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BDNF

BDNF

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BDNF (Brain-Derived Neurotrophic Factor) ist kein Hormon, sondern ein Protein und Neurotrophin. Es wirkt als Wachstumsfaktor (neurotropher Faktor) im Gehirn. Lernen benötigt neurotrophe Faktoren.

BDNF beeinflusst die Hirnentwicklung, die synaptische Plastizität, Lernen, Gedächtnis sowie das neuronale Überleben und andere neuronale Prozesse. BDNF ist in der frühen Entwicklung erhöht und fördert die Reifung und Funktion von Hippocampus und Cortex.
BDNF ist an verschiedenen Störungsbildern beteiligt, wie Depression, Schizophrenie, Alzheimer, Demenz, Chorea Huntington, Essstörungen, Rett-Syndrom und Epilepsie.

Ob BDNF bei ADHS verändert ist, ist unklar.
Eine Behandlung mit Stimulanzien erhöht den Spiegel von BDNF und anderen neurotrophen Faktoren, was die Fähigkeit zum Lernen (nicht nur von Schul- oder Vorlesungsstoff, sondern auch in Bezug auf sinnvolle Veränderungen des eigenen Verhaltens als Ergebnis einer Erfahrung) verbessert. Ausdauersport erhöht BDNF ebenfalls. Taurin erhöht BDNF im Striatum.
BDNF kann durch Faktoren wie Lernprozesse, Antidepressiva, körperliche Aktivität, Ernährungseinschränkung, Licht und sensorische Stimulation beeinflusst werden.
Die Wirkung von BDNF kann durch Stress verändert werden, wobei chronischer Stress den BDNF-Spiegel im Hippocampus verringert und im Nucleus accumbens erhöht.

Es gibt verschiedene Rezeptoren für BDNF, darunter den TrkB-Rezeptor, der hochaffin auf BDNF ist, und den p75-Rezeptor, der gering affin auf BDNF ist.
BDNF kann die Blut-Hirn-Schranke frei passieren.123 Der BDNF-Blutserumspiegel soll mit der Größe des Hippocampus korrelieren.4

BDNF ist der häufigste und am weitesten verbreitete Wachstumsfaktor im Gehirn.5 Die höchsten BDNF-Spiegel finden sich in den Hirnregionen, die an Aufmerksamkeit und Kognition beteiligt sind:6

  • Hippocampus
  • frontaler Kortex
  • Amygdala

Weitere Neurotrophine:7

  • NGF, Nervenwachstumsfaktor
    • Hauptrezeptor: TrkA
    • Neuronale Differenzierung, Überleben cholinerger Neuronen, Nozizeption
    • Entwicklung des peripheren und zentralen Nervensystems
  • Neurotrophin 3
    • Hauptrezeptor: rkC (TrkB)
    • Entwicklung propriozeptiver Neuronen, Reifung von Oligodendrozyten
    • Entwicklung des Rückenmarks und sensorischer Neuronen
    • bei ADHS möglicherweise erhöht8
  • Neurotrophin 4/5
    • Hauptrezeptor: TrkB
    • Überlappende Funktionen mit BDNF, neuromuskuläre Entwicklung
    • Unterstützt die Aufrechterhaltung der Synapsen während der Entwicklung
  • Neurotrophin 6
  • CNTF, Cili­ary Neurotrophic Factor
  • GDNF, Glial Cell Line-derived Neurotrophic Factor
    • Hauptrezeptor: RET (über GFRα1-Co-Rezeptor)
    • Fördert das Überleben von dopaminergen und motorischen Neuronen, die Nierenentwicklung
    • Entscheidend für die Reifung des enterischen Nervensystems und der motorischen Neuronen
    • bei ADHS möglicherweise erhöht8
  • IGF-1, Insulin-ähnlicher Wachstumsfaktor
  • FGF, Fibroblasten-Wachstumsfaktor
  • TGF-beta Transforming Growth Factor
  • Sonic Hedgehog
  • proNGF
    • Vorläuferprotein von NGF
    • eliminiert beschädigte Neuronen
  • VEGF, Vascular Endothelial Growth Factor
    • stimuliert u.a. die Angiogenese

