Valoración del sueño mediante actigrafía en niños con trastornos del sueño y con déficit de atención y/o hiperactividad (TDAH): papel de la melatonina y ácidos grasos de la serie omega-3

• Autores: Ana Checa Ros
• Directores de la Tesis: A. Muñoz Hoyos (dir. tes.), Antonio Jesus Muñoz Gallego (codir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Granada ( España ) en 2017
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: E. Narbona López (presid.), Germaine Escames Rosa (secret.), Yolanda González Amores (voc.), Genaro Gabriel Ortiz (voc.), Antonio Bonillo Perales (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Medicina Clínica y Salud Pública por la Universidad de Granada
• Materias:
  • Ciencias médicas
    • Ciencias clínicas
      • Pediatría
    • Psiquiatría
  • Psicología
    • Psicología del niño y del adolescente
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: DIGIBUG
• Resumen
  • español

    RESUMEN Antecedentes: Los trastornos del sueño constituyen uno de los motivos de consulta más frecuentes en Pediatría, con una prevalencia que oscila entre el 13-27% según las distintas series consultadas, en referencia a niños con edades comprendidas entre 4 y 12 años (1-3). Por otra parte, es sobradamente conocida su participación como una comorbilidad en niños que son diagnosticados, según criterios establecidos por la 5ª edición del Manual Diagnóstico y Estadístico de los Trastornos Mentales (DSM-5), de un trastorno por déficit de atención y/o hiperactividad (TDAH), con el que se asocia hasta en un 55% de los casos (4). Comorbilidad que puede ser primaria, pero que en ocasiones puede ser secundaria al efecto de la medicación psicoestimulante (Metilfenidato/ MTF) (5-8). En la actualidad se están desarrollando y ensayando nuevos compuestos con menores efectos adversos como posibles terapias para el TDAH y sus comorbilidades (9), entre los cuales cabe destacar los ácidos grasos omega (ω)-3 por sus posibles beneficios a nivel cognitivo y del aprendizaje (10-12), y la melatonina por sus efectos inductores del sueño, de sincronización de ritmos biológicos y protección neuronal (13-17).

    Objetivos: Con estos antecedentes nos propusimos en el presente proyecto los objetivos que describimos a continuación: a) Definir los patrones de sueño-vigilia y su relación con la variación circadiana en la excreción de 6-sulfatoxi-melatonina (6s-aMT) en orina en 2 grupos de pacientes. Un grupo de niños normales, sin trastornos endocrinológicos ni de sueño (Grupo Control: G-C), y otro grupo de niños con diversos trastornos de sueño, según la Clasificación Internacional de Trastornos de Sueño (CITS) (Grupo con Trastornos del Sueño: G-TS). b) Comprobar la utilidad de un ensayo terapéutico con melatonina en aquellos pacientes del G-TS en quienes se demostró una escasa producción de 6s-aMT o una alteración en su secreción. c) Evaluar la eficacia terapéutica y el perfil de seguridad a corto plazo de un tratamiento combinado de MTF, melatonina y ácidos grasos ω-3 en una muestra de pacientes con TDAH, monitorizando el perfil sérico de ácidos grasos y los cambios experimentados en el patrón de sueño por medio de actigrafía y la aplicación de un modelo de red neuronal.

