The association between adverse childhood experiences and alcohol use disorder: probing risk and protective factors
While existing studies have established an association between adverse childhood experiences (ACE) and the development of alcohol use disorder (AUD), there is a paucity of research on potential mechanisms underlying this association and on factors that might moderate it. The aim of this dissertation...
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| Main Author: | |
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| Format: | Book/Monograph Thesis |
| Language: | English |
| Published: |
Heidelberg
1 April 2025
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| DOI: | 10.11588/heidok.00036187 |
| Subjects: | |
| Online Access: | Resolving-System, kostenfrei: https://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:16-heidok-361874 Resolving-System, kostenfrei: https://doi.org/10.11588/heidok.00036187 Verlag, kostenfrei, Volltext: http://www.ub.uni-heidelberg.de/archiv/36187 Resolving-System, kostenfrei: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:16-heidok-361874 Langzeitarchivierung Nationalbibliothek, kostenfrei: https://d-nb.info/1362075051/34 
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| Author Notes: | vorgelegt von Çağdaş Türkmen ; Referentin: Prof. (apl.) Dr. sc. hum. Sabine Vollstädt-Klein |
| Summary: | While existing studies have established an association between adverse childhood experiences (ACE) and the development of alcohol use disorder (AUD), there is a paucity of research on potential mechanisms underlying this association and on factors that might moderate it. The aim of this dissertation was to address these gaps, focusing on both risk and protective factors. Study I assessed the association between ACE and changes in brain structure in adults with AUD, compared to a healthy control group (N = 63). The role of the type and timing of ACE was explored using a machine learning approach. Adults with AUD showed significantly reduced cortical thickness in brain regions linked to inhibitory control, notably in the left inferior frontal gyrus, compared to healthy controls. This reduction in cortical thickness was associated with higher ACE severity, specifically higher levels of abuse experienced during early adolescence, suggesting the potential relevance of inhibitory control in the association between ACE and AUD. Study II extended Study I by examining the association between ACE and inhibitory control in heavy-drinking adults (N = 32) using a functional MRI-based behavioral inhibition paradigm (stop-signal task). Interestingly, greater ACE severity was associated with better inhibitory control in this population, which appeared to be driven primarily by emotional neglect. Lower activation in the left inferior frontal gyrus during successful behavioral inhibition, which was associated with higher levels of emotional neglect, may potentially reflect increased neural efficiency of inhibitory control after more severe emotional neglect, warranting further investigation in longitudinal studies. Study III was a longitudinal study (N = 3422) that assessed adolescent alcohol use trajectories in relation to family-specific negative life events, sports participation, and their interaction. There was a negative effect of negative life events on initial alcohol use such that each additional event was associated with greater alcohol use in early adolescence. Alcohol use was initially lower for youth with a higher number of negative life events (three or more) who engaged in sports more frequently (24 days per month), but increased precipitously over time such that it was similar to those without negative life events by the final assessment. High sports participation delayed the onset of risky alcohol use and reduced alcohol use in adolescents with a high negative life event load primarily during early adolescence. Study IV was a systematic review and preliminary meta-analysis of six controlled intervention studies (N = 327) examining whether a time-efficient form of exercise, namely high-intensity interval training, can improve health outcomes in patients with substance use disorders. Preliminary results suggested that high-intensity interval training may improve cardiorespiratory fitness (VO2max) and reduce substance craving in this population, potentially improving treatment outcomes and lowering the risk of relapse. A key finding from Studies I and III is that early adolescence (years 13-15) appears to be a sensitive developmental period for both increased alcohol use and neural changes related to early life adversities. Study I additionally highlighted the importance of the type of adversity, as changes in brain structure were related specifically to abuse – but not neglect – during this developmental period. During the same period, increased sports participation emerged as a protective factor for mitigating the effects of negative life events on alcohol use. This protective effect, however, was dose-dependent such that benefits were observed only in adolescents who experienced multiple negative life events and engaged more frequently in sports. Studies I and II further emphasized the importance of inhibitory control in the relationship between early life adversities and alcohol use disorder. However, this relationship may be more complex in nature and potentially contingent on the ACE subtype and developmental stage. Study IV reviewed evidence suggesting that physical exercise may positively impact inhibitory control in individuals with substance use disorders through improved cardiorespiratory fitness, though the role of exercise intensity requires further investigation. Collectively, these findings highlight 1) the potential of physical exercise and sports in prevention and intervention programs, 2) early adolescence as a potential “window of opportunity” for such programs, and 3) the need for further longitudinal research to explore the role of different types of ACE, cognitive functioning (in