COMT genotype influences on neurocognitive performance, aggression and personality traits in healthy subjects / Edith Stadelmann

• VerfasserIn: Stadelmann, Edith
• Place / Publishing House: 2006
• Year of Publication: 2006
• Language: English
• Classification: 44.97 - Medizinische Spezialfächer: Sonstiges
• Physical Description: 210 Bl.; Ill., graph. Darst.

ger: Catechol-O-methyltransferase (COMT) ist eines der wichtigsten Enzyme im Dopaminmetabolismus. Ein allgemeiner funktioneller Polymorphismus verursacht wesentliche Unterschiede in der Enzymtätigkeit. Homozygoten für das "low-activity" Met Allel führen zu einer 3-4fachen Reduktion der Enzymtätigkeit, verglichen mit Homozygoten für das "high-activity" Val Allel. Der COMT Polymorphismus wurde als wesentlicher Einflussfaktor psychiatrischer Störungen angesehen, im Wesentlichen der Schizophrenie. Studien mit schizophrenen Patienten zeigten Zusammenhänge des COMT Genotyps und aggressivem Verhalten. Jener Genotyp, welcher mit besserer kognitiver Performance auftritt (Met Genotyp, lässt erhöhte Aggressionsneigung aufscheinen. Die tonische/phasische Dopamintheorie versucht dieses Paradox zu klären. Ziel der vorliegenden Untersuchung war es, den Einfluss des COMT Genotyps auf voneinander zu trennende kognitive Prozesse, Aggression und Persönlichkeitsmerkmale bei gesunden Probanden zu erforschen. Das Hauptaugenmerk lag auf Aufgaben, welche das Aufrechterhalten diverser Informationen erfordern und dem dorsolateralen präfrontalen Cortex zugeschrieben werden, verglichen mit Aufgaben, welche durch kognitive Flexibilität gekennzeichnet sind, und durch den orbitofrontalen Cortex vermittelt werden. Computerisierte neuropsychologische Testverfahren, welche Arbeitsgedächtnisfunktionen (N-back working memory task), Inhibitionskapazitäten (Go/No-go task), Problemlösestrategien und Planungsverhalten (WCST, Visual Discrimination Learning task) sowie Ratestrategien (Two-choice guessing task) erfassten, wurden inkludiert.<br />Es zeigten sich keine Gruppenunterschiede hinsichtlich Alter, Schulbildung oder Geschlecht. Der Met Genotyp zeigte schnelle Reaktionszeiten verglichen mit dem Val Genotyp, es wurden jedoch keine signifikanten Unterschiede hinsichtlich Stabilitäts- bzw.<br />Flexibilitätsaspekten gefunden. Diese Ergebnisse lassen vermuten, dass der COMT Polymorphismus vorwiegend in psychiatrischen Populationen Einfluss auf präfrontale Funktionen nimmt. Die Erhebungen mittels Aggressions- und Impulsivitätsinventar zeigten geschlechtsspezifische Gruppenunterschiede. Nur für männliche Probanden konnten Unterschiede hinsichtlich der Aggressionsneigung gefunden werden und zwar insofern, als der Val Genotyp, verglichen zu den Heterozygoten, höhere Werte auf der Aggressionsskala aufwies. Die Ergebnisse müssen jedoch durch ein allgemein niedriges Aggressionsniveau relativiert werden. Hinsichtlich Persönlichkeitsmerkmalen konnten die Met Homozygoten als gewissenhafter charakterisiert werden. Des weitern zeigten sich Met Homozygoten bei Männern vermehrt als Leistungssportler und wiesen zudem reduziertes impulsives Verhalten auf. Eine mögliche Erklärung für dieses Phänomen kann in der Kompensation von Erregung durch sportliche Aktivität gesehen werden. Gewissenhaftigkeit und Leistungssport können als Belohungsaspekte angesehen werden, welche mit dem Nucleus Accumbens assoziiert werden, und welcher Teil der mesolimbischen Dopaminbahn darstellt. Mittels Korrelationen konnte die einflussnehmende Rolle von Persönlichkeitsmerkmalen für aggressives Verhalten und kognitive Funktionen aufgezeigt werden. Verträglichkeit und Gewissenhaftigkeit erwiesen sich als gute Prädiktoren für eine verminderte Aggressionsneigung, im Gegensatz zu Extraversion, welche als potenzieller Risikofaktor für antisoziales Verhalten angesehen werden kann. Mangelnde Inhibitionskapazitäten traten zugleich für Verhaltens- sowie für kognitive Aspekte auf, was die Stabilitätshypothese zwar bestätigt, jedoch COMT Genotypen unabhängig. Schließlich konnten generelle Geschlechtsunterschiede hinsichtlich antisozialem Verhalten, physischer Aggression sowie Neurotizismuswerten festgemacht werden. Bei Letzterem zeigten Frauen erhöhte Werte verglichen zu den männlichen Studienteilnehmern.<br />

