LÉKAŘSKÁ FAKULTA MASARYKOVY UNIVERZITY BRNO PSYCHIATRICKÁ KLINIKA ŠKOLÍCÍ PRACOVIŠTĚ KLINICKÉ A MOLEKULÁRNĚ GENETICKÉ MARKERY U ADOLESCENTŮ S PERZISTENTNÍ FORMOU ADHD DISERTAČNÍ PRÁCE Vědní obor: Psychiatrie Školitel: Prof. MUDr. Ivana Drtílková, CSc. Brno, srpen 2010 Doktorand: MUDr. Markéta Neumannová 1
PODĚKOVÁNÍ Dovoluji si poděkovat svým kolegům za všechno cenné, co mi nejen při přípravě práce, ale i po celou dobu mé praxe poskytli a poskytují. Na prvním místě paní profesorce Ivaně Drtílkové, která byla mou laskavou a vstřícnou školitelkou, a poskytovala mi tak po celou dobu mé praxe cenné rady a připomínky nejen o problematice psychických poruch, ale i o charakteru vědecké práce. Dále pak milým kolegyním Aleně Fiĺové a Blance Balaštíkové, které mi po rozšiřovaly a nadále rozšiřují obzory zkušeným, zároveň však velmi lidským pohledem psychologa. Děkuji také kolegům z Přírodovědecké fakulty doc. RNDr. Šerému, PhD. a Mgr. Častulíkovi za spolupráci při získávání genetického materiálu. Dovoluji si poděkovat i oponentům za to, ţe tuto funkci i přes vysoké pracovní nasazení přijali. Děkuji také celému týmu dětského a dorostového oddělení PK FN Brno pod vedením doktora Theinera za vytvoření milého pracovního prostředí v úvodu mé profesní dráhy. 2
OBSAH Poděkování... 2 Úvod... 6 Definice pojmů:... 8 Pouţité zkratky...10 Teorie...11 Úvod...11 Hyperkinetická porucha - porucha aktivity a pozornosti ADHD...11 Průběh poruchy:...18 Epidemiologie...18 Etiologie a patogeneza...19 Negenetické faktory...19 Poruchy neurotransmise...19 Genetické faktory...21 Materiál a metoda...30 Úvod...30 Charakteristika souboru:...31 Klinické psychiatrické vyšetření...32 Psychologické vyšetření...33 Test d2...33 Test cesty (Trail Making Test, TMT)...34 Test nacházení známých obrázků (TE-NA-ZO)...34 Neurobehavioral evaluation system (NES 2)...34 Molekulárně genetické vyšetření...37 3
Izolace DNA...37 Amplifikace DNA...37 Restrikční analýza...37 Gelová elektroforéza...38 Detekční systém PCR Real Time...38 Detekce polymorfismů jednotlivých genů...38 Pouţité statistické metody...45 Výzkumné záměry a cíle:...45 Přehled hypotéz:...46 Výsledky:...48 Výsledky hodnocení psychologických charakteristik v souboru chlapců s ADHD v adolescentním věku...48 Deskriptivní charakteristiky výkonu...48 Srovnání výkonu adolescentních chlapců s ADHD v psychologických testech s výkonem v dětství...56 Genetické nálezy v souboru adolescentních chlapců s ADHD a v souboru kontrolních subjektů:...61 Hodnocení korelací genetické a psychologické části výzkumu...70-330 polymorfizmus genu pro IL-2 a proměnná výkon soustředění testu d2...72-330 polymorfizmus genu pro IL-2 a subtest Hand-Eye Coordination Task...73 A/G polymorfizmus genu pro MAO-B a test Switching Attention, strana reakční čas..74 Val66Met polymorfizmus genu pro a test Color Word, proměnná chyby opomenutí...75 Souhrn výsledků:...76 Diskuze...79 Hodnocení výsledky psychologických testů souvisejících s jádrovými příznaky ADHD...79 4
Nálezy zjištěné u jednotlivých genů...80 Souhrn diskuze...85 Limitace...87 Závěr...88 Souhrn...90 Summary...92 Literatura...93 Seznam publikací souvisejících s tématem práce... 103 5
ÚVOD Překládaný výzkum vychází z mnohaletého zájmu pracoviště, na kterém byl realizován zabývá se problematikou poruchy aktivity a pozornosti, resp. ADHD, především z její biologické stránky. Po mnoho let byla ADHD povaţována za poruchu dětského věku, v posledních letech je však pozornost věnována i dalšímu vývoji jedinců s touto poruchou, a v současné poznatky umoţňují vyslovovat teorie o její perzistenci do adolescence i dospělosti. Podobně jako u řady dalších psychiatrických poruch nelze etiologii ADHD vysvětlit jednoznačně. Patogeneze ADHD je v současné době povaţována za heterogenní, na jejím vzniku se tedy podílí řada faktorů, mezi nimiţ hrají důleţitou roli i faktory genetické. Longitudinální studie ukázaly silný vliv genetických faktorů při perzistenci symptomů ADHD. Na základě těchto poznání by bylo moţné předpokládat, ţe geny ovlivňující náchylnost k ADHD mohou hrát určitou roli i v jejím dalším průběhu (Langley et al., 2009). Některé genetické studie dokonce naznačují, ţe ADHD perzistující i v adolescenci a dospělosti můţe s familiárními vlivy souviset více neţ porucha omezující se pouze na dětský věk. Práce se proto snaţí více nahlédnout do problematiky genetických faktorů u jedinců s ADHD právě v období adolescence. Problémem při provádění genetických studií je nutnost vyuţití dostatečně velkých a homogenních souborů. Vzhledem k tomu, ţe předkládaná práce se snaţí navázat na výzkum prováděný v minulosti u pacientů s ADHD v dětském věku, bylo původním záměrem longitudinální sledování těchto pacientů a hodnocení vývoje jejich symptomatiky v čase. Bohuţel však návratnost souboru byla oproti předpokladům velmi malá. Nedostatečná velikost souboru je proto v předkládané práci jedním z nejzásadnějších problémů, zjištěné výsledky je proto nutné povaţovat pouze za ilustrativní. Vzhledem k nepřítomnosti jednoduchých a hlavně jednoznačných diagnostických měřítek jako v ostatních oborech medicíny je u psychiatrických poruch sloţitější objektivně stanovit přítomnost a případně i závaţnost poruchy. Kvůli předpokládanému vývoji symptomatiky v čase je tento problém ještě zvýrazněn absencí diagnostických kritérií poruchy pro adolescentní věk v našich podmínkách, k usnadnění orientace bohuţel nejsou k dispozici ani dostatečně standardizované dotazníky či škály. V předkládaném výzkumu jsou proto k objektivizaci symptomů vyuţity určité měřitelné psychologické charakteristiky související s některými jádrovými příznaky poruchy (především poruchou pozornosti a impulzivitou). Jsou označovány jako endofenotypy, s poruchou jsou asociovány, nejsou však jejími 6
zjevnými symptomy ani nejsou také pro výskyt poruchy specifické, umoţňují však alespoň částečně objektivní zhodnocení závaţnosti projevů poruchy. V předkládané práci se zaměřuji na popis některých genetických nálezů, určitých psychologických charakteristik a na vzájemné vztahy těchto dvou oblastí u chlapců s poruchou aktivity a pozornosti v adolescentním věku. 7
