Autismus Spektrum Störung, Asthma, Allergien und Umwelttoxine

Über die letzten Jahrzehnte hat sich unser Verständnis von Autismus nach und nach gewandelt. Mittlerweile wird er nicht mehr als eine einheitliche Erkrankung, sondern als multidimensionale Störung angesehen, oder auch als komplexer Phänotyp, weswegen man heutzutage von einer “Autismus Spektrum Störung ” (autism spectrum disorder, “ASD”) spricht, die sich in unterschiedlichen Schweregraden mit unterschiedlichen Ausprägungen ausdrücken kann, von leichten Charakterzügen bis hin zu schwerwiegender Behinderung. Eingeschlossen sind hier frühkindlicher Autismus (Kanner Syndrom), Asperger Syndrom, atypischer Autismus, das Rett-Syndrom, hochfunktionaler Autismus und die sonstige tiefgreifende Entwicklungsstörung. Oftmals treten Begleiterkrankungen auf wie Tourette-Syndrom, AD(H)S, Angststörungen, Epilepsie, Phobien, Depressionen, Stottern, Zwangsstörungen, Essstörungen, Schlafstörungen…

Ebenso vielfältig sind die Gründe für diese Störung. Bei ASD sind nicht nur das Gehirn, sondern auch weitere Organsysteme betroffen. Bislang lag das Augenmerk in erster Linie auf genetischen Faktoren.  Es konnte eine ganze Reihe an Genen identifiziert werden, die in einem Zusammenhang mit ASD vermutet werden, allerdings besteht hier eine sehr große Heterogenität zwischen den Betroffenen (sehr viele unterschiedliche verantwortliche Gene in verschiedenen Betroffenen), sodass relativ wenig Aussage getroffen werden kann. Außerdem geben sie eher Aussage über eine größere Wahrscheinlichkeit einer Betroffenheit, als dass sie als unmittelbar verursachend angesehen werden können. Auch die Obduktion von Gehirnen  verstorbener Betroffener zeigt eine hohe anatomische Heterogenität mit Auffälligkeiten in unterschiedlichen Bereichen.

Die Tatsache, dass Zwillingsstudien zeigen, dass bei eineiigen Zwillingen die Wahrscheinlichkeit hoch ist, dass im Falle eines Auftretens von Autismus beide Kinder betroffen sind, während das Risiko bei zweieiigen Zwillingen und den übrigen Geschwistern äußerst gering ist, aber eben auch bei einem gewissen Anteil an eineiigen Zwillingen nur ein einzelnes Kind betroffen ist, zeigt, dass hier mehr dahinter stecken muss, als nur Vererbung, es scheint vielmehr zu einer Einwirkung während der Schwangerschaft zu kommen, die zu de novo Mutationen geführt hat. Auch ist Vererbung als Hauptursache aus dem Grund unwahrscheinlich, da ASD-Betroffene durchschnittlich weniger Nachkommen zeugen, sich ASD aber konstant in der Bevölkerung hält, eher sogar im Steigen begriffen ist. Die Tatsache, dass die Vererbung von ASD nicht den Mendelschen Regeln folgt, zeigt, dass hier Umweltfaktoren dahinter stecken müssen, die darüber entscheiden, ob ein Träger einer anfälligen Genvariante erkrankt oder nicht. Ein Risikofaktor für eine de novo Mutation ist das fortgeschrittene Alter der Eltern, besonders des Vater bei der Zeugung (Spermien sind extrem anfällig für Schäden durch oxidativen Stress durch freie Radikale, während Eizellen noch recht ausgeklügelte Reparaturmechanismen besitzen).

