen Effekten in peripheren Blutzellen befasste, soll die vorliegende Arbeit dazu dienen, den Verdacht einer Genomschädigung endgültig auszuräumen (Walitza, Kampf et al. 2009). Dazu wurde eine größere Gruppe von Kindern eingeschlossen, sowie Untersuchungen zu verschiedenen Zeitpunkten während der MPH-Einnahme, bis hin zu Untersuchungen nach einem Zeitraum von 12 Monaten der MPH- Einnahme, durchgeführt. Mit Hilfe eines Mikrokerntestes wurden in der vorliegenden Studie versucht, DNS-Schäden an periphe-ren Lymphozyten zu bestimmen, um daraus auf ein potentiell erhöhtes Krebsrisiko schließen zu können. Im Vergleich mit einer gesunden Kontrollgruppe waren die Werte von ADHS-Kindern ohne MPH-Therapie sowie nach 3 und 12 Monaten MPH-Therapie zwar signifikant er-höht, diese gesunde Kontrollgruppe wies jedoch im Vergleich mit internationalen Refe-renzwerten eine extrem niedrige Mikrokernfrequenz auf, so dass davon ausgegangen werden muss, dass diese Vergleiche nur begrenzte Aussagekraft haben. In keiner der verschiedenen mit MPH therapierten Gruppen konnten über die Dauer der Einnahme eine signifikant Erhöhung der Mikrokernfrequenzen im Vergleich zu den Werten vor Einnahmebeginn nachgewiesen werden, was den Schluss zulässt, dass eine Therapie mit Methylphenidat in therapieüblichen Dosen bei Kindern das Erbgut nicht zu schädigen scheint. Dieses Ergebnis bestätigen inzwischen auch weitere Studien. Der Mikrokerntest erfasst Genomschäden, nicht jedoch etwaige tumorpromovierende Eigenschaften des verabreichten Medikaments. Damit ist unklar, ob MPH auf andere Art als über eine Schädigung des Genoms das Karzinomrisiko erhöhen könnte. Erste epidemiologische Studien sehen jedoch keinen Hinweis auf eine wie auch immer entstandene erhöhte Karzinominzidenz unter der Therapie mit MPH (Selby, Friedman et al. 1989; Oestreicher, Friedman et al. 2007). Hier scheinen jedoch weitere epidemiologische Studien, die mög-lichst große Zeitspannen umfassen, nötig zu sein / Attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD) is the most frequent psychiatric disorder in children and adolescents and is often treated with methylphenidate (MPH), resulting in MPH exposure in more than 1% of all children in many countries. A 2005 report on cytogenetic effects in peripheral lymphocytes from 12 ADHD children treated for 3 months with MPH raised questions about its genetic toxicity and potential carcinogenicity. A healthy control group (23 individuals), a chronically MPH-treated (>12 months) group (21 patients), and a drug naïve group of ADHD-affected children (26 patients), which was analyzed again after 3 months (17 patients) and 6 months (11 patients), provided samples for analysis of micronucleated lymphocytes. No significant alteration in genomic damage as seen as micronucleus frequency in peripheral lypmphocytes was detected after MPH treatment. No indication for genomic damage induced by MPH was obtained in this study. Ongoing studies in the USA, as well as continuation of recently published epidemiological cancer incidence analysis should provide additional reassurance for MPH-treated ADHD patients.