    Material: Todos los sujetos de nuestro estudio fueron pacientes atendidos en la Unidad de Gestión Clínica (UGC) de Pediatría del Hospital Clínico Universitario (Complejo Hospitalario) de Granada, España. 1) Los pacientes de los grupos G-C y G-TS fueron pacientes remitidos a la Consultas de Neurología Pediátrica y de Pediatría General de nuestro hospital desde los distintos centros de atención primaria de la provincia. Todos los sujetos pertenecientes al G-C tenían la característica común de ser niños sanos de acuerdo a la historia clínica y exploración física realizadas al inicio, con un padecimiento banal que se resolvió en pocos días y sin repercusión significativa sobre el estado general del paciente. Por su parte, los pacientes del G-TS debían cumplir el criterio de padecer alguno de los trastornos del sueño recogidos en la CITS, siempre que no fuese secundario a la presencia de otra enfermedad neurológica o endocrino-metabólica. Se incluyeron 124 niños en el G-C (64 varones y 60 mujeres) y 124 niños en el G-TS (65 varones y 59 mujeres), de edades comprendidas entre 4 y 15 años. 2) Los pacientes con TDAH fueron sujetos derivados a la Consulta de Neurología Pediátrica de nuestro hospital con sospecha de este trastorno. Para confirmar su diagnóstico, confeccionamos una historia clínica fundamentada en las entrevistas realizadas a los padres y al paciente y en la información aportada por el medio escolar. Tras una exploración física general y específica neurológica, llevamos a cabo una evaluación psicométrica del paciente: Test Breve de Inteligencia de Kaufman o K-BIT, Escala de Inteligencia de Wechsler para niños-IV o WISC-IV y un cribado de síntomas de ansiedad/depresión (Inventario de Depresión Infantil o CDI, Escala de Ansiedad Infantil de Spence o SCAS). Otros cuestionarios completados al inicio fueron el Cuestionario NICHQ Vanderbilt en sus versiones para padres y maestros y el inventario de evaluación de las funciones ejecutivas BRIEF (Behavior Rating Inventory of Executive Function). Sólo aquellos pacientes que cumplieron estrictamente los criterios de selección fueron invitados a participar en el estudio. Como criterios de inclusión, debían ser pacientes con diagnóstico confirmado de TDAH, en ausencia de otra enfermedad endocrina, metabólica o neurológica, y no sometidos a ningún tipo de tratamiento farmacológico prolongado. Se consideró criterio de exclusión la existencia previa de patología cardíaca o cardiovascular, glaucoma, trastorno psicótico, patología grave que requiriese polimedicación o la presencia de discapacidad intelectual leve, moderada o grave (cociente intelectual menor de 70). En total se incluyeron 40 pacientes con TDAH (27 varones y 13 mujeres), con edades entre 7 y 15 años al inicio del estudio. De ellos, 22 (55%) pertenecieron al subtipo inatento de TDAH, 16 (40%) al combinado y 2 de ellos (5%) al subtipo hiperactivo-impulsivo. Las puntuaciones obtenidas en el K-BIT/WISC-IV revelaron un CI medio en 22 pacientes (55%), medio-bajo en 15 de ellos (37,50%) y un CI alto en los restantes 3 pacientes (7,50%).

    Metodología: Para el cumplimiento de estos objetivos fue llevado a cabo un ensayo clínico abierto diseñado en 2 fases. 1) Durante la primera fase, fueron reclutados los pacientes de los grupos G-C y G-TS, a quienes se realizó una medición actigráfica inicial18 (The Actiwatch Activity Monitoring System®, propiedad de CamNtech Ltd.) y determinaciones plasmáticas de melatonina y de 6s-aMT en orina por medio de radioinmunoensayo (RIA). En aquellos pacientes seleccionados del G-TS con alteraciones en la producción y/o ritmo de secreción de melatonina, se volvieron a realizar nuevas mediciones actigráficas y analíticas tras administrar melatonina durante 3 meses (dosis de 3 mg/día ingerida 30 minutos antes de irse a dormir). 2) Durante la segunda fase, fueron incluidos los pacientes con diagnóstico confirmado de TDAH (grupo antes de tratamiento o G-AT). En ellos se realizó un estudio del perfil de sueño mediante actigrafía de forma ininterrumpida durante 1 semana, un análisis del perfil sérico de ácidos grasos mediante cromatografía de gases y una evaluación de la atención por medio de la Escala Magallanes de Atención Visual (EMAV). En los pacientes que cumplieron criterios de tratamiento farmacológico se les administró MTF (1 mg/kg/día), melatonina (1mg/día) y ácidos grasos ω-3 (docosahexaenoico o DHA 250 mg + eicosapentaenoico o EPA 70 mg). Tras 1 mes de tratamiento, se volvieron a realizar las mismas determinaciones, para hacer finalmente un análisis comparativo entre las mismas, así como una comparación entre los resultados actigráficos antes/después del tratamiento por medio de un modelo de red neuronal. Todos los padres/pacientes aportaron su consentimiento informado por escrito para la participación en el estudio, así como todos los procedimientos fueron llevados a cabo conforme a la Declaración de Helsinki para la realización de investigación en humanos.

