Transcriptie-profiel van spieren bij CVS

Dit is het vervolg op de eerdere studie betreffende de morfologie van skeletspier-fragmenten van CVS-patiënten (‘Struktuur en funktie van skelet-spieren gewijzigd bij CVS’). In feite gaat het over dezelfde groep patiënten en experimenten die gelijktijdig werden ondernomen.

Samengevat: er werd bij CVS-patiënten veranderde gen-expressie in de spieren gevonden en deze wijzigingen bleken terug te brengen naar de volgende processen en mechanismen: energie-produktie, oxidatieve stress, spierweefsel-morfolgie (vezel-type), spier-groei/-afbraak en geleiding van zenuwprikkels naar de spieren.

Wederom dank aan dr Tiziana Pietrangelo voor de reprint.

International journal of immunopathology and Pharmacology, 22(3):795-807 (2009)

Transcription profile analysis of vastus lateralis muscle from patients with Chronic Fatigue Syndrome

Pietrangelo T, Mancinelli R, Toniolo L, Montanari G, Vecchiet J, Fanó G, Fulle S

Department of Basic and Applied Medical Sciences (BAMS), Centre for Excellence on Aging (CeSI), University G. d’Annunzio Chieti-Pescara, Chieti, Italy

Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS) is een invaliderende aandoening gekarakteriseerd door onverklaarde chronische vermoeidheid die de normale aktiviteiten schaadt. Vele lichaam-systemen zijn aangetast en de etiologie werd nog niet geïdentificeerd. Naast immunologische en psychologische aspekten, zijn skeletale spieren symptomen prominent bij CVS-patiënten. In een poging vast te stellen welke mechanismen mogelijks betrokken zijn bij de aanvang en ontwikkeling van spier-symptomen, gebruikten we algemene transcriptoom [verzameling van alle boodschapper-RNA (mRNA) molekulen - ‘transcripten’ , tot expressie komende genen - geproduceerd in een cel of populatie van cellen] -analyse om genen te identificeren die differentieel tot expressie komen in de vastus lateralis spier [spier aan de voorzijde van het dijbeen, deel van de quadriceps] van vrouwelijke en mannelijke CVS-patiënten. We vonden dat de expressie van genen die een sleutel-rol spelen bij mitochondriale funktie en oxidatief evenwicht, inclusief superoxide-dismutase 2, was gewijzigd, net zoals genen betrokken bij energie-produktie, musculaire groei/ontwikkeling en bepaling van het vezel-fenotype. Belangrijk was dat de expressie van een gen coderend voor een component van de nicotine-cholinergische receptor-bindingsplaats verminderd was, wat een gestoorde neuromusculaire transmissie suggereert. We argumenteren dat deze belangrijke biologische processen betrokken kunnen zijn bij en/of verantwoordelijk voor de spier-symptomen van CVS.

[…]

Het is niet verrassend dat skelet-spieren het meest onderzochte orgaan zijn bij studies die zich richten op de lage tolerantie voor inspanning. Oxidatieve stress, door anderen en ons eigen laboratorium voorgesteld als een mogelijke bijdrage tot de pathofysiologie en klinische symptomen van CVS, is het brandpunt voor research geworden. [zie artikels van het lab van S. Fulle] Een studie vond dat reaktieve zuurstof soorten [ROS] niet enkel verantwoordelijk zijn voor molekulaire schade maar ook fungeren als belangrijke signalisering-molekulen die de samentrekbaarheid moduleren in niet-vermoeide én vermoeide skelet-spieren. Meerdere biochemische en metabole manifestaties in spiervezels bij CVS werden onderzocht maar de besluiten waren controversieel. Er werd getoond dat CVS-patiënten verminderde serum-concentraties aan acetylcarnitine hadden (Kuratsune et al. 1994) [zie ook: ‘Acetylcarnitine - verminderde opname in de hersenen’], wat mogelijks duidt op een verminderde mitochondriale energie-produktie in de spier. Matige inspanning veroorzaakt sustantiële musculaire verzuring en de aktiviteiten van adenylaat- en creatine-kinase kinase [enzymen die een rol spelen bij de energie-voorziening van spieren] in de spier zijn gebrekkig bij CVS-patiënten. Bovendien werden spier-pijn in afwezigheid van perifere weefsel-schade en gedaalde zuurstof-verzadiging na inspanning gerapporteerd. In het licht van het beschikbare maar controversiële bewijsmateriaal betreffende de betrokkenheid van spiervezels bij CVS en de karakterisatie van enkelvoudige spiervezels, met inbegrip van de bepaling van contractie-eigenschappen in vivo [zie: ‘Struktuur en funktie van skelet-spieren gewijzigd bij CVS’], beslisten we een benadering te gebruiken die niet nog niet werd toegepast om skelet-spieren van CVS-patiënten te bestuderen: de identificatie van veranderingen qua gen-expressie m.b.v. micro-arrays. Ons doel was te bepalen of consistente gen-expressie wijzigingen konden worden geïdentificeerd bij CVS-patiënten. […]

Materialen en Methoden

Individuen

CVS-patiënten […] diagnose volgens de CDC-criteria. […] vijf vrouwen (gemiddelde leeftijd 44,8±3,4 jaar en 5,4±0,7 jaar ziek) en vijf mannen (gemiddelde leeftijd 37,0±3,2 jaar en 7,8±1,9 jaar ziek). […] controles hadden geen huidige of vroegere geschiedenis van diffuse musculoskeletale pijn/vermoeidheid die langer dan 10 dagen duurde. […]

Om de klinische diagnose van CVS te bevestigen en, in het bijzonder, patiënten met fibromyalgie uit te sluiten, gebruikten we ook een directe test. In een eerdere studie toonden we aan dat oxidatieve schade bij CVS de fluïditeit [omschrijvig van de viscositeit van de lipiden-lagen van een cel-membraan] en de vetzuur-samenstelling veranderde van membranen van skelet-spieren, resulterend in een specifiek en eigenaardig patroon dat volledig verschillend was van dat van fibromyalgie-patiënten. Deze laatsten, die over het algemeen hogere gelijkaardige symptomen hebben als CVS-ers, vertonen hogere membraan-fluïditeit dan CVS-patiënten en controles. [Fulle S, Mecocci P, Fanò G et al.. Specific oxidative alterations in vastus lateralis muscle of patients with the diagnosis of Chronic Fatigue Syndrome. Free Radical Biol. Med. 29 (2000): 1252-1259] Om deze reden werd voorgesteld dat deze specifieke schade aan de membranen van skelet-spieren in staat is de excitatie-contractie [de elektrische aktivatie van de spiercel zet de samentrekking in werking] mechanismen te wijzigen [zie ‘Specifieke correlaties tussen oxidatieve stress in de spieren en CVS’] en het zou dus nuttig kunnen zijn een onderscheid te maken tussen de twee aandoeningen. Tijdens het voorbereiden van de stalen in deze studie werden bij willekeurige biopten testen uitgevoerd om de membraan-fluïditeit te verifiëren als een inclusie-criterium; en de resultaten bevestigden de klinische diagnose.

[…]

Micro-array

De totale spier biopten hier gebruikt als RNA-bron zullen waarschijnlijk gecontamineerd zijn met andere cel-types (gladde spier, endotheliale cellen, ‘end-plates’ [uiteinden van een motor-neuron], fibroblasten) die kunnen bijdragen tot verschillen qua gen-expressie. Daarom werd een algemene micro-array i.p.v. een spier-specifieke gebruikt.

De humane oligonucleotide-set die hier werd gebruikt bestaat uit 21.329 oligonucleotiden […].

Analyse van gen-expressie profiel werd uitgevoerd bij vier patiënten (twee vrouwen, allebei 48 jaar, 4 en 65 jaar ziek; twee mannen, 27 en 36 jaar, respectievelijk 7 en 12 jaar ziek) aangezien slechts deze in aanmerking kwamen voor de analyse. […]

RNA-isolatie, amplificatie en labeling

[…]

Micro-array co-hybridisatie

[…]

Array-scan en statistische analyse van expressie-data

Resultaten

Samenvatting van het transcriptie-profiel

[…]

Transcriptie-analyse werd gebruikt om de expressie-waarden van duizenden genen gelijktijdig te monitoren, met de specifieke bedoeling transcripten en/of mechanismen te identificeren die betrokken zijn bij CVS spier-symptomen. Ons experimenteel ontwerp vergeleek het RNA van elke CVS-patient met een ‘pool’ van controle-RNA verkregen van alle controle-individuen van het zelfde geslacht. Dit controle-RNA werd aangewend om de effekten van inter-indiviu heterogeniteit onder de controles te minimaliseren en een meer homogene ‘baseline’ te creëeren, om zo een grotere betrouwbaarheid te verkrijgen dat up- of downregulering van transcripten geïdentificeerd bij individuele CVS-patiënten gelinkt zijn met spier-symptomen van het syndroom.

Genen die differentieel tot expressie komen bij vrouwelijke én mannelijke CVS-patiënten

De ‘Significantie Analyse van Micro-Array’ (SAM) identificeerde 218 genen die differentieel tot expressie kwamen (96 ge-upreguleerde en 122 ge-downreguleerde) bij de twee vrouwelijke patiënten, en 453 genen (19 ge-upreguleerde en 434 ge-downreguleerde) bij de twee mannelijke patiënten.

[…]

Terwijl de expressie van 218 genen was gewijzigd bij de vrouwelijke patiënten en de expressie van 453 genen bij de mannelijke patiënten, was de expressie van slechts 47 genen significant veranderd in de bioptie-stalen van alle patiënten: twee genen waren die ge-upreguleerd en 38 waren ge-downreguleerd in biopten van van én mannelijke én vrouwelijke patiënten; zeven genen waren ge-upreguleerd bij vrouwelijke maar ge-downreguleerd bij mannelijke patiënten. Deze genen met differentiële expressie werden gebruikt als basis van onze poging om wijzigingen in sigalisering-mechanismen in spieren te identificeren bij dit syndroom.

Specifieke metabole veranderingen

De genen met differentiële expressie wijzen naar de mogelijke betrokkenheid van meerdere sigalisering-mechanismen en cellulaire processen in skelet-spieren bij de ontwikkeling van CVS. Ze omvatten (a) controle van de oxidatieve toestand, (b) DNA-herstel, (c) energie-balans, (d, e) trofische/inflammatoire processen, (f, g) groei-/apoptose-mechanismen, (h) neuromusculaire transmissie en (i) vezel-fenotype.

[We beperken ons hier tot een opsomming van de genen zonder al te veel wetenschappelijke uitleg; anders zouden we een ganse cursus biochemie en molekulaire biologie moeten meegeven. Geïnteresseerden kunnen altijd contact nemen voor meer informatie. Meer duiding ook in de bespreking…]

a) Oxidatieve stress. Ten minste drie mitochondriale genen die coderen voor proteïnen die direct of indirect gecorreleerd zijn met een onevenwicht in de oxidatieve status in de spier, waren ge-downreguleerd bij zowel vrouwelijke als mannelijke patiënten: (i) superoxide-dismutase 2 (SOD2), dat betrokken is bij het metabolisme van superoxide-anionen en een ‘opruimer’ van ROS gegenereerd in de mitochondrieën; (ii) ferrodoxine 1 (FDX1), dat een ijzer-zwavel proteïne is, in staat om elektronen te transfereren van NADH naar cytochroom-p450 en ook betrokken bij ROS-generatie; en (iii) NADPH-dehydrogenase-quinone 1 (NQO1), dat codeert voor een enzyme in het cytosol [intra-cellulaire vloeistof] dat in staat is te beschermen tegen toxische agentia.

Ook ge-downreguleerd was het gen coderend voor […] (IHPK3), belangrijk in de context van verhoogde oxidatieve schade. […]

b) DNA-herstel en gen-expressie. Eén van de twee genen die ge-upreguleerd waren bij CVS-patiënten was het gen coderend voor […] (POLB), een enzyme dat DNA dubbele helixen herstelt […]. Belangrijk was ook dat we vonden dat het gen […] (CITED2), een proteïne dat het start-complex vormt voor […] acetylering, ge-downreguleerd was. Verminderde acetylering […] aktiviteit van POLB verhoogt. Van het gen […] (SFPQ), dat ook ge-downreguleerd was, werd aangetoond dat het interageert met RNA-polymerase II om de transcriptie te reguleren. Naast een mogelijke rol bij oxidatieve stress, zou downregulering van IHPK3 kunnen resulteren in […], wat het DNA-herstel vermogen wijzigt of mRNA-export verstoort. Ook ge-downreguleerd was het gen coderend voor […] (SRRM2), een component voor een proteïne van de cel-kern matrix dat funktioneert als een co-acktivator voor pre-mRNA ‘splicing’ [verandering van genetische informatie na transcriptie van DNA naar mRNA: tijdens het RNA-processing worden ‘introns’ (overbodige, niet-coderende stukken) uit het pre-mRNA geknipt en de exons van het pre-mRNA aan elkaar geplakt].

Downregulering van het gen coderend voor […] (NM23A/NME1) zou een poging tot compensatie-respons kunnen zijn, bedoeld om DNA-schade te verlichten.

Het is moeilijker de funktionele betekenis te interpreteren van genen die bleken ge-upreguleerd te zijn bij vrouwen maar ge-downreguleerd bij mannen. Deze genen omvatten […] (DYRK2), dat p53 [tumor-proteïne 53, een transcriptie-factor, reguleert de cel-cyclus en funktioneert als een tumor-suppressor] reguleert om apoptose [geprogrammeerde cel-dood] te induceren in respons op DNA-schade; […] (TBL1XR1), die betrokken is gebleken bij histoon-binding [eiwitten die aan DNA binden; zie ‘Samenspel tussen de Glucocorticoid Receptor en Nuclear Factor-κB’]; en […] (PDE4B), dat waarschijnlijk geen rol speelt in CVS-spieren.

c) Energie-balans. Eén kenmerk van het CVS-spier gen-profiel was de onderdrukte transcriptie van meerdere genen betrokken bij het energie-meatbolisme van skeletale spiervezels. We vonden dat twee […enzymen, […] (PFKFB3) en […] (PFKFB1) ge-downreguleerd waren; wat suggereert dat glycolyse [afbraak van glucose, waarbij energie vrijkomt, tot pyrodruivenzuur, dat verder kan verbrand worden of anäeroob omgezet tot lactaat] en/of gluconeogenese [vorming van glucose uit niet-koolhydraat bronnen zoals bv. aminozuren, maar vooral uit pyrodruivenzuur] verstoord waren. […] Ook ge-downreguleerd was het gen coderend voor […] (PDK4), dat pyruvaat-dehydrogenase fosforyleert, een enzyme dat belangrijk is voor de oxidatieve [omzetting] van pyruvaat dat uiteindelijk wordt gebruikt voor oxidatieve fosforylatie [ox-fos; mitochondriaal proces waarbij energie-rijke elektronen hun energie afgeven in een serie redox-reakties; zie ook: ‘M.E.(cvs) als Mitochondriale Ziekte’]. Bovendien was […] (GOT1) ge-downreguleerd, wat suggestief is voor een toename van de gluconeogenese zonder verbruik van aminozuren., consistent met een poging van de CVS-spieren om glucose te besparen. Genen betrokken bij de fosforylatie van nucleoside-difosfaten waren ook ge-downreguleerd: inclusief […] (AMPD3), een belangrijk enzyme in purine-afbraak [purine is één van de stikstof-basen waaruit nucleïnezuren zijn opgebouwd] in spieren. Het […] (ABCA5) bleek ook ge-downreguleerd, wat suggereert dat de efflux [verwijdering van opgestapeld cholesterol uit de vaatwanden] van cholesterol uit de vezel geïnhibeerd is.

Slechts één met een mogelijk belang voor het energie-evenwicht bleek ge-upreguleerd bij vrouwen én mannen: […] (VLDLR). Dit gen codeert voor de receptor die verantwoordelijk is voor de opname van VLDL [‘very low density’ lipoproteïnen; deeltjes die vetten en cholesterol uit de lever via het bloed naar weefsels transporteren] in de spiervezel en betrokken is bij het primair mechanisme voor vetzuur-transport in skelet-spieren.

d) Atrofische processen. Een ge-downreguleerd tanscript betrokken bij de atrofische processen was […] (FOXO3A). Proteïnen van deze familie zijn transcriptie-factoren die de expressie reguleren van meerdere genen [FOXO transcriptie-factoren controleren fundamentele cellulaire processen zoals metabolisme, cel-differentiatie, cel-cyclus, DNA-herstel en andere reakties op cellulaire stress] die ge-downreguleerd bleken bij onze screening (inclusief PDK4, SOD2 en GADD45, die van belang zijn bij cellulaire responsen zoals glucose-metabolisme, regulering van de cel-cyclus en apoptose). Het is het vermelden waard dat een ander gen dat betrokken is bij het FOXO-mechanisme, […] (H1FX), coderend voor een nucleosoom-proteïne dat DNA linkt met het nucleosoom [complex van DNA en histoon-eiwitten dat de gen-expressie regelt], ge-downreguleerd was.

Belangrijk in de context van atrofische processen: het ubiquitine-afhankelijk katabolisme [merken van proteïnen, door koppeling met ubiquitine, waardoor ze kunnen worden afgebroken] was waarschijnlijk ook onderdrukt; wat blijkt uit de downregulering van ubiquinatie-factor E4A (UBE4A), coderend voor de bijkomende conjugatie-factor E4. Deze factor, die sterk tot expressie komt in skelet-spieren, vervangt het E3-enzyme en is in staat ubiquitine te transfereren naar zijn doel. De onderdrukking van ubiquitine-afhankelijke processen in CVS-spieren wordt verder bevestigd door de downregulering bij vrouwelijke patiënten van […] (PSMD3), coderend voor een non-ATPase subunit [betrokken bij de afbraak van ge-ubiquitineerde proteïnen] van het proteasoom [proteasoom = cytoplasmatische of nucleaire eiwit-complexen die afwijkende - overbodige of beschadigde - proteïnen afbreken via proteasen]. Bij mannelijke patiënten werd de downregulering van […] (PSMB2), coderend voor een beta subunit van het 20S proteasoom [onderdeel van het proteasoom dat ge-ubiquitineerde molekulen afbreekt], vastgesteld.

e) Inflammatoir proces. De volgende genen waren ge-downregeuleerd bij alle patiënten, wat een vermindering van de inflammatoire respons in CVS-spieren suggereert: (i) […] (SLPI), een gen coderend voor een serine-protease [proteasen die peptide-verbindingen, waarin één van de aminozuren serine is, doorknippen] met meerdere funkties bij aangeboren gastheer-verdediging, inflammatie en infektie; (ii) GRO2 oncogen [gen dat ervoor zorgt dat een cel zich als een kanker-cel gaat gedragen], […], een krachtig chemotactisch agens voor polymorfonucleaire leukocyten [stof die meerkernige witte bloedecellen aantrekt]; (iii) […] (GBP2), coderend voor een proteïne dat de proliferatie en de angiogene respons [angiogenese = vorming van nieuwe bloedvaten] van endotheliale cellen [bedekkende cellen van bloed-/lymfe-vaten en lichaamsholten] op inflammatie tegenwerkt, en ook weerstand biedt tegen de proliferatie van vesiculair stomatitis virus en encefalomyocarditis vrius; (iv) […] (TSC22D3/GILZ), een gen coderend voor de mediator van glucocorticoïd-geïnduceerde immunosuppressie, dat interfereert met AP-1 [zie ‘Samenspel tussen de Glucocorticoid Receptor en Nuclear Factor-κB’] […] om de binding van aktief AP-1 met zijn doelwit-DNA te inhiberen.

f, g) Groei/apoptose en cytoskeletale regulering. Meerdere ge-downreguleerde genen gemeenschappelijk bij mannelijke en vrouwelijke CVS-patiënten zijn betrokken bij cellulaire groei en apoptose-mechanismen, suggestief voor een relatieve uitdoving van deze inter-connecterende mechanismen. We vonden dat […] (FOS) en […] (MYC) ge-downreguleerd waren. FOS en MYC zijn transcriptie-factoren betrokken bij de proliferatie en cel-cyclus regulering […] maar ze induceren ook apoptose in gevoelige cellen. FOS downregulering is consistent met de downregulering van het met FOS interagerend proteïne TCS22/GILZ, waarmee het een gemeenschappelijke signaal-transductie mechanisme deelt. Ook ge-downreguleerd waren […] (AATF), een transcriptie-factor die EF2-transcriptie [EF = elongatie-factor; proteïne dat het verlengen van peptide-ketens bij proteïne-synthese vergemakkelijkt] stimuleert en cel-cyclus progressie bevordert, en […] (CEBPD), die werd gelinkt aan cel-groei en apoptose in spiercellen.