DEFINICE POJMŮ: Alela konkrétní forma genu nebo sekvence DNA lišící se vjedna z páru nebo série alternativních forem genu, která se nachází na určitém místě na chromozomu Amplifikace genu děj, při němţ se DNA určitého genu nebo sady genů replikuje nezávisle na zbytku genomu, takře vzrůstá počet kopí této DNA Attention Deficit Hyperactivity Disorder - porucha se symtpomy hyperaktivity a impulzivity, narušené pozornosti či jejich kombinace Delece ztráta části genetického materiálu na chromozomu, která vede k odpovídající ztrátě genů Dizygotní dvojčata dvojvajedná dvojčata DNA deoxyribonukleová kyselina, nositelka genetické informace, která obsahuje geny Endofenotyp fenotypické vyjádření genotypu, které není patrné v klinickém obraze poruchy, ale je moţné je zjistit specifickým vyšetřením Enzym protein urychlujcí specifickou chemickou reakci v ţivém systému Fenotyp pozorovatelný znak organismu Gen dědičná jednotka se specifickou biologickou funkcí, nesoucí genetickou informaci do další generace, jednotka DNA lokalizovaná na určitém místě chromozomu. Genotyp genetická sestava organismu Genová exprese proces, kterým vznikají z genů molekuly RNA a proteinů, jeţ následně ovlivňují a určují fenoty organismu Heriabilita vyjadřuje, jaká část celkové fenotypové variance znaku je způsobena genetickými faktory Heterozygot jedinec, který obsahuje odlišné alely genu Homozygot jedinec, který obsahuje stejné alely genu Hyperkinetické poruchy soubor poruch se symtpomy hyperaktivity, narušené pozornosti a impulzivity Hypotéza - formulace toho, jak lze vysvětlit určitý fenomén 8
Chromozom struktura sloţená z DNA a specifických bílkovin, která obsahuje lineárně uspořádanou skupinu genů Monozygotní dvojčata jednovaječná dvojčata mrna RNA, která nese infromaci nutnou pro syntézu proteinu z DNA k ribozomům Mutace trvalá dědičná změna v sekvenci DNA určitého organismu Polymerázová řetězová reakce metoda, která slouţí k amplifikaci specifické sekvence DNA Restriction Fragment-Lengh Polymorphism existence dvou nebo více genetických variant, zjistitelná po vizualizaci fragmentů genomové DNA, získaných jejím štěpením restrikčním enzymem Restrikční fragment fragment DNA vytvoření štěpením molekuly DNA Riziková alela alela, u níţ je předpokládáno zvýšení rizika pro určitou vlohu Single Nucleotide Polymorphism jeden pár bazí DNA, který vykazuje variabilitu v populaci Syndrom soubor symptomů vyskytujících se společně a představujících určité onemocnění Taq-polymerázua teplotně stabilní DNA-polymeráza izolovaná z termofilní bakterie THermus aquaticus Transkripce proces, kterým se podle templátu DNA tvoří RNA Variable number of tandem repeat krátká sekvence DNA přítomná ve formě tandemové repetice s proměnlivým počtem kopií Variance veličina, která je měřítkem variability v populacích 9
POUŢITÉ ZKRATKY ADHD Attention Deficit/Hyperactivity Disorder COMT katechol-o-methyltransferáza DAT dopaminový transportér DNA deoxyribonukleová kyselina DSM-IV 4. revize Diagnostického a statistického manuálu (Diagnostic and Statistic Manual) HKP hyperknetická porucha IL interleukin MAO monoaminooxidáza BDNF Brain Derived Neurotrofic Factor TNF-alfa Tumor Necrosis Factor Alfa MKN 10 10. revize Mezinárodní klasifikace nemocí mrna mediátorová RNA PCR polymerázová řetězová reakce RFLP Restriction Fragment-Lengh Polymorphism SNP Single Nucleotide Polymorphism VNTR variable number of tandem repeat 10
TEORIE ÚVOD Hyperkinetická porucha (dále HKP) je poruchou, která můţe ovlivňovat ţivot jedince od dětství do dospělosti. Jejími základními projevy v dětském věku jsou narušená pozornost, hyperaktivita a impulzivita. U části jedinců během ţivota příznaky vymizí, u některých jedinců tato porucha přetrvává celý ţivot, často v odlišné formě. Důsledky přítomnosti poruchy se pacientům promítají do různých oblastí ţivota a mohou tak formovat vývoj jedince způsobem, který jej můţe ovlivňovat i po vymizení či změně příznaků. Projevy poruchy bývají u pacientů často okolím poprvé více nahlédnuty ve škole, kdy kromě projevů neklidu a hyperaktivity tyto děti často zaujmou tím, ţe jejich výkon neodpovídá moţnostem, které zdánlivě mají. Hyperkinetická porucha není ze své podstaty spojena s intelektovým deficitem, můţe však jedincům, u nichţ se vyskytuje, zhoršovat schopnost vyuţití jeho intelektových schopností během studia a i později v zaměstnání. Impulzivní a nebrţděné chování pacientů často vyvolává u ostatních osob odmítavé reakce, které mohou dále souviset se selháváním pacienta v rodinném i širším sociálním prostředí. Všechny tyto sekundární důsledky mají pak velmi často vliv na sebehodnocení pacientů, coţ pak můţe být zdrojem dalších problémů. Význam poruchy však není omezen pouze na blízké okolí pacienta - osoby s hyperkinetickou poruchou bývají v případě neléčené poruchy častějšími viníky dopravních nehod, častěji u nich dochází k různým úrazům, zneuţívání návykových látek, v dospělosti pak mívají často problémy s fungováním v zaměstnání i v rodině. Závaţnost poruchy tak získává celospolečenský rámec. Na významu tedy nabývá vhodný přístup k jedinci s hyperkinetickou poruchou během celého jeho ţivota. HYPERKINETICKÁ PORUCHA - PORUCHA AKTIVITY A POZORNOSTI ADHD První zmínky o hyperkinetické poruše se datují do počátku 20. století, kdy G. F. Still vyšetřil skupinu dětí, u kterých byla popsána hyperaktivita, problémy s chováním, narušená pozornost a problémy s učením, přestoţe měly dle tehdejších měřítek dobré vychování. Vyslovil tehdy názor, ţe projevy mohou mít nějakou biologickou příčinu, neboť nebylo moţné vysvětlit je nevhodným sociálním prostředím. Ve 20. letech 20. století byla věnována pozornost organickým faktorům v etiologii a patogenezi některých projevů chování poté, co 11
byly u dětí pozorovány následky epidemie encephalitis leghargica. Ve třicátých letech 20. století byla u dětí s problémovým chováním poprvé úspěšně pouţita psychostimulační látka. Názvosloví poruchy pak bylo na dlouhou dobu ovlivněno právě předpokládaným vlivem organických faktorů na vznik poruchy. V 60. letech se skupina odborníků shodla na definici syndromu s názvem Lehká mozková dysfunkce. Koncept této diagnózy však zahrnoval i příznaky, které současná terminologie povaţuje spíše za komorbidní specifické vývojové poruchy učení a motoriky. Za příčiny poruchy byly chápány především různé perinatální komplikace. V současné době se od konceptu lehké mozkové dysfunkce jiţ upustilo (Drtílková et al., 2007). Jednoduché však není ani současné terminologické pojetí poruchy. Obdobně jako v celé psychiatrii je terminologie popisná, vystihuje především syndromologii a behaviorální příznaky. Termín Hyperkinetické poruchy byl zaveden v roce 1993 v 10. revizi Mezinárodní klasifikace nemocí, uţívané i u nás (Psychiatrické centrum Praha, 1996). Hyperkinetické poruchy zahrnují především diagnózy Porucha aktivity a pozornosti (F90.1) a Hyperkinetická porucha chování (F90.1). Podle MKN 10 je pro stanovení diagnózy nutná přítomnost všech jádrových příznaků hyperkinetické poruchy hyperaktivity, poruchy pozornosti a impulzivity. Porucha aktivity a pozornosti je typem s výše uvedenými příznaky. Diagnóza hyperkinetické poruchy chování je stanovena v případě příznaků Poruchy aktivity a pozornosti a zároveň Poruch chování (opakující se a trvalý vzorec chování, při němţ jsou porušována buď základní práva jiných, nebo závaţnější společenské normy nebo pravidla, přiměřená věku, dle kritérií MKN 10). Diagnostická kritéria hyperkinetické poruchy podle MKN 10: vznik před 7. rokem věku, trvání symptomů nejméně 6 měsíců porucha pozornosti (přítomno 6 příznaků z 9): o obtíţně koncentruje pozornost o nedokáţe udrţet pozornost o neposlouchá o nedokončuje úkoly 12