    Resultados: 1) Durante la primera fase del proyecto, el estudio actigráfico reveló diferencias estadísticamente significativas (p < 0,001) entre el G-C y el G-TS para las variables de fin del sueño, tiempo real de sueño, tiempo real despierto, eficiencia de sueño, tiempo de latencia y número de despertares. En el G-TS los valores medios de 6s-aMT en orina diurna fueron significativamente más elevados, mientras que en orina nocturna y de 24 horas resultaron significativamente más bajos en relación al G-C. Seleccionamos 14 pacientes del G-TS en quienes se demostraron alteraciones en la producción y/o ritmo de secreción de melatonina. Tras el ensayo con melatonina, se observó un incremento estadísticamente significativo de sus valores plasmáticos y en orina, incluso superiores a los del G-C. Estos cambios fueron acompañados por una mejoría de los valores actigráficos. 2) Durante la segunda fase del proyecto no se observaron diferencias estadísticamente significativas en los parámetros somatométricos ni analíticos básicos entre los pacientes con TDAH antes (G-AT) y después de tratamiento (G-DT). En relación al estudio actigráfico, la única diferencia estadísticamente significativa (p < 0,040) fue un aumento del tiempo real de sueño en el G-DT. Además, el modelo de red neuronal no fue capaz de clasificar a los pacientes como medicados o no medicados en función de sus datos actigráficos. El análisis de ácidos grasos reveló una disminución estadísticamente significativa de algunos ácidos grasos ω-6 en el G-DT, como el ácido araquidónico (p < 0,030), así como un aumento (no significativo) en un 4 y 30% de los niveles de DHA y EPA, respectivamente. El índice de calidad atencional (según los resultados del test EMAV) fue significativamente más elevado en el G-DT (p < 0,026). Globalmente, se produjo una mejoría de los síntomas del TDAH corroborada por padres, profesores y el personal facultativo tras 1 mes de tratamiento. La medicación fue bien tolerada por todos los pacientes.