Vele genen betrokken bij controle van focale adhesie [cel-matrix adhesies of FAs; specifieke types grote macro-molekulaire samenstellingen waarmee mechanische kracht en regulerende signalen worden doorgegeven] en cytoskeletale en/of regulering van de extracellulaire matrix bleken ook ge-downreguleerd bij CVS-patiënten. Onder andere: (i) […] (PRELP), coderend voor een eiwit dat type-I collageen linkt met heparaan-sulfaat basale membranen [heparaan-sulfaat speelt een rol bij angiogenese, coagulatie en tumor-metastase]; (ii) collageen type-V alfa 3 (COL5A3); (iii) […] (LIMK1), coderend voor en proteïne dat eiwitten betrokken bij de organisatie van het actine-cytoskeleton linkt; en (iv) […] (SAT1), coderend voor een eiwit betrokken bij de regulering van apoptose, cellulaire proliferatie en cel-cyclus progressie.

Ook meldenswaardig is de downregulering van twee bijkomende proteïnen: (i) […] (PTK2/FAF), coderend voor een cytoplasmatisch proteïne gelokaliseerd op focale adhesies tussen groeiende cellen, dat belangrijk is voor transductie van externe signalen; en (ii) prion-proteïne (PRNP), ook bekend van bv. Creutzfel-Jakob ziekte […], coderend voor een glycoproteïne gehecht aan het cel-membraan […]; kenmerken die consistent zouden kunnen zijn met rollen qua cel-adhesie en trans-mebraan signalisering. Een ander gewijzigd gen in CVS-spieren, een anti-angiogene factor met een rol in de focale adhesie, is thrombospondine (FLJ14440, THBS1, THBS2), dat ge-upreguleerd blijkt bij vrouwelijke maar ge-downreguleerd bij mannelijke patiënten.

h) Neuromusculaire transmissie. Het gen CHRNA1, coderend voor een component van de acetylcholine binding-plaats van de nicotine-receptor […] bleek ge-downreguleerd. De afwezigheid van dit gen-produkt zou een verstoord vermogen om te antwoorden op motor-neuron ‘vuren’, belangrijk voor trage-vezel-type specificatie, kunnen impliceren.

h) Spiervezel-fenotype. De transcriptie-factor […] (MYF6/MRF4/herculine) bleek ge-downreguleerd bij CVS-patiënten. Bij muizen accumuleert MRF4 in trage vezels en er is bewijs dat dit gen de verschuiving naar het trage vezel-type reguleert. Dit suggereert dat her-modelering van spieren gericht is naar het snelle fenotype bij CVS-patiënten, een interpretatie die overeenstemt met de resultaten van vezel-typering op eiwit-niveau [zie ‘Struktuur en funktie van skelet-spieren gewijzigd bij CVS’].

Downregulering van de volgende genen geïdentificeerd in de huidige transcriptoom-analyse ondersteunt ook deze visie: (i) calmoduline 1 (CALM1/fosforylase-kinase delta), coderend voor een belangrijk calmoduline-afhankelijk kinase dat betrokken is bij het decoderen van intracellulaire calcium-oscillaties tijdens myogenese en de differentiatie van het trage-vezel fenotype [calmoduline, CaM, ‘CALcium MODULated proteIN’, een calcium-bindend proteïne dat verschillende doelwit-proteïnen kan binden en reguleren, en zo verscheidene cellulaire funkties beïnvloeden]; en (ii) […] (Egralfa3), coderend voor een transcriptie-factor die sterk tot expressie komt bij ontwikkelende spier-spoelen [sensorische receptoren in de ‘buik’ van een spier die veranderingen detekteert in de lengte van deze spier]. Aangezien spier-spoelen meer aanwezig zijn in de delen van de spier waar type-I vezels geconcentreerd zijn, zou downregulering van dit gen consistent kunnen zijn met een spier-modelering in de richting van het snelle-vezel type. Andere observaties consistent met de visie dat gen-expressie veranderingen bij CVS een verschuiving van het vezel-type van traag naar snel weerspiegelen omvatten: (i) upregulering (beperkt tot vrouwelijke patiënten) van myosine lichte-keten kinase 2 (MYLK2), coderend voor een calmoduline-afhankelijk kinase dat sterk tot expressie komt bij regenererende en volwassen snelle vezels; en (ii) verandering (downregulering bij mannen, upregulering bij vrouwen) […] (CASQ2), coderend voor een proteïne dat kenmerkend is voor trage spiervezels, en belangrijk voor de opslag van calcium in het sarcoplasmatisch reticulum en regulering van de ryanodine-receptor [zie ‘Molekulair mechanisme voor verminderde inspanningscapaciteit’].

Bespreking

In deze studie vergeleken we de gen-expressie profielen van de vastus lateralis skelet-spier bij CVS-patiënten en gezonde controles. In deze context was het doel van onze analyse te bepalen of er consistente gen-expressie wijzigingen zijn bij CVS-patiënten die mogelijks de betrokkenheid kunnen tonen van skelet-spieren bij de manifestaties van deze ziekte en aanwijzingen zouden kunnen geven over welke cellulaire processen betrokken zijn. Eerdere studies door onze groep hebben specifieke oxidatieve veranderingen in DNA en lipiden in spier-stalen van CVS-patiënten aangetoond. Het is het vermelden waard dat Mn-SOD [superoxide-dismutase] deficiëntie geassocieerd is met ernstige lipiden-peroxidatie en andere ge-downreguleerde genen, zoals FDX1, NQO1 en IHPK3, kunnen mogelijks bijdragen tot de verstoring van anti-oxidante mechanismen. Daarenboven argumenteerden we dat oxidatieve schade zou kunnen voortkomen uit mitochondriale dysfunktie, gezien de gedocumenteerde strukturele veranderingen van mitochondriale cristae van de spier-mitochondrieën bij CVS, zoals eerder geobserveerd. [zie ‘Afwijkende Pijndrempels en Morfologie in de Spieren bij CVS’] Eén van de twee genen die ge-upreguleerd waren in spieren van mannelijke én vrouwelijke CVS-patiënten is het gespecialiseerd DNA-polymerase POLB (zeer belangrijk omwille van zijn ‘base excision’ [cellulair mechanisme dat beschadigd DNA herstelt door het verwijderen van kleine base-paar gebreken] herstel-aktiviteit), dat mogelijks betrokken is bij de respons op verhoogde oxidatieve schade. POLB-aktiviteit kan post-transcriptioneel verhoogd zijn door een vermindering van POLB-acetylering, die een verwacht gevolg zou zijn van CITED2 downregulering. We zouden ook kunnen speculeren dat het cyclisch voorkomen en de variabiliteit van spier-symptomen bij dit syndroom een weerspiegeling zou kunnen zijn van het weefsel-specifiek vermogen van POLB om ROS-geïnduceerde schade te herstellen. In een eerdere studie werd verhoogde anti-oxidante aktiviteit in CVS-spieren aangetoond, te wijten aan verhoogde aktiviteit van peroxidase, transferase en katalase. Deze uitkomst lijkt een poging van de CVS-spieren te vertegenwoordigen om zichzelf te beschermen tegen oxidatieve stress, gebruikmakend van anti-oxidante enzymen die tegen ROS werken in het cytoplasma, en POLB dat in de cel-kern DNA-mutaties helpt herstelllen. Deze positieve feedback is in overeenstemming met de hypothese van verhoogd peroxinitriet (Lane er al. 1998) die reeds werd voorgesteld. In feite zou stikstof-oxide kunnen reageren met ROS en het krachtige oxidant peroxinitriet genereren dat op zijn beurt het niveau van Mn-SOD zou kunnen doen dalen.

De downregulering van fosfofructokinase-transcripten bij al onze geteste patiënten suggereert de hypothese dat CVS, in bepaald opzichten, vergelijkbaar zou kunnen zijn met type-VII glycogenose of Tarui-ziekte, een zeldzame erfelijke ziekte veroorzaakt door fosfofructokinase-deficiëntie in spieren. Een tekort aan dit enzyme resulteert in glycogeen [polymeer van glucose, als energie-reserve opgesalgen in de lever en spieren] opstapeling in weefsels, wat symptomen veroorzaakt die inspanning-intolerantie of voortijdige vermoeidheid, zwakte en stijfheid bij inspanning, en pijnlijke spier-krampen omvatten. In veel gevallen heeft dit defekt systemische consequenties maar in andere gevallen beperken compenserende mechanismen de effekten tot bepaalde weefsels. In enkele patiënten met Tarui-ziekte werd de AMP-deaminase aktiviteit van erythrocyten verhoogd door calmoduline-afhankelijke intracellulaire calcium-verhoging. Bij CVS-spieren vonden we dat AMP-deaminase én calmoduline-fosforylase-kinase ge-downreguleerd waren. Dit is direct bewijs dat CVS en Tarui-ziekte verschillend zijn, gezien beide pathologieën klinisch significante spier-zwakte veroorzaken maar enkel bij CVS zijn de patiënten niet in staat hun verzwakte toestand te verhelpen met rust. De geobserveerde downregulering bij mannelijke én vrouwelijk patiënten van het gen coderend voor AMP-deaminase verdient bijkomende commentaar. AMP-deaminase is een enzyme dat van uiterst belang is bij het behouden van de beschikbaarheid van ATP bij inspanning. Eerdere studies hebben bewijs geleverd van gebrekkige adenylaat-aktiviteit in spieren van CVS-patiënten na matige inspanning [Fulle S, Mecocci P, Fanò G et al.. Specific oxidative alterations in vastus lateralis muscle of patients with the diagnosis of Chronic Fatigue Syndrome. Free Radical Biol. Med. 29 (2000): 1252-1259]. Deze verandering zou kunnen gelinkt zijn met de hoge vermoeibaarheid van CVS-patiënten tijdens uitputtende arbeid. De verstoorde afbraak van purine-nucleotiden in de spier werd geobserveerd bij andere ziekten zoals glycolytisch defekt ziekte en ook bij mitochondriale ziekten waarbij de lipiden- en koolhydraten-oxidatie zijn aangetast.

Het intense gebruik van anaërobe glycolyse voor de nood aan ATP tijdens matige inspanning en het verhoogd aantal glycolytische vezels impiceert lactaat-accumulatie. We kunnen suggereren dat in CVS-spieren er een samenloop is van metabool falen die een verstoring van aërobe energie-produktie, onderdrukking van de purine-afbraak en verhoogd lipiden-verbruik omvat.

Alle spier-stalen van CVS-patiënten vertoonden downregulering van FOXO3A, coderend voor […] één van de vooraanstaande regulators van ubiquitine-ligasen. Als we de mogelijke rol van fosforylatie bij FOXO-inaktivatie ter zijde laten, wat we niet bestudeerden, vonden we dat meerdere aan ubiquitine-proteïne-ligase verwante genen, die molekulaire doelwitten zijn voor FOXO-aktiviteit, waren ge-downreguleerd. Te samen genomen, wijzen deze gegevens naar een onderdrukking van atrofie-signalen in CVS-spieren.

Immuun-dysfunktie werd bij sommige CVS-patiënten gedocumenteerd […]. In onze analyse vonden we geen aanwijzing voor veranderde immuniteit noch enige indicatie voor inflammatoire respons. In tegenstelling daarmee vonden we dat enkele inflammatoire respons genen ge-downreguleerd waren.

Eén van de meest opvallende wijzigingen bij de huidige transcriptoom-analyse bij CVS-patiënten, is de uitgesproken downregulering van CHRNA1, coderend voor […] een component van de acetylcholine-bindingsplaats. De vermoeidheid ervaren door CVS-patiënten zou een centrale óf perifere oorzaak kunnen hebben. Het eerste hangt af van de ‘vuur-frequentie’ en het tweede van neuromusculaire transmissie en/of excitatie/contractie-koppeling. Eerdere rapporten suggereren dat de symptomen van vermoeidheid bij CVS kunnen worden afgeleid van een falen qua ‘vuur-frequentie’ van motor-neuronen en niet van een perifeer defekt in de spier-contractie. Onze resultaten leveren sterk bewijs voor deze opinie, suggererend dat daling van de transcripten leidend tot insufficiëntie wat betreft deze belangrijke cholinergische receptor component zou kunnen bijdragen tot verstoorde neuromusculaire transmissie.

[Dit zou ietwat contradictorisch kunnen lijken… Vroegere studies wijzen NIET op een perifeer defekt en de resultaten hier ondersteunen dit. TOCH wijst de bevinding van gestoorde neuromusculaire transmissie WEL op perifere betrokkenheid… Dr Pietrangelo verklaart (persoonlijke communicatie): “We hebben geen bewijs voor de etiopathogenese van CVS, dus weten we niet of de oorzaak centraal of perifeer is, maar toonden dat skelet-spieren bij CVS-patiënten (vezels en geaktiveerde genen) veranderd zijn. Dit wijst er op dat ook de periferie betrokken is door bv. gestoorde neurotransmissie, mitochondriale defekten, oxidatie enz. Meldenswaardig is dat bewijs is gevonden dat de toestand van de spieren het lot van motor-neuronen beïnvloedt (Musaro A et al., Cell Metabolism (2008) 8, 425-436, ‘Skeletal Muscle Is a Primary Target of SOD^1G93A-Mediated Toxicity’) dus denken we dat de interaktie spier-zenuw, en vice versa, heel belangrijk is.”. Voor een overzicht van hun ideëen aangaande CVS en spieren, zie: ‘Specific correlations between muscle oxidative stress and Chronic Fatigue Syndrome: a working hypothesis’.]

Een aantal hier gemelde wijzigingen qua gen-expressie wijzen consistent naar een verschuiving van trage- naar snelle-vezel fenotype zolas reeds aangetoond. Down-regulering van MRF4 en calmoduline-kinase suggereren dat regulerende mechanismen die het trage-vezel fenotype ondersteunen onderdrukt zijn. De downregulering van een gen zoals CASQ2, typisch voor het trage-vezel fenotype, en upregulering van MYLK2, hoewel beperkt tot een subgroep patiënten, is volledig consistent met deze interpretatie.

Ondanks de aanwezigheid van individuele en geslacht-specifieke variaties, zijn er significante en consistente wijzigingen in de transcriptie-profielen van spieren bij vrouwelijke en mannelijke CVS-patiënten; in het bijzonder zijn energie-produktie, management van oxidatieve schade, neuromusculaire transmissie en bepaling van het vezel-fenotype de belangrijkste biologische processen die betrokken zijn. Het is het melden waard dat vele processen gesuggereerd bij transcriptie-profiel analyse onafhankelijk ondersteuning vinden in eerdere rapporten, zoals in het geval van veranderde oxidatieve status en vezel-fenotype wijziging. Deze studie ondersteunt sterk de visie dat spiervezels direct betrokken zijn bij de funktionele en strukturele veranderingen die aan de basis liggen van de pathogene mechanismen van de ziekte en we kunnen besluiten dat spieren op molekulair en cellulair niveau betrokken zijn bij CVS-patiënten.

De twee studies (over veranderingen in vezel-fenotype en dit hier) plus het feit dat dit waarschijnlijk niet het resultaat is van deconditionering is opwindend. We vroegen hoe deze veranderingen ev. zouden kunnen worden omgekeerd Oefen-programmas lijken geen mogelijkheid, gezien vele patiënten een flinke terugval kennen na inspanning. Is er een andere (farmacotherapeutische) optie? Dr Pietrangelo: “ De enige suggestie die we hebben is uithouding-oefeningen. Dit zou het vezel-fenotype kunen doen verschuiven naar het trage type. Dit is echter slechts een opinie, we weten niet of dit effektief zou kunnen werken, en of het mogelijk is dit te doen bij deze patiënten en welk soort protocol zou moeten worden voorgesteld.”.

Struktuur en funktie van skelet-spieren gewijzigd bij CVS

De research-groep van Stefania Fulle hebben weer enkele toonaangevende artikels gepubliceerd. Een studie betreffende de morfologie en gen-expressie van skeletspier-fragmenten van CVS-patiënten leverde twee complementaire publicaties op.

Dit eerste deel toonde bij CVS-ers, in vergelijking met gezonde mensen, relatief meer zgn. ‘snelle’ vezels en minder ‘trage’ vezels. De ‘trage’ vezels zijn efficiënter in het gebruik van ATP, zijn beter gevasculariseerd en bevatten meer mitochondriën; kortom ze zijn resistenter tegen vermoeidheid en beter geschikt voor langdurige aërobe arbeid. Bij ‘snelle’ vezels duurt het aanvullen van ATP langer; er zijn minder mitochondrieën, minder myoglobine en minder bloedvaten. De ‘snelle’ vezels raken makkelijk vermoeid en produceren/accumuleren meer melkzuur, wat resulteert in pijn/krampen en kan mogelijks ook TRPV1- en ASIC3-kanalen aktiveren.

Er zijn dus morfologische veranderingen waar te nemen. En volgens de auteurs zouden die NIET te wijten zijn aan het minder gebruiken van de spieren (deconditionering).

Voor meer achtergrond zie ook: ‘Vertraagd herstel na Inspanning bij CVS’ en ‘Afwijkende Pijndrempels en Morfologie in de Spieren bij CVS’.

Het tweede deel van de studie volgt…

Met dank aan dr Tiziana Pietrangelo voor de reprint.

International Journal of Immunopathology and Pharmacology, 22(2):427-436. (2009)

Functional characterization of muscle fibres from patients with chronic fatigue syndrome: case-control study

Pietrangelo T, Toniolo L, Paoli A, Fulle S, Puglielli C, Fanò G, Reggiani C

Dept. Basic and Applied Medical Sciences (BAMS), Centre for Excellence on Ageing (CeSI), University – G. d’Annunzio- Chieti-Pescara, Chieti, Italy

Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS) is een invaliderende aandoening gekarakteriseerd door onverklaarde chronische vermoeidheid die de normale aktiviteiten schaadt. Niettegenstaande de aanwezigheid van immunologische en psychologische aspekten, zijn symptomen gerelateerd met skelet-spieren, zoals pijnlijke spieren, vermoeibaarheid en gestegen lactaat-accumulatie, prominent bij CVS-patiënten. In deze geval-controle studie werd het fenotype van dezelfde bioptie-stalen geanalyseerd door het bepalen van i) vezel-type proportie – d.m.v. myosine-isoformen als vezel-type molekulaire merker en gel-elektroforese [scheidingstechniek voor eiwitten of nucleïnezuren] als een instrument om myosine-isoformen te scheiden en te kwantificeren, en ii) contractie-eigenschappen van manueel gedissecteerde, chemisch permeabel gemaakte en calcium-geaktiveerde enkelvoudige spiervezels. De resultaten toonden dat de vezel-type proportie significant gewijzigd was bij CVS-stalen: een verschuiving van het trage- naar het snelle-samentrekking fenotype. Dwars-doorsnede, kracht, maximum verkorting-snelheid [Spiervezels genereren spanning door de wisselwerking van de proteïnen actine en myosine; daardoor kunnen ze verlengen, verkorten of hetzelfde blijven. Hoewel de term ‘contractie’ verkorting impliceert als we over het spier-stelsel spreken, betekent het spiervezels die spanning genereren m.b.v. of motor-neuronen. Naargelang de verkorting-snelheid stijgt, daalt de kracht die kan worden geleverd.] en calcium-gevoeligheid waren niet significant veranderd in enkelvoudige spiervezels van CVS-stalen. De samentrekking-eigenschappen van spiervezels bleven dus bewaard maar hun verhouding was gewijzigd, met een toename van het meer voor vermoeidheid vatbare, energie-verbruikende snelle vezel-type. Alles te samen ondersteunen deze resultaten de visie dat spier-weefsel direct betrokken is bij de pathogenese van CVS en dat het zou kunnen bijdragen tot de vroege aanvang van vermoeidheid die typisch is voor de skelet-spieren bij CVS-patiënten.

[…]

Bij CVS-patiënten zijn de meest in het oog springende symptomen de invaliderende vermoeidheid, spier-pijn en spier-zwakte, wijzend op neuromusculaire dysfunktie. Eerdere studies toonden dat sommige CVS-patiënten bij toenemende inspanning een gedaalde anaërobe drempel vertoonden. Deficiëntie in serum-acetylcarnitine bij CVS-patiënten kan leiden tot een daling in oxidatief metabolisme en hoger plasma-lactaat. Dergelijke metabole defekten kunnen bijdragen tot de verminderde fysieke uithouding van CVS-patiënten. Bij dynamische inspanning raken CVS-patiënten sneller uitgeput dan controle-individuen niettegenstaande ze over normale spier-kracht beschikken en normale of lichtjes verminderde spier-uithouding hebben. […]

Skelet-spieren van zoogdieren zijn heterogeen, opgebouwd uit vezels met een verschillende molekulaire architektuur en specifieke funktionele eigenschappen, zoals samentrekking-snelheid, maxiumum verkorting-snelheid en weerstand tegen vermoeidheid. De fysiologische eigenschappen van spieren, o.m. weerstand tegen vermoeidheid, worden bepaald door de proporties van fenotypisch afzonderlijke vezel-types. Van de proteïnen die differentieel tot expressie komen bij afzonderlijke vezel-types, worden myosine zware ketens [‘myosin heavy chains’, MyHC] dikwijls als molekulaire merkers gebruikt, omdat ze i) het meest overvloedige proteïne uitmaken (ca. 50% van de totale proteïne-inhoud); ii) meerdere funktionele eigenschappen – zoals maxiumum verkorting-snelheid en ATPase-aktiviteit – bepalen; en iii) verantwoordelijk zijn voor de differentiële histochemische ATPase kleuring […], en procedure die reeds vele jaren wordt gebruikt om vezel-types te klassificeren. In volwassen menselijke skelet-spieren komen drie MyHC-types tot expressie: twee snelle isoformen (2A en 2X) en één trage isoform (type 1 of β-cardiale isoform). Zo komen drie vezel-types voor in humane skelet-spieren: trage vezels waar type 1 MyHC tot expressie komt en worden gekenmerkt door een oxidatief metabolisme, snelle 2X-vezels waar type 2X MyHC tot expressie komt en worden gekenmerkt door een glycolyse-metabolisme en snelle 2A-vezels waar type 2A MyHC tot expressie komt en worden gekenmerkt door intermediaire metabole eigenschappen. Welk gen tot expressie komt in een bepaalde spier-vezel hangt af van intrinsieke programmas verbonden met de myoblast-lijn [voorlopers van spiercellen] waaruit de vezel ontwikkelt, en van extrinsieke invloeden zoals neurale, hormonale en mechanische factoren (inclusief spier-aktiviteit).

