Autismus-Spektrum-Störungen (ASS) sind komplexe neurologische Entwicklungsstörungen, die sich durch anhaltende Defizite in der sozialen Kommunikation und Interaktion sowie durch eingeschränkte, repetitive Verhaltensmuster, Interessen oder Aktivitäten auszeichnen. Die Erscheinungsbilder sind vielfältig, daher spricht man von einem Autismus-Spektrum. Bisherige Forschungen legen nahe, dass eine biologische Ursache vorliegt, die auf vielfältigen genetisch-neurobiologischen Faktoren beruht. Untersuchungen des Stoffwechsels spielen eine wichtige Rolle bei der Ursachenforschung, wobei Veränderungen im Bereich der Neurotransmitter gefunden wurden.
Epidemiologie und Prävalenz von Autismus-Spektrum-Störungen
Die Prävalenz von ASS in der Gesamtbevölkerung liegt bei etwa 1,85 % der Jungen und 0,40 % der Mädchen. Unter ADHS-Betroffenen liegt die ASS-Prävalenz zwischen 3,6 % und 21 %. Dies deutet auf eine mögliche Komorbidität oder überlappende neurobiologische Mechanismen zwischen ADHS und ASS hin. Mindestens dreimal so viele Jungen sind betroffen wie Mädchen. Hinzu kommt eine familiäre Häufung dieses Behinderungsbildes.
Genetische und neurobiologische Grundlagen
Der erste Hinweis auf genetische Faktoren kam aus der Feststellung, dass wesentlich mehr Jungen als Mädchen von Autismus betroffen sind. Ein weiterer Indikator für genetische Ursachen liegt in den zytogenetischen Befunden. Wenn genetisches Material auf dem 2., 7., 15. oder 22. Chromosom verloren gegangen ist oder verdoppelt wurde, kann dies zu einem autistischen Syndrom führen. Spezielle Untersuchungen konnten nachweisen, dass für 10-20% aller Autisten dies die Ursache der Entwicklungsstörung ist. Man geht davon aus, dass die schwere Form der Autismus-Spektrum-Störung eine polygene Behinderung ist, also von mehreren Genen verursacht wird.
Neurobiologische Untersuchungen wiesen nach, dass bei Menschen mit ASS Störungen am Hippocampus, an der Amygdala sowie am Kleinhirn vorliegen. Dadurch lassen sich Veränderungen bei der Auswahl und Verarbeitung von Informationen erklären, sowie Besonderheiten bei dem Temperaturempfinden, Hunger und dem Tag-Nacht-Rhythmus.
Rolle von Dopamin bei Autismus
Störungen des Dopaminsignals werden nicht nur mit ADHS, sondern auch mit ASS (oder eines ASS-Subtyps) in Verbindung gebracht. Es ist wichtig zu verstehen, wie die dopaminerge Signalisierung bei ASS gestört ist und wie sich diese Störung von derjenigen bei ADHS unterscheidet. Das nigrostriatale Dopaminsystem, das für motorische Aspekte von zielgerichtetem Verhalten wichtig ist, scheint durch erhöhtes Dopamin im dorsalen Striatum über den D1-Rezeptor repetitives und stereotypes Verhalten auslösen zu können. D1-Antagonisten stoppten dieses Verhalten.
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Dopamin-Efflux und Autismus
Eine de novo-Mutation im SLC6A3-Gen, das den DAT kodiert, führt zu einer Threonin-Methionin-Substitution an der Stelle 356 (DAT T356M) und bewirkt einen anhaltenden Dopamin-Efflux und wurde mit ASS in Verbindung gebracht. Dopamin-Efflux auf ca. Asn336 zeigt mithin, dass ein erhöhter DAT-Dopamin-Efflux keine zwingende Voraussetzung für ASS ist. Parkinson-Patienten, die eine starke Dopamin-Ersatztherapie erhielten, sowie chronische Amphetamin-Drogen-Konsumenten (beides Fälle von deutlichem Dopaminüberschuss) zeigen stereotype Verhaltensweisen.
Dopaminspiegel bei Autismus
So sind der Adrenalin- und Noradrenalinspiegel sowie der Dopaminspiegel bei Kindern mit Autismus von der Norm abweichend. Bei etwa der Hälfte der Kinder mit ASS geht man von einem erhöhten Dopaminspiegel aus.
Serotonin und Autismus
Bei Autismus liegen niedrige Serotoninspiegel im Gehirn sowie niedrige Vitamin-D-Konzentrationen vor. Vitamin D aktiviert das Gen, das für die Bildung von Tryptophan-Hydroxylase 2 zuständig ist. Dieses Enzym wird für die Serotonin-Synthese im Gehirn benötigt. Vitamin D blockiert außerdem das Enzym Tryptophan Hydroxylase 1, dass für die Serotonin-Produktion im Darm und in anderen Geweben verantwortlich ist. Dieser entdeckte Zusammenhang ist eine Erklärung dafür, dass bei Patienten mit Autismus niedrige Serotoninspiegel im Gehirn und hohe Serotoninspiegel in der Peripherie vorliegen.