    Discusión: a) Actigrafía como herramienta diagnóstica para los trastornos de sueño en pacientes pediátricos en general, y en niños con TDAH en particular: Como podemos comprobar, la actigrafía, de acuerdo a lo afirmado por estudios previos18, fue capaz de proporcionarnos patrones de sueño de las distintas muestras estudiadas de pacientes (G-C, G-TS, G-AT y G-DT), con una adecuada correlación con los datos objetivos ofrecidos por las mediciones de melatonina (19). Las diferencias entre los patrones de sueño de los grupos G-C y G-TS quedaron claramente reflejadas en los análisis actigráficos, así como la mejoría posterior que siguió a la normalización de la producción de melatonina y regulación circadiana de su secreción tras el ensayo terapéutico con esta indolamina. En el caso de los pacientes de la segunda fase del proyecto (G-AT y G-DT), las dificultades en el sueño identificadas mediante actigrafía serán confirmadas posteriormente (última fase del proyecto), como es de esperar, con una prueba diagnóstica definitiva (gold standard) como la polisomnografía (PSG). Frente a esta última, la actigrafía dispone de la ventaja de proporcionarnos registros no invasivos de sueño y mediciones fiables (20) con una comodidad de uso que la convierten en una herramienta válida de cribado de los trastornos de sueño en niños en general, y en pacientes pediátricos con TDAH en particular. b) Dificultades de sueño en pacientes con TDAH. Papel de la melatonina e influencia de la medicación psicoestimulante: Actualmente, la inducción del sueño es la propiedad más aceptada de la melatonina, lo que hace de ella, junto a su excelente perfil de seguridad, una alternativa terapéutica especialmente interesante en el caso de poblaciones pediátricas (21). El estudio llevado a cabo durante la primera fase del proyecto (G-C y G-TS), muestra utilidad del tratamiento con melatonina en trastornos intrínsecos del sueño que cursaron con alteración del ritmo circadiano, escasa producción hormonal o desajuste de fase. Dentro de la población infantil, un importante grupo de candidatos al empleo de la melatonina lo constituyen aquellos niños con TDAH (22), entre otros ejemplos. Hallazgos de diferentes estudios han inducido a pensar que las producciones diurnas y nocturnas de melatonina estén realmente incrementadas en pacientes con TDAH, y que la causa de una deficiente acción de la misma sea un aumento de su catabolismo (23-25). El incremento en la producción melatoninérgica sería debido, por un lado, a la disminución de los niveles del neurotransmisor gamma-aminobutírico (GABA), que actuaría como regulador de la secreción circadiana de melatonina (26-28) y, por otro, a una mayor secreción de melatonina de origen extrapineal durante el horario diurno (29). No obstante, el estudio de Molina-Carballo et al. (23) muestra semejantes niveles plasmáticos de melatonina entre pacientes con TDAH y niños sanos, lo cual no sería acorde con incrementos en su producción. La cuestión acerca de la fisiopatología de los trastornos del sueño en pacientes con TDAH, como podemos comprobar, no dispone aún de una respuesta clara y requiere de más investigaciones al respecto. En relación a la medicación psicoestimulante, como han referido Cubero-Millán et al. (24), induce reducción de las concentraciones séricas vespertinas de serotonina (5-HT) y de los niveles diurnos de melatonina, mientras conduce a un aumento de su concentración nocturna con reducción de la excreción urinaria de 6s-aMT. Esta circunstancia parece indicar que la medicación psicoestimulante influye en el catabolismo de la melatonina induciendo una ruta alternativa para su metabolización. c) Efectos terapéuticos de la melatonina sobre los problemas de sueño de pacientes con TDAH: En el caso de niños con TDAH, los ensayos clínicos realizados revelan la capacidad de la melatonina para reducir significativamente la latencia de sueño y prolongar la duración total del mismo30. Administrada junto a MTF, es capaz de mejorar las perturbaciones que la medicación psicoestimulante puede inducir sobre el sueño (31,32). Ejemplo de ello son las comparaciones de los valores actigráficos entre los grupos G-AT y G-DT. Como pudimos comprobar, los valores medios de las variables actigráficas apenas variaron al mes de añadir melatonina al tratamiento psicoestimulante, salvo en el caso del tiempo real de sueño, que fue significativamente más alargado en el G-DT. El análisis comparativo actigráfico fue corroborado con la aplicación de un modelo de red neuronal, el cual, tras operar con 5 y 10 neuronas, demostró la semejanza entre los patrones de sueño de uno y otro grupo y la incapacidad para clasificarlos como categorías distintas. En ninguno de nuestros pacientes se reportaron efectos adversos graves a 1 mes de tratamiento con melatonina, siendo adecuadamente tolerada en todos los casos. Otro beneficio que parece obtenerse de la combinación de melatonina y MTF es que la primera parece ejercer una acción neuroprotectora previniendo los efectos tóxicos que los psicoestimulantes pueden inducir sobre el metabolismo cerebral (33,34) al promover la producción de radicales libres e inducir la transcripción de la enzima óxido nítrico sintasa (NOS) (35,36). Ejemplos de ello son los continuos trabajos realizados por nuestro grupo de investigación acerca de los beneficios neuroprotectores y antioxidantes obtenidos con el empleo de melatonina en niños (37-41). d) Consideraciones sobre el perfil de ácidos grasos en nuestra muestra de pacientes con TDAH: La administración de ácidos grasos ω-3 a niños con TDAH es un aspecto de la nutrición y el tratamiento de estos pacientes que aún plantea importantes incógnitas a pesar de la extensa literatura existente (42) y de ser uno de los posibles tratamientos alternativos más estudiados para el TDAH (43). En nuestro trabajo aportamos una fórmula en la que tenemos cierta experiencia por su adecuada tolerancia, dosis relativamente baja, y que consideramos “a priori” que podría ser útil para nuestros pacientes. Lógicamente, la valoración definitiva de sus posibles efectos beneficiosos será obtenida en un futuro, cuando el proyecto sea terminado y podamos evaluar la cohorte completa de pacientes reclutados tras un seguimiento de 2 años, incluir un mayor número de sujetos y modificar la dosis en el seguimiento. Por todo ello, creemos que el interés de aportar estos datos preliminares radica precisamente en la posibilidad de disponer de una referencia inicial en relación a los efectos clínicos, la tolerancia y las modificaciones en las concentraciones de los distintos ácidos grasos (44). Los aportes empleados en nuestro trabajo (70 mg de EPA y 250 mg de DHA) están en consonancia con los aportes de ω-3 recomendados actualmente en población pediátrica (45,46). Sin embargo, la proporción ω-6/ω-3 de los hábitos dietéticos occidentales actuales es de 12/1 o incluso mayor, alejándose de los valores 4/1 ó 2/1 recomendados por la FAO/OMS (47), con los riesgos que ello supone sobre los mecanismos de aterosclerosis y neuroinflamación. Por esta razón, gran número de autores y organismos internacionales recomiendan la ingesta de ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga (LC-PUFAs) ω-3 para garantizar un desarrollo cerebral correcto y una función cognitiva y visual óptimas. Muestra de ello son los estudios clínicos desarrollados en los últimos años, en los que se determinan los efectos de la suplementación con LC-PUFAs ω-3 en la función cognitiva y el comportamiento en niños sanos (48-55). Ahora bien, los resultados dependen en gran medida de la combinación de los LC-PUFAs utilizados y de la concentración de cada uno de los mismos (56). Mientras en niños sanos se reportan resultados positivos con diferentes pautas cuantitativas y cualitativas de ácidos grasos de la serie ω-3 (54,55), en pacientes TDAH, en cambio, parece que la combinación de EPA, DHA (ω-3) y/o ácido gamma-linolénico (GLA, de la serie ω-6) en cantidades decrecientes es la más apropiada, como demuestran los estudios de Richardson (57), Sinn (58) y Johnson (59), los ensayos clínicos de Gustafsson (60), Huss (61), Manor et al. (62) o el metanálisis de Bloch y Qawasmi (63). En el trabajo que presentamos, tras la medicación apreciamos un ligero descenso del cociente ω-6/ω-3 que no llegó a alcanzar la significación estadística, lo que invitó a pensar en posibles modificaciones de la dosis a administrar. De hecho, en el seguimiento de esta cohorte se modificarán los aportes administrados de DHA/EPA en la siguiente etapa, modificaciones que favorecerían, en teoría, los mecanismos protectores anteriormente descritos (44). Consideremos también que la monitorización inicial se produjo tan sólo 1 mes después del tratamiento. De momento, la eficacia clínica en nuestro trabajo ha resultado excelente y la tolerancia adecuada, no reportándose ningún caso de abandono del estudio debido a efectos secundarios. Como se puede apreciar en esta etapa de nuestro proyecto, las proporciones de EPA y DHA no fueron las mismas (250 mg DHA, 70 mg EPA), por lo que las comparaciones han de ser necesariamente relativas (44). Sí encontramos beneficios en las manifestaciones del TDAH, en el rendimiento escolar y en la eficiencia del sueño44. No obstante, esperamos que con el seguimiento podamos obtener más información para poder ajustar las dosis, las proporciones de los componentes, valorar su tolerancia y sus efectos terapéuticos a medio y largo plazo (64).