Een eerdere studie betreffende de samentrekking-eigenschappen van spieren bij CVS-patiënten toonde geen consistente correlaties tussen symptomen en veranderingen qua vezel-type proportie, vezel-grootte, degeneratieve of regeneratieve kenmerken. Die studie vond dat de samentrekking-eigenschappen van quadriceps […] niet significant waren veranderd vergeleken met controles (Edwards et al. 1993). Een later rapport over een grotere CVS-groep, waar bioptie-stalen de quadriceps werden geëvalueerd […] besloot dat CVS-patiënten met een abnormale lactaat-respons bij inspanning een significant lager aantal mitochondria-rijke type 1 spiervezels hadden (Lane et al. 1998). In de huidige studie analyseerden we kracht, doorsnede-oppervlakte, maxiumum verkorting-snelheid en calcium-gevoeligheid van enkelvoudige CVS-vezels om meer te weten te komen over de samentrekking-eigenschappen van CVS-spiervezels en hun verhouding.

Materialen en methoden

Individuen

CVS-patiënten […] diagnose volgens de CDC-criteria.

[…] vijf vrouwen (gemiddelde leeftijd 44,8±3,4 jaar) en vijf mannen (gemiddelde leeftijd 37,0±3,2 jaar).

Criteria voor opanme [in de studie] waren voor alle individuen: (a) leeftijd 25-55 jaar; (b) geen huidige pathologie buiten CVS […]; (c) niet zwanger; (d) type I voedsel-inname (richtlijnen ‘American Heart Assosciation’) [beperkt totaal vet: niet meer dan 30% en verzadig vet niet meer dan 10% van de totale calorie-inname, cholesterol minder dan 300 mg/dag]; (e) geen medicatie ten minste één maand voor het onderzoek; en (f) geïnformeerde, geschreven toestemming voor deelname.

Controles […] belangrijk criterium was de afwezigheid van enige diffuse musculoskeletale/vermoeidheid van langer dan 10 dagen in het heden of het verleden. […]

Experimenteel plan

[…] twee verschillende groepen experimenten: (i) transcriptie-profiel analyse van totaal spier-fragment, (ii) meting van spanning-ontwikkeling en vezel-type karakterisatie. […]

Elektroforese en Western blot analyse

[Elektroforese is een manier om eiwitten te scheiden volgens elektrische lading/grootte op een drager (polymeer/gel) in een elektrisch veld.]

[...] Scheiding van MyHC-isoformen […] volgens migratie [van snelle naar trage migratie in, van onder naar boven op een gel; de β traag-samentrekkende isoform verplaatst zich dus het snelst in een elektrisch veld]: MyHC-1, MyHC-2A en MyHC-2X. […]

Mechanische experimenten op enkelvoudige vezels

[Meten van isometrische spanning bij verschillende calcium-concentraties.]

Statistische analyse

[…]

Resultaten

De proportie van vezel-types in bioptie-stalen werd bepaald via het analyseren van MyHC-isoformen. […] Elektroforetische analyse werd uitgevoerd bij totaal spier-weefsel en enkelvoudige geïsoleerde spiervezels. […]

De resultaten tonen dat er aanzienlijke variabiliteit was qua isoformen tussen individuele patiënten. […] De snelle MyHC-2A vezels bij CVS-patiënten en controles was ongeveer gelijk. De proportie trage MyHC-1 vezels was echter significant lager en die van de snelle MyHC-2X vezels significant hoger bij CVS-patiënten vergeleken met controles.

Interessant is dat de proportie vezel-types niet varieerde naar gelang geslacht. Bij mannen lagen de gemiddelden op 33,9% MyHC-1, 37,2% MyHC-2A en 28,9% MyHC-2X; bij vrouwen waren de gemiddelden 32,1% MyHC-1, 40,4% MyHC-2A en 27,5% MyHC-2X. De verschuiving qua myosine-isoform expressie is een duidelijke aanwijzing voor veranderde vezel-type proportie […]. We vonden ook geen significante verschillen qua doorsnede-oppervlakte.

In de mechanische experimenten evalueerden we de samentrekking-capaciteiten van elke vezel. We maten de maximum verkorting-snelheid (V₀) tijdens maximale aktivatie van onbelaste vezels. Omdat de samentrekking-parameters, en in het bijzonder V₀, sterk afhankelijk zijn van het vezel-type, werden de vezels gegroepeerd op basis van hun MyHC-isoform inhoud. Het vezel-type waar MyHC-1 en MyHC-2A tot expressie komen zijn homogeen [qua V₀] voor patiënten en controles; terwijl de hybride MyHC-1-2A en de MyHC-2X vezels van CVS-spieren ietwat verschillen. Ook de hybride MyHC-2A-2X lijken te verschillen maar dit bleek statistisch niet significant.

De maximale isometrische spanning (P₀) werd bij de vrij-gedissekteerde vezels gemeten bij maximale calcium-concentratie. […] De CVS-en controle-vezels bleken vrij homogeen. Er waren geen statistisch-significante verschillen, wat suggereert dat de samentrekking-eigenschappen van de spier-vezels niet was veranderd bij CVS-patiënten.

[…] De relatieve spanning ontwikkeld bij sub-maximale aktivatie van de CVS-vezels was niet significant verschillend van controle-vezels, wat er op wijst dat de samentrekking-respons van de myofibrillen [bundel samentrekbare filamenten (myosine en actine), samen betrokken bij de beweging van (spier-)cellen] op calcium-stimulatie gelijkaardig was.

Discussie

Niettegenstaande aanzienlijke research over dit onderwerp blijft de associatie tussen strukturele veranderingen in skelet-spieren en zwakte of verminderde resistentie tegen vermoeidheid, gezien bij CVS-patiënten, controversieel. Onze studie toonde een verschuiving qua vezel-type proportie bij CVS-patiënten, m.n. de aanwezigheid van meer snelle 2X-vezels en minder trage vezels. Er waren geen verschillen qua doorsnede-oppervlakte en wat betreft de belangrijke parameters die spier-samentrekking kenmerken […].

De bevinding dat de MyHC-isoform proportie gewijzigd bleek, is volgens ons een duidelijke aanwijziging voor een veranderde vezel-type verhouding. MyHC-isoformen worden beschouwd als molekulaire merkers voor vezel-types. In eerdere studies hebben we de potentiële correlatie tussen MyHC-isoform en vezel-type verhouding onderzocht, en bereikten we de conclusie dat, in afwezigheid van belangrijke veranderingen qua doorsnede-oppervlakte van de vezels, de elektroforetische analyse van de MyHC-proportie een indicator was voor de verhouding van de vezel-types. De MyHC-isoformen verhouding bij de controles hier was vergelijkbaar met wat we vonden in eerdere studies; trage MyHC vertegenwoordigde ca. 45% van het totaal, een waarde die vergelijkbaar is met wat anderen vonden. Het aantal CVS-patiënten dat we hier bestudeerden was beperkt maar dat was ten dele te wijten aan de zeer precieze inclusie-criteria. De verschuiving qua vezel-type proportie werd verder bevestigd door de observatie dat gelijkaardige resultaten werden bekomen als de patiënten werden verdeeld op basis van geslacht.

De vermindering van trage MyHC-isoformen bij CVS-patiënten ging gepaard met een vermeerdering van snelle 2X MyHC, met vrijwel geen wijziging qua snelle 2A MyHC. Bovendien was de proportie MyHC-2X in stalen van CVS-patiënten duidelijk hoger dan die van controles in deze studie en, belangrijk, in andere onafhankelijke studies. De verschuiving qua vezel-type proportie van traag naar 2X, zoals gesuggereerd door de verschuiving qua myosine-isoformen, correspondeert niet enkel met een verandering in de hoeveelheid trage en snelle vezels, maar ook in die van oxidatieve en glycolytische vezels (bij menselijke spieren zijn trage vezels hoofdzakelijk oxidatief en 2X vezels hoofdzakelijk glycolytisch). Analyse van het expressie-profiel legde ook een aantal veranderingen bloot [zie later] die consistent zijn met een verschuiving van trage naar snelle vezels. […] Een vermindering van de expressie van overeenkomstige proteïnen suggereert een onderdrukking van de signalisering die een ‘trage vezel’ fenotype ondersteunt. […] Onze analyse van het expressie-profiel  toont ook de upregulering van het gen […] dat sterk tot expressie komt in regenererende en volwassen snelle vezels.

Eerdere studies bij CVS-patiënten hebben aanwijzingen opgeleverd voor een mogelijke wijziging qua vezel-type proportie. Lane et al. rapporteerden dat lactaat in hoger mate accumuleert in de spieren van CVS-patiënten dan die van controles. Volgens een breed geaccepteerde visie wordt lactaat tijdens inspanning geproduceerd door glycolytische vezels en opgenomen door oxidatieve vezels, en ook door cardiomyocyten [hartspier-cellen] en hepatocyten [lever-cellen]. Lane et al. toonden ook dat de regeneratie van ATP via mitochondriale oxidatieve processen bij een groep CVS-patiënten verstoord was. Onze expressie-profiel analyse toonde een aantal veranderingen qua gen-expressie […] die wijzen op een verstoord energie-metabolimse. Hoewel er geen post-transcriptionele [op vlak van proteïnen] informatie beschikbaar is, kunnen we hypothiseren dat de ATP-bronnen in CVS-spieren anaërobe glycolyse zouden kunnen zijn die de lactaat-concentratie doet stijgen. De verhoging van het percentage glycolytische vezels hier toonde bovendien dat het evenwicht werd verstoord: van lactaat-verwijdering naar lactaat-accumulatie.

Het is bekend dat spier-onbruik een overgang van trage naar snelle vezels en van oxidatief naar glycolytisch metabolisme kan opleveren. De observatie dat de vezel-type proportie is veranderd bij CVS-patiënten stelt dus een belangrijke vraag betreffende de oorzaak van CVS: is de verschuiving qua vezel-type de oorzaak of het gevolg van verminderd spier-gebruik? Onsze expressie-profiel analyse biedt enkele interessante en verhelderende aanwijzingen. Een ge-downreguleerd gen bevat de bindingsplaats voor acetylcholine [neurotransmitter]. Verminderde waarden van dit transcript suggereren de mogelijkheid van een defekte nicotine-receptor [acetylcholine bindt op een nicotine-receptor, een ionkanaal-receptor die werkt via een wijziging van de celmembraan-permeabiliteit] en verminderde efficiëntie van neuronale transmissie van de neuromusculaire junctie [synaps van een axon-uiteinde van een motor-neuron (neuron in het centraal zenuwstelsel waarbij de axonen buiten het CZS reiken en spieren controleren) met de ‘motor end plate’ (uiteinde van een motor-neuron dat neurale impulsen doorgeeft aan een spier)]. Deze deficiëntie zou het vermogen van de ‘end-plate’ om het repetitieve lage-frequentie vuren van motor-neuronen – dat specifiek is voor trage vezels – kunnen verstoren en, ten gevolge daarvan, kunnen resulteren in een daling van het aantal trage vezels. Daarenboven zouden enkel intra-cellulaire signalisering-mechanismen, die vermoedelijk een rol spelen in het doorgeven van de effekten van neurale stimulatie, ook kunnen ge-downreguleerd zijn. […]

De afwezigheid van een verandering qua vezel-grootte bij CVS verdient ook enige commentaar. Hoewel het niet in overeenstemming is met de hypothese dat ongebruik kan bijdragen tot de verschuiving van snel naar vast, zoals hierboven beschreven, komt het wel overeen met eerdere histologische [histolgie = weefselkunde] studies over spieren bij CVS-patiënten die niet in staat bleken significant bewijs te vinden voor spier-atrofie. Onze mening is dat de verhoogde aanwezigheid van snelle vezels niet afhangt van spier-onbruik maar een onbekende molekulaire oorzaak zou kunnen hebben die dieper onderzocht moet worden. Het gemelde gebrek aan spier-vezel atrofie wordt ondersteund door de expressie-profiel studies […] Te samen genomen suggereert de downregulering van de genen [zie later] dat de katabolische [katabolisme = afbrekende chemische processen in het lichaam, waarbij energie vrijkomt] en atrofische [atrofie = verschrompelen van een orgaan door het afsterven van de cellen waaruit het orgaan bestaat] processen die de spier-massa kunnen reduceren minder aktief zijn.

De karakterisatie van de samentrekking-eigenschappen van spiervezels van CVS-patiënten op het niveau van de enkelvoudige vezel biedt een nieuwe bijdrage tot ons begrip van de fysiopathologie van deze ziekte. We vonden dat isometrische spanning en maximum verkorting-snelheid niet verschilden tussen spieren van CVS en controles. De mechanische kracht, die proportioneel is met het produkt van isometrische spanning en maximum verkorting-snelheid bij nul-belasting, zou ook ongewijzigd zijn. Hetzelfde was geldig voor de samentrekking-respons van het myofibrillair apparaat op calcium-stimulatie […]. Het is bekend dat ATPase-aktiviteit van myosine-motors [Myosine molekulaire motors bewegen langs actine-filamenten om bv. spier-samentrekking op te wekken. De koppen van myosine bevatten actine en ATP-bindingsplaatsen, dit zijn de motor-proteïnen die kracht geven aan spierspanning.], die ca. 75% van de totale energie-consumptie van de spieren bedraagt tijdens samentrekking, proportioneel is met de maximum verkorting-snelheid en dat deze groter zal zijn voor snel 2X-myosine dan voor traag myosine. De verschuiving qua vezel-type die hier werd geoberveerd, impliceert dus een hogere ATP-consumptie tijdens samentrekking. Dit creëert een nood voor snellere ATP-regeneratie, die kan worden bewerkstelligd via glycolyse en lactaat-produktie, met een daling van de extra-cellulaire pH [zuurtegraad] tot gevolg. Dit kan bijdragen tot een verslechtering van de spier-conditie tijdens aktiviteit via zuur-voelende ion-kanalen die werden gevonden op primaire afferente vezels [zie ook: ‘Matige Inspanning verhoogt Expressie van Sensorische, Adrenerge en Immuun Genen bij CVS’]

De bepaling van de contractie-prestatie werd uitgevoerd onder omstandigheden waarbij de membranen (sarcolemma en sarcoplasmatisch reticulum) [sarcolemma = celmembraan van een dwarsgestreepte spiervezel; sarcoplsama = vloeistof die de myofibrillen van dwarsgestreepte spiervezels omgeeft] doorlaatbaar waren en de samentrekking werd geïnduceerd door immersie van de spiervezels in oplossingen met specifieke concentraties vrij calcium. Op deze manier waren mechanismen voor calcium-afgifte en -opname onbeschikbaar en dus kon geen conclusie worden getrokken aangaande dit aspekt van de contractie-regulering. Eerder werk door onze groep heeft echter getoond dat oxidanten zich opstapelen in CVS-spieren [zie: ‘Specifieke correlaties tussen oxidatieve stress in de spieren en CVS’ /// Fulle S, Mecocci P, Fanò G et al. Specific oxidative alterations in vastus lateralis muscle of patients with the diagnosis of Chronic Fatigue Syndrome. Free Radical Biol. Med. 29 (2000): 1252-1259] met daaraan verbonden stoornissen van proteïnen van het sarcoplasmatisch reticulum betrokken bij calcium-afgifte/-opname [Fulle S, Belia S, Vecchiet J et al. Modification of the functional capacity of sarcoplasmic reticulum membranes in patients suffering from Chronic Fatigue Syndrome. Neuromuscul Disord. 2003 Aug;13(6):479-84]; en dat mitochondriale aktiviteit aan de basis ligt van een toename van de produktie van reaktieve zuurstof soorten [ROS] leidend tot spier-vermoeidheid, een proces dat gelijkaardig is met het normale ouder worden. De resultaten die hier worden gerapporteerd kunnen de mogelijkheid niet uitsluiten dat dergelijke post-transcriptionele veranderingen kunnen bijdragen tot funktionele wijzigingen, maar ze suggereren wel dat schade aan myfibrillaire proteïnen niet betrokken is.

[…]

Besluit: deze studie brengt sterk bewijs aan dat het idee ondersteunt dat struktuur en funktie van skelet-spieren zijn gewijzigd bij CVS-patiënten. Samen met de resultaten van de transcriptie-profiel analyse is de toename aan snelle, meer voor vermoeidheid vatbare 2X-vezels consistent met hogere ATP-consumptie en -regeneratie door glycolyse en lactaat-produktie. Ongeacht het mechanisme kan de verschuiving van traag-naar-snel, zoals gesuggereerd door de gegevens, bijdragen tot de verminderde weerstand tegen vermoeidheid die typisch is voor de skelet-spieren van CVS-patiënten.

NF-κB en Inspanning

In een artikel over NF-kappaB [NF-κB] bij proteïne-afbraak en immobilisatie, ouder worden en inspanning [Ann N Y Acad Sci. 2005 Dec;1057:431-447] besloten Marina Bar-Shai en haar collegas:

>>Inspanning en spier-aktiviteit zijn essentieel voor ons welbehagen. Met de leeftijd nemen de mogelijkheden om te trainen of zich in te spannen af. Bij ouderen zal de spier-massa verminderen en de spier-schade toenemen. Fysieke inspanning kan schadelijk zijn voor iemand op leeftijd. Aangezien spier-schade veroorzaakt door inspanning bij ouderen gedeeltelijk kan geassocieerd zijn met inflammatoire processen, is het logisch aan te nemen dat NF-κB – ten minste gedeeltelijk – verantwoordelijk is voor de schadelijke effekten van fysieke inspanning op hogere leeftijd. In het geval van de upregulering van NF-κB bij inspanning, is het ook mogelijk inhibitoren van het NF-κB mechanisme te gebruiken om de schade veroorzaakt door NF-κB afhankelijke inflammatoire processen te verminderen.<<

Aangezien de door patiënten gemelde verergering van M.E.(cvs)-symptomen en aangetoonde schade [zie o.a. ‘Specifieke correlaties tussen oxidatiev stress in de spieren en CVS’] zou het NF-κB ook wel eens heel belangrijk kunnen zijn. Te meer omdat NF-κB o.a. latente virussen zou kunnen aktiveren/stimuleren [commentaren van Prof. Pall & Dr Cheney]. Omdat inspanning de M.E.(cvs) verergert [zie: ‘Dubbele fietstest’], proberen we in de wetenschappelijke literatuur hieromtrent aanwijzingen te vinden. Om te beginnen hier wat Bar-Shai et al. nog meer zeggen over het effekt van inspanning op NF-κB aktivatie (naast wat bijkomende duiding).