Weitere neurobiologische Aspekte
Veränderungen im Gehirn
Es lassen sich Veränderungen im Gehirn nachweisen, auch in der Ausreifung des Gehirns. Es gibt Hinweise auf ein vorübergehend beschleunigtes Hirnwachstum (damit einhergehend ein vergrößerter Kopfumfang) bei ca. 1/3 der Betroffenen (unabhängig von der Intelligenz) in der Kindheit. Diese Befunde verweisen auf eine Hirnentwicklungsstörung, die erst nach der Geburt aktiv wird. Früher bereits festgestellte hirnanatomische Veränderungen im Kleinhirn, im Stammhirn, im limbischen System (Amygdala) konnten bestätigt werden. Die Ergebnisse sind komplex, es handelt sich um Besonderheiten in der Zelldichte und -größe. Die Veränderungen sind eventuell vom Alter abhängig und lassen auf eine Ausreifungsstörung schließen, die bis vor die 30. Schwangerschaftswoche zurückgeht. Es gibt Hinweise auf mangelnde Verbindungen zwischen subkortikalen und kortikalen Hirnstrukturen.
Elektrophysiologische Befunde
Etwa die Hälfte autistischer Menschen weist deutliche EEG-Veränderungen auf, mehr diffus als herdförmig. Etwa ein Viertel (25-30%) entwickelt im späteren Leben, meist in der Pubertät, eine Epilepsie. Es gibt Hinweise auf elektrophysiologische Besonderheiten im Frontalhirnbereich, die mit zunehmendem Alter noch deutlicher werden. Andere psychophysiologische Befunde zeigen, dass die Aufmerksamkeit und die auditive Verarbeitung bei Menschen mit Autimus beeinträchtigt ist.
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Rolle von Neurotransmittern
Serotonin und Dopamin sind Neurotransmitter, d. h. biochemische Botenstoffe im Gehirn. Auffällige Serotoninwerte, (eine Erhöhung des Serotonin-Plasmaspiegels) wurden bestätigt. Enttäuschenderweise ließ sich jedoch kein Zusammenhang zum Ausmaß an Stereotypien und Selbstverletzung feststellen. Eine Behandlung mit Serotonin-Wiederaufnahmehemmern hatte allerdings durchaus Einfluss auf die Verhaltensauffälligkeiten. Besonderheiten im Dopamin-Stoffwechsel ließen sich bisher nicht nachweisen, unübersichtlich ist die Situation bezüglich hormoneller Veränderungen (eventuell. erhöhte Tagesausschüttungen von Cortisol).
Mikronährstoffe und Autismus
Bei Autismus liegen verschiedene biochemische Veränderungen sowie vielfältige Mikronährstoffmängel vor. Durch eine gezielte Mikronährstofftherapie sind die krankhaften Stoffwechselveränderungen gut beeinflussbar. Prinzipiell ist natürlich ein optimaler Mikronährstoffstatus die Voraussetzung für eine normale Hirnleistungsfähigkeit.
Zink
Zink ist das zweithäufigste Spurenelement im Körper mit einer Vielzahl von Funktionen. Die Zinkkonzentrationen im Gehirn sind zehnmal höher als im Serum, was eine große Bedeutung von Zink für die Hirnentwicklung nahelegt. Zink ist besonders häufig in neuronenreichen Hirnregionen. Zink ist erforderlich für die Nervenerregbarkeit, für die synaptische Plastizität, für die Gedächtnisbildung und für das Lernvermögen. Es besteht eine Assoziation zwischen einem Zinkmangel und Autismus. Mehrfach wurden bei Autismus-Patienten verminderte Zinkspiegel im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen nachgewiesen.
Kupfer
Bei Autismus- Patienten sind die Kupferspiegel typischerweise höher als bei Kontrollpersonen. Kinder und Erwachsene mit Autismus hatten tendenziell ein niedrigeres Kupfer/Zink-Verhältnis als Kontrollpersonen.
Selen
Selen und Selenoproteine sind essenziell für die Hirnentwicklung und wichtig für die Begrenzung von oxidativem Stress.
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Eisen
Eisen ist das häufigste Spurenelement und auch von zentraler Bedeutung für die Kontrollpersonen mit normaler Entwicklung Gehirnfunktion. Eisen ist beteiligt an der Neurotransmittersynthese, an der Bildung von Myelin, der Synapsen und am Energiestoffwechsel der Nervenzellen. Eine unzureichende Eisenversorgung führt also zu einer Entwicklungsverzögerung des Gehirns.
Magnesium
Magnesium ist der Anti-Stress-Mikronährstoff. Während der Hirnentwicklung ist Magnesium an der Regulierung glutamaterger Synapsen beteiligt. Dies ist ein Prozess, der in hohem Umfang mit der Pathogenese von Autismus zusammenhängt.