1. Regelungsbereiche von BDNF

BDNF existiert in zwei Formen: proBDNF, aus dem durch proteolytische Spaltung mBDNF (mature BDNF) entsteht.5
Während mBDNF als Wachstumsfaktor das Überleben, Wachstum und die Plastizität von Neuronen fördert, unterstützt proBDNF die Apoptose (Zelltod) und das synaptische Pruning (Abbau von Synapsen)
Ein gesundes Gehirn ist auf ein angemessenes Gleichgewicht zwischen proBDNF und BDNF angewiesen.
Soweit Studien dies nicht differenzieren, ist mit BDNF in der Regel mBDNF gemeint,

1.1. Verhaltensfunktionen

BDNF steuert in Zusammenarbeit mit Serotonin viele Verhaltensfunktionen.

BDNF beeinflusst:9

  • Hirnentwicklung
  • die Neurogenese
    • Differenzierung von Vorläufern der Hippocampus-Neuronen10
  • Prozesse der neuronalen Plastizität
    • direkt
      • zelluläre Prozesse neuronaler Plastizität
    • indirekt
      • Einwirkung auf andere plastizitätsmodifizierende Prozesse
    • kurzfristig
      • Potenzierung synaptischer Erregungsübertragung durch die Depolarisation postsynaptischer Nervenzellen
      • erleichtert die Ausschüttung präsynaptischer Neurotransmitter
    • langfristig
      • anhaltende Veränderung der Zellerregbarkeit und der synaptischen Plastizität11
  • aktivitätsabhängige synaptische Plastizität1210
    • die Synaptogenese zwischen Ia-Afferenzen und motorischen Neuronen10
  • die Gedächtniskonsolidierung13
    • die Lernen und Gedächtnis zugrunde liegende Langzeitpotenzierung (LTP)14
    • Eine Deaktivierung des BDNF-Gens oder des BDNF-Rezeptors bei Mäusen
      • schränkt deren Lernverhalten ein15 wobei die erforderliche Lernzeit für räumliches Lernen verdoppelt wurde16
      • beeinträchtigt die Langzeitpotenzierung, die für das Langzeitgedächtnis essentiell ist15
      • verhindert die Verbesserung des Lernens durch Ausdauertraining17
      • Diese Effekte können durch externe Zuführung von BDNF behoben werden11
    • GABA hemmt die Langzeitpotenzierung18
  • die Sensibilisierung nozizeptiver Fasern10
  • viszerale sensorische Innervation, Atemkontrolle10

BDNF fördert die Funktion des Hippocampus, insbesondere das Überleben neuentstandener Granulatzellen während des gesamten Erwachsenenlebens.19 BDNF moduliert die Plastizität des Hippocampus und das vom Hippocampus abhängige Gedächtnis.20

Der Transkriptionsfaktor Cyclic AMP response element-binding protein (CREB1) ist ein wichtiger Regulator der BDNF-induzierten Genexpression. BDNF stimuliert die Phosphorylierung und Aktivierung von CREB in Nervenzellen.21

BDNF beeinflusst den Glutamatstoffwechsel im Gehirn. In rund 30 % der Nervenzellen wird die glutamaterge synaptische Übertragung erhöht durch je 100 ng / ml22

  • BDNF um 143 %
  • Neurotrophin-4/5 um 170 %

cAMP erhöht schnell Neurotrophin-3 (= BNDF-/NT-3 = Tropomyosin receptor kinase B (TrkB) = Tyrosine receptor kinase B) und bewirkt eine BDNF-abhängige Langzeitpotenzierung im Hippocampus.23

1.2. Störungsbilder

BDNF ist an verschiedenen Störungsbildern beteiligt, z.B.

  • Depression24
    • BDNF verringert im Hippocampus
    • BDNF erhöht im Nucleus accumbens25
    • BDNF verringert im Blutplasma26
  • ADHS
    • widersprüchliche Ergebnisse, diese unten
  • Schizophrenie
  • Zwangsstörung
  • Alzheimer24
    • BDNF verringert27
      • im parietalen Cortex,28
      • im Hippocampus und temporalem Cortex29
      • im entorhinalen Cortex30
    • NGF (Nerve Growth Factor) war höher im Gyrus dentatus30
    • NT-3 war verringert im motorischen Cortex30
  • Demenz
  • Chorea Huntington
  • Essstörungen
    • Anorexia nervosa
    • Bulimia nervosa
  • Rett-Syndrom
  • Epilepsie

2. BDNF-Rezeptoren

BDNF-Rezeptoren befinden sich vorwiegend in gedächtnisrelevanten Hirnregionen wie PFC und Hippocampus.12

2.1. TrkB-Rezeptor (TrkB)

Der TrkB-Rezeptor ist hochaffin auf BDNF.12
Er wirkt schnell (direkte Modulation von Ionenkanälen und Synapsen) und langsam (genetisch).