>>Aktivatie van NF-kappaB werd vastgesteld in spieren na acute en intense inspanning, wat impliceert dat inflammatoire processen kunnen plaatsvinden bij inspanning. Dit kan spier-schade en proteïne-afbraak veroorzaken. Het gebruik van inhibitoren van het NF-kappaB mechanisme zou nuttig kunnen zijn bij het verminderen van met NF-kappaB geassocieerde spier-schade.<<

Voor wat meer achtergrond betreffende de mechanismen die NF-κB stuurt, verwijzen we naar: ‘Samenspel tussen de Glucocorticoid Receptor en Nuclear Factor-κB’

Ann N Y Acad Sci. 2005 Dec;1057:431-47

The role of NF-kappaB in protein breakdown in immobilization, aging and exercise: from basic processes to promotion of health

Bar-Shai M, Carmeli E, Reznick AZ

Department of Anatomy and Cell Biology, Rappaport Faculty of Medicine, Technion-Israel Institute of Technology, P.O. Box 9649, Haifa 31096, Israel

Inleiding

Het verouderen van skelet-spieren

Het wegkwijnen van skelet-spieren, courant bij oudere mensen en dieren, wordt dikwijls ‘ouderdom-sarcopenie’ genoemd. Sarcopenie is een term voor het globaal verlies aan spier-massa, -kracht en -kwaliteit (strukturele samenstelling, bezenuwing, samentrekbaarheid, capillarire densiteit, vermoeibaarheid en glucose-metabolisme). Op oudere leeftijd, is er een uitgesproken afname van 20-30% qua spier-massa in vergelijking met die bij jongeren. Sarcopenie resulteert in spier-zwakte, wat leidt tot een verhoogd verkomen van valpartijen, hogere morbiditeit en verlies van funktionele autonomiteit. Er zijn meerdere voorstellen betreffende het onderliggend biochemisch mechanisme voor leeftijd-gerelateerde sarcopenie. Deze omvatten vermindering in mediërende factoren betrokken bij aktivatie van myoblasten [voorlopers van myocyten (spiercellen); bevinden zich aan de rand van spiervezels en kunnen door deling voor herstel zorgen], verminderde proteïnen-synthese in de spieren, een rol voor reaktieve zuurstof soorten [ROS], metabole gevolgen van de wijziging in enzyme-aktiviteiten, stikstof-onevenwicht, verstoord glucose-metabolisme en onevenwicht tussen afbraak en verwijdering van ‘oude’ beschadigde spier-proteïnen. De rol van mitochondrieën in spier-degeneratie en sarcopenie werden ook al voorgesteld. De factoren die leiden tot de veroudering van skelet-spieren zijn complex en talrijk. Ze omvatten biochemische en metabole veranderingen in spier-weefsel, wijzigingen in de grootte en samenstelling van spiervezels, en verlies van spier-massa. Het is echter niet duidelijk of dit fenomeen het resultaat is van de afname in spier-gebruik bij oudere leeftijd of, omgekeerd, een direct resultaat is van het veroudering-proces. De eerder vermelde wijzigingen zijn zelfs meer uitgesproken bij oudere mensen en dieren die gedurende langere perioden niet bewegen. Bij deze individuen ondergaan de skelet-spieren, in het bijzonder die van de onderste ledematen, progressieve atrofie en verlies van massa en funktie. Dit proces wordt ‘disuse muscle atrophy’ [spier-atrofie door ongebruik] genoemd en het kan schadelijke resultaten, zoals zwakte, instabiliteit en frequent vallen, opleveren die dikwijls het leven van ouder mensen belasten.

Proteolytische systemen in spieren

[…]

De betrokkenheid van TNF-α en NF-κB bij proteïne-afbraak in spieren

De connectie tussen inflammatoire processen, NF-κB aktivatie en proteïne-afbraak werd eerder al beschreven. In 1997, toonden Sen et al. [Sen CK, Khanna S, Reznick AZ et al. 1997. Glutathione-regulation of tumor necrosis factor-alpha induced NF-kappa B activation in skeletal muscle derived L6 cells. Biochem. Biophys. Res. Commun. 237: 645-649] dat […] TNF-α NF-κB kan aktiveren en dat deze aktivatie redox-gereguleerd is. In daaropvolgende studies, toonden Li et al. [Li YP, Schwartz RJ, Waddell ID et al. 1998. Skeletal muscle myocytes undergo protein-loss and reactive oxygen mediated NF-kappaB activation in response to tumor necrosis factor alpha. FASEB J. 12: 871-880] aan dat […], TNF-α proteïne-verlies induceerde, die gemedieerd werd door oxidatieve stress en NF-κB aktivatie. In andere studies werd getoond dat de blootstelling aan waterstof-peroxide of TNF-α leidde tot NF-κB afhankelijke proteïne-ubiquitinatie [Merken van eiwitten met ubiquitine-molekulen zodat ze afgebroken worden. Ubiquitine is in staat om te binden aan andere ubiquitine-molekulen waardoor er een poly-ubiquitine keten ontstaat.] en de expressie en aktiviteit van ubiquitine-ligasen van E3 familie [Ubiquitine wordt aan een eiwit gekoppeld via drie enzymatische stappen. Eerst wordt ubiquitine via E1 (aktivatie-enzyme) geaktiveerd, vervolgens wordt het doorgegeven aan E2 (conjugerend enzyme) en ten slotte wordt ubiquitine gekoppeld aan een target-eiwit via E3 (proteïne-ligase).].

[…]

NF-κB signalisering-mechanismen en spier-afbraak

Alle leden van de NF-κB familie members komen tot expressie in skelet-spieren. Het NF-κB transcriptie-factor complex is betrokken gebleken bij spier-atrofie toegeschreven aan het niet gebruiken én cachexie [algemene zwakte-toestand], maar de specifieke betrokken familie-leden bij de twee types van atrofie zijn duidelijk. Dit is belangrijk, omdat het er op wijst dat er verschillen zijn in de molekulaire signalisering voor deze twee types atrofie en, daardom, dat er mogelijks meer specifieke molekulen zijn die als doelwit kunnen dienen bij de ontwikkeling van therapieën.

Bij cachexie zijn de belangrijke upstream doelswitten circulerende cytokinen, vooral TNF-α, die de fosforylatie van het NF-κB inhibitor-proteïne I-κB α induceert, door het aktiveren van het specifiek kinase IKK. Na fosforylatie krijgt I-κB α meerder ubiquitine-molekulen en afgebroken door het proteasoom [cytoplasmatische of nucleaire eiwit-complexen die afwijkende - overbodige of beschadigde - proteïnen afbreken via proteasen], zodat NF-κB nucleaire translokatie [verplaatsing naar de cel-kern] en transcriptionele aktiviteit [‘overschrijven’ van DNA naar RNA] mogelijk wordt. De meest overvloedige vorm van NF-κB, het p65/p50 heterodimeer, wordt geaktiveerd via het bovenstaande mechanisme, wat wordt beschouwd als de klassieke of kanonieke aktivering-wijze. [Janssen-Heininger YM, Poynter ME & Baeuerle PA. 2000. Recent advances towards understanding redox-mechanisms in the activation of nuclear factor kappaB. Free Radic. Biol. Med. 28: 1317-1327]

Bij het niet gebruiken van spieren, werd een alternatief mechansime voor NF-κB aktivering opgehelderd. Er werd aangetoond dat het niet gebruiken van de spieren leidt tot verhoogde transcriptie-aktiviteit van NF-κB. […] Het prototypisch NF-κB familie-lid p65 vertoonde geen gestegen nucleaire waarden, p50 en Bcl-3 (een nucleair I-κB familie-lid) was uitgesproken verhoogd. […]

[…]

Bespreking

[…]

Het effekt van inspanning op NF-κB aktivatie

Er zijn tegenstrijdige rapporten geweest over het effekt van inspanning op NF-κB aktivatie in spier-cellen en andere weefsels. Als inderdaad bepaalde manieren van training spier-schade zouden veroorzaken, zou men verwachten dat NF-κB mogelijks participeert in de processen van spier-beschadiging zoals blijkt uit proteïne-afbraak door schadelijke inspanning-regimes. Veronderstellend dat bij de meeste inspanningen proteïne-synthese in de spieren wordt gestimuleerd, is het plausibel downregulering van NF-κB aktivatie te verwachten onder deze omstandigheden.

Een aantal rapporten wijst er op dat intense fysieke inspanning leidt tot de toename van de aktivatie van het NF-κB signalisering-mechanisme. Ji et al. [Ji LL, Gomez-Cabrera MC, Steinhafel N & Vina J. 2004. Acute exercise activates nuclear factor (NF)-kappaB signalling-pathway in rat skeletal muscle. FASEB J. 18: 1499-1506] hebben gevonden dat bij ratten die zich inspanden tot uitputting, er hoge waarden van NF-κB aktivatie in de spieren waren, vergeleken met ratten die geen inspanning leverden. De inhoud van IKK en I-κB α in het cytosol [intra-cellulaire vloeistof met daarin de cel-organellen] van de spier-cellen was daarom ook gedaald. Behandeling met anti-oxidanten, zoals pyrrolidine-dithiocarbamaat (PDTC), deed de aktivatie van de NF-κB signalisering-cascade bijna volledig teniet. Zo rapporteerde Ho et al. ook dat NF-κB aktiviteit steeg met 50% in de kuit-spieren van ratten 1-3 uur na 60 minuten op een loopband. [Ho RC, Hirshman MF, Li Y et al. 2005. Regulation of I{kappa} B kinase and NF-{kappa}B in contracting adult rat skeletal muscle. Am. J. Physiol. Cell. Physiol. 289(4): C794-801] Inhibitie van p38 en ERK MAP-kinasen [zie ook: ‘Glia, glutamaat-transport en chronische pijn’] resulteerde in 76% inhibitie van de IKK-fosforylatie. Dit suggereerde dat deze kinasen de aktivatie van IKK en NF-κB tijdens inspanning kunnen beïnvloeden.

Sen heeft een mechanisme gesuggereerd voor de mogelijke manier voor NF-κB aktivatie bij inspanning. [Sen CK. 1999. Glutathione-homeostasis in response to exercise-training and nutritional supplements. Mol. Cell. Biochem. 196: 31-42] In zijn artikel beschijft hij hoe intense acute inspanning de oxidatie van glutathion in spier-cellen kan veroorzaken, wat resulteert in verhoogde oxidatieve stress en NF-κB aktivatie. Regelmatige inspanning kan echter glutathion-waarden verhogen in spier-weefsel, wat resulteert in een downregulering van de NF-κB aktiviteit. Inderdaad: andere studies bij mensen hebben gesuggereerd dat acute vermoeiende inspanning de NF-κB aktiviteit in spieren lijkt te doen dalen. [Durhan WJ, Li YP, Gerken E et al. 2004. Fatiguing exercise reduces DNA-binding activity of NF-kappaB in skeletal muscle nuclei. J. Appl. Physiol. 97: 1740-1745]

Ander werk op het effekt van ouderdom en inspanning toonde dat er, met de leeftijd, een stijging qua NF-κB inhoud was in rat-levers. Dit werd significant verminderd door regelmatige inspanning. [Radak Z, Chung HY, Naito H et al. 2004. Age-associated increase in oxidative stress and nuclear factor kappaB activation are attenuated in rat-liver by regular exercise. FASEB J. 18: 749-750] Daarom kan regelmatige inspanning mogelijks de inflammatoire respons die wordt gezien op oudere leeftijd doen dalen.

[…]

Dit alles komt ook aan bod in een overzicht door dezelfde groep (‘Exercise and immobilization in aging animals: the involvement of oxidative stress and NF-kappaB activation’; Free Radic Biol Med. 2008 Jan 15;44(2):202-14):

>> Intense fysieke inspanning door jonge mensen gaat gepaard met verhoogde parameters voor oxidatieve stress in spieren en andere organen. Veeleisende inspanning door dieren leidde tot verhoogde proteïne-oxidatie (gemeten via proteïne-carbonyl accumulatie in de spieren, die kon worden verminderd door toediening van vitamine-E. Nucleaire factor kappaB (NF-kappaB) is een redox-gevoelige transcriptie-factor die responsief is voor ROS en reaktieve stikstof soorten (RNS) redox-cascades.<<

Er wordt hier ook melding gemaakt van het feit dat oxidatieve stress afkomstig van mitochondrieën de aktiviteit van NF-κB reguleert. [Wordt vervolgd]

*************************

Het bestuderen van het verband tussen NF-κB en inspanning gaat natuurlijk verder. Hoewel niet specifiek gericht op M.E.(cvs)-patiënten, vindt er men in de wetenschappelijke literatuur wel aanwijzingen die van belang zouden kunnen zijn… Eventeel tegenstrijdige uitkomsten kunnen te wijten zijn aan het inspanning-protocol, het onderzocht cellulair materiaal of de methodologie. In elk geval zouden onderzoeken specifiek bij M.E.(cvs) voor ons interessant zijn… Een bloemlezing:

Free Radic Res. 2005 Apr;39(4):431-9

Changes in oxidative stress markers and NF-kappaB activation induced by sprint-exercise

Cuevas MJ, Almar M, García-Glez JC, García-López D, De Paz JA, Alvear-Ordenes I, González-Gallego J

Department of Physiology, University of León, University Campus, León 24071, Spain

Deze studie was gericht op het onderzoek van veranderingen in bloed-merkers voor oxidatieve schade geïnduceerd door korte-termijn supra-maximale anaërobe inspanning en op het bepalen of oxidatieve stress geassocieerd was met aktivatie van de redox-gevoelige transcriptie-factor nuclear factor-kappaB (NF-kappaB). [Het betreft hier wel inspanningen die M.E.(cvs)-patiënten zelden zullen leveren: sprinten door professionele renners.] De waarden van 8-OH-2-deoxyguanosine [8-OH-2DG; maat voor oxidatieve schade aan DNA] in leukocyten waren significant verhoogd 24 h na inspanning. Een significante daling van de concentratie gereduceerd glutathion (GSH) in het bloed werd geobserveerd direct, 15, 60 en 120 min na inspanning, gevolgd door een terugkeer naar basale waarden na 24 h. Deze daling ging parallel met een significante stijging van de verhouding geoxideerd/gereduceerd glutathion (GSSG/GSH), met een aktivatie van NF-kappaB en met een significante daling in het proteïne-gehalte van zijn inhibitor IkappaB. […] We besluiten dat de hier geleverde inspanningen oxidatieve stress induceren, zoals wordt bewezen door schade aan macro-molekulen en verandeingen in de glutathion-status. Onze gegeven wijzen er op dat anaërobe inspanning van hoge intensiteit aanleiding geeft tot een aktivatie van de transcriptie- factor NF-kappaB tesamen met een afbraak van IkappaB.

Mech Ageing Dev. 2008 Jun;129(6):313-21. Epub 2008 Feb 23

Eccentric training impairs NF-kappaB activation and over-expression of inflammation-related genes induced by acute eccentric exercise in the elderly

Jiménez-Jiménez R, Cuevas MJ, Almar M, Lima E, García-López D, De Paz JA, González-Gallego J

Institute of Biomedicine, University of León, León, Spain

Deze studie richtte zich op het onderzoeken van wijzigingen qua in NF-kappaB aktivatie en in de expressie van de  met inflammatie gerelateerde genen iNOS (induceerbaar stikstof-oxide-synthase), COX-2 (cyclo-oxygenase-2) en IL-6 (interleukine-6) geïnduceerd in perifeer bloed mononucleaire cellen (PBMCs) bij ouderen mensen bij acute excentrische inspanning [type spiersamentrekking waarin de weerstand groter is dan de kracht die door de spier wordt geleverd] en bij sub-maximale excentrische training. Elf individuen, met een leeftijd tussen 66-75 jaar, leverden 2 periodes van excentrische inspanning gescheiden door 8 weken training. Na de eerste inspanning stegen NF-kappaB aktivatie en proteïne-gehalte van de p50/p65 subunits, stegen fosfo-IkappaBalfa en fosfo-IKKalfa, terwijl het IkappaBalfa proteïne-gehalte significant was gereduceerd. Dit ging vergezeld van een significante stijgingin iNOS, COX-2 en IL-6 mRNA proteïne-gehalte en proteïne-hoeveelheid. Veranderingen waren significant afgenomen na de tweede inspanning. Belsuit: acute excentrische inspanning doet NF-kappaB aktivatie en de expressie van meerdere inflammatie-gerelateerde genen stijgen in PBMCs van oudere individuen. Regelmatige excentrische training zou een effektieve methode kunnen zijn ter preventie van ongewenste inflammatoire responsen geïnduceerd door excentrische inspanning. [Met nadruk op ‘zou’, zeker bij M.E.(cvs)-patiënten waarvan de symptomen aanwakkeren bij inspanning…]

Cell Biochem Funct. 2007 Jan-Feb;25(1):63-73

Acute exercise stimulates macrophage function: possible role of NF-kappaB pathways

Silveira EM, Rodrigues MF, Krause MS, Vianna DR, Almeida BS, Rossato JS, Oliveira LP Jr, Curi R, de Bittencourt PI Jr

Department of Physiology, Institute of Basic Health Sciences, Federal University of Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil

Matige fysieke inspanning uitgevoerd op een regelmatige basis heft een aantal voordelen voor gans het organisme, in het bijzonder wat betreft de werking van het immuunsysteem, zoals het verhogen van de weerstand tegen infekties en kanker. Hoewel glutamine-aanmaak door aktieve spier-cellen zowel als neuro-endocriene veranderingen gemedieerd door de chronische aanpassing aan inspanning een rol kunnen spelen, blijft het gehele mechanisme, waardoor inspanning het immuunsysteem bewust maakt van uitdagingen, grotendeels onbekend uncovered. Dit is in het bijzonder waar voor de effekten van een acute inspanning-sessie op de werking van het immuunsysteem. In dit werk werden circulerende monocyten/macrofagen van sedentaire ratten, onderworpen aan een acute (1 h) zwem-sessie, getest op het vermogen om zymosan-deeltjes te fagocyteren [zymosan induceert experimentele steriele inflammatie], op forbol-myristaat-acetaat [PMA; een krachtig promotor van de cel-deling, door aktivatie van het signaal-transductie enzyme proteïne-kinase-C] geïnduceerde produktie van waterstof-peroxide, stikstof-oxide (NO) release (bepaald via nitraat- en nitriet-produktie) en de expressie van NO-synthases (NOS-1, NOS-2 en NOS-3). De resultaten toonden dat een inspanning een 2,4-voudige stijging in macrofaag fagocyterende capaciteit induceerde (p = 0.0041), een 9,6-voudige verhoging in PMA-geïnduceerde waterstof-peroxide afgifte in het incubatie-medium (p = 0.0022) en een 95,5% verhoging van de basale nitriet-produktie (p = 0.0220), die geassocieerd was met een duidelijke expressie van NOS-2 (de induceerbare NOS isoform; p = 0.0319), maae niet van andere NOS gen-produkten. Hoewel NOS-2 expressie afhnakelijk is van nucleaire factor kappaB (NF-kappaB), werd geen systemische oxidatieve stress gevonden (op basis van de gegevens betreffende plasma-TBARS en de glutathion-disulfide (GSSG) – glutathion (GSH) ratio in erythrocyten die constant bleven na acute inspanning). Er leek ook geen stress-situatie te zijn voor monocyten/macrofagen, aangezien de expressie van de het 70-kDa heat-shock proteïne [Hsp70; zie ook: ‘CVS * Oxidatieve Stress en Hsp bij inspanning’ waar wél wijzigingen werden opgemerkt, en ‘Heat-shock’ proteïnen en inspanning bij CVS’] onveranderd bleef. We besluiten dat NF-kappaB afhankelijke inductie van NOS-2 en macrofaag-aktivatie verband moet houden met (een) plaatselijke factor(en) geproduceerd in de omgeving van de monocytns/macrofagen.

Appl Physiol Nutr Metab. 2009 Aug;34(4):745-53

Effects of eccentric treadmill exercise on inflammatory gene expression in human skeletal muscle

Buford TW, Cooke MB, Shelmadine BD, Hudson GM, Redd L, Willoughby DS

Exercise and Biochemical Nutrition Laboratory, Baylor University, Waco, TX 76798, USA

Deze studie onderzocht de expressie van meerdere genen gerelateerd met het inflammatoir proces in skelet-spieren voor en na een periode van bergafwaarts lopen. Negenentwintig mannen tussen 18 en 35 jaar voerden een 45 min bergafwaarts (-17.5%) loopban-protocol aan 60% van de maximale zuurstof-consumptie uit. Stalen veneus bloed spier-biopten van de vastus lateralis werden verkregen vóór, en 3h en 24-h na inspanning , samen met schattingen van de ervaren spier-pijn. Serum creatine-kinase [CK; enzyme dat een rol speelt bij de energie-voorziening van de spier; komt vrj in het bloed bij spier-beschadiging/-afbraak] werd bepaald, alsook gen-expressie van interleukine (IL)-6, IL-8, IL-12 (p35), tumor necrose factor-alfa (TNF-alfa), IL-1beta, cyclo-oxygenase 2 (COX2) en nucleaire factor kappa B (NFkB) (p105/p50) in skelet-spieren. […] Er werd significante (p < 0.05) upregulering van IL-6, IL-8 en COX2 mRNA-expressie geobserveerd vergeleken met basale waarden, terwijl geen significante veranderingen voor IL-12, IL-1beta, TNF-alfa of NF-kB werden gezien. Er werden significante stijgingen van IL-6 mRNA geobserveerd na 3 h (p < 0.001) en na 24 h (p = 0.043), terwijl significante verhogingen van IL-8 (p = 0.001) en COX2 (p = 0.046) mRNA werden gevonden 3h na inspanning. Daarenboven was de spier-gevoeligheid significant gecorreleerd met IL-8 na 24 h (p = 0.048), terwijl CK significant was gerelateerd met NF-kB bij aanvang (p = 0.012). Deze gegevens wijzen er op dat stijgingen in de mRNA-expressie van IL-6, IL-8 en COX2 voorkomen in de vastus lateralis ten gevolge een beschadigende excentrische inspanning bij jonge, recreationeel getrainde mannen. Verder lijkt het dat IL-8 transcriptie een zekere rol kan spleen bij het inhiberen van spier-gevoeligheid na inspanning, mogelijks via regulering van angiogenese [vorming van nieuwe bloedvaten].