ZIELSETZUNG Die Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung beinhaltet in ihrer Kernsymptomatik eine Störung der Motorik. Bisher wurden viele Studien zur motorischen Inhibition veröffentlich, wenige jedoch zur Exekution von motorischen Aufgaben. Im der vorliegenden Studie wurden Kinder und Jugendliche mit ADHS und gesunde Kontrollprobanden mittels zweier Aufgaben zur repetitiven Fingerbewegung untersucht. Zeitgleich wurden die Gehirndurchblutung mittels fNIRS sowie die neuronale Aktivität mittels EEG registriert. Ziel unserer Arbeit war es, die Ergebnisse von Romanos et al. (2007) zu replizieren sowie weitere Erkenntnisse über die Korrelation zwischen fNIRS- und EEG-Aktivierungen zu erlangen. METHODEN Die Patientengruppe wurde jeweils einmal mit und einmal ohne Medikation gemessen, die Kontrollgruppe nur einmal. Die Kinder wurden nach entsprechender Aufklärung mit EEG- und fNIRS-Messeinrichtungen vorbereitet und führten nach einem kurzen Probedurchlauf einfach motorische Fingerbewegungen durch. Es wurden sowohl eine Finger-Daumen-Opposition als auch ein Zeigefinger-Tapping in einem bestimmten Rhythmus und Reihenfolge verlangt. Ergänzend wurde ein Oberflächen-EMG im Bereich der beteiligten Muskulatur am Unterarm aufgezeichnet. EEG-, fNIRS- und EMG-Ergebnisse wurden gemittelt und die unterschiedlichen Gruppen miteinander verglichen. ERGEBNISSE In unserer Auswertung waren 24 Kinder mit der Diagnose einer ADHS sowie eine nach Alter und IQ vergleichbare Kontrollgruppe mit 16 Kindern. Das mittlere Alter betrug 12,4 (ADHS-Patienten) bzw. 12,10 Jahre (Kontrollen). Aufgrund einer ungleichen Geschlechterverteilung musste das Geschlecht als Kovariate in der Auswertung berücksichtigt werden. Wir konnten sowohl für die fNIRS als auch für die EEG typische Aktivierungsmuster feststellen. Für die medizierten Probanden fanden wir untypische, diffusere Aktivierung außerhalb des Bereichs des Motorkortex mit fNIRS. Im EEG konnte nur die mPINV-Potentialkomponente ausgewertet werden, die iMP-Komponente konnte aufgrund technischer Probleme nicht ausgewertet werden. Die EMG-Messung fiel wie erwartet aus und zeigte für alle Bedingungen signifikante Aktivierung der ipsilateralen Muskulatur. DISKUSSION Unsere Ergebnisse stehen nicht im Einklang mit der aktuellen Literatur. Teilweise stimmen sie mit der Arbeit von Romanos et al. (2007) aus unserer Arbeitsgruppe überein. Zudem ist zu erwähnen, dass bisher wenige Arbeiten existieren, die sich mit fNIRS-Messungen im Motorkortex beschäftigt haben. Zahlreiche Arbeiten dagegen beschäftigten sich mit der Inhibitionsleistung bei Patienten mit ADHS und zeigen dazu häufig Ergebnisse aus dem präfrontalen Kortex. Hierbei finden sich unterschiedliche Ergebnisse, die sowohl eine Hypo- als auch eine Hyperaktivität nachweisen können. Verschiedene Studien konnten zeigen, dass die Gehirnaktivität durch Methylphenidat normalisiert wird. Wir finden jedoch im – bisher schlecht untersuchten – Motorkortex eine diffusere Aktivierung durch die Medikation. Eine Studie von Lange et al. (2007) zeigte, dass durch MPH die Handschrift langsamer, aber ordentlicher wird. Möglicherweise wird durch die Medikation aus dem automatisierten Prozess des Schreibens ein bewusst kognitiv gesteuerter Prozess, der mit einer veränderten, verstärkten Gehirnaktivierung im Bereich des Motorkortex einhergeht. Dies könnte unseren Befund erklären. MPH wirkt im Bereich des dopaminergen Systems durch Bindung an den Dopamintransporter (K. H. Krause et al., 2000b). Eine besonders hohe Konzentration findet sich im Bereich des Striatums. Wir interpretieren unser Ergebnis so, dass eine Beeinflussung der subkortikalen Strukturen sekundär zu Aktivierungsveränderungen im Bereich des Motorkortex führt und so die diffusere Aktivierung erklärbar ist. Weitere Studien werden nötig sein um dieses Phänomen genauer zu untersuchen. Darüber hinaus zeigte sich, dass die Finger-Daumen-Oppositions-Aufgabe veränderte Gehirnpotentiale im Vergleich zur Tapping-Aufgabe hervorrief, vermutlich durch die erhöhte Komplexität bei der Finger-Daumen-Opposition. Wir korrelierten die durch fNIRS und EEG gefundenen Aktivierungen und konnten keine aussagekräftige Korrelation finden, anders als in Studien von Ehlis et al. (2009) und Takeuchi et al. (2009). / Simple motor processes in children with attention deficit hyperactivity disorder (ADHD): a combined investigation with event related potentials and functional near-infrared spectroscopy