o vyhýbá se úkolům vyţadujícím mentální úsilí o nepořádný, dezorganizovaný o ztrácí věci o roztrţitý o zapomětlivý hyperaktivita (přítomny 3 příznaky z 5): o neposedný, vrtí se o nevydrţí sedět na místě o pobíhá kolem o vyrušuje, je hlučný, obtíţně zachovává klid a ticho o on the go (v neustálém pohybu) o mnohomluvný (excesivně) impulzivita (přítomen 1 příznak ze 4): o nezdrţenlivě mnohomluvný o vyhrkne odpověď bez přemýšlení o nedokáţe čekat o přerušuje ostatní Koncept Attention Deficit/Hyperactivity Disorder (dále ADHD) dle americké klasifikace DSM- IV (American Psychiatric Association, 1994) na rozdíl od pojetí Hyperkinetických poruch dle MKN 10 nevyţaduje současnou přítomnost všech základních příznaků. Rozlišeny jsou tři základní subtypy: s převládající poruchou pozornosti, s převládající hyperaktivitou a impulzivitou a smíšený typ. Dle klinických odhadů četnosti je nejčastější smíšený typ, následuje pak typ s převaţující poruchou pozornosti a poté typ s hyperaktivitou a impulzivitou (Drtílková et al, 2007). Případné přidruţené Poruchy chování pak povaţuje za komorbidní diagnózu. 13
Diagnostická kritéria ADHD podle DSM IV: výskyt některých ze symptomů hyperaktivity, impulzivity a nepozornosti před 7. rokem věku, trvání příznaků minimálně 6 měsíců výskyt některých z příznaků na dvou či více místech (doma, škola,...) evidence vztahů sociálních porucha pozornosti (6 nebo více symptomů): o nepozornost při školních úkolech, pomíjení detailů, chyby z nepozornosti o neudrţí pozornost při hře o zdá se, ţe neposlouchá během rozhovoru o neposlouchá instrukce a nedokončuje úkoly o má organizační problémy o nesnáší úkoly, vyţadující mentální úsilí a vyhýbá se jim o ztrácí věci (hračky, školní potřeby,...) o vnější stimuly snadno přeruší jeho soustředění o zapomětlivý v denních aktivitách hyperaktivita a impulzivita, nepřiměřené vývojovému stupni (6 nebo více symptomů): o hyperaktivita často neúčelně pohybuje rukama nebo se vrtí na ţidli často opouští lavici ve třídě často pobíhá nebo přelézá v nepřiměřených situacích (adolescenti a dospělí mají subjektivní pocit neklidu) obtíţně při hrách zachovává klid a ticho stále v pohybu jako by měl v sobě motor" nadměrně mnohomluvný o impulzivita často vyhrkne odpověď před dokončením otázky 14
dělá mu obtíţe čekat v pořadí často přerušuje ostatní (při hrách, v hovoru,...) Porucha aktivity a pozornosti v pojetí dle MKN 10 tedy v podstatě odpovídá pouze jednomu z typů ADHD dle DSM-IV, konkrétně typu kombinovanému. Relativně lehčí subtypy poruchy nejsou v evropské klasifikaci zachyceny. Obě pojetí vyţadují trvání poruchy nejméně 6 měsíců a výskyt příznaků před 7. rokem věku. Diagnostická kritéria pro stanovení diagnózy v adolescenci či v dospělosti, kdy se mohou příznaky měnit, však v MKN 10 bohuţel nejsou stanovena, klasifikace DSM-IV uţívá kritérií chronicity. V praxi nebývají rozdíly mezi oběma koncepty poruchy často rozlišovány, v oblasti vědy a výzkumu však různá pojetí poruchy mohou působit komplikace. Většina citací o poruše v současné literatuře vychází z amerického manuálu DSM-IV, coţ můţe působit určité nesrovnalosti týkající se výskytu poruchy, odpovědi na léčbu i jiných oblastí výzkumu. V dalším textu si bude uţíváno spíše termínu ADHD vzhledem k tomu, ţe symptomy poruchy se během vývoje mohou měnit a klasifikace DSM-IV umoţňuje na rozdíl od klasifikace MKN 10 uţití kritérií chronicity. Diagnostická kritéria chronicity ADHD podle DSM IV: v anamnéze ADHD v dětství přítomnost chronických a dlouhodobých příznaků výrazněji častěji neţ u ostatních lidí v téţe populaci (shodný věk a etnikum), počet příznaků rozdělen dle věku: o pocit, ţe výkon neodpovídá schopnostem o neschopnost organizovat kaţdodenní drobnosti o odkládají řešení, mají obavy něco začít o mnoho věcí dělají současně o nevhodné poznámky, sklon říci, co je právě napadne o hledání stále nových podnětů o často se nudí, mají stále nové zájmy, ale netrvají dlouho o snadno zneklidní, tratí pozornost, jsou nedůslední 15
o v některých případech kreativní, intuitivní o problémy s vţitými postupy, prosazování vlastních postupů o netrpělivost o impulzivita slovní, akční (utrácí bez rozmyslu, mění plány) o sklon trápit se nepotřebností, budoucností, kontrast s nevšímavostí k reálnému nebezpečí o pocity hrozící záhuby, nebezpečí se střídají se vzrušením z rizika o poruchy nálady, deprese o neklid (bubnování prsty, změny pozice na ţidli, přecházení) o sklon k závislosti (drogy, alkohol, hry, nákupy, jídlo, práce) o problémy se sebeúctou a sebehodnocením o v rodinné anamnéze poruchy nálady, poruchy ovládání, různé typy závislosti Porucha pozornosti Pozornost je komplexní schopnost, uplatňující se pouze za plného vědomí. Umoţňuje jeho aktivní zaměření je to schopnost vnímat důleţité děje a potlačit děje méně důleţité. Vyznačuje se různými aspekty, které lze posuzovat samostatně. U pacientů s ADHD lze předpokládat tyto dílčí poruchy pozornosti: slabá koncentrace pozornosti, krátká tenacita, malá distribuce, méně adaptabilní vigilita, nízká selektivita. Při psychologickém vyšetření pozornosti se zaměřujeme na tyto základní komponenty: udrţovaná pozornost, zaměřená nebo selektivní pozornost, rozdělená pozornost, střídavá pozornost (Preiss, 1998). V kognitivní oblasti je porucha vyjádřena výraznou distraktibilitou, neschopností usměrnit pozornost k podstatným informacím, poruchou analýzy a syntézy a poruchou exekutivních funkcí, coţ v praxi znamená problémy při vytváření a sekvencování plánů, chaotické postupy při organizaci práce, řešení úkolů či při plánování U pacientů s ADHD se porucha pozornosti projevuje předčasným přerušováním úkolů, nedokončováním činností, přecházením od jedné činností ke druhé, povrchní prací, opomíjením okrajových detailů. Pacienti často selhávají při činnostech vyţadujících duševní úsilí a trpělivost. Aktivita bývá často špatně organizována a regulována. Pacienti jsou 16