Ann N Y Acad Sci. 2009 Aug;1171:464-71

Effects of exercise on cyclooxygenase-2 expression and nuclear factor-kappaB DNA binding in human peripheral blood mononuclear cells

Kim SY, Jun TW, Lee YS, Na HK, Surh YJ, Song W

Health and Exercise Science Laboratory, Institute of Sports Science, Seoul National University, Seoul, Korea

Er is veelvuldig dwingend bewijs dat de heilzame effekten van inspanning op de preventie en/of verbetering van bepaalde chronische ziekten ondersteunt. Uitputtende of intense inspanning veroorzaakt echter generatie van zuurstof vrije radicalen en oxidatieve stress, die kan leiden tot letsels en chronische vermoeidheid, alsook inflammatie. Abnormale upregulering van cyclo-oxygenase-2 (COX-2), een beperkend/bepalend enzyme bij prostaglandine-biosynthese, bleek betrokken bij vele met inflammatie geassocieerde chronische aandoeningen. Nucleaire factor-kappaB (NF-kappaB) is eenbelangrijke transcriptie-factor betrokken bij de regulering van COX-2 gen-expressie. Om te bepalen of inflammatie-inductie afhankelijk is van de inspanning-intensiteit, werden COX-2 expressie en NF-kappaB aktivatie als hoofd-doelwitten gekozen. Dertien vrijwilligers die deelnamen aan het inspanning-programma werden onderworpen aan vier inspanning-intensiteiten [40, 60, 80 en 100% hartslag-reserve [HRR; verschil tussen maximale hartslag en rustpols] op een loopband en rust-condities. Geïsoleerde menselijke perifeer bloed mononucleaire cellen (PBMCs) werden verzameld tijdens de rust en onmiddellijk na inspanning, en onderworpen aan de ‘elektroforetische mobiliteit verschuiving’ test  [Een ‘electrophoretic mobility shift assay’ (EMSA, ook ‘gel shift assay’, ‘gel mobility shift assay’), is een courante techniek uit de molekulaire biologie gebruikt om interakties (affiniteit) tussen proteïne en DNA of tussen proteïne en RNA te bestuderen. Deze procedure kan bepalen of een eiwit of mengsel van eiwitten in staat is te binden op een bepaalde DNA- of RNA-sequentie. Bij een dergelijke test verandert de elektroforetische mobiliteit in een polacrylamide-gel van een radioaktief gemerkt eiwit als er een ander eiwit aan bindt. De verschuiving is dan waarneembaar ten opzichte van stalen waar geen binding optreedt.]en Western blot analyse. Naargelang de inspanning-intensiteit steeg, waren COX-2 expressie én NF-kappaB DNA-binding aktiviteit verhoogd. De expressie van IkappaB kinase alfa (IKKalfa) en IkappaBalfa waren niet significant gewijzigd. Uitputtende/energieke inspanning (100% HRR) kon echter de fosforylatie van IKKalfa én IkappaBalfa induceren. Besluit: een enkelvoudige inspanning induceerde COX-2 expressie en DNA-binding aktiviteit van NF-kappaB in menselijke PBMCs, en zowel COX-2 expressie en DNA-binding aktiviteit van NF-kappaB waren afhankelijk van de inspanning-intensiteit.

Vaccinatie en CVS

“Tegenwoordig probeert de farmaceutische industrie ziekten te associëren met virussen als voorwendsel/aanzet tot toekomstige vaccins.”, is een uitspraak die ik voor rekening van de verschillende auteurs laat. Toch blijkt vaccinatie niet altijd even onschuldig. Talrijke M.E.(cvs)-patiënten melden dat de aandoening begon na een vaccinatie. Uit vrees voor veranderingen in hun reeds verstoord immuunsysteem of verergering van hun symptomen weigeren ook veel patiënten inentingen. Gezien de nieuwe vaccinatie-campagnes tegen ‘nieuwe’ virussen, is het nuttig es te kijken naar de wetenschappelijke literatuur hieromtrent.

Hieronder het hoofdstukje uit een review-artikel dat dit behandelt. De auteurs noteren ook: “vaccinatie werd geassocieerd met de aanvang van CVS bij sommige patiënten”. Vaccins induceren een immuun-respons en kunnen mogelijks auto-immune ziekte, CVS en fibromyalgie triggeren (net zoals infekties). Bovendien bevatten vaccins een adjuvant dat hun immuun-stimulatie versterkt.

Men zou toch moeten overwegen dat er oorzakelijk verband is tussen bepaalde vaccins en ernstige auto-immune aandoeningen bij een aantal kwetsbare vaccin-ontvangers in een zekere periode na immunisering. We geven daarom ook nog wat info/aanbevelingen mee van Dr Shepherd, CVS-expert en medisch adviseur van een grote britse patiënten-vereniging, op basis van zijn ervaringen; ten einde een doordachte keuze te kunnen maken.

Patiënten met M.E.(cvs) vormen een heterogene groep. Sommigen zullen niets negatiefs ondervinden bij een vaccinatie, bij anderen zal hun conditie verslechteren. Misschien moeten we niet steeds alle aanbevelingen van de farmaceutische industrie (en regeringen) volgen? Beslissingen betreffende vaccinaties zouden moeten worden genomen door het individu en hun artsen. Zo veel mogelijk wegblijven uit wachtzalen, ziekenhuizen en van plaatsen waar grote groepen mensen bijéénkomen is de boodschap. Elementaire hygiëne helpt je ook al een eind op weg.

Ann N Y Acad Sci. 2009 Sep;1173:600-9

Infection, vaccination and auto-antibodies in Chronic Fatigue Syndrome, cause or coincidence?

Oscar-Danilo Ortega-Hernandez^a and Yehuda Shoenfeld^a,b,c

a Department of Internal Medicine ‘B’ and Research for Auto-immune Diseases, Sheba Medical Centre, Tel Hashomer, Israel

b Sackler Faculty of Medicine, Tel-Aviv University, Tel-Aviv, Israel

c Incumbent of the Laura Schwarz-Kip Chair for Auto-immunity, Tel-Aviv University, Tel-Aviv, Israel

Vaccinatie en CVS

Meerdere studies werden uitgevoerd met de bedoeling te onderzoeken wat het risico op CVS geassocieerd met vaccinatie is of wat het effekt is van het gebruik van vaccins bij patiënten met de diagnose van CVS. […] Vaccinatie tegen Q-koorts kon, hoewel veilig, een acute invaliderende ziekte uitlokken en, in een later stadium, gecompliceerd worden door fatale (bv. endocarditis) of uitputtende aandoeningen, zoals CVS. [Madariaga MG, Reza Ki, Trenholme GM &Weinstein RA. 2003. Q-fever: a biological weapon in your backyard. Lancet Infect. Dis. 3: 709-721]

Terwijl enkele studies hebben gesuggereerd dat vaccinatie tegen HBV [Hepatitis-B] geassocieerd kon zijn met het krijgen van CVS [Nancy AL & Shoenfeld Y. 2008. Chronic Fatigue Syndrome with auto-antibodies - the result of an augmented adjuvant effect of hepatitis-B vaccine and silicone implant. Autoimmun. Rev. 8: 52-55 /// Delage G, Salit I, Pennie R et al. 1993. The possible relation between hepatitis-B vaccination and Chronic Fatigue Syndrome. Union.Med.Can. 122: 278-279 /// No authors listed. 1991. Alleged link between hepatitis-B vaccine and Chronic Fatigue Syndrome. Can. Dis. Wkly. Rep. 17: 215-216], hebben andere deze mogelijkheid verworpen, met de argumenatie dat het vaccin veilig is en minimale ongunstige effekten heeft. [Canadian Laboratory Centre for Disease Control (LCDC). 1993. Report of the working-group on the possible relationship between hepatitis-B vaccination and the Chronic Fatigue Syndrome. CMAJ 149: 314-319 /// Zuckerman AJ. 2004. Safety of hepatitis-B vaccines. Travel Med. Infect. Dis. 2: 81-84] Een gevallen-studie heeft ook getoond dat na het afwegen van de kleine risicos van de nadelige effekten van HBV-vaccinatie tegen het risico van blootstelling aan dodelijk hepatitis-B virus, vaccinatie altijd de beste keuze is. [Geier MR & Geier DA. 2004. A case-series of adverse events, positive re-challenge of symptoms and events in identical twins following hepatitis-B vaccination: analysis of the Vaccine Adverse Event Reporting System (VAERS) database and literature-review. Clin. Exp. Rheumatol. 22: 749-755]

In een recente geval-controle studie, uitgevoerd door Magnus et al. [Magnus P, Brubakk O, Nyland H et al. 2009. Vaccination as teenagers against meningococcal disease and the risk of the Chronic Fatigue Syndrome. Vaccine 27: 23-27] om het risico te evalueren op CVS en Multipele Sclerose (MS) na meningococcen-vaccinatie bij teenagers, kon geen statistisch significant verband tussen vaccinatie en het voorkomen van CVS/MS worden geobserveerd.

Een andere studie suggereerde dat vaccinatie met  aluminium-houdende adjuvanten de cascade van immunologische voorvallen kon triggeren, die geassocieerd zijn met immuniteit-ontwrichtende condities, inclusief CVS en macrofage myofasciitis [inflammentoire spierziekte met diffuse spiervermoeidheid en milde spierzwakte]. [Exley C, Swarbrick L, Gherardi RK & Authie FJr. 2008. A role for the body-burden of aluminium in vaccine-associated macrophagic myofasciitis and Chronic Fatigue Syndrome. Med. Hypotheses Nov 10 (Epub ahead of print)]

Betreffende het effekt van vaccinatie op patiënten met CVS hebben meerdere studies de veiligheid van vaccinaties getoond. [Vedhara K, Llewelyn MB, Fox JD et al. 1997. Consequences of live poliovirus-vaccine administration in Chronic Fatigue Syndrome. J. Neuroimmunol. 75: 183-195] Vermeldenswaardig is dat hier werd gevonden dat wat betreft polio-virus vaccinatie er geen klinische contra-indicatie werd gevonden bij CVS-patiënten; er was echter wel bewijs voor minimale veranderde immuun-reaktiviteit en virus-opruiming.

In tegenstelling daarmee hebben andere onderzoekers getoond dat het effekt van vaccinatie met een Staphylococcus toxoïde bij patiënten met FM en CVS op de één of andere manier voordelig is. [Andersson M, Bagby JR, Dyrehag L & Gottfries C. 1998. Effects of staphylococcus toxoid vaccine on pain and fatigue in patients with fibromyalgia/ Chronic Fatigue Syndrome. Eur. J. Pain 2: 133-142] Er werd een significante verbetering na vaccinatie geobserveerd qua psychometrische bepalingen, zelf-rapporterende depressie-schalen, klinische globale indruk van de ziekte, alsook van de visuele analoge schaal (VAS) gebruikt om het pijn-niveau te meten. De beperkte grootte van het staal beperkt echter de waarde van resultaten.

Wat betreft immunisatie tegen influenza [Sleigh KM, Danforth DG, Hall RT et al. 2000. Double-blind, randomized study of the effects of influenza-vaccination on the specific antibody-response and clinical course of patients with Chronic Fatigue Syndrome. Can. J. Infect. Dis. 11: 267-273], blijkt vaccinatie beschermende antilichaam-waarden te bieden zonder CVS-symptomen te verergeren of overmatige nadelige effekten te veroorzaken. [De CVS-patiënten rapporteerden wel 4 maal meer nevenwerkingen dan gezonde vrijwilligers.] Inspanningen om patiënten met CVS te motiveren om jaarlijkse influenza-immunisatie te verkrijgen worden aanbevolen. [Sleigh KM, Marra FH & Stiver HG. 2002. Influenza-vaccination: is it appropriate in Chronic Fatigue Syndrome? Am. J. Respir. Med. 1: 3-9]

————————-

www.cfids.org/archives/2001

Charles Shepherd, MD; (medisch adviseur) ME Association, Verenigd Koninkrijk

Is CVS verbonden met vaccinaties?

[…] In 1988 rapporteerden Lloyd et al. dat meerdere van hun patiënten de aanvang van hun CVS linkten aan het krijgen van een vaccinatie zonder dat een samenvallende infektie aanwezig was. [Lloyd A et al. What is Myalgic Encephalomyelitis? Lancet. 1988; 1: 1286-7] Ook andere meldingen linkten vaccinaties met de aanvang van CVS. [Weir W. The post-viral fatigue syndrome. Current Medical Literature: Infect Dis. 1992; 6: 3-8 /// CIBA Foundation. Chronic Fatigue Syndrome. Eds. Bock GR et al. J Wiley; 1993; symposium 173]

De verklaring voor vaccin-geïnduceerde CVS kan zijn dat het eerste doel van om het even welk vaccin is om de effekten van infektie op het immuunsysteem na te bootsen. […] Het feit dat immunologische ziekten, zoals arthritis, kunnen voorkomen wanneer een vatbare gastheer en een omgevingstrigger, zoals een infektie of vaccinatie, interageren, versterkt deze mogelijkheid. Het is ook interessant dat vaccinaties ook als precipiterende factor worden gezien bij de ontwikkeling van ‘Gulf War illness’ [verwant met M.E.(cvs)].

Causale vaccins

Mijn interesse in dit aspekt van de ontwikkeling van CVS is grotendeels gebaseerd op klinisch bewijsmateriaal van patiënten uit mijn praktijk. Ik heb details verzameld bij meer dan 200 patiënten die CVS ontwikkelden of een significante herval/verslechtering ervaarden volgend op een vaccinatie. Daarenboven heb ik 150 meldingen van een dergelijk verband door leden van M.E. of CVS zelfhulp-groepen en of hun artsen van over gans de wereld. Deze gegevens (hoewel ongepubliceerd) suggereren dat tetatus, tyfus, influenza en hepatitis-B de meest courante vaccins zijn betrokken bij CVS. Ik heb ook meldingen van een klein aantal met betrekking tot hepatitis-A (immunoglobuline), polio of rubella […]

Bijna die gevallen hebben betrekking op volwassenen en bij een significante minderheid werd het vaccin toegediend wanneer de persoon nog niet volledig was hersteld van een infektueuze ziekte zoals mononucleose (klierkoorts) of reeds een ongunstige reaktie op een eerdere dosis van hetzelfde vaccin (zoals soms het geval is bij hepatitis-B vaccinatie) had ervaren.

Ongeveer een derde van de gevallen hebben betrekking met door vaccinatie geïnduceerde/verslechterde CVS na het krijgen van he hepatitis-B vaccin (HBV). De meeste van deze patiënten zijn gezondheidswerkers, in het bijzonder verple(e)g(st)ers. De meeste van de andere patiënten kregen HBV omwille van beroepsdoeleinden, dikwijls als voorwaarde voor tewerkstelling en zonder enige informate over nevenwerkingen, zoals ernstige neurologische reakties. De prognose voor deze groep was slecht: minder dan 10% van de patiënten die ik persoonlijk heb gevolgd maakte melding van enige betekenisvolle vermindering van CVS-symptomen. Hoewel chronische uitputtende vermoeidheid het meest gerapporteerd symptoom van CVS na vaccin-toediening is in deze groep, klaagden ca. 20% ook over significante gewricht-pijn pain/arthralgie – een bevinding die consistent is met meerdere rapporten die HBV linken met arthritis en andere auto-immune aandoeningen. Minder dan 5% van de patiënten meldden ook neurologische complicaties/bijwerkingen zoals beven of zwakte langs één kant, die afzonderlijk van hun CVS-symptomen lijken voor te komen. […]

Hepatitis-vaccins zijn zeer immunogene samenstellingen en er bestaan een aantal mogelijke verklaringen betreffende de manier waarom ze mogelijks CVS triggeren. Eén ervan omvat een vooraf-bestaande genetische aanleg die, na antigen-stimulatie met HBV, resulteert in een pathologisch proces (mogelijks met vorming van immuun-complexen) en leidt tot een klinische ziekte. Een andere uitleg is dat een hypersensitiviteit tegen een component van HBV – zoals het conserveringsmiddel thimerosal – optreedt.

Researchers in Canada, die gelijkaardige observaties m.b.t. een link tussen HBV en CVS maakten, hypothiseerden dat dit een auto-immune reaktie met een microscopische vorm van demyelinisatie kan impliceren die niet zichtbaar is op MRI. [Hyde B. The clinical investigation of acute onset ME/CFS and MS following recombinant hepatitis-B immunisation. Second World Congress on CFS and Related Disorders, Brussels. 1999; September 9-12]

Niettegenstaande groeiend anekdotisch bewijsmateriaal van andere ervaren artsen die ook geloven dat HBV CVS kan precipiteren, aanvaarden vaccin-producenten geen enkele causale link. Een rapport door een onafhankelijke werk-groep in Canada die een dergelijk causaal verband verwierp, wordt frequent geciteerd als reden om deze claims te verwerpen, zelfs wanneer het enkele zeer betwistbare veronderstellingen bevatte om de conclusies te ondersteunen. [Report of the working-group on the possible relationship between hepatitis-B vaccination and the Chronic Fatigue Syndrome. Canad Med Assoc J. 1993; 149: 314-9] Het rapport stelt bv. incorrect dat chronische dragers van hepatitis-B infektie zonder tekenen van aan de gang zijnde lever-schade niet klagen over moeheid. […]

Praktisch advies

Gezondheid-werkers die zorgen voor CVS-patiënten die vaccinaties nodig hebben, moeten vanzelfsprekend de voor (hoe effektief? hoe noodzakelijk?) en tegens (risicos op ongunstige effekten en en verslechtering van CVS-symptomen) afwegen voor elk individueel vaccin. Ik zou adviseren tegen routine-matige, niet-essentiële vaccins als een patient:

* zich in de zeer vroege fase van CVS bevindt – in het bijzonder wanneer het duidelijk volgt op een infektueuze episode;

* blijft griep-achtige symptomen ervaren – inclusief pijnlijke keel, vergrote klieren, koorts en gewricht-pijn;

* eerder al een ongunstige reaktie op een bepaald vaccin heeft gehad.

Als de vaccinatie mogelijks levensreddend is, dan moeten overwegingen in verband met CVS een lagere prioriteit krijgen. Wat betreft de meer courant vereiste vaccins, luidt mijn advies als volgt:

Hepatitis-A. Kort-durende bescherming gerbuikmakend van immunoglobuline lijkt geen problemen te stellen bij CVS-patiënten. Ik heb geen ongunstige feedback van CVS-patiënten gekregen die een hepatitis-A vaccin kregen.

Hepatitis-B. Als een patient HBV nodigt heeft omwille van de beroepsgezondheid, zouden klinici de eerder aangehaalde voor en tegens moeten afwegen en deze met de patient bespreken.

Influenza. Als een patient een medische aandoening heeft die ernstig zou kunnen beïnvloed worden door een griep-aanval (bv. hart-ziekte, astma of bronchitis), dan moet een influenza-vaccin zeker worden overwogen. Mijn eigen gegevens wijzen er op dat ca. 60% van de CVS-patiënten een zekere vorm van verslechtering qua vermoeidheid en griep-achtige symptomen (soms redelijk uitgesproken) ervaren volgend op een influenza-vaccin.

Meningitis-C. De feedback die ik kreeg van ongeveer 30 kinderen en adolescenten met CVS die een meningitis-C vaccin kregen in het V.K., is dat er geen ernstige neven-effekten of verslechteringen van CVS-symptomen waren. De enige ongunstige effekten die werden gemeld, waren minder belangrijke verergeringen van vermoeidheid en hoofdpijn.

Polio en difterie. Eén research-studie bewees dat mensen met CVS geen ongunstige reakties op polio-vaccinatie vertoonden. Dat is ook mijn indruk uit feedback die ik van patiënten kreeg die ik polio-boosters adviseerde in verband met buitenland-reizen. Polio-vaccinaties of -boosters zouden zeker moeten worden gegeven aan patiënten die naar landen reizen waar polio nog voorkomt. Hetzelfde geldt voor difterie.

Tetanus. Het handhaven van up-to-date bescherming is van vitaal belang voor individuen wiens tewerkstelling (bv. werk op een boerderij) of vrijetijd-bezigheid (bv. tuinieren) een risico op tetanus inhoudt. Een tetanus-vaccin kan echter neven-effekten veroorzaken bij gezonde mensen en kan CVS-patiënten doen hervallen. De voor en tegens moeten zorgvuldig worden overwogen aangezien werd gerapporteerd dat het tetanus-vaccin CVS kan precipiteren.

Tyfus. Het tyfus-vaccin kan bijwerkingen veroorzaken bij gezonde mensen. De info die ik kreeg van mijn CVS-patiënten wees er echter op dat de orale vorm van tyfus-vaccin over het algemeen goed getolereerd werd.

Wanneer vaccinaties nodig worden geacht, zouden ze aan CVS-patiënten moeten worden gegeven als ze zich redelijk voelen en niet onder stress staan. Het is ook verstandig zich er van te verzekeren dat alle reis-vaccinaties achter de rug zijn ten minste twee weken voor vertrek voor het geval dat een patient verergerde symptomen of een terugval doormaakt.