2.2. verkürzter TrkB-Rezeptor (TrkB-T)

2.3. p75-Rezeptor

Der p75-Rezeptor ist gering affin auf BDNF.12
Er wirkt fast ausschließlich über langsame, komplexe Signalkaskaden (genetisch) und vermittelt Apoptose.

3. Veränderung von BDNF

3.1. Stress und BDNF

3.1.1. Stress verringert BDNF im Hippocampus

Stress verringert BDNF31 und die BDNF-Expression im Hippocampus von Mensch und Ratte. Chronische Gabe von Antidepressiva verhindert dies.32

BDNF wurde durch singuläre33 wie wiederholte Immobilisierung im Hippocampus und Gyrus dentatus deutlich verringert, nicht aber Neurotrophin-4 oder Tyrosinrezeptorkinasen (trkB oder C).
NT-3 wurde dagegen in Hippocampus wie Gyrus dentatus erhöht, allerdings nur bei wiederholter Immobilisierung (chronischem Stress), was wohl primär durch Corticosteron vermittelt wurde.
Die Verringerung von BDNF erfolgte (nur im Gyrus dentatus) auch ohne Corticosteronreaktion (bei Ratten, denen die Nebennierenrinde entfernt worden war und die somit kein Corticosteron ausschütten konnten).34

Die Verringerung von BDNF durch Stress im Hippocampus und die Erhöhung von BDNF durch Stress im paraventrikulären Hypothalamus könnte sich im Alter verringern, während die Veränderungen von NGF (Nerve Growth Factor) und Neurotrophin-3 (NT-3) sich im Alter nicht zu verändern scheinen.35

Eine Studie fand, dass BDNF durch chronische Glucocorticoidgabe im PFC, nicht aber im dorsalen Hippocampus verringert wurde.36

3.1.2. Chronischer Stress erhöht BDNF im Nucleus accumbens

Chronischer Stress erhöht die BDNF-Expression im Nucleus accumbens, was wiederum mit depressionsähnlichen Verhaltensweisen korreliert, wie z.B. früher Passivität37 oder Sozialphobie38, allerdings nur bei stressanfälligen, nicht bei stressresistenten Ratten.39

Bei Menschen mit Depression ist BDNF im Nucleus accumbens ebenfalls erhöht.25

Stress hat zudem erhebliche Auswirkungen auf BDNF in der Amygdala und im PFC.19

Eine Blockade der Augenaktivität verringert BDNF drastisch im visuellen Cortex des betreffenden Auges.24

3.1.3. Chronischer / Akuter Stress und Geschlecht

Bei weiblichen Ratten verringerte chronischer Stress BDNF in prälimbischen Gebieten des PFC, während akuter Stress BDNF im Gyrus dentatus erhöhte. Bei Männchen blieben die Werte in beiden Fällen unverändert.40
BDNF ist auch an der Beeinträchtigung der Dopamin-Signalübertragung bei frühkindlichem Stress durch Entzug der Mutter bei Ratten beteiligt.41

3.1.4. BDNF bei DAT-Mangel

DAT-KO-Mäuse, die keine Dopamintransporter ausbilden, zeigen massive Veränderungen von BDNF in PFC und Striatum:

  • im PFC
    • verringerte BDNF-Genexpression42
    • Gesamt-BDNF- und BDNF-Exon-IV-mRNA-Spiegel reduziert43
    • mRNA-Spiegel von BDNF-Exon VI unverändert43
    • verringerte mBDNF-Spiegel und verringerte trkB-Aktivierung43
    • verringerte Aktivierung von αCaMKII im PFC43
  • im dorsolateralen Striatum
    • mBDNF-Spiegel im Homogenat erhöht43
    • mBDNF-Spiegel im Zytosol erhöht43
    • mBDNF-Spiegel in der postsynaptischen Dichte reduziert.43
    • trkB-Expression im dorsolateralen Striatum postsynaptisch reduziert43
      • trkB ist ein hochaffiner BNDF-Rezeptor