nesoustředění při hovoru, působí dojmem, ţe nevnímají, co se jim říká (Drtílková et al., 2007). Hyperaktivita Projevuje se jako puzení k neustálému pohybu, k neúčelné činnosti, pacienti mají potíţe zůstat v klidu, vykonávají různé neúčelné pohyby, při nucené inaktivitě se objevuje dysforie. Hyperaktivita je způsobena dezorganizací a diskontinuitou psychomotorických aktivit. U dětí s ADHD je nejlepším diagnostickým nástrojem pozorování, které však vzhledem k situaci můţe projevy zkreslovat, důleţité jsou proto i objektivně získané údaje. V dětském věku bývají pacienti často nápadně pohybliví, ţiví a neklidní i v situacích, které klid vyţadují. Jejich zvýšená aktivita je však samoúčelná, neslouţí k zvládnutí většího mnoţství úkolů a práce. Obtíţně a jen přechodně se dají usměrnit, nedokáţí delší dobu klidně sedět, vrtí se na ţidli, vstávají, pobíhají od jedné věci ke druhé, mají nutkání vstávat. Bývají hluční, upovídaní, nejsou zaujati aktivitami, které vyţadují klid a ticho. Projevy hyperaktivity jsou nápadné zejména v situacích, vyţadujících vysoký stupeň sebekontroly chování. U adolescentů nebo u dospělých bývají častější spíše příznaky vnitřního neklidu, nervozita, neschopnost setrvat u sedavých aktivit (sledování televize, čtení novin), dysforie při nečinnosti (Drílková et al., 2007). Impulzivita Impulzivita je chápána jako deficit v oblasti autoregulace, jehoţ následkem je sníţená schopnost odloţit reakci na právě přítomný podnět. Projevuje se jako určitá zbrklost, chaotičnost a nahodilost v jednání, chybí systematičnost a plánování v chování. Pacient se chová tak, jak jej právě napadne, má problémy se sebeovládáním, nedokáţe pozdrţet nebo utlumit svou reakci. Bez rozmýšlení, zbrkle se pouští do nebezpečných aktivit, hrozí jim proto větší riziko úrazů a nehod. Často mluví bez ohledu na sociální zábrany, přerušuje řeč či činnost jiným lidem nebo vyhrkne odpověď na otázky, které ještě nebyly dokončeny: není schopen čekat, obtíţně nese různá omezení a příkazy, hůře se podrobuje autoritám, různým stereotypům a disciplíně. V psychologickém vyšetření se můţe projevovat tzv. impulzivním kognitivním stylem, který je charakterizován rychlou a současně chybnou odpovědi na prezentovaný podnět (Drtílková et al., 2007). 17
PRŮBĚH PORUCHY: Klinický obraz poruchy není během vývoje člověka stacionární. Projevy poruchy se mění v průběhu vývojových období v návaznosti na postupující maturaci mozku. V časném dětském věku jsou v popředí především poruchy základních biorytmů, především spánku, postupně se přidává neklid, hyperaktivita, divokost, dezinhibované chování. Během školní docházky pak nabývá na významu porucha kognitivní oblasti mimointelektové prospěchové selhávání, zapomínání úkolů, pomůcek, nedbalost, vyrušování a další příznaky narušující školní výuku. Doma bývají tyto děti častěji trestány a napomínány. Můţe se u nich rozvinout pocit neúspěšnosti a selhání, který můţe přispět k sekundárnímu vzniku různých neurotických potíţí nebo k rozvoji různých druhů poruch chování. U části dětí dochází ke spontánnímu ústupu hyperaktivity ve věku kolem 12. roku, u 60-70% pacientů porucha přetrvává i v adolescenci a dospělém věku (Drtílková et al., 2007). Příznaky z dětství v adolescenci často přetrvávají ve změněné podobě často je přítomna impulzivita, zkratkovité jednání, narušená pozornost, na významu nabývají problémy týkající se vzdělání ve věku, kdy se jiţ předpokládá se větší samostatnost a zodpovědnost. Naopak můţe ubývat hyperaktivity, mohou být přítomny spíše pocity neklidu a nadměrná hlučnost. Patrná bývá neschopnost samostatně organizovat kaţdodenní úkoly, jejich odkládání, provádění mnoha činností současně. Zájmy trvají pouze krátce, dospívající hledá stále nové podněty, často se nudí, jsou netrpěliví, neklidní, nedůslední. Působí jako emočně nezralí, preferují společnost mladších dětí či dospělých tolerujících jejich problém, jsou více výbušní a jejich afekty často intenzitou neodpovídají situaci, mohou mít sklony trápit se vlastní budoucností, zároveň však být nevšímaví k reálnému nebezpečí. Sami často přítomnost příznaků popírají. Stanovení diagnózy je obtíţnější i vzhledem k větší samostatnosti pacientů a menšímu dohledů rodičů i učitelů. EPIDEMIOLOGIE Porucha je jednou z nejčastějších příčin psychiatrické léčby v dětském věku. Výskyt poruchy je uváděn různými prameny různě, coţ můţe mimo jiné pramenit i z výše zmíněného odlišného pojetí poruchy. V zemích, kde je uţíván koncept DSM-IV, je vzhledem k měkčím kritériím stanovení diagnózy prevalence výskytu poruchy vyšší oproti zemím uţívajícím klasifikaci MKN 10. Dle DSM IV je udáván výskyt poruchy 4-19%, dle MKN 10 1-3% (Drtílková et al., 2007). Porucha se vyskytuje častěji u chlapců neţ u dívek, poměr je uváděn dle různých zdrojů 10:1 aţ 2,5:1. Některé novější studie díky uţší diagnóze hyperkinetické poruchy však prokázaly stejný poměr obou pohlaví, u dívek pak byl častější typ s poruchou pozornosti (tedy typ častěji unikající diagnostice), u chlapců pak typ s hyperaktivitou a 18
impulzivitou (Dudová et al., 2003). Diagnóza je stanovena nejčastěji v dětském věku, mezi 6. a 9. rokem. Stanovení diagnózy v adolescenci je méně časté, přestoţe příznaky poruchy u části pacientů přetrvávají do dospělého věku. Epidemiologické údaje o dospělých pacientech s ADHD a hyperkinetickou poruchou jsou rovněţ nejednoznačné, udávána je prevalence 1-6% v pojetí DSM IV (Kessler et al., 2006). ETIOLOGIE A PATOGENEZA Podle současných názorů je příčina hyperkinetické poruchy pravděpodobně heterogenní. V etiologii se nejspíše uplatňují negenetické i genetické faktory spojené s neuroanatomickými a neurochemickými inzulty, které zasahují převáţně prenatálně (Drtílková et al., 2007). NEGENETICKÉ FAKTORY Z nebiologických faktorů jsou v etiopatogenezi poruchy zvaţovány nejvíce nepříznivé psychosociální podmínky, zejména jejich dlouhodobé a kumulativní působení. Mezi rizikové biologické negenetické faktory se řadí kouření a konzumace alkoholu u matky v graviditě, nízká porodní váha, předčasné porody, perinatální traumata spojená s hypoxií a úrazy zasahující zejména frontální a prefrontální regiony, okrajově bývá zvaţován i vliv toxinů prostředí a radioaktivitě (Drtílková et al., 2007). PORUCHY