[…]

[Zie o.m. ook: ‘Chronische microglia aktivatie na overmatige immuun-stimulatie’]

Interpretatie wetenschappelijke studies

http://www.cfids.org/about-cfids/medical-research-sense.asp

CFIDS Association of America

Making Sense of Medical Research

[…] Elke nieuwe ontdekking is onderworpen aan verscheidene interpretaties en zou moeten worden gezien in de context van de wetenschappelijke methode.

Hier volgt wat info overgenomen uit een ‘fact-sheet’ van de ‘National Institute on Aging’ getiteld ‘Understanding Risk: What Do Those Headlines Really Mean?’ [U.S. National Institues of Health; www.nia.nih.gov/HealthInformation/Publications/risk.htm] […] Het kan helpen CVS-studies beter te begrijpen. Het is degelijke informatie om in het achterhoofd te houden telkens een nieuwe studie over CVS verschijnt.

Elke dag zien we verhalen over nieuwe medische vondsten in de krant of op televisie. We horen bijvoorbeeld dat een bepaald medicijn een 300% of drie-voudinge stijging van het aantal beroertes veroorzaakt. Dat is een grote toename – het klinkt angstaanjangend. Maar, als je weet dat bij elke 10.000 mensen die het medicijn niet nemen, er twee beroertes voorkomen, dan betekent een drie-voudige stiging eigenlijk slechts zes extra beroertes. Misschien is dat niet zo heel schrikwekkend. Het is ook verwarrend dat verhalen soms tegenstrijdige resultaten lijken te melden – een nieuw vaccin voorkomt een verwoestende infektie, of doet dat niet. Wie zijn wij om wijs geraken uit dergelijke verhalen? Hoe weten we wat te geloven?

[…]

Als je leest over nieuwe medische bevinding, vraag dan jezelf af:

Was het een studie in het laboratorium, bij dieren of bij mensen? Onderzoeksresultaten bij mensen zijn wellicht meer betekenisvol voor je.

Omvat de studie genoeg mensen zoal jezelf? Je zou moeten controleren om te zien of de mensen in de studie dezelfde leeftijd, hetzelfde geslacht, onderwijsniveau; dezelfde ethnische achtergrond hadden en tot dezelfde inkomsten-groep behoorden als jezelf; en dezelfde gezondheid-zorgen hadden.

Was het een gerandomiseerde, gecontroleerde klinische proef met duizenden mensen? Deze zijn de duurste om uit te voeren maar ze geven wetenschappers ook de betrouwbaarste resultaten.

Waar werd het onderzoek uitgevoerd? Wetenschappers aan een geneeskunde-departement of groot ziekenhuis bv. zijn wellicht beter uitgerust om ingewikkelde complex experimenten uit te voeren of hebben meer ervaring met het thema. Vele grote klinische testen omvatten meerdere instituten maar de resultaten kunnen worden gerapporteerd door één coördinerende groep.

Worden de resultaten op een makkelijk te begrijpen manier voorgesteld? Ze zouden het absoluut risico, relatief risico of een ander begrijpbaar getal moeten gebruiken.

Als een nieuwe behandeling werd getest: waren er nevenwerkingen? Soms zijn de bijwerkingen bijna zo ernstig als de ziekte. Of ze kunnen betekenen dat het medicijn een ander gezondheidsprobleem kan doen verergeren.

Wie betaalde voor de research? Zijn degenen die steun bieden er op uit financieel voordeel te halen uit positieve of negatieve resultaten? Soms draagt de regering of een grote stichting financieel bij in de research-kosten. Dit betekent dat ze de plannen van het project hebben bekeken en beslisten ze dat de financiering eerzaam was maar ze er toch geen geld uit winnen. Als een medicijn wordt getest, kan de studie gedeeltelijk of volledig zijn betaald door het bedrijf dat het medicijn zal produceren en verkopen.

Wie rapporteert de resultaten? Is de krant, het tijdschrift, radio- of televisie-station een betrouwbare bron voor medisch nieuws? Sommige grote publicaties en omroep-stations hebben speciale wetesnchap-reporters die gevormd zijn medische bevindingen te interpreteren. Je kan ook gaan praten met je arts om je te helen oordelen hoe correct de meldingen zijn.

Onthou dat vooruitgang op het gebied van medische research vele jaren duurt. De resultaten van één studie moeten worden gedupliceerd door andere wetenschappers op andere plaatsen vooraleer ze worden aanvaard als algemene medische praktijk. Elke stap op het onderzoekspad biedt een sleutel tot het uiteindelijk antwoord – en waarschijnlijk doet het ook een nieuwe vraag rijzen.

[…]

Wetenschap is een sociale onderneming en wetenschappelijk werk wordt meestal door de gemeenschap geaccepteerd als het werd bevestigd. Cruciaal is dat experimentele en theoretische resultaten door anderen binnen de wetenschappelijke gemeenschap moeten worden gereproduceerd. Researchers hebben hun leven gegeven voor deze mening; Georg Wilhelm Richmann werd bv. door een bliksem gedood (1753) terwijl hij het vlieger-experiment van Benjamin Franklin uit 1752 probeerde te herhalen.

Ter bescherming tegen slechte wetenschap en fraudulente gegevens, hebben federale research-financiering agentschappen en wetenschappelijke tijdschriften zoals ‘Nature’ en ‘Science’ de beleidslijn dat researchers hun data en methoden moeten archiveren opdat andere onderzoekers er toegang toe hebben, de data en methoden kunnen testen, en verder bouwen op de research die voorafging. Het archiveren van wetenschappelijke gegevens kan worden gedaan bij een aantal nationale archieven in de V.S. of bij het ‘World Data Centre’.

Reproduceerbaarheid is één van de hoofd-principes van de wetenschappelijke methodologie en refereert naar de mogelijkheid of een test/experiment accuraat kan worden gereproduceerd, of herhaald, door iemand anders die onafhankelijk werkt.

De resultaten van een experiment uitgevoerd door een bepaalde researcher of onderzoeksgroep worden over het algemeen geëvalueerd door andere onafhakelijke researchers die zelf hetzelfde experiment herhalen, gebaseerd op de originele experimentele beschrijving. Dan bekijken ze of hun experiment gelijkaardige – aan die gerapporteerd door de originele groep – resultaten oplevert. De resultaat-waarden worden ‘evenredig’ beschouwd als ze worden bekomen (in afzonderlijke experimentele testen) volgens dezelfde reproduceerbare experimentele beschrijving en procedure.

Reproduceerbaarheid is niet hetzelfde als herhaalbaarheid, wat de slaagkans meet in opéénvolgende experimenten, mogelijks uitgevoerd door dezelfde onderzoekers. Reproduceerbaarheid houdt verband met de overeenkomst van test-resultaten van verschillende operatoren, test-apparaten en laboratoria.

XMRV bij M.E.(cvs)

Door de jaren heen zijn er steeds meldingen/claims geweest over micro-organismen (al dan niet oorzakelijk) verbonden met M.E.(cvs): het Epstein-Barr virus e.a. herpes-virussen (bv. HHV-6), Mycoplasma sp., Chlamydia pneumoniae, enterovirussen, Borrelia burgdorferi (Lyme), Borna-virus, Coxiella burnetti, Parovirus-B19, HERV-K18, Parainfluenza Virus-5, retrovirussen, enz. Tot nu toe bleken geen van de resultaten onafhankelijk reproduceerbaar, kon geen oorzakelijk verband worden bewezen of bleek het om opportunistische infekties te gaan.

Het is tot op heden onze overtuiging dat, ook al zullen vele van deze microben en virussen bij (grote of minder grote) M.E.(cvs)-subgroepen opduiken, geen zal blijken dé oorzaak te zijn. Het feit dat telkens weer andere organismen worden gevonden, bewijst o.i. dat zij een gevolg, eerder dan de oorzaak, van de ziekte zijn. De nadruk van de research aangaande M.E.(cvs) zou moeten liggen op de mechanismen die deze organismen ‘toelaten’ – genetische defekten in bv. transcriptie-factoren zoals NF-κB [zie: ‘Samenspel tussen de Glucocorticoid Receptor en Nuclear Factor-κB’]…

Onderstaande melding over XMRV is interessant maar zoals de auteurs zelf (en menig ander onderzoeker) aangeven is de melding zeker (nog) geen bewijs voor een oorzakelijk verband.

Het verontrust ons dat M.E.(cvs)-patiënten steeds weer wanhopig willen geloven in iets dat nog niet is bewezen. Ze gaan zelfs zo ver mensen die zich afzetten tegen on-wetenschappelijke beweringen, te stigmatiseren en te catalogeren bij de biopsychosociale kliek. Wetenschap is geen geloof of religie!

We geven hier de samenvatting van het artikel in ‘Science’ (met daarnaast duiding door niet aan het onderzoek gerelateerde onderzoekers) en een omschrijving door de britse NHS (overheidsdienst voor gezondheidszorg).

*************************

www.sciencemag.org (Published Online October, 2009)

Detection of an Infectious Retrovirus, XMRV, in Blood Cells of Patients with Chronic Fatigue Syndrome

Vincent C. Lombardi ¹, Francis W. Ruscetti ², Jaydip Das Gupta ³, Max A. Pfost ¹, Kathryn S. Hagen ¹, Daniel L. Peterson ¹, Sandra K. Ruscetti ⁴, Rachel K. Bagni ⁵, Cari Petrow-Sadowski ⁶, Bert Gold ², Michael Dean ², Robert H. Silverman ³, Judy A. Mikovits ¹

¹ Whittemore Peterson Institute, Reno, NV 89557, USA.

² Laboratory of Experimental Immunology, National Cancer Institute-Frederick, Frederick, MD 21701, USA.

³ Department of Cancer Biology, The Lerner Research Institute, The Cleveland Clinic Foundation, Cleveland, OH 44106, USA.

⁴ Laboratory of Cancer Prevention, National Cancer Institute-Frederick, Frederick, MD 21701, USA.

⁵ Advanced Technology Program, National Cancer Institute-Frederick, Frederick, MD 21701, USA.

⁶ Basic Research Program, Scientific Applications International Corporation, National Cancer Institute-Frederick, Frederick, MD 21701, USA.

Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS) is een uitputtende ziekte met onbekende etiologie waarvan wordt geschat dat wereldwijd 17 miljoen mensen zijn aangetast. Bij het bestuderen van perifeer bloed mononucleaire cellen (PBMCs) van CVS-patiënten, identificeerden we DNA van een humaan gamma-retrovirus, xenotroop muizen leukemie virus-gerelateerd virus (XMRV), bij 68 van 101 patiënten (67%) vergeleken met 8 van 218 (3,7%) gezonde controles. Cel-cultuur experimenten reveleerden dat XMRV van patiënten infektueus is, en dat cel-geassocieerde én cel-vrije transmissie van het virus mogelijk zijn. Secundaire virale infekties werden verkregen in niet-geïnfekteerde primaire lymfocyten en indicator cel-lijnen na blootstelling aan geaktiveerde PBMCs, B-cellen, T-cellen of plasma van CVS-patiënten. Deze bevindingen wijzen op de mogelijkheid dat XMRV een contribuerende factor kan zijn bij de pathogenese van CVS.

[Xenotroop virus: een genetisch overgedragen retrovirus dat niet kan vermenigvuldigen in de gastheer-soort die het herbergt maar dat cellen van een verschillende soort kan infekteren en enkel daar kan vermenigvuldigen.]

Vincent Lombardi was de mede-oprichter van REDLabs USA, een lab dat testen aanbiedt (hun belangrijkste test werd door hen zelf ooit uitgeroepen tot ‘merker’ voor CVS maar werd nooit onafhankelijk gevalideerd; de internationale research-gemeenschap schuift die dan ook ter zijde); en ‘directeur operaties’ toen ze hun naam veranderden naar VIP Dx (Viral Immune Pathology Diagnostics). VIP Dx is gelokaliseerd in de buurt van het ‘Whittemore Peterson Institute’ in Reno, Nevada.

Judy Mikovits is tevens vice-president van het medicijn-ontwikkelend bedrijf Genyous Biomed in Henderson, Nevada.

Oprichter/voorzitter van de ‘Wingfield Nevada Group’, de firma achter het ‘Whittemore-Peterson Institute for Neuro-immune diseases’ is Harvey Whittemore: niet onbesproken multimiljonair, advocaat, federaal lobbyist, land-ontwikkelaar en één van het dozijn van de machtigste mensen in Nevada die zaken doet met enkele van Nevada’s grootste bedrijven.

*************************

www.nhs.uk/news (October 2009)

Deze studie vergeleek bloed-stalen van 101 CVS-patiënten met stalen van 218 mensen zonder de ziekte. Er werd bewijs gevonden voor het XMRV-virus in ongeveer twee-derden van de mensen met CVS en minder dan 4% mensen zonder de ziekte.

Deze bevindingen alleen bewijzen niet dat het virus CVS veroorzaakt, omdat ze niet aantonen of de infektie gebeurde vóór of na de CVS zich ontwikkelde. Het research-artikel is behoedzaam qua conclusies en stelt dat XMRV een bijdragend factor “kan” zijn tot CVS maar het tegengestelde kan ook waar zijn: CVS kan mensen meer vatbaar maken voor infektie met dit virus.

Ondanks deze beperkingen, zullen deze bevindingen van belang zijn voor de research-gemeenschap, artsen en patiënten. Grotere studies en onderzoek dat vaststelt of de XMRV-infektie vóór of na de aanvang van CVS optreedt zullen nodig zijn vooraleer enige besluiten kunnen worden getrokken.

Waar komt het verhaal vandaan?

Het onderzoek werd uitgevoerd door Dr Vincent C Lombardi en collegas van het ‘Whittemore Peterson Institute’ en andere research-instituten in de V.S. Het werd gefinancierd door het ‘Whittemore Peterson Institute’, de ‘Whittemore Family Foundation’, het ‘National Cancer Institute’, de ‘National Institutes of Health’, het ‘US Department of Defense’, de ‘Foundation for Cancer Research’, de ‘Charlotte Geyer Foundation’, en Mal en Lea Bank.

De studie werd gepubliceerd in het ‘peer-reviewed’ wetenschappelijk tijdschrift ‘Science’.

Welke soort wetenschappelijke studie is dit?

Deze research keek naar de aanwezigheid van een retrovirus in de witte bloedcellen van mensen met Chronische Vermoeidheid Syndroom. Het betrof een gevallen-controle studie en bijkomende laboratorium-experimenten.

CVS tast een reeks organen in het lichaam aan en patiënten vertonen een abnormale werking van het immuunsysteem. De oorzaak is niet gekend maar één theorie is dat bepaalde virussen de ziekte triggeren.

Deze studie onderzocht of een retrovirus genaamd xenotroop muizen leukemie virus-gerelateerd virus (XMRV) betrokken zou kunnen zijn. Eerdere research toonde dit virus aan in enkele stalen van prostaat-kanker weefsel. Andere studies bij muizen hadden gevonden dat de immuun-respons op sommige retrovirussen geassocieerd is met neurologische problemen.

Het onderzoek omvatte het nemen van bloedstalen van 101 mensen met CVS (de gevallen) en van 218 gezonde mensen zonder CVS (controles). Het DNA van witte bloedcellen in deze stalen werd onderzocht om te kijken of ze XMRV-DNA bevatten. De mensen met CVS kregen de diagnose op basis van de standaard criteria (1994 CDC Fukuda criteria en 2003 Canadian Consensus criteria) en ze hadden allemaal ernstige invaliditeit, langdurige uitputtende vermoeidheid, cognitieve stoornissen en immuunsysteem abnormaliteiten. Ze kwamen uit gebieden in de V.S. waar CVS-epidemieën werden gerapporteerd.

De volledige genetische sequentie van het XMRV van twee patiënten die het viraal DNA hadden, werd dan onderzocht om te bepalen welke virus-stam het betrof. Deze stam werd vergeleken met de stam die eerder was geïdentificeerd bij prostaat-kanker patiënten en met een muizen leukemie virus (MLV) dat dikwijls in laboratoria wordt gevonden, om de mogelijkheid uit te sluiten dat MLV de experimenten contamineerde. Testen die zochten naar proteïnen van het XMRV-virus in de bloedcellen werden ook uitgevoerd.

Er werden ook laboratorium-testen gedaan om te kijken of de stalen infektueus XMRV bevatten. Bij die testen werden witte bloedcellen die XMRV bevatten van CVS-patiënten gegroeid en gemengd met prostaat-kanker cellen, die vatbaar zijn voor infektie met XMRV.

De prostaat-kanker cellen werden ook blootgesteld aan vloeistoffen van de CVS-patient of aan controle bloedstalen die waren behandeld door de bloedcellen te verwijderen en mogelijks aanwezige virussen te concentreren. Gelijkaardige experimenten, waarbij pogingen werden ondernomen om T-cellen (een type witte bloedcel) te infekteren, werden ook uitgevoerd.

De researchers onderzochten dan of CVS-patiënten die XMRV-DNA dragen of gezonde controles antilichamen hadden tegen een gelijkaardig virus, wat zou suggereren dat ze een immuun-respons hadden ontwikkeld tegen XMRV.

Wat waren de resultaten van de studie?

De onderzoekers vonden dat bloed van 67% van de mensen met CVS XMRV-DNA bevatte, vergeleken met 3,7% van de controles.

De virale DNA-sequenties waren zeer gelijkend met deze geïdentificeerd in een eerdere studie betreffende prostaat-kanker. De sequenties van deze virussen waren niet genoeg gelijkend met het MLV-virus om te suggereren dat deze resultaten werden veroorzaakt door laboratorium-contaminatie.

Het onderzoeken van de witte bloedcellen van dertig CVS-patiënten toonde dat 63% (19 mensen) van de geteste stalen virale proteïnen vertoonden. Testen op stalen van vijf gezonde controles toonde geen virale proteïnen aan.

Globaal gezien bleken stalen van mensen met CVS 54 keer meer waarschijnlijk virale sequenties te bevatten dan stalen van gezonde controles.

De researchers vonden dat XMRV die in de witte bloedcellen van CVS-patiënten werden aangetroffen kon worden overgedragen op prostaat-kanker cellen wanneer ze samen werden gegroeid in het laboratorium. Bij 10 van de 12 mensen met CVS (83%) kon vloeistof afkomstig van hun bloedstalen ook de prostaat-kanker cellen infekteren in het lab. Gelijkaardige resultaten werden bekomen wanneer niet-geïnfekteerde witte bloedcellen werden blootgesteld aan deze vloeistof. Vloeistof van de bloedstalen van twaalf gezonde controles infekteerde de prostaat-kanker cellen niet.

De onderzoekers vonden dat de helft (9 van de 18) van de CVS-patiënten met XMRV-DNA antilichamen hadden tegen een gelijkaardig virus, terwijl geen enkele van de 7 gezonde controles die werden getest een antilichaam-respons vertoonden. Dit suggereert dat de helft van de CVS-patiënten een immuun-respons tegen XMRV vertoonde.

Welke interpretaties maakten de researchers op basis van deze resultaten?

De researchers concluderen dat hun bevindingen suggereren dat XMRV mogelijks een contribuerende factor is bij de ontwikkeling van CVS. Ze suggereren dat infektie met het XMRV-virus verantwoordelijk zou kunnen zijn voor enkele van de abnormale immuun-respons en neurologische problemen die worden gezien bij CVS.

Wat maakt de ‘NHS Knowledge Service’ van deze studie?

Dit onderzoek heeft een associatie tussen de aanwezigheid van XMRV viraal DNA en Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS) geïdentificeerd.

Het is echter nog niet mogelijk om met zekerheid te zeggen of het virus daadwerkelijk CVS veroorzaakt, een feit dat ook wordt erkend door de auteurs. Dit is omdat de aanwezigheid van virus werd vastgesteld bij mensen die reeds CVS hadden, en dus is het niet duidelijk of de infektie gebeurde vóór ze de ziekte ontwikkelden.

Een alternatieve mogelijkheid is dat mensen die reeds CVS hebben, gewijzigde immuunsystemen hebben die hen meer vatbaar voor deze virussen maakt.

De studie heeft enkele beperkingen, enkele daarvan worden ook gemeld in een begeleidend editoriaal:

* Er werden een relatief klein aantal mensen getest, vooral bij sommige experimenten.

* De CVS-stalen komen alle van patiënten die ernstig geïnvalideerd waren, met langdurige uitputtende vermoeidheid, cognitieve defekten en immuunsysteem abnormaliteiten, en die kwamen uit gebieden waar er CVS-‘epidemieën’ of waren. Het is mogelijk dat deze patiënten niet representatief waren voor het volledige spectrum aan patiënten met CVS, waar de ernst nogal kan variëren. De selektie van gevallen die samen werden geclusterd in ‘epidemieën’ kan betekenen dat deze gevallen een verschillende oorzaak of trigger hebben dan de geïsoleerde gevallen.

* De karakteristieken van de bloed-stalen van gezonde mensen die werden gebruikt werden niet gerapporteerd en er zouden meer verschillen kunnen zijn met de CVS-gevallen dan enkel de ziekte zelf die bijdroeg tot de verschillende mate van XMRV-infektie.