Zu den weiteren Risikofaktoren vor Empfängnis und Geburt (nicht nur für Autismus sondern auch für ADHS, geringer IQ,… und ) zählen eine Aussetzung von Mutagenen wie Schwermetallen und Chlorverbindungen wie Quecksilber, Cadmium, Nickel, Trichlorethylen, Vinylchlorid (verbrauchen Antioxidantien wie das “Masterantioxidans” Glutathion im hohen Maß, und binden an Schwefelgruppen von Proteinen), aber auch Faktoren wie Vitamin D Mangel und das Leben in höheren Breitengraden, Stadtleben, Leben in Fabriknähe, Leben in Ländern mit höherem Niederschlag und TV-Konsum. Vitamin D ist wichtig für eine gesunde Hirnentwicklung und hat antimutagene, zellreparierende Eigenschaften, spielt außerdem bei der Aktivierung von Glutathion eine wichtige Rolle. Bei Individuen mit einer bestimmten Genvariante kann es zu neuronalen Fehlentwicklungen und somit zu ASD kommen, wenn sie als Fötus Organophosphaten ausgesetzt werden über das Blut der Mutter, die häufig in Pestiziden und Insektiziden Verwendung finden. Das Ethylquecksilberderivat Thiomersal in Impfstoffen wird ebenfalls kontrovers als ein möglicher Faktor diskutiert. Genannte Stoffe können auch eine Rolle bei neurodegenerativen Erkrankungen wie Parkinson und Alzheimer spielen und zeigen, dass das Gehirn ein sensibles Organ ist.

Doch immer mehr rücken auch epigenetische Veränderungen und Umwelteinflüsse in der frühen Kindheit in den Vordergrund, wie Ernährung und chemische Belastung, auch da bei vielen Kindern sich die Störung erst etwa ab dem dritten Lebensalter entwickelt. In Bezug auf Asthma und Allergien ist der Zusammenhang mit Schadstoffen schon lange bekannt, doch neuere Studien zeigen inzwischen auch einen Zusammenhang zu kognitiven Störungen. Besonders Kinder sind hiervon betroffen, wahrscheinlich, da sie relativ zu ihrem Körpergewicht mehr Nahrung zu sich nehmen und eine höhere Atemfrequenz besitzen, der Stoffaustausch mit der Umwelt also höher ist, ihre Barriereorgane außerdem noch nicht voll entwickelt sind. Gerade auch, weil Kinder heutzutage mehr und mehr Zeit in Innenräumen verbringen, ist dies von Interesse. Es konnte ein statistisch signifikanter Zusammenhang zwischen Atemwegserkrankungen wie Asthma und ASD gefunden werden – Kinder mit ASD haben ein etwa doppelt so hohes Risiko zu erkranken. Desweiteren besteht ein Zusammenhang für die Entstehung von ASD bei Kindern mit Atopischem Ekzem und Allergien der Mutter und Sick Building Syndrom beider Eltern (Gesundheitprobleme ausgelöst durch mangelnde Belüftung, chemische und biologische Belastung wie Schimmel in Gebäuden, in denen man sich viele Stunde aufhält, wie Zuhause und Arbeitsplatz, Begriff definiert durch die WHO).

Bei Familien mit ASD-betroffenen Kindern waren in einer polnischen Studie signifikant häufiger PVC-Böden in den Schlafräumen der Eltern und Kinder zu finden als bei Familien ohne ASD-betroffener Kinder. In der Regel manifestierte ASD sich wenige Jahre nach Verlegung der PVC-Böden. Ebenso wurde signifikant vermehrt von Kondensation an den Fensterscheiben berichtet, ein Zeichen für eine schlechte Lüftung während der Heizperiode. PVC Böden sind eine wichtige Quelle für Phtalate, die sich im Hausstaub niederschlagen und für die bereits ein Zusammenhang mit Allergien und Asthma nachgewiesen wurde, genauso wie Formaldehyd, Spanplatten, Plastik, Teppichböden, Reinigungsmittel und frische Anstriche. Phtalate sind bereits dafür bekannt, hormonstörende Wirkung  zu besitzen.

Das Aufwachsen von Kindern in einem Haushalt mit rauchenden Familienmitgliedern korrelliert ebenfalls mit einer beeinträchtigten kognitiven Funktionalität. Dies ist besonders ausgeprägt bei einer rauchenden Mutter, während der Schwangerschaft sowie nach der Geburt.