particular inhibitory control) and neurobiological changes over time using neuroimaging techniques. Während bestehende Studien einen Zusammenhang zwischen belastenden Kindheitserfahrungen (ACE) und der Entwicklung einer Alkoholgebrauchsstörung (AUD) belegt haben, mangelt es an Forschung zu den zugrundeliegenden Mechanismen dieses Zusammenhangs sowie zu Faktoren, die diesen beeinflussen könnten. Ziel dieser Dissertation war es, diese Forschungslücken zu schließen, wobei sowohl Risiko- als auch Schutzfaktoren untersucht wurden. Studie I analysierte den Zusammenhang zwischen ACE und Veränderungen der Gehirnstruktur bei Erwachsenen mit AUD im Vergleich zu einer gesunden Kontrollgruppe (N = 63). Mittels eines Machine-Learning-Ansatzes wurde die Rolle der Art und des Zeitpunkts der ACE untersucht. Erwachsene mit AUD wiesen im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen eine signifikant verringerte kortikale Dicke in Hirnregionen auf, die mit der inhibitorischen Kontrolle in Verbindung stehen – insbesondere im linken Gyrus frontalis inferior. Diese Verringerung der kortikalen Dicke korrelierte mit einem höheren Schweregrad der ACE, speziell mit einem stärkeren Ausmaß an Missbrauchserfahrungen in der frühen Adoleszenz; dies deutet auf die potenzielle Bedeutung der inhibitorischen Kontrolle für den Zusammenhang zwischen ACE und AUD hin. Studie II erweiterte den Ansatz von Studie I, indem sie den Zusammenhang zwischen ACE und inhibitorischer Kontrolle bei Erwachsenen mit hohem Alkoholkonsum (N = 32) untersuchte; hierfür wurde ein auf funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT) basierendes Paradigma zur Verhaltensinhibition (Stop-Signal-Aufgabe) verwendet. Interessanterweise war ein höherer Schweregrad der ACE in dieser Gruppe mit einer besseren inhibitorischen Kontrolle verbunden, was primär auf emotionalen Vernachlässigungserfahrungen zu beruhen schien. Eine geringere Aktivierung im linken Gyrus frontalis inferior während erfolgreicher Verhaltensinhibition – assoziiert mit einem höheren Ausmaß an emotionaler Vernachlässigung – könnte auf eine gesteigerte neuronale Effizienz der inhibitorischen Kontrolle nach schwerer emotionaler Vernachlässigung hindeuten; dieser Befund bedarf weiterer Untersuchungen in Längsschnittstudien. Studie III war eine Längsschnittstudie (N = 3422), die den Verlauf des Alkoholkonsums im Jugendalter in Bezug auf familiäre negative Lebensereignisse, sportliche Aktivität und deren Interaktion untersuchte. Negative Lebensereignisse wirkten sich negativ auf den anfänglichen Alkoholkonsum aus, wobei jedes zusätzliche Ereignis mit einem stärkeren Alkoholkonsum in der frühen Adoleszenz einherging. Bei Jugendlichen mit einer hohen Anzahl negativer Lebensereignisse (drei oder mehr), die häufig Sport trieben (24 Tage pro Monat), war der Alkoholkonsum zu Beginn zwar geringer, nahm jedoch im Zeitverlauf rapide zu, sodass er zum Zeitpunkt der letzten Erhebung dem von Jugendlichen ohne negative Lebensereignisse entsprach. Eine hohe sportliche Aktivität verzögerte den Beginn eines riskanten Alkoholkonsums und reduzierte den Alkoholkonsum bei Jugendlichen mit einer hohen Belastung durch negative Lebensereignisse, insbesondere in der frühen Adoleszenz. Studie IV war ein systematischer Review sowie eine vorläufige Metaanalyse von sechs kontrollierten Interventionsstudien (N = 327), in denen untersucht wurde, ob eine zeiteffiziente Trainingsform – das hochintensive Intervalltraining (HIIT) – gesundheitsbezogene Parameter bei Patienten mit Substanzgebrauchsstörungen verbessern kann. Vorläufige Ergebnisse deuteten darauf hin, dass hochintensives Intervalltraining die kardiorespiratorische Fitness (VO2max) steigern und das Verlangen nach der Substanz (Craving) in dieser Population verringern kann, was potenziell zu besseren Behandlungsergebnissen und einem geringeren Rückfallrisiko führt. Eine wesentliche Erkenntnis aus den Studien I und III ist, dass die frühe Adoleszenz (13.–15. Lebensjahr) eine sensible Entwicklungsphase sowohl für einen erhöhten Alkoholkonsum als auch für neuronale Veränderungen infolge von belastenden Erfahrungen in der frühen Kindheit (Adverse Childhood Experiences, ACE) darzustellen scheint. Studie I unterstrich zudem die Bedeutung der Art der Belastung, da Veränderungen der Gehirnstruktur spezifisch mit Missbrauch – nicht jedoch mit Vernachlässigung – während dieser Entwicklungsphase in Zusammenhang standen. Im gleichen Zeitraum erwies sich eine verstärkte sportliche Betätigung als Schutzfaktor, der die Auswirkungen negativer Lebensereignisse auf den Alkoholkonsum abmildern konnte. Dieser Schutzeffekt war jedoch dosisabhängig: Positive Auswirkungen zeigten sich nur bei Jugendlichen, die mehrfache negative Lebensereignisse erlebt hatten und häufiger Sport trieben. Die Studien I und II hoben ferner die Bedeutung der inhibitorischen Kontrolle für den Zusammenhang zwischen belastenden Erfahrungen in der frühen Kindheit und einer Alkoholgebrauchsstörung hervor. Dieser Zusammenhang ist jedoch möglicherweise komplexer und hängt unter Umständen vom ACE-Subtyp sowie dem Entwicklungsstadium ab. Studie IV wertete Belege dafür aus, dass körperliche Aktivität die inhibitorische Kontrolle bei Personen mit Substanzgebrauchsstörungen durch eine Verbesserung der kardiorespiratorischen Fitness positiv beeinflussen könnte; die Rolle der Trainingsintensität bedarf jedoch weiterer Untersuchung. Zusammengenommen unterstreichen diese Ergebnisse 1) das Potenzial von körperlicher Aktivität und Sport in Präventions- und Interventionsprogrammen, 2) die frühe Adoleszenz als mögliches „Zeitfenster für Interventionen“ (window of opportunity) sowie 3) die Notwendigkeit weiterer Längsschnittstudien, um unter Einsatz bildgebender Verfahren die Rolle verschiedener ACE-Arten, kognitiver Funktionen (insbesondere der inhibitorischen Kontrolle) und neurobiologischer Veränderungen im Zeitverlauf zu erforschen. [Mit KI übersetzt] |
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| Physical Description: | Online Resource |
| DOI: | 10.11588/heidok.00036187 |