    Conclusiones. a) Los trastornos del sueño presentan una considerable prevalencia en la infancia y, en particular, en los niños con TDAH, por lo que deberían ser investigados en todo niño derivado a la consulta por sospecha de este trastorno. b) La actigrafía representa una herramienta fiable y práctica para realizar un cribado inicial de los problemas de sueño en la población pediátrica. c) La melatonina es un recurso terapéutico inocuo y eficaz en pacientes que presentan trastornos del sueño y alteraciones en el ritmo de producción de melatonina. d) En el niño con TDAH asociado a un trastorno del sueño, ya sea de forma primaria o secundariamente al tratamiento con psicoestimulantes (Metilfenidato/MTF), la melatonina se ha mostrado igualmente eficaz. e) Los ácidos grasos ω-3 podrían representar una terapia adyuvante en el TDAH y potenciar los efectos de MTF y melatonina. De todas formas, un seguimiento a medio y largo plazo de estos pacientes (última fase del proyecto), ensayando diferentes combinaciones de ácidos grasos ω-3, espera aportar más evidencias sobre los resultados preliminares obtenidos en esta experiencia.

  • English

    Background: Sleep disorders are one of the most frequent reasons for consulting the paediatrician, with a prevalence ranging between 13% and 27% in children aged 4 to 12 years, depending on the different reviewed reports (1-3). Moreover, it is well-known their participation as a comorbidity in children diagnosed with Attention Deficit/Hyperactivity Disorder (ADHD) according to the criteria established by the Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, 5th edition (DSM-5). Sleeps disorders and ADHD are found together in 55% of cases (4). This comorbidity may be primary or secondary, as a consequence of the effect produced by psychostimulant medication (Methylphenidate/MPH) (5-8). At present, new chemical compounds with less adverse effects are being developed to be used as possible therapies for ADHD and related comorbidities (9). Among them, it should be mentioned the omega (ω)-3 fatty acids, due to their possible beneficial effects on cognition and health (10-12), and the melatonin, on account of its functions as a sleep inductor, a synchroniser of biological rhythms and a neuronal protector (13-17).

    Objectives: Under these premises, the present project was developed with the following aims: a) To define the sleep-wake patterns and its association with the circadian variation of urinary 6-sulfatoxymelatonin (aMT6s) levels in 2 groups of patients. One group of healthy children (Control Group: C-G), who did not have any sleep difficulties nor endocrine problems. The other group was composed of children diagnosed with different sleep disorders according to the International Classification of Sleep Disorders (ICSD) (Group with Sleep Disorders: SD-G). b) To analyse the efficacy of a therapeutic trial with melatonin in those patients of SD-G who showed a low production or a disordered secretion of aMT6s. c) To assess the short-term efficacy and the tolerability of a therapeutic combination of MPH, melatonin and ω-3 fatty acids in patients with ADHD. Serum fatty acid profile was monitored and changes in sleep patterns were analysed by using the actigraphy and a neural network model.

