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Glutamat

Glutamat ist ein exzitatorischer Neurotransmitter.
Glutamatneurone sind hauptsächlich als Interneurone im zerebralen Cortex angesiedelt. Glutamat gibt 70 % der exzitatorischen Impulse des Gehirns und regelt mit dem hemmenden Gegenspieler GABA die Aktivität fast aller Gehirnregionen.(1)

Glutamin ist ein Metabolit (Abbaustoff) von Glutamat.

1. Glutamatrezeptoren

  • NMDA(N-Methyl-D-Aspartat)-Rezeptoren (ionotrop)
    • Antagonisten
    • Agonisten
      • Glycin
  • AMPA-Rezeptoren (ionotrop)
    • Agonisten
      • sollen antidepressiv wirken(2)
    • Schnelle glutamaterge Übertragung wird hauptsächlich durch AMPA-Rezeptoren vermittelt(3)
  • Kainat-Rezeptoren (ionenselektiv), weniger relevant
  • Quisqualat-Rezeptoren (mGluR1-8) (metabotrop), weniger relevant
    • mGluRs modulieren die Reaktion auf ionotrope Glutamatrezeptoren und die anderer Transmitter, einschließlich Dopamin, Serotonin und GABA(3)

NMDA- und AMPA-Rezeptoren sind unter Ruhebedingungen durch Mg++ blockiert.(1)

Agonisten:

  • Glycin
    Glycin
  • D-Serin
  • Pregnenolon-Sulfat
  • DHEA-Sulfat
    • anders: DHEA und DHEAS seien Glutamat-NMDA und Glutamat-AMPA-Antagonisten(4)

2. Glutamat und HPA-Achse

Glutamat beeinflusst die Sekretion der Hormone HGH und ACTH aus der Hypophyse.(1)

Stress erhöht die Ausschüttung von Dopamin im mPFC, lateralen PFC (lPFC) und Nucleus accumbens (nicht aber im perirhinalen oder cingulären Kortex, in der lateral-basolateralen Amygdala, im anterioren ventromedialen Striatum oder im posterioren dorsolateralen Striatum) sowie von Serotonin im mPFC. Ein Glutamat-NMDA-Glycin-Rezeptor-Antagonist verringert die Ausschüttung von Dopamin bei Stress im mPFC und lPFC, während die stressbedingten Anstiege von Dopamin im Nucleus accumbens, Serotonin im mPFC und Cortisol unvermindert blieben. Demnach vermittelt Glutamat die stressbedingte Erhöhung von Dopamin im PFC.(5)

3. Regelungsbereich von Glutamat

Glutamat ist erforderlich für

  • Verarbeitung von Sinneswahrnehmungen
  • Bewegungsausführung
  • höhere Gehirnfunktionen
    • Lernen
    • Gedächtnis
  • Appetitregulation
    • appetitsteigernd
    • sättigungshemmend
  • Gegenteil von Angst
    • niedrige Glutamat-Spiegel und hohe GABA-Spiegel im ACC korrelieren mit einem hohen harm-avoidance-Wert(6)

Ein zu hoher Glutamatspiegel wirkt neurotoxisch, indem die Glutamatrezeptoren und Nervenzellen zerstört werden. Auf diesem Weg hat Glutamat Anteil an neurodegenerativen Krankheiten wie(1)

  • Epilepsie
  • Lähmungen nach Schlaganfall
  • Parkinson
  • Alzheimer

4. Behandlung mittels Glutamat (Störungsbilder)

4.1. Depression

Glutamatantagonisten wirken antidepressiv* (*siehe hierzu Anmerkung unten)

  • Amantadin(7)
  • Lamotrigin(7)
  • Ketamin(7)
  • Riluzol(7) (Rilutek)
  • Memantin

ebenso der partielle Glutamatantagonist

  • D-Cycloserin (Antibiotikum, 500 mg/Tag)(7)