3.2. Wodurch BDNF noch beeinflusst wird

BDNF wird erhöht durch31

  • Lernprozesse
  • Enriched Environment / komplexe Umgebungen44
    • Abwechslungsreiche, anregende Umgebungen erhöhen BDNF bei Ratten
  • Antidepressiva
  • körperliche Aktivität
    • Ausdauersport erhöht den BDNF-Spiegel signifikant im Hippocampus und cerebralen Cortex.454647
    • Chronischer Östrogenmangel von 7 Wochen (nicht aber akuter Östrogenmangel von 3 Wochen) verringert den Anstieg von BDNF durch Ausdauersport bei Mäusen.48
  • Ernährungseinschränkung erhöht BDNF im Gyrus dentatus49
  • Licht und der circadiane Tageslichtrhythmus verändern BDNF und Neurotrophin-3.
    • Bei Dunkelheit ist BDNF hoch im Hippocampus (Minimum 3,5 bei Helligkeit, Maximum 17 bei Dunkelheit)5051 im Cerebellum 52 und im Nucleus suprachiasmaticus (SCN). Im SCN war der BDNF-Spiegel bei Dunkelheit und Morgendämmerung am höchsten. Bei konstanter Dunkelheit zeigte sich ein BDNF-Rhythmus im SCN, nicht aber im Hippocampus.53
    • Licht erhöht, Dunkelheit verringert BDNF im visuellen Cortex,54 der Retina und Colliculi superiores52 sowie im cerebralen Cortex. Zumindest im zerebralen Cortex wird dieser Rhythmus durch Noradrenalin moduliert.55
  • Sensorische Stimulation von Tasthaaren erhöht BDNF in der primären sensorischen Hirnrinde (Barrel cortex).5657
  • Taurin erhöhte den BDNF-Wert im Striatum bei SHR- wie bei WKY-Ratten signifikant (gleich ob niedrig oder hochdosiert).58

4. Genvarianten von BDNF

BDNF Val/Met korrelierte bei Menschen, im Vergleich zu BDNF Val/Val, mit

  • einem schlechteren episodischen Gedächtnis
  • einer abnormalen Hippocampus-Aktivierung im fMRI
  • weniger N-Acetyl-Aspartat (NAA) im Hippocampus.20

5. BDNF und andere Wachstumsfaktoren und Dopamin

BDNF verbessert das Überleben und Wachstum von7

  • serotonergen Neuronen
  • dopaminergen Neuronen
  • cholinergen Neuronen.

BDNF fördert die Bildung dendritischer Dornen, die für das Gedächtnis und die kognitive Flexibilität wichtig sind. Störungen der BDNF-Signalübertragung stehen im Zusammenhang mit einer gestörten synaptischen Struktur, Gedächtnisdefiziten und einem erhöhten Risiko für neurologische Entwicklungsstörungen.7

5.1. BDNF reguliert Dopamin im Striatum

Diese Darstellung basiert auf Sulzer et al.59

Der neurotrophe Faktor BDNF wirkt an TrkB- (und P75-) Rezeptoren.
Eine genetische Beseitigung (BDNF-/- -Mäuse) oder starke Verringerung von BDNF (BDNF-/+ -Mäuse) im Gehirn bewirkt6061

  • evozierte Dopaminfreisetzung
    • in der NAc-Shell deutlich verringerte
    • im dorsalen Striatum deutlich verringerte
    • im NAc-Kern unverändert
  • dramatisch erhöhter Konsum fettreicher Nahrung (Aufnahme normaler Nahrung unverändert)
  • normalisierter Konsum fettreicher Nahrung durch D1-Rezeptor-Agonisten
  • extrazellulären Dopaminspiegel im Nucleus caudatus / Putamen mehr als verdoppelt
  • verstärkten Anstieg des Dopaminspiegels nach Kaliumstimulation (120 mM) auf (10-fach) im Vergleich zu Wildtyp-Kontrollen (6-fach)
  • elektrisch evozierte Dopamin-Freisetzung als auch die Dopamin-Aufnahmerate im Nucleus caudatus / Putamen reduziert