    Material: All participants of our study were assisted at the Paediatrics Clinical Management Unit (CMU) of San Cecilio University Hospital (Hospital Complex), Granada (Spain). 1) Patients of the C-G and the SD-G were referred to the Paediatric Neurology Unit and the General Paediatric Section from the different primary care centres of the province. Participants of the C-G met the common characteristic of being healthy children in relation to the complete medical record and the physical examination that were initially done. All of them had only a mild illness, which was transient and did cause no significant repercussions on the general health of the patient. In relation to the patients of the SD-G, they had to comply with the criterion of being diagnosed with a sleep disorder according to the ICSD, provided that such disorder was not a consequence of other neurological or endocrine-metabolic problems. 124 children aged 4 to 15 were included in both groups (64 boys/60 girls in the C-G and 65 boys/59 girls in the SD-G). 2) Patients suspected of having ADHD were referred to the Paediatric Neurology Unit of our hospital. A clinical record based on the interviews with the patient/parents and the information provided from the school, was completed to confirm the diagnosis. After the physical and neurological examinations, a psychometric assessment of the patient was conducted: the Kaufman Brief Intelligence Test (K-BIT), the Wechsler Intelligence Scale for Children 4th edition (WISC-IV) and an anxiety/depression symptom screening (Children’s Depression Inventory or CDI, Spence Children’s Anxiety Scale or SCAS). Other questionnaires, like the NICHQ Vanderbilt Assessment Scale (parent and teacher versions) and the inventory to evaluate the executive functions (BRIEF, Behavior Rating Inventory of Executive Functions) were completed at the beginning as well. Only those patients who strictly complied with the selection criteria were invited to participate in the study. Inclusion criteria included to have a confirmed diagnosis of ADHD, in absence of other endocrine, metabolic or neurological illnesses, and to receive no type of long-term pharmacological treatment. The presence of heart or cardiovascular disease, glaucoma, psychotic disorder, a severe pathology that required polymedication or a mild, moderate or severe intellectual disability (intelligence quotient under 70), were considered as exclusion criteria. 40 ADHD patients aged 7-15 years (27 boys/13 girls) were finally included. Among them, 22 patients (55%) were classified as an ADHD Inattentive, 16 (40%) as an ADHD Combined and the other 2 patients were diagnosed with an ADHD Hyperactive-Impulsive Type. K-BIT/WISC-IV scores showed a medium IQ in 22 patients (55%), low-medium IQ in 15 of them (37.50%) and a high IQ in the remaining 3 patients (7.50%).

    Methods: An open-label clinical trial designed in 2 phases was conducted in order to comply with our objectives. 1) Patients of the C-G and the SD-G were recruited during the first phase. An actigraphic assessment of sleep18 (The Actiwatch Activity Monitoring System®, propiedad de CamNtech Ltd.) and a determination by radioimmunoassay (RIA) of melatonin and aMT6s levels in plasma and urine, respectively, were initially carried out in these patients. The measurements were repeated after 3 months of treatment with melatonin (dose of 3 mg daily, 30 minutes before bedtime) in those patients of SD-G who initially showed disturbances in melatonin production and/or melatonin secretion. 2) Patients with a confirmed diagnosis of ADHD were included throughout the second phase of the study (group before treatment or BT-G). An uninterrupted actigraphic assessment of sleep for 1 week was carried out in them, as well as a serum fatty acid profile analysis by gas chromatography and an assessment of attention by using the Magallanes Scale of Visual Attention (MSVA). A combination of MPH (1 mg/kg/day), melatonin (1mg/day) and ω-3 fatty acids (docosahexaenoic acid or DHA 250 mg + eicosapentaenoic acid or EPA 70 mg) were administered to those ADHD patients who met the criteria to receive pharmacological treatment. After 1 month of treatment, the same measurements were repeated in order to establish a comparative analysis before/after treatment. The comparisons between actigraphic results were made by using a neural network model. All parents/patients provided their written informed consent to participate in the study, as well as all procedures were carried out in accordance with the Helsinki Declaration for human research.