NEUROTRANSMISE Východiskem pro vytvoření prvního patofyziologického modelu hyperkinetické poruchy se stalo objevení efektu psychostimulancií na příznaky poruchy a následné prohlubující se porozumění mechanismu jeho účinku v CNS. V 70. letech 20. století tak Kortensky vyslovil tzv. katecholaminovou hypotézu hyperaktivity, která povaţovala poruchu za důsledek sníţené produkce nebo utilizace dopaminu a noradrenalinu v mozku. Později byly rozšířeny znalosti o souvislostech dysfunkce katecholaminů a teorie podrobněji rozpracovány. Dopamin je neurotransmiter, syntetizovaný z tyrozinu působením tyrozinhydroxylázy a katabolizovaný monoaminoxidázou (MAO) a katechol-o-methyltransferázou (COMT). Skladován je ve vezikulách v presynaptické části neuronu, po stimulaci je uvolněn do synaptické štěrbiny. Působí na dopaminové receptory D1 aţ D5 s aktivitou excitační či inhibiční na postsynaptický receptor (receptory D1 a D5) či s pouze inhibiční aktivitou na postsynaptický receptor (receptory D2 aţ D4). Receptory D2 a D3 jsou zároveň i 19
presynaptické, kde regulují syntézu a uvolňování dopaminu a aktivitu dopaminového transportéru (DAT). Ten je zodpovědný za vychytávání dopaminu a regulaci koncentrace dopaminu v synaptických štěrbinách. Dopaminový systém se podílí na regulaci motorické kontroly a emocí, odpovídá za dezinhibici, je zapojen do kognitivních procesů a různých forem paměti. Neurotransmiter noradrenalin vzniká z tyzorinu a následně dopaminu za pomoci betahydroxylázy a ovlivňuje mozkové funkce prostřednictvím postsynaptických alfa2 adrenergních receptorů. Podílí se na udrţování a koncentraci pozornosti, paměťových funkcích, behaviorální inhibici a plánování. Pro poruchu v dopaminové oblasti svědčí například korelace mezi hladinami metabolitů dopaminu a mírou hyperaktivity a impulzivity, experimentální indukce motorické hyperaktivity po zvýšení dopaminové transmise v oblasti striáta či poškození paměti a inhibičních mechanismů po blokádě dopaminového systému v prefrontální oblasti. Pro poruchu v oblasti noradrenalinové svědčí nálezy sníţené exkrece metabolitu noradrenalinu v moči u pacientů s ADHD, příznivý efekt látek zvyšujících noradrenergní transmise, a v neposlední řadě i to, ţe látky ovlivňující pouze dopaminový systém neprokázaly v léčbě ADHD dostatečný efekt (Drtílková et al., 2007). Nebyl potvrzen předpoklad o povšechné dopaminové hypofunkci, v současné době je diskutována i moţnost hyperfunkce dopaminového systému, ať uţ relativní (vůči ostatním monoaminům) nebo regionální. Hovoří se o moţnosti hyperfunkce v dopaminové oblasti vzhledem k systému noradrenergnímu a zároveň o dopaminové hypofunkci vzhledem k systému serotonergnímu (Oades, 2002). V neurotransmiterové oblasti je tedy kromě dopaminergního a adrenergního systému zvaţována téţ účast systému cholinergního a serotonergního. V patofyziologii ADHD převáţná část studií přikládá klíčový význam dysregulaci frontostriatálních a frontocerebelárních katecholaminergních okruhů. Uvaţuje se o hypofunkci katocholaminových projekcí z oblasti bazálních ganglií do prefrontálního kortexu ve smyslu relativní hypoaktivity kortikálního dopaminového systému (s tonickou produkcí) s relativní hyperaktivitou striatálního dopaminového systému (s fázickou produkcí). Kortikální dysfunkce spojená se sníţenou dopaminovou aktivitou na prefrontálních synapsích je dávána do souvislosti s nedostatky v oblasti kontroly inhibice, arousalu, aktivity a výkonu a dysfunkcí provozní paměti (Zuddas, 2002). V subkortikální oblasti je povaţováno za významné především striátum, jeţ je bohaté na dopaminové synapse a zároveň citlivé na hypoxii. Popsané zvýšení denzity dopaminového transportéru ve striátu u pacientů s ADHD 20
by mohlo vést ke zvýšenému vychytávání dopaminu s následným sníţením koncentrace dopaminu v synaptických štěrbinách. Z vývojového hlediska byla vyslovena teorie o syndromu energetického deficitu (Todd, 2001), kdy je dopamin povaţován za vývojově potřebný pro kortikální maturaci a arborizaci neuronů dopaminergního systému. V důsledku předpokládané sníţení glukózového a glykogenového metabolismu astrocytů s energetickým deficitem tak můţe docházet k vývoji sníţeného počtu katecholaminových synapsí. Kromě oblastí prefrontálního kortexu a bazálních ganglií je však v etiologii ADHD zvaţován i význam dysregulací v oblasti mozečku a temporálního a parietální kortexu (Casey et al., 2007). GENETICKÉ FAKTORY Rozvoj výzkumu v oblasti genetiky hyperkinetické poruchy v posledních dvaceti letech je spojován především se zaváděním nových metod molekulární biologie do psychiatrického výzkumu se vznikem nového oboru - molekulární psychiatrie. Zavedením metody řetězové polymerázové reakce (polymerase chain reaction, PCR) umoţňuje publikaci stovek molekulárně biologických prací o genetice hyperkinetické poruchy (Šerý et al., 2006). Před rozvojem metod molekulární biologie byly doménou genetického výzkumu studie dvojčat a adopční a rodinné studie, časté jsou však u nich metodologické problémy (malé vzorky, nejasně stanovená diagnostická kritéria poruchy apod.). Mnohé studie dvojčat popisují častější shodu ve výskytu hyperaktivity u monozygotních dvojčat neţ u dizygotních. Adopční studie popisují výskyt poruchy v 7,5% u biologických rodičů dětí s ADHD oproti 2,1% výskytu ADHD u rodičů adoptivních (Thapar et al., 1999). Heriabilita ADHD je v současné době odhadována v rozmezí 0,6 aţ 0,9, průměrně udávanou kolem 0,76 (Waldman, 2002). V oblasti molekulární psychiatrie je v současné době vyuţíváno především asociačních studií (case control study), které srovnávají frekvence polymorfismů kandidátních genů u souborů osob s ADHD a souborů kontrolních. V širší oblasti genetického výzkumu je pak vyuţíváno i dalších metod včetně genomového skenování. Kandidátní geny jsou určeny na základě zjištěných poznatků neurofyziologických, neurochemických, zobrazovacích a dalších metod a teoretických znalostí těchto oblastí. Důleţitý je smysluplný výběr polymorfismů těchto genů ke genotypizaci, přičemţ vhodné jsou 21