Die ADHS und die Parkinson-Krankheit gehen beide mit Veränderungen des dopaminergen Systems einher. Methylphenidat (MPH) ist ein zentralwirkendes Psychostimulans, das den Dopamin-Wiederaufnahme-Transporter reversibel hemmt. Obwohl MPH seit über 50 Jahren in der symptomatischen Therapie der ADHS angewandt wird, ist die Datenlage zu den Langzeiteffekten und Risiken dieses Medikaments relativ dünn. Basierend auf den Ergebnissen von Versuchen an Ratten wurde die Theorie aufgestellt, dass MPH die Ausreifung des zentralen dopaminergen Systems beeinflusst und dadurch ein Risikofaktor für die Entwicklung eines Parkinson-Syndroms sein könnte. Ziel dieser Pilotstudie war zum einen zu untersuchen, ob bei Patienten mit Parkinson ADHS-ähnliche Symptome in der Kindheit auftraten und zum anderen zu ermitteln, ob Parkinson-Patienten in ihrer Kindheit Psychostimulanzien eingenommen haben. Als Instrumentarium dienten die deutsche Kurzform der Wenda Utah Rating Scale (WURS-k) sowie der ‘Fragebogen zu Kindheit und Entwicklung U40‘. Insgesamt füllten 88 Parkinson-Patienten die Fragebögen vollständig aus. Die Daten dieser Patienten sowie einer ebenso großen, randomisierten Kontrollgruppe wurden in die Auswertung einbezogen. Im Fragebogen WURS-k fanden sich in der Gruppe der Parkinson-Patienten signifikant höhere Summenscores im Vergleich zur Kontrollgruppe. Zusätzlich zeigten sich bei den Parkinson-Patienten höhere Scores bezüglich der Faktoren „Aufmerksamkeitsdefizit/Hyperaktivität“ sowie „ängstlich-depressive Symptomatik“, nicht aber bei den Faktoren „Impulsivität“, „Protestverhalten“ und „Störung der sozialen Adaptation“. Auch die Auswertung des Fragebogens U40 ergab signifikant höhere Punktwerte bezüglich der Items „Aufmerksamkeitsdefizit“ und „Hyperaktivität“ bei den Parkinson-Patienten. Dennoch kann aus diesen Ergebnissen nicht geschlossen werden, dass die in unserer Studie untersuchten Parkinson-Patienten in ihrer Kindheit an einer ADHS litten, da die durchschnittlichen Summenscores der WURS-k deutlich unter dem festgelegten Cut-Off-Wert von größer oder gleich 30 lagen. Es ist aber möglich, dass einzelne ADHS-ähnliche Symptome den motorischen Symptomen einer Parkinson-Erkrankung vorausgehen können. Letztlich fanden wir keinen Anhalt dafür, dass die Parkinson-Patienten in ihrer Kindheit Psychostimulanzien wie MPH eingenommen hatten. / Attention deficit hyperactivity disorder (ADHD) and Parkinson’s disease (PD) are attended by alterations in the dopaminergic system. Methylphendiate (MPH) is a central acting psychostimulant which reversibly blocks the dopamine re-uptake transporter. At present MPH ist one of the most frequently prescribed drugs for the symptomatic treatment of ADHD. Although MPH has been in use for over 50 years, there is only little information available concerning the long-term benefits and risks of medication. Based on experiments in rats it has been suggested that MPH treatment may affect the maturation of the central dopaminergic system and may be a risk factor for the development of PD. The aim of the present case-control study was to gain information about (1) ADHD-like symptoms that may precede PD symptoms and (2) the exposure to psychostimulants in childhood. We used a German short version of the Wender Utah Rating Scale (WURS-k) which is a reliable measure for the retrospective diagnosis of childhood ADHD and another questionnaire the „Quesionnaire to Childhood and Development U40“. A total of 88 PD patients completed the two rating scales. The data of these patients and of 88 randomly selected individuals of the controls were included for analysis. In the WURS-k, the PD group showed higher total scores compared to control subjects. In addition, we found increased scores in PD patients regarding the items „attention deficit“, „hyperactivity“ and „anxious and depressive symptoms“, but not regarding „impulsivity“, „oppositional behaviour“ and „deficits in social adaptation“. The results of the U40 also showed increased scores in PD patients regarding „attention deficit“ and „hyperactivity“. However, one cannot conclude that the PD patients enrolled in this study had suffered form childhood ADHD, since the average total WURS-k score was far below the cut-off score of 30 or higher. But it is possible that ADHD-like symtoms precede the characteristical PD symptoms. Finally, we found no evidence that PD patients had been exposed to psychostimulants such as MPH.