eng: Catechol O-methyltransferase (COMT) is one of the main enzymes in dopamine metabolism. A common functional polymorphism at codon 158 in the gene coding for COMT results in substantial differences in enzyme activity. Homozygosity for the low-activity (Met) allele is leading to a 3-4-fold reduction in enzymatic activity, compared with the high activity (Val) allele. This polymorphism is associated with prefrontal cognitive functions, aggression and impulsivity as well as personality traits and was investigated as a candidate gene for schizophrenia. In patients with schizophrenia, the Met/Met genotype showed better cognitive performance but also increased aggression and more severe symptoms. The tonic / phasic dopamine theory tries to resolve these results. This theory posits that tonic dopamine enhances stability, mediated by dorsolateral prefrontal cortex and is thus important for the maintenance of information. In contrast phasic dopamine enhances cognitive flexibility, mediated by orbital prefrontal cortex, responsible for updating information. In the present work, the effects of COMT genotype on dissociable cognitive processes, aggression and impulsivity as well as personality traits was examined in hundred healthy students aged 19-40 years. The focus was on tasks that require cognitive flexibility and stability, respectively. It was expected that the Met/Met genotype is associated with better stability performance. Computerized neurocognitive measures investigating working memory (n-back task), inhibition capacities (Go/No-go task), problem solving and planning tasks (WCST, Visual Discrimination Learning task) special mental flexibility tasks (Probabilistic Reversal Learning task) and Two-choice guessing tasks were included. No group differences were observed for age, years of education or gender. Moreover no gender differences for genotype frequency or age were found. General, no gender differences appeared in cognitive functions. The Met/Met genotype showed shorter reaction times than Val/Val genotype. No significant results between COMT genotype and cognitive stability or cognitive flexibility could be reported. These results demonstrate that different activity for COMT do not have a major impact on cognitive performance in healthy volunteers. Therefore genetic differences of COMT might be more relevant for cognition in psychiatric diseases like schizophrenia. Moreover subjects completed questionnaire inventories investigating aggression and impulsiveness, personality traits and sportive activity.<br />Concerning aggression and impulsiveness, in female subjects, no differences can be found as reported in earlier studies. In men Val/Val genotype showed higher total score on aggression scale, higher scores for subscale1 aggression and higher scores for item1 temper tantrums compared to Met/Val, but these results have to be restrained by a generally low aggression potential across subjects and predominantly statements about paddies. Focusing on personality traits, Met/Met genotype was characterized by more conscientiousness than Met/Val and Val/Val genotype. Moreover subjects homozygote for Met allele showed to be more competitive athletes than the Met/Val group and Val/Val allele and Met homozygous group was associated with decreased impulsivity in male subjects. These findings suggest that COMT Val 158 Met polymorphism contributes to individual differences in the personality trait conscientiousness and the susceptibility to competitive athletes. One explanation for the decreased impulsivity for the Met homozygotes could be that subjects with homozygosity for the Met allele decompose their enragement and anger by going in for sports resulting in decreased excitation and therefore decreased risk for impulsive behaviour in everyday life. Moreover conscientiousness and competitive sports could be interpreted as an aspect of reinforcement and reward, which is associated with the nucleus accumbens, a part of the mesolimbic dopaminergic pathway. We could find correlation between personality traits and aggression and impulsivity, respectively. Personality traits are influencing aggression and impulsivity aspects and prefrontal cognitive functions. The personality traits agreeableness and conscientiousness can be describes as positive predictors for decreased aggression and decreased impulsivity behaviour. On the contrast, extraversion might increase risk for impulsive bursts and the cause of antisocial behaviour. Increased stability and decreased inhibition capacities have an effect on both, behavioural and cognitive aspects, resulting in decreased accuracy rates, impulsive answering but also better performance in tasks which require the maintenance of information, accompanied by increased aggression and impulsivity scores. These results are supporting the stability hypothesis, however, independent from genotype interactions.<br />Generally it showed to be difficult to reduce the subtests on the two factors stability and flexibility, because they loaded on more than two factors in the factor analysis, suggesting that these tests are more complex and multidimensional tapping different cognitive processes. Finally focusing on general personality traits, no gender differences in total aggression and impulsivity scores can be found, however males were characterized by more antisocial behaviour in general and especially more physical fights. Besides, women showed higher neuroticism scores on NEO-FFI scale.