* Hoewel de researchers probeerden contaminatie van hun stalen uit te sluiten, suggereert de molekulair bioloog die het XMRV-virus mee ontdekte in het begeleidend editoriaal [zie hieronder] dat ze niet genoeg ondernamen om contaminatie volledig uit te sluiten. Hij wijst er ook op dat bevestiging van de resultaten door een onafhankelijke groep die onwetend is over het feit of stalen van gevallen of controles komen van vitaal belang is.

* Hoewel de studie suggereert dat in het laboratorium het virus zich zou kunnen verspreiden van witte bloedcellen of bloed naar andere cellen, betekent dit niet dat het virus noodzakerlijkerwijs van persoon naar persoon zou kunnen worden overgedragen.

Niettegenstaande deze beperkingen, zijn de oorzaken van CVS nog niet gekend en blijven beschikbare behandelingen beperkt, dus zullen deze bevindingen van belang zijn voor de research-gemeenschap, artsen en patiënten. Verder onderzoek is nodig om deze bevindingen te bevestigen in meer stalen en vast te stellen of de XMRV-infektie gebeurt vóór of na de aanvang van CVS.

*************************

Als achtergrond-informatie betreffende het XMRV-virus, hier een begeleidend stuk (‘Perspective’) van de hand van 2 onderzoekers die niet deelnamen aan de studie, in het zelfde nummer van ‘Science’ als het bovenstaande rapport…

Een Nieuw Virus voor Oude Ziekten?

John M. Coffin [1] & Jonathan P. Stoye [2]

[1] Department of Molecular Microbiology, Tufts University, Boston, MA 02111, USA

[2] Division of Virology, Medical Research Council, National Institute for Medical Research, Mill Hill, London NW7 1AA, UK

Er is weinig consensus in de medische gemeenschap over het feit of het Chronische Vermoeidheid Syndroom een duidelijke ziekte is. Zoals de naam name impliceert, wordt de aandoening gekenmerkt door uitputtende vermoeidheid die vele jaren aanhoudt, en ze tast zowat 1% van de wereld-bevolking aan. Hoewel dikwijls chronische inflammatie wordt gevonden bij deze patiënten, weerden geen infektueuze of toxische agentia gevonden die duidelijk betrokken bleken bij deze ziekte, waarvan de diagnose grotendeels wordt gesteld door het uitsluiten van andere aandoeningen die gelijkaardige symptomen veroorzaken. In deze ‘Science Express’ beschrijven Lombardi et al. de detektie van xenotroop muizen leukemie virus-gerelateerd virus (XMRV) in ongeveer twee-derden van patiënten met de diagnose van Chronische Vermoeidheid Syndroom.

Zowel laboratorium- en epidemiologische studies zijn nu nodig om te bepalen of dit virus een veroorzakende rol speelt, niet enkel voor deze ziekte, maar misschien ook bij andere.

Chronische Vermoeidheid Syndroom is niet de eerste ziekte bij mensen waaraan XMRV wordt gelinkt. Het virus werd in 2006 voor het eerst beschreven bij enkele prostaat-kanker patiënten en in 2009 gedetekteerd bij bijna een kwart van alle prostaat-kanker biopten. Het werd geïsoleerd uit prostaat-kanker én Chronische Vermoeidheid Syndroom patiënten, en is gelijkaardig aan een groep van endogene muizen leukemie virussen (MLVs) die worden gevonden in de genomen van inteelt en verwante wilde muizen. Hoewel een halve eeuw studies betreffende MLVs en andere gamma-retrovirussen hebben geleid tot belangrijke ontdekkingen waarop veel van ons huidig begrip van kanker rust, is er geen duidelijk bewijs gevonden dat infektie bij mensen aantoont met gamma-retrovirussen of die deze agentia associeert men een menselijke ziekte.

Endogene virussen, zoals xenotroop MLV, duiken op wanneer retrovirussen geslacht-cellen infekteren. Het geïntegreerde viraal DNA, of pro-virus, wordt overgedragen op nakomelingen als onderdeel van het gastheer-genoom. Endogene pro-virussen vormen een groot deel van het genetisch aanvulsel [het zgn. afval-DNA] van moderne zoogdieren, ongeveer 8% van het menselijk genoom. Xenotrope pro-virussen maakten voor het eerst hun intrede in de muizen geslacht-cellen ca. een miljoen jaar geleden, maar kunnen cellen van de muis die hen draagt niet infekteren omwille van een mutatie – waarvan wordt verondersteld dat deze ontstaan is na het binnenkomen van het virus in de geslacht-cellen – in de cellulaire receptor voor het virus. De tendens van xenotrope MLVs om snel-delende menselijke cellen te infekteren, heeft het tot een courante contaminant van gecultiveerde cellen gemaakt, in het bijzonder bij bepaalde humane tumor cel-lijnen.

Meer dan 90% van DNA-sequenties van XMRV en xenotroop MLV is identiek, en hun biologische eigenschappen zijn virtueel niet te onderscheiden, waardoor er weinig twijfel wordt gelaten dat het eerste is afgeleid van het laatste door één of meerdere transmissies tussen species. Er zijn meerdere bewijzen dat transmissie gebeurde in de buiten-wereld en dat het geen laboratorium-contaminant was. Eén ervan is dat XMRVs van verschillende lokaties, en van Chronische Vermoeidheid Syndroom en prostaat-kanker patiënten bijna identiek zijn: de virale genomen verschillen slechts in enkele nucleotiden [DNA-bouwstenen], terwijl er honderden sequentie-verschillen zijn tussen XMRVs en xenotroop muizen leukemie pro-virussen van laboratorium-muizen. Ander bewijs omvat de aanwezigheid van XMRV en grote hoeveelheden antilichamen tegen XMRV en andere MLVs bij Chronische Vermoeidheid Syndroom en prostaat-kanker patiënten.

Er is nog veel dat we niet begrijpen. Of het virus een veroorzakende rol speelt bij Chronische Vermoeidheid Syndroom of prostaat-kanker is niet geweten. XMRV-infektie zou bv., toevallig, meer frequent kunnen voorkomen in dezelfde geografische regio als een cluster van patiënten met Chronische Vermoeidheid Syndroom. En individuen met één van beide ziekten zouden gewoonweg meer geïnfekteerd kunnen zijn omwille van immuun-aktivatie. XMRV zou preferentieel kunnen groeien in snel-delende prostaat-kanker cellen en de aanwezigheid van snel-delende cellen bij één van beide aandoeningen zou infektie gemakkelijker detekteerbaar kunnen maken. We weten niet hoe het virus wordt overgedragen en de suggestie, gebaseerd op indirect bewijs, dat er sexuele transmissie zou zijn, is voorbarig. Gezien het feit dat er infektueus virus aanwezig is in plasma en in bloed-cellen, is transmissie via bloed een mogelijkheid. Verder weten niet wat de prevalentie of distributie van virus is in menselijke of dierlijke populaties, en dier-modellen voor infektie en pathogenese zijn dringend gewenst.

Twee kenmerken van XMRV zijn bijzonder opmerkenswaardig. Eén is de bijna genetische gelijkheid van isolaten afkomstig van verschillende ziekten en van individuen uit verschillende delen van de Verenigde Staten. De twee meest ver verwijderde genomen waarvan tot op heden de sequentie werd bepaald verschillen in minder dan 30 van de ca. 8.000 nucleotiden. Alle XMRV-isolaten lijken dus meer op elkaar dan de genomen geïsoleerd uit eender welk individu geïnfekteerd met het HIV. In dit opzicht lijkt XMRV meer op humaan T-cel lymfotrope virussen (HTLVs) geïsoleerd in dezelfde geografische regio. Zoals het geval is bij HTLV, impliceert het gebrek aan diversiteit dat XMRV recent afstamt van een, gemeenschappelijke ‘voorvader’, en dat het aantal replicatie-cycli binnen één geïnfekteerd individu beperkt is.

Een andere meldenswaardige eigenschap van XMRV is dat de frequentie van infektie in niet-zieke controles opmerkelijk hoog is: ongeveer 4% in normale individuen van dezelfde geografische regio als geïnfekteerde patiënten met Chronische Vermoeidheid Syndroom, én in niet-kwaadaardige prostaten. Als deze cijfers worden bevestigd in grotere studies, zou het betekenen dat wellicht 10 miljoen mensen in de Verenigde Staten en honderden of miljoenen wereldwijd geïnfekteerd zijn met een virus waarvan het pathogeen potentieel bij mensen nog onbekend is. Het is echter duidelijk dat nauw verwante virussen een waaier aan belangrijke ziekten veroorzaken, inclusief kanker, in veel andere zoogdieren. Verder onderzoek zou XMRV kunnen aanduiden als een oorzaak van meer dan één goed-gekende ‘oude’ ziekte, met mogelijks belangrijke implicaties voor diagnose, preventie en behandeling.

*************************

Nog enkele losse commentaren…

“Dit zou wel eens de controverse kunnen beëindigen over de vraag of ere en onderliggende infektie is bij sommige gevallen van Chronische Vermoeidheid Syndroom maar het is onwaarschijnlijk dat dit alle gevallen verklaart. Retrovirussen kunnen latente virussen die reeds in de cellen aanwezig zijn wakker maken. Het is mogelijk dat chronische vermoeidheid symptomen niet worden veroorzaakt door XMRV maar door andere virussen die het aktiveert.” (internist Dedra Buchwald van de ‘University of Washington’ – www.sciencenews.org 8 okt 09).

>> De auteurs stellen vragen over deze ontdekking op het einde van het artrkel: “Is XMRV infektie een oorzakelijke factor in de pathogenese van CVS of een ‘passagier-virus’ in de CVS patiënten-populatie met onderdrukt immuunsysteem?” Deze en andere vragen stellen dat bijkomend onderzoek en de herhaling van de bevindingen van deze studie bij andere patiënten-groepen een prioriteit zou moeten zijn. << (www.cfids.org)

>> Precies hoe dit virus gerelateerd is met chronische vermoeidheid blijft echter een mysterie. Eén van de problemen bij het opsporen van CVS is dat dit wellicht niet één enkele ziekte is. “We denken dat het probleem is dat CVS een verzameling is van vele verschillende ziekten zelfs al hebben ze gelijkaardige symptomen.” Zij en anderen vermoeden dat het retrovirus andere onderliggende aandoeningen en virussen in het lichaam zou kunnen loslaten. <<

“Dit nieuw retrovirus zou, door infektie van menselijke cellen, transcriptie van een endogeen virus kunnen induceren. We hebben al aangetoond dat Epstein-Barr virus dit kan doen. “Hoewel deze achtergrond-ruis van verscheidene virussen moeilijk te onderscheiden zou kunnen zijn, reikt het sleutels aan die researchers helpen de hoofd-oorzaak van CVS te vinden. “Het is mogelijk dat, downstream, dit allemal zal uitmonden in het zelfde mechanisme.” (Brigitte Huber, professor pathologie aan de ‘Tufts University’s Sackler School of Graduate Biomedical Sciences’. – www.scientificamerican.com 8 okt 09)

>> Dr. William C. Reeves […] waarschuwt voor haastige conclusies gebaseerd op de bevindingen, hoewel hij ze belovend noemde. “Het is bijna ongehoord om een verband van deze grootte-orde te vinden in om het even welke studie van een infektueus agens en een goed-gedefinieerde ziekte, laat staan een [slecht-gedefinieerde] ziekte zoals Chronische Vermoeidheid Syndroom.” […]. Het is bijzonder moeilijk om een oorzakelijk verband te bewijzen met een alomtegenwoordig virus zoals XMRV en het “is zelfs nog moeilijker in het geval van CVS, een klinisch en epidemiologisch complexe ziekte”. << (Dr. William C. Reeves, hoofd ‘Chronic Fatigue Syndrome research’ van de ‘Centres for Disease Control and Prevention’ – www.latimes.com 9 okt 09)

>> XMRV is een puzzel op zijn eigen. John Coffin, een viroloog aan de ‘Tufts University’ in Boston, die MLV heeft bestudeerd, wijst er op dat de prevalentie van het virus bij gezonde controles “op één of andere manier, een even opmerkelijk resultaat is”. << (www.nature.com 9 okt 09)

“XMRV-infektie van [natural killer] cellen kan hun funktie aantasten.”, zegt Jonathan Kerr die niet betrokken was bij de studie. “Het past.”, voegt hij er aan toe, maar “een onafhankelijke studie die deze bevindingen kan bevestigen is heel erg gewenst”. (Jonathan Kerr, onderzoeker aan ‘St George’s, University of London’ – www.newscientist.com 8 okt 2009)

“Dit ziet ere en zeer interessante start uit Het is niet onmogelijk dat dit een ziekte kan veroorzaken met neurologische en immunologische gevolgen maar we weten het niet zeker.” (John Coffin, viroloog aan de ‘Tufts University’ in Boston – www.newscientist.com 8 October 2009)

>> [Mikovits’] colleagae vinden de melding van een virale link voorbarig: Joseph DeRisi, een molekular bioloog aan de ‘University of California’, San Francisco, die XMRV mee ontdekte, was niet tevreden over details in het artikel: Hij wilde meer weten over de ‘virale lading’ in CVS-patiënten en hoe de demografie van de controle-groep overeenkwam met die van CVS-patiënten. En het team van Mikovits deed niet voldoende om contaminatie uit te sluiten, zegt hij. “Men moet heel zorgvuldig zijn bij het maken van claims over dergelijke gevoelige en emotioneel geladen zaak als CVS, waarover al veel werd beweerd in het verleden.” Een dubbel-blinde studie waarbij een ‘derde partij’ lab zoekt naar XMRV bij CVS-patiënten controles is vitaal, zegt hij. << (ScienceNOW.org 9 okt 09)

>> Tony Britton van de ‘ME Association’ [V.K.] zei: “Dit is fascinerend – maar het bewijst niet onweerlegbaar dat een link bestaat tussen het XMRV virus en CVS of M.E.”.

Dr Richard Grunewald, een consulterend neuroloog van de ‘Sheffield Teaching Hospitals NHS Foundation Trust’ zei dat hij voorbehoud maakte wat betreft de research. Hij zie: “Het idee dat alle gevallen van CVS worden veroorzaakt door één enkel virus klinkt niet plausibel voor de meeste mensen die op het terrein werken. […]”

Sir Peter Spencer, hoofd bestuurslid van ‘Action for ME’ [V.K.] zei: “Het is nog te vroeg dus proberen we niet al te opgewonden te worden maar dit nieuws zal zeker de hoop doen rijzen in de patiënten-groep die al veel te lang werd verwaarloosd.” <<

(news.bbc.co.uk)

“We weten zelfs niet of infektie met het XMRV-virus de ziekte of één van de meerdere geassocieerde gereaktivateerde virussen (zoals HHV-6, EBV en enterovirus) veroorzaakt. […] Het is belangrijk deze bevindingen over XMRV-virus te bekijken als niet meer dan een opwindende nieuwe ontwikkeling. We hebben nood aan bevestigende studies, daarna studies om te kijken of het virus bijdraagt tot de oorzaak van de ziekte en symptomen.” (Dr. Nancy G. Klimas, directeur van de afdeling immunologie van de ‘University of Miami School of Medicine’ en research-directeur voor klinische AIDS/HIV-research van het ‘Miami Veterans Affairs Medical Centre’ – consults.blogs.nytimes.com 15 okt 09)

[…]

Arteriële Stijfheid en Inflammatie bij CVS

Elke contractie van het linker-ventrikel brengt een hoeveelheid bloed in de aorta. Hierdoor neemt de bloeddruk toe waardoor de arterie opgerekt wordt. Tijdens de ventrikulaire systole (Fase waarin het hart samentrekt en bloed het uit hart pompt. De linker-kamer -ventrikel- pompt zuurstofrijk bloed door de aorta naar het lichaam en de hersenen, de rechter-kamer pompt zuurstof-arm bloed naar de longen, waarna dit zuurstofrijk terugkeert naar de linker-boezem of atrium.) trekt de elastische wand van de aorta zich weer terug in zijn oorspronkelijke toestand, waardoor het bloed in het volgende deel van de arterie stroomt, welke op zijn beurt opgerekt wordt. Dit alternerend proces van uitzetten en ontspannen van de arterie-wanden verplaatst zich langs het gehele arteriële stelsel, waardoor er een puls-golf ontstaat. Elke pulsering correspondeert met een hartslag en is het resultaat van het effekt van het uitgepompte bloedvolume op de elastische wand van de arterie. De opeenvolging van drukstijgingen, die zich richting periferie beweegt, vormt een druk-golf (of druk-puls). Zowel de snelheid als de vorm van deze drukgolf wijzigen echter over de arterieën.

De snelheid van de drukgolf neemt toe waneer de viscositeit vermindert en bijvoorbeeld ook bij een verstijven van de wanden (leeftijd), bij afname van de diameter van het bloedvat of wanneer de gemiddelde bloeddruk toeneemt. De snelheid van de drukgolf stijgt dan ook richting periferie. In de aorta is de snelheid ongeveer 3-5 meter per seconde; in de perifere arterieën 8-16 m/s. Het profiel van de druk-golf wijzigt vermits de vaatwanden distaal (verder van het hart weg) progressief verstijven. Hierdoor verhoogt de systolische bloeddruk (SBP). Ook het feit dat de bloedvaten vertakken draagt bij tot de toename.

Golf-reflekties zijn een gevolg van het feit dat wanneer de arteriële golf zich voortplant, de druk in elk meer distaal punt op elk moment niet steeds lager zal zijn dan proximaal (dichter bij het hart). Daardoor kan de druk-verloop in de tegenovergestelde richting gaan zodat de golf meer pulserend wordt. Arteriële golf reflektie (‘arterial wave reflection’, AWR) is de terugkeer van de golf naar de opstijgende aorta tijdens diastole (de ritmische expansie van de hart-kamers waardoor deze zich met bloed vullen; diastolische druk, DBP = onderdruk) nadat de ventrikulaire uitstoot is opgehouden.

Bij druk-golf analyse worden op een niet-invasieve manier de arteriële druk-golf-vormen opgenomen d.m.v. ‘applanatie tonometrie’ (drukmeting waarbij een perifere arterie samengedrukt wordt tussen een sensor en de onderliggende struktuur = bot en spierweefsel). De druk-golf van de pols-slagader (arteria radialis) kan vrij nauwkeurig worden opgenomen en gekalibreerd t.o.v. de brachiale bloedruk-waarden (arteria brachialis = bovenarm-slagader); dit kan worden gebruikt om de druk-golf-vorm van de opstijgende aorta af te leiden. Deze kan belangrijke informatie geven betreffende de effekten van vroege golf-reflektie op de bloeddruk-curve van de aorta. De vorm van de druk-golf van de opstijgende aorta kan worden uitgedrukt in absolute termen als ‘augmentation-pressure, Aug’ en als ‘augmentation index, AIx’ (uitgedrukt als een percentage van de puls-druk, ‘pulse-pressure’ = PP).

Een micromanometer wordt aangebracht op de huid boven de radiale arterie en de perifere radiale puls wordt continu geregistreerd. De golf-vorm van de centrale aorta wordt afgeleid uit de druk aan de pols-slagader en de perifere brachiale bloeddruk, d.m.v. een software-pakket. De golf-vorm van de aorta wordt geanalyseerd om de centrale systolische en diastolische bloeddruk te bekomen, en de ‘augmentation’-druk en ‘augmentation index’ (die golf-reflektie en arteriële stijfheid weerspiegelen) wordt berekend.

Arteriële stijfheid wordt meer en meer erkend als een risico-factor voor cardiovasculaire aandoeningen en draagt bij tot de ontwikkeling van hoge bloeddruk (en linker ventrikulaire dysfunktie).

Als arterieën stijver worden (bv. bij hypertensie), verhoogt de snelheid van de puls-golf, wat de gereflekteerde golf eerder naar de opstijgende aorta doet terugkeren. Een dergelijke vroege golf-reflektie leidt tot verhoogde systolische bloeddruk (van de samentrekkingsfase) en puls-druk, en verminderde druk tijdens de diastole. Stijging van de SBP leidt tot verhoogde zuurstof-vraag van de hartspier (myocard), terwijl een afname van de diastolische bloeddruk leidt verminderde coronaire perfusie; beiden aanleiding gevend tot myocardiale ischemie.

‘C-Reaktief Proteïne (CRP) is gerelateerd met arteriële golf reflektie en stijfheid bij asymptomatische individuen’ (Kullo IJ et.al., American Journal of Hypertension Volume 18, Issue 8, August 2005, Pages 1123-1129): “Systemische inflammatie leidt tot endotheliale dysfunktie wat aanleidng geeft tot arteriële stijfheid en golf-reflektie. CRP, een merker voor systemische inflammatie, is geassocieerd met metingen voor arteriële stijfheid en golf-reflektie in a-symptomatische individuen. Veranderingen qua arteriële stijfheid en golf-reflektie worden vastgesteld bij acute inflammatie én chronische inflammatie. CRP-waarden voorspellen de toekomstige ontwikkeling van hypertensie. Sub-klinische systemische inflammatie is gelinkt met funktionele wijzigingen van het arterieel netwerk. Arteriële stijfheid is verhoogd bij mensen met chronische systemische inflammatie.”.