BDNF-Gabe

  • verstärkt den durch Depolarisation evozierten DA-Überlauf im Striatum
  • kann das elektrisch evozierte Dopamin in BDNF-/+-Mäusen teilweise wiederherstellen
  • lässt extrazellulären Dopaminspiegel unverändert

5.2. GDNF reguliert Dopamin-Freisetzung und Dopamin-Aufnahme im Striatum

Diese Darstellung basiert auf Sulzer et al.59

Der neurotrophe Faktor GDNF kann die striatale DA-Freisetzung und -Aufnahme regulieren. GDNF spielt eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung, Aufrechterhaltung und Regeneration des mesostriatalen DA-Systems.62
Eine GDNF-Injektion in den NAc bewirkte in vivo einen Anstieg der K+-ausgelösten DA-Freisetzung im Nucleus caudatus / Putamen63 über einen lang anhaltenden Anstieg der TH-Phosphorylierung und vermutlich der DA-Synthese im Striatum und SNc.64
GDNF erhöht die Menge der Ausschüttung von DA aus Vesikeln in axonalen Varizen von DA-Neuronen des Mittelhirns.65
GDNF erhöht die Anzahl der DA-Neuronen im Mittelhirn und der Terminals im Striatum und erhöht dadurch Dopamin im Striatum.66
GDNF reguliert über seinen Rezeptor (Ret) die DAT-Oberflächenexpression mittels des Guanin-Nukleotid-Austauschfaktor-Proteins VAV2 (aus der Rho-Familie). Mäuse ohne Vav2 oder Ret zeigen eine erhöhte DAT-Aktivität im NAc.66

6. BDNF bei ADHS verändert?

6.1. BDNF bei ADHS

Die Studienlage zu BDNF bei ADHS ist widersprüchlich. Es scheint keine systematische Veränderung von BDNF bei ADHS erkennbar. Möglicherweise besteht eine geschlechtsspezifische Erhöhung nur bei Jungen.
Dies könnte auch an den verwendeten Messverfahren liegen. Serummessungen von BDNF zeigen eine geringere Variabilität als Plasmamessungen.7
BDNF unterliegt einem Tagesverlauf. Die Werte sind frühmorgens am höchstens und sinken bis zum Abend.

BDNF verringert (7 Studien, 2 Reviews)

  • Blutserum
    • Bei Kindern mit ADHS-HI und ADHS-C morgens und abends verringert, bei Kindern mit ADHS-I nur abends verringert; Blutserum67
    • bei Erwachsenen mit ADHS-I und ADHS-C; bei ADHS-C niedriger als bei ADHS-I; Blutserum68
    • verringert bei medikamentennaiven Kindern mit ADHS; bei ADHS-I niedriger als bei ADHS-C; Blutserum69
    • verringert bei Kindern mit ADHS, Blutserum70
  • Blutplasma
    • signifikant verringert bei Kindern mit ADHS-H gegenüber Kontrollen (unverändert bei ADHS-C und tendenziell erhöht bei ADHS-HI); keine Geschlechtsunterschiede; Blutplasma71
    • deutlich verringert bei unbehandelten Kindern aller ADHS-Präsentationsformen; Blutplasma72
    • signifikant verringert bei Kindern aller ADHS-Präsentationsformen, unabhängig von einer ODD-Komorbidität, Blutplasma morgens73
  • verringert (Review74’
  • verringert (Review)75

BDNF erhöht (7 Studien, 1 Metastudie)

  • Blutserum
    • bei Kindern mit ADHS, ebenso wie NGF, GDNF, Galanin; Blutserum76
    • erhöht bei Kindern, insbesondere bei höherem Alter, niedrigerem IQ und Unaufmerksamkeit; Blutserum77
  • Blutplasma
    • geschlechtsabhängig erhöht bei chinesischen Kindern mit ADHS; Blutplasma78
    • BDNF erhöht bei Kindern mit ADHS, Blutplasma79
    • tendenziell erhöht bei Kindern mit ADHS-HI gegenüber Kontrollen (unverändert bei ADHS-C und verringert bei ADHS-I); keine Geschlechtsunterschiede; Blutplasma71
    • Erhöhtes BDNF und erhöhte Sialinsäurespiegel korrelierten bei medikamentenfreien Kindern mit ADHS und Eveningness; Blutplasma80
    • erhöht, ohne signifikante Unterschiede zwischen den Subtypen; Blutplasma81
  • erhöht im Blut von männlichen ADHS-Betroffenen, bei Frauen unverändert (Metastudie, k = 10, n = 1.183)82