Ebenso stellt ein Schimmelbefall des Elternhauses einen hohen Risikofaktor für eine gestörte kognitive Entwicklung dar, wie inzwischen nachgewiesen werden konnte. Studien an Erwachsenen konnten bereits schwerwiegende neurologische Beeinträchtigung durch Mykotoxine (Schimmelgifte) nachweisen, wie Störungen im Gleichgewichtssinn, Reaktionszeit, Blinzelreflex, Sehstörungen, Depressionen und verschlechtertes Abschneiden bei kognitiven Tests. Eine schwedische Studie konnte eine positive Korrelation zwischen Feuchtigkeit, Schimmel und Schadstoffemissionen am Arbeitsplatz mit einem erhöhten Risiko für Sick building Syndrome, Atemwegserkrankungen, einem erhöhten Lysozymgehalt im Schleim und erhöhte eosinophilische Entzündungsmarker im Blut feststellen. Bei längerer Absenz von dem betroffenen Gebäude konnte in vielen Fällen eine deutliche Verbesserung des Befindens festgestellt werden.

Als weitere Umweltfaktoren konnte eine pränatale oder perinatale Aussetzung mit Viren, wie Rubella und Herpes, nachgewiesen werden.

Ein weiteres Problem stellt die Tatsache dar, dass ASD-Betroffene oftmals eine eingeschränkte Entgiftungsfähigkeit besitzen, was erklären kann, dass nicht alle Familienmitglieder bei gleicher Lebenssituation die gleichen kognitiven Symptome zeigen. Viele zeigen eingeschränkte Methylierung (u. a. biochemische, körpereigene Inaktivierung von Toxinen, aber auch Signalregulierung von DNA, Herstellung von Neurotransmittern,…) und Zeichen oxidativen Stresses, was allerdings wiederum verursacht sein kann durch negative Einwirkungen auf den Schwefelmetabolismus (Hauptentgiftungsmechanismus des Körpers auf Zellebene; besonders Quecksilber bindet an Schwefelgruppen) und damit den zellulären Redoxstatus (Gleichgewicht zwischen Oxidantien, also freien Radikalen und Antioxidantien, wovon die zelluläre Homöostase abhängt) durch Umweltgifte. Ist die zelluläre Homöostase (Gleichgewicht) gestört, führt dies zu einer eingeschränkten Funktion bis hin zum Zelltod, auch bei Neuronen. Neuronen zeigen sich als extrem sensitiv gegenüber Schwermetallen. Leider durchdringt gerade Methylquecksilber sehr gut die Blut-Hirn-Schranke.

Aus Deth et al., 2008, NeuroToxicology: How environmental and genetic factors combine to cause autism: Anpassung des Schwefelmetabolismus an oxidativen Stress. A: Methylierung und Redoxpufferaktivitäten werden gleichsam unterstützt durch den Methioninzyklus und Transsulfurierung unter normalen Redoxbedingungen. B: Unter oxidativem Stress verschieben verschiedene Anpassungsmechanismen den Fluss an Schwefelressourcen hin zu vermehrter Glutathionsynthese, unserem wichtigsten körpereigenen Antioxidanz, die Zelle versucht also, ihr Gleichgewicht zurückzuerlangen. Dies führt zu einer reduzierten Aktivität der Methionin Synthase und Cystein Dioxygenase (CDO) und einer erhöhten Aktivität der Cystathionin-β-Synthase (CBS). Geringere Methionin Synthase Aktivität verringert Methylierung, z.B. DNA-Methylierung (>>epigenetische Veränderung) und Phospholipid Methylierung (Methylfolat-abhängig), was die Dopaminherstellung verringert (>>Aufmerksamkeits- und Konzentrationsstörungen).

 

 

Diese Schwermetalle, Pestizide (von denen viele eigens dafür geschaffen wurden, Redoxreaktionen zu unterbinden als Wirkmechanismus) sowie Alkohol können durch oxidativen Stress  zu einer Hemmung der Methionin Synthase (ein Enzym, das abhängig ist von Folat und Vitamin B12) führen, die u.a. dafür verantwortlich ist, Homocystein (HCY) in die Aminosäure Methionin umzuwandeln, ein entscheidender Methylgruppenspender. Die Methionin Synthase spielt außerdem eine entscheidende Rolle im Dopaminhaushalt, der bei ASD und ADHS gestört ist. Dopamin ist ein wichtiger Neurotransmitter, der für Motivation und Konzentrationsfähigkeit zuständig ist. Viele Autisten zeigen Genvarianten, die für eine höhere neuronale Synchronisation und damit höhere kognitive Fähigkeiten sorgen, was aber gleichsam einhergeht mit einer höheren Anfälligkeit gegenüber Störungen, z.B. durch Schwermetalle.