    Results: 1) In the first phase of the study, the actigraphic analysis showed statistically significant differences (p < 0.001) between the C-G and the SD-G for the following sleep parameters: sleep end, actual sleep time, actual wake time, sleep efficiency, sleep latency and wake bouts. Diurnal average excretion of aMT6s in urine was significantly higher in patients of the SD-G, whereas nocturnal and 24-hour excretions of aMT6s were significantly lower in relation to the C-G. Fourteen patients of the SD-G with disturbances in the production and/or secretion of melatonin were selected for the therapeutic trial with melatonin. After 3 months of treatment, a statistically significant increase of plasma and urinary melatonin values was observed, even higher than those ones in the SD-G. These changes were accompanied by an improvement of actigraphic results. 2) In the second phase of the study, no statistically significant differences were observed in relation to somatometric parameters and the blood test general values between the groups before (BT-G) and after treatment (AT-G). The only significant difference in regard to the actigraph results was an increased actual sleep time (p < 0.040) among patients of the AT-G. In addition, the neural network was not able to classify the actigraphic data of medicated and not medicated patients as different categories. The fatty acid analysis showed a significant decrease of some ω-6 fatty acids, like arachidonic acid (p < 0.030), as well as an (not statistically significant) increase by 4% and 30% of DHA and EPA levels, respectively. The quality of attention index (in regard to MSVA results) was significantly higher in the AT-G (p < 0.026). In general, an improvement of ADHD symptoms was observed and corroborated by parents, teachers and paediatricians after 1 month of treatment (MPH + melatonin + DHA/EPA). The medication was adequately tolerated by all patients.

    Discussion: a) Actigraphy as a diagnostic tool for sleep disorders in paediatric patients in general, and in children with ADHD in particular: As we observed, actigraphy provided sleep patterns of the different groups of patients (C-G, SD-G, BT-G, AT-G) according to the information of previous studies (18). Actigraphic results showed an adequate correlation with objective data provided by melatonin levels (19). The differences between sleep patterns of the C-G and the SD-G were clearly reflected in the actigraphic analysis, as well as the improvement associated to the normalised production and the circadian regulation of melatonin secretion after the therapeutic administration of this indolamine. In the case of the second phase of the project (BT-G and AT-G), sleep difficulties identified by actigraphy will be furtherly confirmed (last phase of the project), as it would be expected, with the use of a definitive diagnostic tool (gold standard) like polysomnography (PSG). In contrast to the PSG, actigraphy has several advantages. It provides non invasive sleep records and reliable measurements (20) with an ease of use that make it a feasible instrument for the screening of sleep disorders in children in general, and in paediatric patients with ADHD in particular. b) Sleep difficulties in patients with ADHD. Role of melatonin and the influence of psychostimulant medication: At present, sleep induction is the most accepted property of melatonin, and together with its excellent safety profile, allow us to consider it as a therapeutic alternative specially interesting in the case of paediatric populations (21). The study conducted throughout the first phase of the project (C-G and SD-G) showed the utility of melatonin administration in intrinsic sleep disorders caused by circadian rhythm disturbances, low melatonin production or phase maladjustment. Within paediatric populations, a relevant group of candidates for melatonin therapy is composed by children with ADHD (22). The findings of different studies have suggested that diurnal and nocturnal melatonin productions are really increased in children with ADHD. Therefore, the cause of an insufficient action of melatonin in these children might be a rise of its catabolism (23-25). On the one hand, the increase of melatonin production would be caused by decreased concentrations of the neurotransmitter gamma-aminobutyric acid (GABA), which would act as a circadian secretion regulator (26-28). On the other hand, it would be produced by a rise of diurnal extrapineal secretion (29). However, the investigation conducted by Molina-Carballo et al.23 reveals the presence of similar plasma concentrations of melatonin between ADHD patients and healthy children. This finding does not appear to be consistent with the hypothesis of an increased production. As we may note, the question in relation to the physiopathology of sleep disorders in patients with ADHD does not have a conclusive answer yet. Thus, more investigations in this regard are required. In relation to psychostimulant medication, MPH causes a reduction of serum serotonin (5-HT) concentrations in the evening and of diurnal melatonin levels, as it has been reported by Cubero-Millán et al. (24). Likewise, MPH leads to an increase of nocturnal melatonin concentrations together with a decreased urinary excretion of aMT6s. This circumstance suggests that psychostimulant medication has an influence on melatonin catabolism by promoting an alternative route of metabolisation. c) Therapeutic effects of melatonin on sleep problems of ADHD patients: In the case of children with ADHD, clinical trials reveal the property of melatonin to significantly reduce the sleep latency and prolong the actual sleep duration (30). When it is administered jointly with MPH, melatonin is able to improve the sleep disturbances caused by psychostimulant medication (31,32). Some examples are the comparisons between the BT-G and the AT-G in relation to the actigraphic results. As we can observe, the mean values of actigraphic