Vitamin A
Vitamin A spielt eine zentrale Rolle in der Embryonalentwicklung, hat aber auch wichtige Funktionen im Gehirn von Kindern und Erwachsenen. Es ist inzwischen auch bekannt, dass die Vitamin-A-Signalwege bei verschiedenen neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen gestört sind. Eine Vitamin-A-Supplementierung führte bei chinesischen Kindern mit Autismus zu einer Verbesserung der Symptomatik. Ein Vitamin-A-Mangel erhöhte das Risiko für Störung des Magen-Darm-Trakts und verstärkte die Kernsymptome bei Kindern mit Autismus.
Vitamin D
Bei Autismus liegen niedrige Serotoninspiegel im Gehirn sowie niedrige Vitamin-D-Konzentrationen vor. Vitamin D aktiviert das Gen, das für die Bildung von Tryptophan-Hydroxylase 2 zuständig ist. Dieses Enzym wird für die Serotonin-Synthese im Gehirn benötigt. Vitamin D blockiert außerdem das Enzym Tryptophan Hydroxylase 1, dass für die Serotonin-Produktion im Darm und in anderen Geweben verantwortlich ist. Durch die Behandlung mit Vitamin D kam es zu einer signifikanten Besserung der Symptomatik.
B-Vitamine
Die B-Vitamine sind essenziell für die Entwicklung und für die Funktionsfähigkeit des Gehirns. Ein Folsäuremangel während der Schwangerschaft erhöht das Autismusrisiko des Kindes. Im Gehirn von Autismus-Patienten seien verschiedene Neurotransmittersysteme gestört, einschließlich GABA, Serotonin, Dopamin und Noradrenalin.
Aminosäuren
Die Serumspiegel der essenziellen Aminosäuren und einiger nicht essenzieller Aminosäuren (Glutamin, Glycin, Alanin, Citrullin, Cystein, Serin, Tyrosin und Prolin) waren bei den Kindern mit Autismus signifikant niedriger als in der Kontrollgruppe. Das Verhältnis Glutamat zu Glutamin war in der Autismus-Gruppe höher als bei den Kontrollpersonen.
Carnitin
Carnitin ist ein vitaminähnlicher Stoff, der im Energiestoffwechsel eine zentrale Rolle spielt.
Omega-3-Fettsäuren
Die Omega-3-Fettsäuren spielen eine wichtige Rolle für die Hirnentwicklung und für die Funktionsfähigkeit des Nervensystems.
Coenzym Q10
Bei Autismus Patienten gibt es vielfältige Hinweise auf eine Störung der Mitochondrienfunktion, weshalb auch Coenzym Q10 bei der Behandlung von ADS erfolgreich eingesetzt werden kann. Coenzym Q10 ist ein essenzieller Bestandteil der Atmungskette in den Mitochondrien und daher von zentraler Bedeutung für die Energiebildung in der Zelle.
Umweltfaktoren und Autismus
Eine pränatale Valproat-Exposition ist ein bekannter Risikofaktor für ASS.
Therapieansätze
Seitens der FDA sind Risperidon und Aripiprazol zur Behandlung von ASS zugelassen. Eine Gabe von L. reuteri verbesserte bei einer Vielzahl von ASS-Mausmodellen sowie in einer RTC an Kindern mit ASS das Sozialverhalten signifikant.
Aktuelle Klassifikation und Diagnostik
Entgegen der kategorialen Klassifikation, wie sie sich in der ICD-10 widerspiegelt, nimmt man heute an, dass die Störungen des Autismus-Spektrums ein Kontinuum von qualitativ ähnlichen, kategorial nicht klar abgrenzbaren Einheiten bilden (Lord et al. 2020). Die neue Konzeptualisierung der ASS differenziert nicht mehr kategorial in die Subgruppen frühkindlicher Autismus, Asperger-Syndrom und atypischer Autismus, sondern macht eher dimensionale Unterscheidungen hinsichtlich Schweregrad, kognitive Einschränkungen und sprachliche Einschränkungen.
Diagnostische Kriterien nach DSM-5
A. Anhaltende Defizite in der sozialen Kommunikation und sozialen Interaktion über verschiedene Kontexte hinweg.
B. Eingeschränkte, repetitive Verhaltensmuster, Interessen oder Aktivitäten.
C. Die Symptome müssen bereits in der frühen Entwicklungsphase vorliegen.
D. Diese Störungen können nicht besser durch eine Intellektuelle Beeinträchtigung (Intellektuelle Entwicklungsstörung) oder eine Allgemeine Entwicklungsverzögerung erklärt werden.
Herausforderungen und Perspektiven
Die Forschung zu Autismus hat in den letzten Jahren erhebliche Fortschritte gemacht, dennoch bleiben viele Fragen offen. Das Verständnis der komplexen Wechselwirkungen zwischen genetischen, neurobiologischen und Umweltfaktoren ist entscheidend für die Entwicklung effektiverer Diagnose- und Therapieansätze. Zukünftige Forschung sollte sich auf die Identifizierung spezifischer Biomarker, die Entwicklung personalisierter Behandlungsstrategien und die Förderung der Inklusion und Akzeptanz von Menschen mit Autismus in der Gesellschaft konzentrieren.