obzvláště polymorfismy funkční (zodpovědné např. za expresi genu). V laboratoři je prováděna genotypizace jednotlivých zkoumaných osob, pro kaţdou osobu jsou vypočítány alelické a genotypové frekvence (Šerý et al., 2003). Problém můţe nastat v tom, co vlastně povaţovat za fenotyp ADHD v případě, ţe klinický obraz povaţujeme za manifestaci více etiopatogenetických procesů. V této oblasti výzkumu se proto osvědčilo uţívat endofenotypů poruchy (určité definované deficity v oblasti kognitivních funkcí, nálezy v zobrazovacích metodách mozku atd.). Předpokládá se, ţe ADHD je poruchou s tzv. polygenním modelem dědičnosti - na jejím vzniku se podílí více genů kaţdý určitou částí (Lander a Schork, 1994). U tohoto modelu dědičnosti jsou za vhodné povaţovány právě studie asociační spíše neţ studie vazebné - v úvahu je však nutné brát rozdíly mezi soubory pacientů a kontrol, coţ vyţaduje velmi pečlivý výběr subjektů. Problém tvoří i genetická heterogenita kaţdý z genů má různě vysokou penetranci (pravděpodobnost, s jakou se jeho varianta projeví ve fenotypu), porucha se můţe vyvinout pouze u části nositelů či mohou různé geny tvořit stejný fenotyp. Zanedbávat nelze ani vzájemné interakce genů a prostředí. V souvislosti s těmito problémy je evidentní, ţe studium kandidátních genů vyţaduje k dosaţení dostatečné statistické síly a replikovatelných výsledků velké soubory pacientů, v případě malých vzorků je obtíţné interpretovat diskrepance mezi výsledky (Ioannidis et al., 2003). Udává se, ţe současný výzkum není schopen vysvětlit více neţ 3-5% genetických vlivů ADHD (Li et al., 2006). Na základě současných poznatků o etiopatogenezi ADHD jsou genetické studie zaměřené především na geny související s funkcí dopaminergního systém. Jedná se především o geny pro dopaminové receptory a dopaminový transportér a geny kódují proteiny, jeţ se podílí na metabolismu dopaminu. Postupně se však okruh zájmu rozšiřoval o další oblasti - ostatní neurotransmiterové systémy (především noradrenergní a serotonergní), cytokinové systémy, neurotrofní faktory a další. Analýza předkládaná v této práci vychází z moţností Ústavu biochemie Přírodovědecké fakulty MU, výzkum byl ovlivněn i technickými a finančními limity. Pro analýzu byly zvoleny některé geny dopaminového a serotonergního systému a geny pro cytokiny a růstové faktory. Gen pro dopaminový transportér (DAT1) Dopaminový transportér je membránový protein zodpovědný za transport dopaminu z terminálního zakončení axonu do synaptické štěrbiny a zpět, reguluje tak koncentraci dopaminu v synaptické štěrbině. Protein se vyskytuje především ve striátu a nukleus accumbens a tvoří tak jeden z primárních mechanismů dopaminergní regulace v těchto 22
regionech (Ciliax et al., 1999). U pacientů s ADHD byla oproti kontrolním subjektům popsána vyšší denzita DAT ve striátu (Krause 2003). Gen pro dopaminový transportér byl lokalizován na pátém chromozomu, konkrétně v oblasti 5p15 (Vandenbergh et al., 1992). Mnohými výzkumy byl gen pro DAT1 označen kandidátním genem pro ADHD (Drtílková et al., 2007). Nejčastěji studovaným polymorfismem genu pro DAT1 je 40-bp VNTR polymorfizmus tohoto genu. Jedná se o různý počet repetic (varitable number of tandem repeats, VNTR) sekvence o délce 40 párů bazí (bp) (Vandenbergh et al., 1992). Tato sekvence se v genu vyskytuje v rozmezí tři aţ jedenáct kopií, přičemţ v kavkazské populaci je nejběţnější varianta devíti nebo desíti kopií těchto sekvencí, tedy 440 a 480 bp, přičemţ rozloţení této alely je u různých etnických populací různé (Doucette-Stamm et al., 1995). Polymorfismus je lokalizován v oblasti nepřekládané do RNA, tvoří tak funkční polymorfismus, který ovlivňuje hladinu messenger RNA (mrna). 10-repeat (10-R) alela je spojována se zvýšenou expresí dopaminového transportéru (Mill et al., 2002). První asociační studie pro VNTR polymorfismus genu pro DAT1 a ADHD byla provedena v roce 1995 na vzorku 57 dětí s ADHD. Tato studie popisovala vyšší frekvenci 10-repeat alely u subjektů s ADHD oproti zdravým kontrolám (Cook et al., 1995). Od té doby bylo publikováno více neţ 100 studií, které zkoumaly vztahy DAT1 polymorfismů a ADHD. Na základe těchto poznatků byla 10-repeat alela označena jako riziková pro ADHD, současné závěry o roli polymorfismu genu pro DAT1 na výskyt poruchy však nejsou zcela konzistentní (Gizer et al., 2009), Prováděny byly i asociační studie zkoumající jiné polymorfismy genu pro DAT1 30 bp VNTR polymorfismus genu pro DAT1 s nejčastějším výskytem 5 a 6 repetic, u kterého byla 6-R alela označena za rizikovou pro ADHD (Brookes et al., 2007). Identifikovány byly také tři single nucleotide polymorfismy (SNP) pro DAT1 s označenými rizikovými alelami pro ADHD - alela G polymorfismu rs27072 a alela G polymorfismu rs40184 (Gizer et al., 2009). Zkoumány byly vztahy polymorfismů genů a výsledků neuropsychologických vyšetření, současné poznatky však neumoţňují stanovit jednoznačný závěr. Předpokládá se asociace 40-bp VNTR polymorfismu genu pro DAT1 se spíše hyperaktivně-impulzivními symptomy ADHD neţ se symptomy narušené pozornosti (Mill et al., 2005). Několik studií popisuje protichůdné závěry hodnocení výkonu nositelů 10-R alely v testech setrvalé pozornosti (Loo et al., 2008, Oh et al., 2003, Bellgrove et al., 2009, Barkley et al., 2006, Karama et al., 2008). Zdá se, ţe nejčastěji replikovaným nálezem asociovaným s výskytem 40bp polymorfismu 23
genu pro DAT1 je zjištění asociace 10-R homozygotního genotypu s vysokou variabilitou reakčního času v neuropsychologických testech u pacientů s ADHD (Kebir et al., 2009). Gen pro dopaminový receptor D2 (DRD2) Dopaminový receptor D2 je receptor asociovaný s G proteinem, který působí při inhibici adenylátcyklázy (Andersen et al., 1990). Je exprimován v oblastech mozku, které jsou spojovány s výskytem ADHD - v bazálních gangliích (caudatum, putamen) a v prefrontálním kortexu, svou roli hraje i v regulaci systému odměňování v mezolimbické oblasti (Usiello et al., 2000). V oblasti striáta působí DRD2 jako autoreceptor, který ovlivňuje syntézu dopaminu. Gen pro D2 je lokalizován na 11. chromozomu v oblasti 11q23.1 (Eubanks et al, 1992). Nejčastěji zkoumaný TaqI A polymorfismus je tzv. restriction fragments length polymorphism (RFLP). Pojmenován je podle délky restrikčních fragmentů, které jsou získány štěpením deoxyribonukleové kyseliny (DNA) pomocí enzymu z mikroorganizmu Thermus aquaticus (Theiner et al., 2006). Předpokládá se, ţe TaqI A polymorfismus genu pro DRD2 souvisí s úrovní exprese DRD2. Alela A1 tohoto polymorfizmu by mohla vést k niţší expresi tohoto genu, niţší denzitě receptoru D2 ve striátu a tedy vyšší syntéze dopaminu v této oblasti (Laakso 2005), coţ odpovídá předpokladům zvýšené hladiny dopaminu v bazálních gangliích u osob s ADHD. První studie polymorfismu genu pro DRD2 se zaměřovaly na vztah TaqI A polymorfismu genu pro DRD2 s kompulzivními poruchami či alkoholismem (Blum et al., 1995). U pacientů s ADHD byla první asociační studie s popisem vzathu alely A1 a ADHD provedena v devadesátých letech (Comings et. al., 1991). Poté bylo provedeno několik dalších studií mimo jiné i v naší republice (Šerý et al., 2006, Kopečková et al., 2008), přičemţ však výsledky studií jsou v současné době povaţovány za nekonzistentní. Na základě metaanalýz však pro TaqI A polymorfismus genu pro DRD2 nebyla stanovená alela riziková pro ADHD (Gizer et al., 2009). Gen pro katechol-o-methyl-transferázu (COMT) Katechol-O-methyl-transferáza je enzym zodpovědný za degradaci katecholaminů dopaminu a noradrenalinu. 24