BDNF unverändert (5 Studien, 1 Metastudie)

  • Blutserum
    • keine Korrelation zwischen Blutwerten des Wachstumfaktors BDNF und ADHS (n = 2.307); Blutserum83
    • BDNF, NT-3, NGF und FGF-2 (Fibroblast Growth Factor-2) bei ADHS unverändert; Blutserum84
    • BDNF und NGF im Blutserum unverändert, GDNF und NTF3 erhöht. Keine Korrelationen zwischen den Neurotrophinspiegeln im Serum und dem ADHS-Schweregrad8
    • unverändert85
  • Blutplasma
    • unverändert bei Kindern mit ADHS-C gegenüber Kontrollen (verringert bei ADHS-I und tendenziell erhöht bei ADHS-HI); keine Geschlechtsunterschiede; Blutplasma71
  • keine Veränderung (Metastudie, k = 19)86

Der BDNF-Polymorphismus Val66Met korrelierte mit:87

  • verringertem Volumen der grauen Substanz in PFC und limbischen Strukturen88
  • veränderte Konnektivität des Default-Mode-Netzwerks bei ADHS-Betroffenen89

BDNF-KO-Mäuse zeigen starke Hyperaktivität909192 und Adipositas91. Heterozygote BDNF-KO-Mäuse (= verringertes BDNF) zeigen ebenfalls Hyperaktivität und Adipositas.93

6.2. Veränderung von BDNF durch ADHS-Medikamente

Auch hier ist die Studienlage uneinheitlich.

MPH erhöhte BDNF (5 Studien, 1 Tierstudie)

  • MPH erhöhte BDNF94 im dorsalen Striatum nur bei Rattenmännchen sowie geschlechtsunabhängig im Nucleus accumbens.9596
  • MPH erhöhte BDNF bei Kindern mit ADHS-C signifikant, über den Wert von Kontrollen hinaus; bei ADHS-I Baseline niedriger als ADHS-C, aber kein Anstieg durch MPH; Blutserum69
  • Chronische MPH-Gabe (1 bis 3 mg/kg) erhöhte die BDNF-mRNA-Expression bei muscleblind-like 2 (Mbnl2) Knockout-Mäusen97
  • Eine kombinierte MPH-/Fluoxetin-Gabe in der Jugend erhöhte die BDNF-Expression im ventralen Tegmentum bei erwachsenen Ratten98
  • Ratten, die als junge Tiere MPH erhielten, hatten im Alter höhere BDNF-Spiegel im PFC.99

verringert (3 Studien)

  • MPH veränderte BDNF bei ADHS-HI und ADHS-C nicht, während MPH bei ADHS-I BDNF verringerte.100
  • MPH verringerte die zuvor erhöhten Blutserumwerte von BDNF, NGF, GDNF und Galanin.76
  • MPH verringerte bei Rattenweibchen BDNF im Striatum signifikant um 42 % und erhöhte es bei Rattenmännchen signifikant im Striatum um 50,4 %. BDNF im Nucleus accumbens war hier unverändert.101

unverändert (1 Metastudie, 1 Tierstudie)

  • keine Veränderung (Metastudie)86
  • Eine Untersuchung fand keinen relevanten Einfluss von MPH auf die BDNF-Rezeptor-Expression bei Ratten.102
    differenzierend (3 Studien)
  • Eine Erhöhung bzw. Verringerung von BDNF durch MPH könnte altersabhängig sein.103104
  • Eine Studie verglich die Wirkung von Atomoxetin und Methylphenidat auf BDNF:105
    • Atomoxetin
      • erhöhte die BDNF-mRNA-Spiegel
        • im Hippocampus
        • im PFC
          • Gesamt- und Exon-IV-BDNF-mRNA-Spiegel erhöht
          • via erhöhte AKT- und GSK3β-Phosphorylierung
    • Methylphenidat
      • erhöhte die BDNF-Genexpression
        • im Nucleus accumbens
        • im Caudat-Putamen
      • verringerte die BDNF-Genexpression
        • im PFC
        • via reduzierte synaptischen Spiegel von trkB, dem hochaffinen BDNF-Rezeptor, und reduzierte ERK1/2-Aktivierung
  • Atomoxetin verringerte den BDNF-Spiegel bei Erwachsenen mit ADHS nur in der ADHS-I-Gruppe.106
  • Im Gyrus dentatus scheint lediglich MPH, nicht jedoch Atomoxetin, die synaptische Plastizität bei Ratten zu erhöhen, wobei hier eine sehr hohe Dosis von 10 mg/kg Körpergewicht verwendet wurde. Dies ist das 5- bis 15-Fache einer üblichen Medikamentendosis.107