parameters barely changed after 1 month of treatment with melatonin + MPH, except in the case of the actual sleep time, which was significantly longer in the AT-G. The comparative analysis was corroborated by a neural network model, which demonstrated the similarity of both sleep patterns and classified them as the same category after operating with different sized networks (5 and 10 neurons). After 1 month of melatonin administration, the tolerability was adequate in all patients and no severe side effects were reported. Other possible benefit of combining melatonin and MPH is that the first one appears to act as a neuroprotective agent by avoiding the toxic effects induced by psychostimulants on brain metabolism (33,34). Psychostimulant agents promote the production of free radicals and the transcription of the enzyme nitric oxide synthase (NOS) (35,36). Some examples are the continuous investigations conducted by our research group in relation to the neuroprotective and antioxidant benefits obtained with the use of melatonin in children (37-41). d) Considerations regarding the fatty acid profile in our group of ADHD patients: Despite numerous evidences provided by literature (42) and in spite of being one of the most studied possible alternative treatments for ADHD (43), therapeutic administration of ω-3 fatty acids to children with ADHD is a controversial aspect of the nutritional and therapeutic recommendations for these patients. In our work we tested a combination of DHA/EPA in which we have some experience on account of its tolerability and its relative low dose. We considered beforehand that this formulation might be useful for ADHD patients. Obviously, the definitive estimation in relation to the possible beneficial effects will be reached in the future, when the project is finished and we have the possibility to evaluate the complete patient cohort after 2-year follow-up period, recruit new patients and to modify the dose throughout the study. This is the reason why we firmly believe that obtaining preliminary data provides an initial reference regarding clinical effects (beneficial), tolerability (excellent) and possible serum changes of the different fatty acids (44). The proportions used in this investigation (70 mg of EPA and 250 mg of DHA) are in line with the recommended ω-3 daily intake in paediatric populations (45,46). Nevertheless, the current blood ω-6/ω-3 ratio in western population is around 12/1 or even higher, far from the values (4/1 or 2/1) recommended by the FAO/WHO (47), with the consequent risk of atherosclerosis and neuroinflammation. Due to this reason, ω-3 long-chain polyunsaturated fatty acid (ω-3 LC-PUFA) intake is advised by a large number of authors and international agencies in order to ensure a proper brain development and optimal cognitive and visual functions. A good example are the clinical studies conducted in the last years, which are focused on the impact of ω-3 LC-PUFAs supplementation on cognitive function and behaviour of healthy children (48-55). However, it should be considered that overall results depend, to a large extent, on the combinations of LC-PUFAs and the relative concentration of each one of them (56). Whereas positive results using different quantitative and qualitative combinations of ω-3 fatty acids were reported in healthy children (54,55),a combination of EPA+ DHA (ω-3) and/or gamma-linolenic acid (GLA, ω-6) in decreasing quantities might be the most appropriate one in ADHD patients. This information was reported in the studies conducted by Richardson (57), Sinn (58) and Johnson (59), the clinical trials by Gustafsson (60), Huss (61), Manor et al. (62) or the metaanalysis by Bloch and Qawasmi (63). In our study, it was observed a slight but not statistically significant decrease of ω-6/ω-3 index. This finding invites us to think about possible changes in the administered dose. As a matter of fact, the proportions of EPA/DHA have been modified throughout the subsequent phase of the project in order to improve the aforementioned protective functions against disease (44). In addition, it should be considered that the initial monitoring took place only 1 month after treatment. For the time being, tolerability was excellent in our study. No severe side effects were reported and no patients were withdrawn from the study due to safety problems. In this phase of our investigation, proportions of EPA and DHA were different (250 mg DHA, 70 mg EPA), so comparisons must be necessarily relative (44). Nevertheless, we found benefits for ADHD symptoms, school performance and sleep efficiency (44). Throughout the further follow-up, we expect to obtain more information in relation to dose adjustment, proportions of ω-3/ω-6 fatty acids, tolerability as well as medium and long-term therapeutic effects (64).

    Conclusions: a) Sleep disorders have a considerable prevalence in childhood, particularly in children with ADHD. Taking this reason into consideration, they should be investigated in each patient referred to the Unit with the suspicious of ADHD. b) Actigraphy represents a reliable and pragmatic instrument in order to carry out an initial screening of sleep problems in paediatric populations. c) Melatonin is an innocuous and effective therapeutic resource in patients who show sleep disorders associated to disturbances of melatonin production rhythm. d) In children with ADHD and sleep disorders, whether primary sleep disorder or secondary ones to the effect of psychostimulant medication (methylphenidate/MPH), melatonin has been demonstrated to be equally effective. e) ω-3 fatty acids might represent an adjuvant therapy in ADHD and enhance the effects of MPH and melatonin. In any case, by testing different combinations of ω-3 fatty acids throughout a medium and long-term follow-up of these patients (last phase of the project), is expected to provide more evidences in relation to the preliminary results obtained in this experience.