Nicht nur bei Kindern mit ASD, sondern auch mit ADHS wurden in diversen Studien erhöhte Plasmawerte an Blei und Quecksilber gefunden. Erhöhte Homocysteinwerte im Blut werden im Zusammenhang gesehen mit kognitiven Störungen wie geistiger Behinderung, Depressionen und Demenz, ebenso wie mit Gefäßerkrankungen. Typisch sind ebenfalls niedrige Werte des wichtigen Antioxidanz S-Adenosylmethionin (SAMe).

Der oxidative Stress, der durch die Schwermetalle verursacht wird, sorgt gleichsam dafür, dass die Schwermetalle schlechter ausgeschieden werden können, ein Teufelskreis.

Ebenso ist die Methionin Synthase ein wichtiger Bestandteil der Glutathion-Synthese, des bereits erwähnten Masterantioxidanz des Körpers. Ein weiteres entscheidendes Enzym hierbei ist die Cystathionin-β-Synthase (Vitamin B6 abhängig). Beide Enzyme sorgen zusammen für eine Balance zwischen Methylierung und Redoxpufferung. Ihre Aktivität wird durch Testosteron verringert, was mit eine Erklärung dafür sein kann, warum Autismus in der männlichen Bevölkerung deutlich mehr auftritt.

Ein weiteres wichtiges Enzym im Methylierungsprozess, der Glutathionsynthese und des Homocysteinabbaus zu Methionin ist die Methylentetrahydrofolat Reduktase (MTHFR). Sie syntethisiert Methylfolat (methylierte Form von Folsäure), einem Methyldonor für die Methioninsynthese. Kleine genetische Variationen, bei denen es nur einen Unterschied in einem einzelnen Basenpaar der DNA gibt (Einzelnukleotid-Polymorphismen, single nucleotide polymophisms (SNPs)) im MTHFR-Gen und eine damit einhergehende eingeschränkte Funktion kommen verhältnismäßig häufig vor (die Punktmutationen C677T und A1298C kommen in ca. 40% der Bevölkerung heterozygot und in 5-20% der Bevölkerung homozygot vor >> Aktivitätsverlust der MTHFR von bis zu 60% >> Erhöhung des Homocysteinspiegels bei Folatmangel). Bei Autisten werden die Punktmutationen C677T und die kombinierten Varianten C677T plus A1298C signifikant häufiger gefunden als in der übrigen Bevölkerung. Es wurden allerdings noch zahlreiche andere mögliche Genvarianten bei entdeckt, die zu Störungen im Methylierungsprozess bei Anwesenheit von Schadstoffen führen können.

Wenn die Methionin Synthase gehemmt ist durch oxidativen Stress, werden alle Methylierungsprozesse gehemmt, auch DNA Methylierung, was zu einer erhöhten Exprimierung (Anschaltung) von Genen sorgt, also einer veränderten epigenetischen Ausprägung, die z.B. bei Entzündungsreaktionen eine Rolle spielen. Autistische Kinder zeigen in der Tat erhöhte Entzündungsmarker wie Cytokine und Histamin, Obduktionen zeigten höhere Mikroglia-Aktivität (die Makrophagen des Gehirns, werden ebenfalls durch Quecksilber stimuliert, schütten dann zusätzlich entzündungsfördernde Substanzen aus), was auf entzündliche Geschehen im Gehirn deutet. Doch auch andere chronisch entzündliche Erkrankungen, die nicht-neuronales Gewebe betreffen, wie Immunerkrankungen, höhere Mastzellaktivität, allergische oder gastrointestinale Erkrankungen korrelieren häufig mit Autismus. Hält dieser epigenetische Effekt durch oxidativen Stress über einen langen Zeitraum an, kann es zu krankhaften Auswirkungen für den Betroffenen kommen.