Bei der Aufmerksamkeitsdefizit-/ Hyperaktivitätsstörung (ADHS) handelt es sich um ein weltweit verbreitetes Störungsbild mit Beginn in der Kindheit, das sich anhand der Symptome Unaufmerksamkeit, Impulsivität und Hyperaktivität manifestiert. Ein Fortbestehen der Störung in das Jugend- und Erwachsenenalter ist nicht selten. Die Auswirkungen sind dabei vielfältig und führen bei fehlender Behandlung zu psychosozialen Beeinträchtigungen der Betroffenen. Obwohl ADHS mittels multimodaler Therapie behandelbar ist, werden die Diagnose und vor allem die medikamentöse Behandlung weiterhin kontrovers diskutiert. Bei einer zu Grunde liegenden komplexen, multifaktoriellen Genese der Störung ist die Erforschung objektiver Diagnosekriterien, wie es zum Beispiel Biomarker sein könnten, in den Fokus der Forschung gerückt. Für andere neurologische und psychiatrische Erkrankungen, wie zum Beispiel Morbus Parkinson, ist eine Veränderung der Geruchsfunktion bekannt. Auch für die ADHS existieren Studien, die sich mit der Geruchsleistung von Patienten befassen. Eine verbesserte Geruchsensitivität bei Kindern mit ADHS ohne Medikation konnte bereits gezeigt werden. Mit Methylphenidat (MPH) behandelte Patienten zeigten aber keine Verbesserung in der Geruchsleistung. Daher ist es Gegenstand dieser Studie die Geruchsfunktion für die Leistungen Sensitivität (Schwellenwahrnehmung eines Geruchs), Diskrimination (Unterscheidung zweier Gerüche) und Identifikation (Erkennen und Benennen von Gerüchen) bei ADHS- Patienten zu untersuchen, sowie verschiedene Medikationsstatus zu berücksichtigen. Die Geruchsleistung wurde mittels Sniffin´ Sticks, einer klinischen Geruchstestungsbatterie zur Erhebung der genannten Parameter, durchgeführt. Eingeschlossen wurden 112 Kinder zwischen 6 und 12 Jahren mit ADHS sowie 86 Kontrollprobanden zwischen 6 und 12 Jahren. Die Patienten wurden eingeteilt in solche, die noch nie Stimulanzienmedikation erhalten hatten (medikationsnaiv), solche, die aktuell MPH erhielten und solche, die ihre Medikation zu unterschiedlichen Zeitpunkten abgesetzt hatten (vor maximal 6 Tagen, vor maximal 31 Tagen, vor mehr als 30 Tagen). Es konnte eine signifikant bessere Sensitivitätsleistung bei Patienten, welche ihre Medikation länger als 30 Tage abgesetzt hatten, im Vergleich zu Kontrollprobanden und allen medizierten Patienten gezeigt werden. Des Weiteren konnte eine verbesserte Sensitivitätsleistung bei ADHS-Patienten, welche ihre Medikation seit einem längeren Zeitraum abgesetzt hatten, im Vergleich zu Kontrollprobanden gefunden werden. Dies ist ein Hinweis für eine mögliche Anpassung der Sensitvitätsleistung an das ursprünglich verbesserte Niveau nach einer gewissen Medikationskarenz. Bei der ADHS liegt unter anderem eine dopaminerge Dysregulation als krankheitsursächlich zu Grunde. Aufgrund eines erhöhten dopaminergen Tonus beim AHDS in mesolimbischen Bereichen könnte es zu einer verminderten Proliferation von adulten Stammzellen und somit zur Verminderung der Anzahl nachrückender Interneurone, mit daraus resultierender verbesserter Geruchsfunktion bei geringerer dopaminerger Hemmung kommen. Für die Auswirkung der unterschiedlichen Absetzzeiträume auf die Sensitivitätsleistung könnten kurzfristige Mechanismen, wie eine Erhöhung der Durchblutung, und langfristige Mechanismen, die sich durch Veränderungen von Rezeptorprofilen ergeben, bei MPH-Einnahme verantwortlich sein. Für die Diskriminationsleistung ergab sich in dieser Arbeit eine Verbesserung allein in der medikationsnaiven Patientengruppe, jedoch nur unter Berücksichtigung potentieller Einflussfaktoren wie IQ, Alter und Geschlecht. Daher müssen diese Erkenntnisse mit Vorsicht interpretiert werden. Auch im Fall der verbesserten Diskriminationsleistung gibt es Hinweise, dass eine veränderte Stammzellproliferation verantwortlich sein könnte. Bezüglich der Identifikationsleistung ergab sich in der vorliegenden Arbeit eine