*Anmerkung:
Nach unserem Verständnis ist zwischen melancholischer (endogener) Depression und atypischer Depression zu unterscheiden. Da melancholische Depression (wie ADS) durch eine überhöhte Cortisolantwort auf akuten Stress gekennzeichnet ist, während atypische Depression (wie ADHS) eine abgeflachte Cortisolstressantwort zeigt, könnten nach unserer Hypothese zugleich entsprechend typspezifische GABA-/Glutamatungleichgewichte bestehen. Melancholische Depression und ADS könnten nach unserer Hypothese mit einem GABA-Mangel und Glutamat-Überschuss korrelieren, während atypische Depression und ADHS von einem GABA-Überschuss und Glutamat-Mangel gekennzeichnet sein könnten.

4.2. Schizophrenie

  • D-Cycloserin (Antibiotikum, 500 mg/Tag)(7)
  • Glycin
  • D-Serin

4.3. Glutamat bei AD(H)S

4.3.1. Glutamat-Glutamin zu Creatinin – Verhältnis

4.3.1.1. Verringertes Glutamat-Glutamin zu Creatinin – Verhältnis bei AD(H)S im Cingulum

Eine Studie fand ein verringertes Glutamat-Glutamin zu Creatinin-Verhältnis bei AD(H)S im Cingulum.(8)

4.3.1.2. Erhöhtes Glutamat-Glutamin zu Creatinin – Verhältnis bei ADHS gegenüber ADS

Zwei Studien fanden bei ADHS ein höheres Glutamat/Glutamin zu Creatinin – Verhältnis als bei ADS.(9)(10)
Mäuse mit deaktiviertem Creatinin-Rezeptor in dopaminergen Nervenzellen zeigten Hyperaktivität.(11)

4.3.2. Ungleichgewicht des Glutamat/GABA-Haushalts

Weitere Berichte deuten auf ein Ungleichgewicht des Glutamat/GABA-Haushalts bei AD(H)S hin.(12)
Bei Kindern mit AD(H)S wurde ein erhöhter Glutamatspiegel und ein unveränderter GABA-Spiegel im Gehirn festgestellt. Erwachsene zeigten dagegen einen normalisierten Glutamat-Spiegel und einen verringerten GABA-Spiegel.(13)

Grundsätzlich leidet die Forschung daran, dass zu viele Untersuchungen keine getrennte Werte für ADS und ADHS-Subtypen erfassen.

4.3.3. Erhöhte Anandamid-Werte verändern Glutamattransmission im Striatum

Bei AD(H)S-Betroffenen wurden erhöhte AEA-Werte (= Anandamide = N-Arachidonoylethanolamin) aufgrund eines biochemischen Defekts des Abbaus von AEA gefunden. Dieser verändert selektiv die synaptische Glutamat-Übertragung im Striatum, nicht aber die GABA-Übertragung im Striatum.
Dies könnte ein Ungleichgewicht zwischen exitatorischer und inhibitorischer Neurotransmission im Striatum bewirken. Bei AD(H)S scheint die Erhöhung der AEA-Konzentrationen durch eine Hemmung von FAAH verursacht zu werden. FAAH ist ein Enzym, das für den Abbau von AEA massgeblich ist. Interessanterweise wurde diese Veränderung im Mausstriatum nach der Stimulation der Dopamin-D2-Rezeptoren, nicht aber der D1-Rezeptoren repliziert.(14)(15)

4.3.4. Verringerte Glutamat- und Glutaminwerte in Basalganglien bei AD(H)S

Eine Studie fand verringerte Glutamat- und Glutamin-Werte in den Basalganglien bei medikamentierten wie bei noch nie medikamentierten erwachsenen AD(H)S-Betroffenen. Bei unbehandelten Betroffenen korrelierte der Glutamat-/Glutamin-Mangel in den Basalganglien mit der AD(H)S-Symptomschwere. Keine Änderungen von Glutamat oder Glutamin fanden sich im parietalen Cortex.(16)

Zuletzt aktualisiert am 24.08.2020 um 21:53 Uhr


1.)
Bieger (2011): Neurostressguide, Seite 18 - (Position im Text: 1, 2, 3, 4)