Gen pro COMT je lokalizován v oblasti 22q11. Je exprimován ve frontálních lalocích v oblastech hrajících důleţitou roli v regulaci hladin synaptického dopaminu (Hong et al., 1998). Osoby s diagnózou velo-kardio-faciálního syndromu, který je spojován s chromozomální delecí oblastí choromozomu, kde je lokalizován i gen pro COMT, projevují symptomy podobné ADHD, coţ bylo jedním z důvodu zařazení COMT mezi kandidátní geny pro ADHD (Driscoll et al., 1992). Předpokládaný je vztah ADHD a funkčního single nucleotid polymorfismu (SNP) v exonu 4, který vede k substituci aminokyseliny Valinu za Methionin. Tento polymorfismus můţe souviset s ovlivněním enzymové aktivity COMT. U homozygotní formy obsahující Valin byla popsána 3-4x vyšší aktivita neţ u homozygotní formy obsahující Methionin (Lotta et al., 1995). Některé studie popsaly vztah mezi tímto polymorfismem genu pro COMT a ADHD s označením alely Val jako rizikové pro ADHD (Zhang et al., 2003), jiné studie však tento vztah neprokázaly (Barr et al., 1999, Payton et al., 2001). Výsledky jsou tedy v současné době značně nekonzistentní. U dalších zkoumaných polymorfismů tohoto genu nebyl vztah k ADHD potvrzen (Mano ret al., 2000). Někteří autoři přepokládají, ţe asociace Val/Met polymorfismu genu pro COMT a ADHD můţe být ovlivněna pohlavím. Předpokládá se odlišná exprese COMT u muţů a ţen (Dempster et al., 2006) a souvislost vyššího rizika ADHD s Met alelou u chlapců, zatímco u dívek můţe zvyšovat riziko ADHD Val alela (Biederman et al., 2008, Qian et al., 2003). Gen pro Brain Derived Neurotrophic Factor (BDNF) Brain Derived Neurotrophic Factor patří do skupiny proteinů, označovaných jako neurotrofiny, které se podílí na neurogenezi, neuronálním přeţití a synaptické plasticitě (Mattson et Wan, 2008). BDNF je spojován s mezolimbickými a kortikolimbickými drahami odměn modulací jejich odpovědi na dopamin (Guillin et al., 2001). Facilituje také efekt stimulantů v dopaminergních drahách, můţe tak souviset s odpovědí na léčbu stimulanty (Hall et al., 2003). Gen pro BDNF byl lokalizován na chromozomu 11 v oblasti 11p13 (Maisonpierre et al., 1991). Jako běţný polymorfismus je popisován SNP se substitucí aminokyselin Valinu (alela G) za Methionin (alela A) v kodonu 66. Tento polymorfismus je spojován s ovlivněním sekrece BDNF v mozku (Chen et al., 2004). Několik studií zkoumalo asociaci tohoto polymorfismu a ADHD (Chen et al., 2004, Schimmelmann et al., 2007), jako riziková pro ADHD byla označena alela Val (Gizer et al., 2009). Metaanalýza provedená tímto autorem však vztah tohoto polymorfismu a výskytu ADHD nepotvrzuje (Gizer et al., 2009). 25
Gen pro interleukin 2 (IL 2) Interleukin 2 patří do skupiny cytokinů, které se podílí na imunoregulaci (jde o prozánětlivý cytokin) a neuromodulaci v rámci CNS. Interleukin 2 podporuje přeţívání kultivovaných neuronů a prodluţování jejich neuritů, stimuluje proliferaci a zrání oligodendrocytů a ovlivňuje hypotalamo-hypofyzární systém (Theiner, 2006). Zdá se, ţe většina účinků IL-2 ovlivňuje systémy dopaminergní, noradrenergní a cholinergní, nikoli však systém serotonergní. Předpokládá se modifikace neurotransmise interleukinem 2 ovlivněním vazebné kapacity receptorů pro dopamin v některých oblastech mozku, mimo jiné i v bazálních gangliích a prefrontálním kortexu. Výsledky experimentální studie na zvířatech popisují změny ve vazebné aktivitě dopaminergních D1 a D2 receptorů v těchto mozkových oblastech v souvislosti s působením IL2 (Hanisch, 1997). Gen pro interleukin 2 leţí v oblasti 4q26-q27 (Theiner et al., 2006). Současná literatura alelu rizikovou pro ADHD jednoznačně neurčuje. Gen pro interleukin 6 (IL 6) Interleukin 6 patří do skupiny cytokinů, které se podílí na imunitních reakcích, hematopoéze a dalších aktivitách. Působí téţ jako neuromodulátor, který reguluje mozkové funkce a zároveň je ovlivňován neuronální aktivitou (Jüttler et al., 2002). Ovlivňuje růst a diferenciaci neuronů a astrocytů v centrálním nervovém systému a podílí na dopaminergních a serotonergních neurotransmisích ve smyslu jejich podpory. Gen pro interleukin 6 je lokalizován v oblasti 7p21 (Theiner, 2006) Studovaným polymorfismem genu pro IL 6 ve vztahu k ADHD je SNP G/C polymorfizmus v pozici -174 genu. Tento polymorfismus je spojován s ovlivněním hladiny plazmatického IL 6, kdy alela C je spojována s jeho niţší hladinou. Byl však popsán i její vztah k narušení kognitivního vývoje u předčasně narozených dětí (Harding et al., 2005). Podobně jako u interleukinu 2 byly i u interleukinu 6 provedeny experimentální studie na zvířatech, které se zdají ovlivňovat dopaminovou aktivitu v různých částech mozku. Popsáno v nich bylo sníţení hladiny dopaminu po podání IL6 v nukleus accumbens a zvýšení dopaminové a také serotoninové aktivity po podání IL6 v hipokampu a prefrontálním kortexu (Drtílková et al., 2007). Tyto nálezy lze teoreticky zvaţovat v souvislostech s nálezy funkčních zobrazovacích metod u ADHD. Lze uvaţovat i nad moţnou spojitostí alely C s niţší expresí a hladinou IL 6 26