Wie stark ein Individuum auf Schadstoffe reagiert, hängt von seiner genetischen Ausstattung ab. Ob es dann zu gesundheitlichen Problemen kommt, hängt aber letztendlich davon ab, ob der Schadstoff (und in welcher Konzentration) vorhanden ist und wie gut der Ernährungsstatus des Betroffenen ist (die genannte B-Vitamine und Aminosäuren als Cofaktoren und Methylgruppenspender für den Methylierungszyklus) (andernfalls wäre die Prävalenz von Autismus deutlich höher, gemessen an der Häufigkeit vieler SNPs).

Aus Deth et al., 2008, NeuroToxicology: How environmental and genetic factors combine to cause autism: Anpassung des Schwefelmetabolismus an oxidativen Stress. Redox-/Methylierungshypothese in Autismus. Umweltfaktoren wie Schwermetalle und Xenobiotika können oxidativen Stress in genetisch anfälligen Subpopulationen verschlimmern, was zu verschiedenen adaptiven Reaktionen im Körper führt, mit Involvierung des Schwefelmetabolismus. Inhibierung der Methioninsynthase verringert im großen Maß Methylierungsaktivität, wie zum Beispiel DNA-Methylierung und Dopamin-stimulierte Phospholipidmethylierung. Eine reduzierte DNA-Methylierung verändert für eine normale Entwicklung wichtige epigenetische Gegebenheiten. Einschränkungen der Dopamin-stimuierten Phospholipidmethylierung behindert frequenzabhängige Synchronisation des neuronalen Netzwerks, was sich in Defiziten in Aufmerksamkeit und Konzentration und anderen kognitiven Prozessen widerspiegelt. Zwar sind alle Zelltypen anfällig für diesen Effekt und können sich in Begleiterkrankungen manifestieren, doch sind neuronale Zellen ganz besonders empfindlich für oxidativen Stress.

Zusammenfassend kann man sagen, dass die zugrundelegenden, physischen Ursache dieser bislang als kryptischen, “psychischen” Störung mehr und mehr aufgedeckt werden und es deswegen auch hier, wie bei allen chronischen Erkrankungen, möglich ist, durch Lebensstiloptimierung für Linderung und Prävention zu sorgen.

Konkrete mögliche Ansätze, die sich daraus ergeben wären auf eine gesunde, schadstoff- und schimmelarme Umgebung und Ernährung zu achten, bereits auf einen gesunden Lebensstil der Eltern vor Empfängnis und für eine Unterstützung der körpereigenen Entgiftungsmechanismen zu sorgen.

Die hier gewonnenen Erkenntnisse über das Gehirn können zudem Hinweise geben, wie man auch in der übrigen Bevölkerung einer kognitiven Degeneration entgegenwirken könnte.

Besserung bei autistischen Patienten konnten außerdem erzielt werden mit einer Supplementation von Betain (wichtiger Spender von Methylgruppen), Methylcobalamin (Vitamin-B12, methylierte Formen einzunehmen erleichtert dem Körper die Arbeit und spart Methylgruppen) und Folinsäure (5-Formyltetrahydrofolsäure, Leucovorin, aktive Form der Folsäure, wird besser verstoffwechselt), was zu einer Normalisierung von Schwefelmetaboliten (wie Homocystein) im Plasma führt, was zeigt, dass eine Unterstützung der Methylierungsprozesse und antioxidative Strategien eine wichtige Maßnahme sein können. Auf die Aufnahme ausreichender Antioxidantien und schwefelhaltiger Aminosäuren, sowie auf entzündungssenkende Maßnahmen sollte geachtet werden. Es ist natürlich anzunehmen, dass auch jegliche anderen chronischen Erkrankungen, bei denen auch oxidativer Stress eine Rolle spielt, hiervon profitieren.

You cannot get well in the same environment you became ill in. ~Dr. Jack Kruse

What we observe is not nature itself, but nature exposed to our method of questioning. ~Werner Heisenberg


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Autismus, ADHS, Hirnentzündung und Autoimmunität

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