Verschlechterung der Leistung allein in der Patientengruppe, welche ihre Medikation seit kurzem abgesetzt hatte. Im Gegensatz zur Sensitivität unterliegen Diskrimination und Identifikation noch weiterer zentraler Prozessierung zum Beispiel im orbitofrontalen Kortex. Die Zusammenhänge sind hier also komplexer. Dennoch unterliegt auch der Hippocampus adulter Neurogenese, so dass Zusammenhänge zwischen dopaminerger Dysregulation und Identifikationsleistung diskutiert werden können. Die Erkenntnisse der vorliegenden Studie sind ein weiterer Schritt in der Etablierung der Sensitvitätsleistung als Biomarker für ADHS im Kindesalter. Weitere bildgebende Studien könnten die Erkenntnisse erweitern beziehungsweise die genauen Hintergründe bezüglich Diskriminations- und Identifikationsleistung verifizieren. Methodische Unterschiede scheinen für die heterogene Studienlage bezüglich Diskriminations- und Identifikationsleistung verantwortlich. / Attention deficit hyperactivity disorder is a common disorder amongst children and often persists into adulthood. Although the clinical diagnosis is longtime approved the neurobiological basis of attention deficit hyperactivity disorder is heterogenous. Therefore, search for biomarkers that support diagnosis and give more elucidation to underlying etiology has been made. The present study aims to reproduce existing work that shows improved odor sensitivity amongst unmedicated children with attention deficit hyperactivity disorder. It also wants to extend these findings by taking short and longterm cessation of methylphenidate into account while examining the olfactory functions sensitivity (odor threshold), discrimination and identification by using the instrument "sniffin sticks". We can show elevated sensitivity for children with attention deficit hyperactivity disorder that had terminated methylphenidate intake at least 30 days ago compared to healthy children and attention deficit hyperactivity disorder patients with current medication. Therefore, we can confirm the findings of former studies. We can also show altered discrimination und identification amongst children with attention deficit hyperactivity disorder compared to healthy children. As neurological basis altered stem cell migration from the subventricular zone to the olfactory bulb due to disturbed dopamine homeostasis in attention deficit hyperactivity disorder in this brain areas could serve as an explanation. Odor sensitivity as promising biomarker has recently been discussed. This study can support the introduction. Further studies are needed to elucidate the neuropathological background and the meaning of altered discrimination und identification.

Freiburg, Univ., Diss., 2002.

Frankfurt (Main), Universiẗat, Diss., 2006.

Mit der vorliegenden Arbeit soll die Ausprägung der Delinquenz und deren Vorhersagemöglichkeiten bei ehemaligen Patienten der Kinder- und Jugendpsychiatrie Würzburgs mit der Diagnose einer ADHS untersucht werden. Anhand von schrittweisen Diskriminanzanalysen wurden verschiedene Faktoren auf deren Vorhersagekraft für eine spätere Delinquenz untersucht. Dabei konnte mit sechs Variablen bei 74% der Probanden richtig zwíschen später vorhandener oder nicht vorhandener Delinquenz unterschieden werden. Noch bessere Ergebnisse wurden bei dem Versuch erzielt, Vergehen in bestimmten Deliktuntergurppen vorherzusagen. / The current dissertation tried so show if there is a possibility to predict subsequent delinquency in former in- and outpacients with ADHD of the psychiatry for childern and youth of the university of Würzburg. By doing stepwise discriminant analysis several factors were tested for their predictive power on subsequent delinquency. 6 variables were able to differentiate correctly between later existent or not-existent delinquency in 74% of the probands. Better results were obtained by testing predictive power in certain groups of delinquency.