a vyšší hladinou dopaminu v bazálních gangliích a s niţší aktivitou v prefrontálním kortexu. Současná literatura alelu rizikovou pro ADHD jednoznačně neurčuje. Gen pro monoaminooxidázu B (MAOB) Enzym monoaminooxidáza se vyskytuje ve dvou formách - MAOA a MAOB. Působí degradaci katecholaminů. Jednou z hypotéz zabývajících se etiologií ADHD byla i hypotéza o moţné hyperaktivitě monoaminooxidázy rozkládající biogenní aminy a způsobující tak deficit dopaminu a noradrenalinu u ADHD (Trott, 1992). Geny pro monoaminnooxidázu A i B jsou povaţovány za kandidátní gen v etiopatogenezi ADHD (Šerý et al., 2006). Byl zkoumán vztah mezi polymorfismem A/G ve 13. intronu genu pro MAOB a aktivitou MAOB se zjištěním, ţe osoby s alelou A vykazují signifikantně niţší enzymovou aktivitu MAOB neţ osoby s alelou G (Garpenstrand et al., 2000). Ve dvou studiích (Jiang et al., 2001, Domschke et al., 2005) byly zkoumány jiné polymorfismy genu pro MAOB neţ v našem výzkumu, nebyly však v nich popsány statisticky signifikantní výsledky. Vzhledem ke svému vztahu ke katecholaminovým systémům je MAOB označována za kandidátní gen pro ADHD (Drtílková et al., 2007), současná literatura však alelu rizikovou pro ADHD jednoznačně neurčuje. Gen pro tumor necrosis factor alfa (TNF alfa) TNF alfa je cytokinem, který se podílí na regulaci řady biologických procesů jako je buněčná proliferace, diferenciace, apoptóza, působí také jako prozánětlivý protein. Jde o protein schopný procházet hematoencefalickou bariérou, přičemţ hladina TNF alfa ovlivňuje její permeabilitu (Ohtsuki, 2004). Receptory pro TNF alfa se vyskytují na gliových buňkách i neuronech. Byl popsán vliv TNF alfa na hladinu noradrenalinu, serotoninu a dopaminu v paraventrikulárním jádru hypothalamu a na vyuţití noradrenalinu v centrální oblasti amygdaly (Hayley et al., 2001). Společně s IL-6 ovlivňuje vývoj monoaminových neuronů (Jarskog et al., 1997). Současný pohled na ovlivnění CNS pomocí TNF alfa není jednoznačný. Experimentální studie na zvířatech prokázaly neuroprotektivní vliv tohoto cytokinu. Jiné prameny povaţují TNF alfa za neurotoxické agens, způsobující u pacientů významné neurobehaviorální změny, indukuje přechodnou amnézii nebo afázii, dále mírný aţ střední deficit schopnosti udrţet pozornost, verbální paměti a motorickou koordinaci (Šerý, 2006). Gen pro TNF-α leţi na 6. chromozomu v oblasti p21.3 (Štaif, 2006). Alela A je povaţována za alelu odpovědnou za zvýšení transkripční aktivity (Kroeger et al., 1997), současná 27
literatura však alelu rizikovou pro ADHD jednoznačně neurčuje. K dispozici jsou závěry studie, která popisuje korelaci polymorfismu genu pro TNF alfa s výsledky neuropsychologického testu hodnotícího jednu ze sloţek pozornosti (Theiner, 2006), kdy byl u nositelů alely A popsán oproti subjektům bez této alely lepší výkon v jednom ze subtestů neuropsychologické baterie NES2. Gen pro chemokinový receptor 5 (CCR5) Chemokinový receptor 5 hraje úlohu v ontogenezi mozku a intercelulární komunikaci. CCR-5 receptory se nacházejí v neokortexu, hipokampu, bazálních gangliích, thalamu, mozkovém kmeni a v mozečku. Delta 32 polymorfizmus genu pro CCR-5 je vlastně delecí, která způsobuje zkrácení sekvence DNA a výsledného proteinu. U homozygotů DD je popisován nefunkční receptor CCR5 (Šerý, 2006). Současná literatura neurčuje jednoznačně rizikovou alelu pro ADHD. Gen pro μ opioidní receptor (Mu receptor) Biologický efekt endogenních opioidů zprostředkovávají receptory δ, κ a μ, nověji označované jako receptory OP1, OP2 a OP3. Mu receptor se podílí na regulaci dopaminového sytému, konkrétně posiluje uvolňování dopaminu na synapsích. Záměna kyseliny asparagové za asparagin, jeţ je podstatou A118G polymorfizmu genu pro Mu receptor, mění strukturu výsledného receptoru (Štaif, 2006). V experimentálních výzkumech byla popsána souvislost Mu receptoru s ovlivněním projevů motorické impulzivity u myší (Olmstead et al., 2009). Současná literatura jednoznačně neurčuje alelu rizikovou pro ADHD. Gen pro dopaminový receptor D4 (DRD4) Dopaminový receptor D4 je receptor spojený s G proteinem, který působí tlumivě na aktivitu adenylátcyklázy (Oldenhof et al., 1998). DRD4 je exprimován především v oblastech orbitofrontálního kortexu a předního cingula (Noain et al, 2006). Gen DRD4 byl lokalizován na 11. chromozomu, konkrétně v oblasti 11p15.5 (Gelernter et al., 1992). Nejčastěji zkoumaným polymorfismem genu pro DRD4 je 48-bp VNTR polymorfismus v exonu 3. V populaci nejběţnějšími variantami tohoto polymorfismu jsou 2-, 4- a 7- repeat alela, přičemţ frekvence alel se signifikantně liší mezi etnickými skupinami (Chang et al., 28
1996). Některé zdroje předpokládají, ţe by 7-repeat mohla být oproti 2- a 4-repeat alelám spojena s niţší schopností dopaminu inhibovat aktivitu camp (Asghari et al., 1995). První studie zkoumající asociaci tohoto polymorfismu a ADHD byla provedena u 39 probandů a 39 kontrolních subjektů. Autoři udávali vyšší frekvenci 7-repeat alely a zároveň i homozygotního genotypu 7/7 u pacientů s ADHD oproti kontrolám (La Hoste et al., 1996). Další výzkum přinesl smíšené výsledky, metaanalýzy však potvrdily vztah DRD4 a ADHD a 7-repeat alela byla označena za rizikovou (Faraone et al., 2001). Byly zkoumány i asociace dalších polymorfismů genu pro DRD4 a ADHD duplikace 120 bp s běţnými variantami 120 bp a 240 bp. Některá data přepokládají, ţe 120-bp alela je oproti 240-bp alele spojena s vyšší transkripční aktivitou (Kereszturi et al., 2007). Některé studie popsaly vyšší frekvenci 240-bp alely u dětí s ADHD oproti kontrolám (McCracken et al., 2000), jiné studie však tyto výsledky nepotvrdily (Barr et al., 2001). Studovány byly i SNP polymorfismy, kdy byla za rizikovou označena alela T rs1800955 polymorfismu genu pro DAT1, sniţující promotorovou aktivitu (Gizer et al., 2009). Studie zabývající se vztahy genetických nálezů a výkonu v neuropsychologických testech rovněţ vykazují smíšené závěry. Některé studie spojují polymorfismus genu pro DRD4 spíše se symptomy narušené pozornosti neţ se symptomy hyperaktivity/impulzivity (Lasky-Su et al, 2007). Jiné studie vykazovaly asociaci 7-repeat alely se sníţeným výkonem v neuropsychologických testech, byly však i studie spojující výskyt 7-repeat alely s lepšími výsledky v testech. Bellgrove popsal u nositelů této alely lepší výkon v testu setrvalé pozornosti (Bellgrove, 2005). Langley popsal vztah alely s nepřesným, impulzivním stylem odpovědí v psychologických testech (Langey 2004). Celkově jsou tedy zatím výsledky studií poměrně nekonzistentní a určení asociace mezi psychologickými charakteristikami ADHD a DRD4 je na základě těchto studií obtíţné stanovit. Nejvíce konzistentním a pro ADHD specifickým nálezem se zdá být asociace polymorfismu genu pro DRD4 a vyšší variability reakčního času u subjektů s ADHD (Kebir et al., 2009). Vzhledem k zaměření tohoto výzkumu se zdá být zajímavým nálezem popis vztahu 7-repeat alely s perzistencí ADHD (Langley et al., 2009). Popsán byl i častější výskyt 7-repeat alely polymorfismu genu pro DRD4 v heterogyzotní formě společně s 10-repeat alelou polymorfismu genu pro DAT 1 v homozygotní formě u dětí s ADHD oproti jejich zdravým sourozencům (Carrasco et al., 2006). U těchto dětí byla také zjištěna vyšší perfúze v pravém středním temporálním gyru, tedy v oblasti související s pracovní pamětí a selektivní pozorností (Szobot 2005). 29