Im Ergebnis scheint es auf die genetischen Umstände, den Zeitpunkt der MPH-Gabe, das Alter, das Geschlecht und die Gehirnregion anzukommen, welche Wirkung MPH auf BDNF auslöst.

6.3. Andere Wachstumsfaktoren bei ADHS

Die Blutserumwerte von VEGF (Vaskulärer endothelialer Wachstumsfaktor) waren in einer Studie bei ADHS signifikant verringert, die von GDNF (Glial-Derived Neurotrophic Factor) signifikant erhöht. Ihre Blutwerte korrelierten allerdings nicht mit der Symptomschwere von ADHS.84 Zwei Studien fanden keine veränderten Blutserumwerte von VEGF,108109 oder IGF-1 oder HIF-1α bei Kindern mit ADHS.

Bei Ratten zeigte sich auf MPH geschlechtsunabhängig ein signifikanter Anstieg von GDNF im Striatum und Nucleus accumbens.95

7. Epigenetische Beeinflussung von BDNF durch HDAC

HDACs (Histon-Deacetylasen) bewirken eine kompakteren DNA-Struktur (Chromatin), was die Expression von BDNF verringert. HDAC-Inhibitoren erhöhen somit die Expression von BDNF.

Der universelle HDAC-Inhibitor Sulforaphan erhöhte in vitro die Spiegel von BDNF und Komponenten der TrkB-Signalkaskade in primären kortikalen Neuronen der Maus und in 3xTg-AD-Mäusen. Die anschließende Erhöhung der Acetylierung von H3 und H4 in der Nähe des P1-Promotors des BDNF-Gens führte zu erhöhten Spiegeln von MAP2 und den synaptischen Proteinen Synaptophysin und PSD-95. Sulforaphan scheint mithin eine epigenetische Wirkung auf BDNF zu haben.110

BDNF ist auch an der Beeinträchtigung der Dopamin-Signalübertragung bei frühkindlichem Stress durch Entzug der Mutter bei Ratten beteiligt. Frühkindlicher Entzug der Mutter erhöhte HDAC2 und verminderte H3K9ac. Die anschließende Erhöhung des dendritischen Stachelmodulators AKAP150 senkte die synaptischen Spiegel der Proteinkinase A und erhöhte mBDNF. Diese Effekte konnten in vivo durch eine einzelne Gabe des HDAC-Inhibitiors CI-994 rückgängig gemacht werden.41

8. mBDNF/proBDNF-Verhältnis

Bei Kindern mit ADHS fand eine Studie ein erhöhtes proBDNF/mBDNF-Verhältnis.70 Nur bei Kindern mit einer Vorgeschichte von Fieberkrämpfen war proBDNF verändert.
Da das Verhältnis nur aufgrund reduzierter BDNF-Spiegel und unveränderter proBDNF-Spiegel im Vergleich zu Kontrollen verändert war, sollte dieses Ergebnis vor dem Hintergrund der sehr unterschiedlichen Studienergebnisse zum BDNF-Spiegel bei ADHS mit Vorsicht betrachtet werden (siehe oben).

Ein verringerter mBDNF-Spiegel aufgrund einer Hemmung der intrazellulären Umwandlung aus proBDNF korrelierte mit:7

  • Störungen des episodischen Gedächtnisses bei Tieren111
  • Beeinträchtigungen des Arbeitsgedächtnisses und der kognitiven Funktionen bei Epilepsie112

9. BDNF bei ASS

Bei ASS scheint BDNF bei Kindern mit abnormalem Gehirnwachstum, Veränderungen der Konnektivität und Neuroinflammation zu korrelieren. Von manchen medikamentös behandelten Fällen wird verringertes proBDNF berichtet.7

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