Zie ook: ‘Identifikatie en behandeling van symptomen geassocieerd met inflammatie’

Clinical Science 2007; 114: 561-6

Low grade inflammation and arterial wave reflection in patients with Chronic Fatigue Syndrome

Vance A Spence, Gwen Kennedy, Jill JF Belch, Alexander Hill and Faisel Khan

Division of Medicine and Therapeutics, University of Dundee, DUNDEE DD1 9SY, United Kingdom

Samenvatting

Sommige van de symptomen die worden gerapporteerd door mensen met Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS) zijn geassocieerd met verscheidene cardiovasculaire fenomenen. Merkers voor cardiovasculair risico, met inbegrip van inflammatie en oxidatieve stress, werden aangetoond bij sommige CVS-patiënten maar er is weinig bekend over de relatie van deze prognostische indicatoren van het cardiovasculair risico in deze patiënten-groep.

We wilden onderzoeken wat de relatie is tussen inflammatie, oxidatieve stress en de ‘augmentation-index’ - een maat voor arteriële stijfheid – bij 41 goed gekarakteriseerde CVS-patiënten en bij 30 gezonde individuen.

De ‘augmentation-index’, genormaliseerd voor een hartritme van 75 slagen per minuut (AIx@75), was significant hoger bij CVS-patiënten dan bij controle-individuen. CVS-patiënten hadden ook significant verhoogde waarden C-reaktief proteïne [CRP] en 8-iso-prostaglandine F 2alfa isoprostanen.

Bij CVS-patiënten bleek de AIx@75 significant gecorreleerd met log C-reaktief proteïne, isoprostanen, geoxidieerd LDL en systolische bloeddruk.

In een stapsgewijs multipel regressie-model, (met inbegrip van systolische en diastolische bloeddruk, body-mass-index, C-reaktief proteïne, TNF-alfa, IL-1, geoxidieerd LDL, HDL-cholesterol waarden, isoprostanen, leeftijd en sexe, was de AIx@75 was onafhankelijk geassocieerd met log CRP, leeftijd en vrouwelijk gesalcht bij CVS-patiënten.

De combinatie van verhoogde arteriële golf reflektie, inflammatie en oxidatieve stress kunnen resulteren in een verhoogd risico voor toekomstige cardiovasculaire voorvallen. Bepaling van arteriële golf reflektie zou nuttig kunnen zijn bij het vaststellen van het cardiovasculair risico in deze patiënten-groep.

Inleiding

Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS) is een heterogene aandoening met onbekende etiologie die neurologische, immunologische en cardiovasculaire systemen aantast. Het syndroom, dat slecht wordt begrepen, wordt gekarakteriseerd door invaliderende inspanning-intolerantie met significant verminderde aktiviteit-niveaus die worden gelinkt aan intracellulaire immuun-ontregeling. Er is ook accumulerend bewijs dat het cardiovasculair systeem is gecompromitteerd bij veel CVS-patiënten; met meldingen van autonome dysfunktie, verlaagde hartslag […]; dergelijke abnormaliteiten dragen bij tot de destabilisering van bloeddruk en orthostatische intolerantie, en – bij de ernstiger CVS-gevallen – een verminderde cardiale output [aantal liter bloed dat het hart per minuut door het lichaam pompt].

Oxidatieve processen worden in stijgende mate verbonden met symptomen bij in CVS [zie: ‘Oxidatieve stress’] en we hebben aangetoond dat CVS-patiënten verhoogde in-vivo lipiden-peroxidatie hebben samen met gestegen F2-isoprostanen [zie: ‘Interleukine-6 en isoprostanen bij CVS na inspanning’]die correleren met post-exertionele spier-pijn, het dominerend symptoom dat de meeste patiënten kenmerkt. We toonden ook dat onze patiënten verhoogde concentraties aktief ‘transforming growth-factor’ β1 hebben [zie ‘Verhoogde neutrofiel apoptose bij CVS’ en items over TGF-β] en we postuleerden dat CVS een pro-inflammatoire aandoening was waarbij vele patiënten in een pro-oxidante toestand consistent met significant cardiovasculair risico verkeren.

C-reactief proteïne (CRP) is een acute fase eiwit en een gevoelige maar niet-specifieke biochemische merker voor chronische inflammatie. Zeer gevoelige testen hebben consistent aangetoond dat CRP een robuste en onafhankelijke voorspeller voor cardiovasculair risico is, inclusief bij gezonde individuen zonder enig bewijs voor cardiovasculaire ziekte. Merkers voor inflammatie, inclusief verhoogde CRP-waarden, werden reeds aangetoond bij sommige CVS-patiënten [Buchwald, D., Wener, M.H., Pearlman, T. and Kith, P. Markers of inflammation and immune-activation in chronic fatigue and Chronic Fatigue Syndrome. J. Rheumatol. 24(1997): 372-376] maar er is weinig geweten over de relatie tussen chronische inflammatie en prognostische indicatoren voor cardiovasculair risico in deze patiënten-groep. In andere populaties werd verhoogde CRP consistent gelinkt met hogere puls-golf snelheid en in sommige, maar niet alle, studies met ‘augmentation-index’, wat een gecombineerde maatstaf voor arteriële stijfheid en golf-reflektie is.

Van de Putte et al. rapporteerden verhoogde arteriële stijfheid en hypotensie in een groep van 32 adolescente (12-18 jaar) CVS-patiënten, die niet kon worden verklaard door veranderingen qua karakteristieken van de arteriële wand of levensstijl. Vasculaire stijfheid beïnvloedt echter de haemodynamiek bij rust en inspanning, en kan bijdragen tot orthostatische hypotensie […] en zou ook de cardiale prestatie bij condities van verhoogde pre-load [uitrekking van de myocard-spier vóór de contractie] in CVS-patiënten kunnen verslechteren [Peckerman, A., Lamanca, J.J., Dahl, K.A., Chemitiganti, R., Qureishi, B. and Natelson, B.H. (2003) Abnormal impedance cardiography predicts symptom-severity in Chronic Fatigue Syndrome. Am. J. Med. Sci. 326(2003): 55-60].

Gezien de associatie tussen inflammatie en verhoogde arteriiële stiijfheid in andere populaties en het groeiende bewijs dat verhoogde arteriiële stiijfheid een onafhankelijke voorspeller is voor ongunstige cardiovasculaire uitkomsten, wilden we de relatie tussen CRP-waarden en ‘augmentation-index’ onderzoeken bij goed gekarakteriseerde CVS-patiënten. ‘Augmentation-index’ bleek een nuttige merker voor cardiovasculair risico bij gezonde controles én bij patiënten met cardiovasculaire ziekte, en is onafhankelijk geassocieerd met ongunstige cardiovasculaire incidenten.

Individuen en en Methoden

Uit een plaatselijk register van M.E.(cvs)-patiënten werden 41 individuen (19 – 63 jaar) gerecruteerd en die ondergingen een medisch onderzoek bij dezelfde arts; allen voldeden aan de CVS-klassificatie van de ‘Centres for Disease Control’ (CDC). Alle patiënten met een geschiedenis van inflammatoire of systemische ziekte werden uitgesloten. De gemiddelde ziekte-duur was 9,2 jaar (SD 5,7 jaar). […] Dertig gezonde vrijwilligers (19-63 jaar) werden ook gerecruteerd uit de plaatselijke gemeenschap en fungeerden als controle-groep. […]

Bloedstalen werden afgenomen […] op hetzelfde tijdstip van de dag. […] Plasma of serum werd bewaard bij -70°C tot het werd getest voor 8-iso-prostaglandine F2α-isoprostanen, CRP, ‘tumor necrosis factor’ α (TNF-α), interleukine-1 (IL-1), totaal en ‘high density lipoprotein’ (HDL) cholesterol, en geoxidieerd ‘low density lipoprotein’ (LDL) cholesterol. […]

Bepaling van de ‘Augmentation Index’ – ‘Pulse Waveform’ Analyse

Metingen werden uitgevoerd in een kamer met gecontroleerde temperatuur (23 ± 1°C). Individuen rustten in een rug-lig voor ten minste 10 minuten waarna de bloeddruk werd gemeten in drievoud gebruikmakend van een automatische bloeddruk-monitor.

Een index voor arteriële stijfheid werd op een niet-invasieve manier bepaald via de meting van de ‘augmentation-index’ (AIx), die een schatting is van systemische arteriële en musculaire stijfheid, gebruikmakend van het gevalideerde SphygmoCor ‘druk-golf vorm’ analyse-systeem. Perifere druk-golf vormen werden opgenomen aan de radiale arterie via ‘applanantie tonometrie’ gebruikmakend van een zeer betrouwbare micromanometer. Ten minste 15 opnames van de druk-golf vorm van hoge kwaliteit werden verkregen van waaruit de druk-golf vorm van de centrale aorta werd berekend, gebruikmakend van een gevalideerde veralgemeende omzetting-funktie. Op basis van de gemiddelde druk-golf van de aorta, werden de volgende parameters berekend:

* ‘Augmentation-index’ (AIx), gedefinieerd als de verhoogde druk gedeeld door de puls-druk, uitgedrukt als een percentage.

* ‘Augmentation-index’ genormaliseerd voor een hartslag van of 75 per minuut (AIx@75). Deze parameter werd berekend om rekening te houden met het effekt van de hartslag op AIx.

* Tijd tot terugkeer van de gereflekteerde golf (Tr). Dit werd gebruikt als een merker voor puls-golf snelheid.

Statistische analyse

[…]

Resultaten

Patiënten met CVS en controle-individuen werden gematcht voor leeftijd, geslacht, roken, lengte en gewicht. Systolische en diastolische bloeddruk, en hartslag waren significant hoger bij CVS-patiënten dan bij controle-individuen (P<0.005, P<0.005 en P<0.05, respectievelijk).

Totaal cholesterol was gelijkaardig in de twee groepen maar HDL-cholesterol was significant lager bij CVS-patiënten dan bij controle-individuen (P<0.005). CVS-patiënten hadden significant gestegen CRP-waarden (P<0.01) en 8-iso-prostaglandine F2α-isoprostanen (P<0.005). Er waren geen significante verschillen tussen de twee groepen voor IL-1 en TNF-α.

De ‘augmentation-index’ (AIx) was significant hoger bij CVS-patiënten in vergelijking met controle-individuen (P=0.017). De AIx lag 52% hoger bij CVS-patiënten. Aangezien AIx wordt beïnvloed door de harstlag – die significant hoger was bij CVS-patiënten – werd echter een index genormaliseerd voor 75 slagen per minuut gebruikt om een betere vergelijking van de arteriële golf reflektie tussen CVS-patiënten en controle-individuen te bieden. Deze index, AIx@75, was ook significant hoger bij CVS-patiënten dan bij controle-individuen (P=0.002) maar het verschil (69%) was groter dan voor de niet-aangepaste AIx (52%). De tijd tot terugkeer van de gereflekteerde golf (Tr) was significant korter bij CVS-patiënten (137.6±21.4 ms) vergeleken met controle-individuen (146.5±12.3 ms), wat wijst op een hoger puls-druk snelheid (P=0.039).

Wat betreft de significante univariate associaties tussen merkers voor arteriële stijfheid, en fysieke en biochemische variabele voor CVS-patiënten: AIx@75 vertoonde de sterkste correlaties met systolische bloeddruk, logCRP, isoprostanen en oxLDL. Tr was significant gecorreleerd met logCRP en isoprostanen. Er waren twijfelachtige verbanden tussen AIx@75 en leeftijd en geslacht (P=0.099 en P=0.087, respectievelijk). In een stapsgewijs regressie-model voor de CVS-patiënten, bleken de onafhankelijke associaties met AIx@75, logCRP (P=0.006), leeftijd (P=0.022) en vrouwelijk sexe (P=0.03) te zijn. Voor Tr was de enige onafhankelijk geassocieerde parameter log CRP (P=0.012).

In de controle-groep waren de onafhankelijke associaties met AIx@75 vrouwelijke geslacht (P<0.001) en brachiale diastolische druk (P=0.026). Er waren geen onafhankelijke associaties met Tr.

Bespreking

Deze studie vond dat CVS-patiënten hogere serum hs-CRP waarden, verhoogde isoprostanen en geoxidieerd LDL en significant gestegen AIx@75, een samengestelde meting voor arteriële stijfeid en golf-reflektie, hebben. AIx@75 bleek significant gecorreleerd met CRP en isoprostanen. CVS-patiënten hadden ook hogere bloeddruk en lagere HDL-cholesterol waarden dan controle-individuen, die mogelijks de AIx@75 beïnvloeden.

De onafhankelijke determinanten van AIx@75 bij CVS-patiënten waren echter hs-CRP, leeftijd en vrouwelijk geslacht. De combinatie van verhoogde arteriële golf-reflektie, inflammatie en oxidatieve stress zou kunnen resulteren in een nadelige haemodynamiek en een verhoogd risico op een toekomstig cardiovasculair incident bij deze patiënten.

Er werden zeer weinig langdurige follow-up studies uitgevoerd bij CVS-patiënten en geen enkele over het voorkomen van andere gezondheid-aandoeningen; dus is het niet mogelijk het cardiovasculair risico voor deze patiënten-groep in te schatten. Lerner documenteerde echter herhaaldelijk abnormale T-golf [onderdeel van een ECG; laat zien hoe de ventrikels ontspannen] oscillaties die wijzen op cardiomyopathie, bij vele van zijn CVS-patiënten [Lerner, A.M., Goldstein, J., Change, C.H. et al. Cardiac involvement in patients with Chronic Fatigue Syndrome as documented with Holter and biopsy data in Birmingham. Michigan. 1991-1993. Infect Dis Clin Prac. 6 (1997): 327-33] en, gebruikmakend van radionuclide ventriculografie [zichtbaar maken van de uitstoot van het linker-ventrikel m.b.v. een radioaktieve stof], toonde hij post-exertionele abnormale beweging van de hart-wand bij ongeveer een kwart van de CVS-patiënten wat wijst op cardiale dysfunktie [Lerner, A.M., Dworkin, H.J., Sayyed, T., Chang, C.H., Fitzgerald, J.T., Beqaj, S., Deeter, R.G., Goldstein, J., Gottipolu, P. and O’Neill W. Prevalence of abnormal cardiac wall motion in the cardiomyopathy associated with incomplete multiplication of Epstein-Barr Virus and/or cytomegalovirus in patients with Chronic Fatigue Syndrome. In Vivo 18 (2004): 417-24]. Bovendien werd in een recent rapport, hart-falen vastgesteld als een belangrijke doodsoorzaak in een groep van CVS-overlijdens en die bleken op een veel jongere leeftijd voor te vallen dan zou kunnen worden verwacht in de ganse populatie [Jason, L.A., Corradi, K., Gress, S., Williams, S. and Torres-Harding, S.Causes of death among patients with Chronic Fatigue Syndrome. Health Care Women Int. 27 (2006): 615-626].

Terwijl verhoogde CRP-waarden beperkte diagnostische waarde hebben bij CVS, zijn hsCRP-waarden indicatief voor chronische, lage-graad, sub-klinische inflammatie die fungeren als een potentieel hulpmiddel bij de globale voorspelling van of cardiovasculair risico . Epidemiologische studies over 30 jaar vonden dat een enkele hsCRP-meting een sterke voorspeller was voor een cardiovasculair incident […], en dat de voorspelling onafhankelijk was van traditionele risico-factoren zoals leeftijd, roken, hypertensie, dyslipidemie [verhoging en/of verlaging van één of meer van de bloedvetten = lipiden, cholesterol, triglyceriden] en diabetes. Anderen hebben gemeld dat inflammatie-merkers bij post-infektueuze vermoeidheid-syndromen niet aanhouden tot in de chronische ziekte-fase en dat ze geen rol spelen in de ontwikkeling van persistente symptomen in een Australische populatie; CVS is echter heterogeen en er is een aanzienlijke diversiteit binnen en tussen patiënten-cohorten in de research.

Onze studie is de eerste melding over hsCRP-waarden bij CVS-patiënten maar anderen hebben verhoogde arteriële golf-reflektie bij CVS gerapporteerd, hoewel bij adolescenten met de ziekte. Of chronische, sub-klinische inflammatie de oorzaak is van verhoogde arteriële golf-reflektie bij CVS-patiënten moet nog worden bepaald, hoewel het positief gecorreleerd was met indicatoren voor stijfheid bij ogenschijnlijk gezonde individuen in de algemene bevolking, bij patiënten met systemische vasculitis [verzamelnaam voor een aantal ziekten die gemeenschappelijk hebben dat de oorzaak ervan onbekend is en dat ze door het hele lichaam heen ontsteking van de bloedvaten kunnen veroorzaken], bij kinderen met Kawasaki ziekte [voornaamste oorzaak van een verworven, dus niet-aangeboren hart-aandoening bij kinderen; gekenmerkt door een veralgemeende ontsteking van de bloedvaten]; hoewel niet bij vrouwen met aktieve reumatoïde arthritis. Levensstijl-kenmerken zoals roken, obesitas en fysieke fitheid spelen ook een rol bij de ontwikkeling van arteriële stijfheid maar enkel een klein percentage van onze patiënten waren rokers, en lichaamsgewicht en BMI waren gelijkaardig bij CVS-patiënten en controle-individuen.

Een mindere fysieke conditie is verbonden met verhoogde arteriële stijfheid en, per definitie, voeren de meeste CVS-patiënten zeer weinig fysieke aktiviteit uit; zelfs vergeleken met sedentaire, gezonde individuen. Experimenteel en epidemiologisch is het evident dat langdurige fysieke aktiviteit een anti-inflammatoir effekt heeft. In een studie werd aangetoond dat inflammatie-merkers omgekeerd gerelateerd zijn met fysieke aktiviteit en fitheid bij sedentaire mannen met goed-behandelde hypertensie, en terwijl voorgeschreven wandel-regimes de fitheid verbeteren en cardiovasculair risico verminderen bij sedentaire ambtenaren, konden ze geen significante daling van CRP induceren.

Verder: terwijl fysieke aktiviteit effektief zou kunnen zijn bij het moduleren van pro-inflammatoire aktiviteit in atherosclerotische aandoeningen, zijn vele CVS-patiënten inspanning-intolerant, mogelijks omwille van oxidatieve schade in de spieren [zie eerder: Fulle, S., Mecocci, P., Fano, G., Vecchiet, I., Vecchini, A., Racciotto, D., Cherubini, A., Pizzigallo, E., Vecchiet, L., Senin, U. and Beal, M.F. Specific oxidative alterations in vastus lateralis muscle of patients with the diagnosis of Chronic Fatigue Syndrome. Free Radical Biol. Med. 29 (2000): 1252-1259 /// Jammes, Y., Steinberg, J.G., Mambrini, O., Bregeon, F. and Delliaux, S. Chronic Fatigue Syndrome: assessment of increased oxidative stress and altered muscle-excitability in response to incremental exercise. J. Intern. Med. 257 (2005): 299-310] of door verhoogde plasma-waarden van oxidatie zoals isoprostanen die worden geassocieerd met post-exertionele spierpijn bij andere aandoeningen.

Oxidatieve stress zou ook pro-inflammatoir kunnen zijn en bij volwasssenen die geen klinische cardiovasculaire ziekte hebben, correleren merkers voor oxidatie significant met hsCRP-waarden, onafhankelijk van andere mogelijks verstorende factoren zoals body-mass-index. Terwijl er in onze studie studie significante univariate correlaties bestaan tussen metingen voor oxidatie, zoals verhoogde waarden aan isoprostanen en oxLDL gedaalde HDL en ‘augmentation-index’, bleken geen enkele hiervan onafhankelijke determinanten van arteriële golf reflektie in het meervoudige regressie model.

Patiënten in onze studie-groep hebben significant verhoogde neutrofielen-apoptose en er is bewijsmateriaal dat CRP degradatie-produkten, gegenereerd door neutrofielen-elastase, neutrofielen-apoptose bevordere. Onder omstandigheden waar CRP wordt afgebroken door neutrofielen-elastase, verwerft CRP een anti-inflammatoire capaciteit die neutrofielen-opruiming bevordert en bescherming kan bieden tegen inflammatoir letsel.

[…] De puls-golf snelheid, maar niet de ‘augmentation-index’, correleert met serum elastase-aktiviteit bij schijnbaar gezonde individuen en mensen met systolische hypertensie, wat aanleiding geeft tot de mogelijkheid dat inflammatie en verhoogde elastase-aktiviteit bijdraagt tot arteriële stijfheid. Echter: niet alle studies tonen dat elastasen positief gecorreleerd zijn met arteriële stijfheid. Hoewel we de arteriële stijfheid niet op een directe manier hebben gemeten, kunnen we niet uitsluiten dat onze meting van de ‘augmentation-index’, die een samengestelde maatstaf is voor arteriële stijfheid en golf-reflekties, geassocieerd zou kunnen zijn met elastase-aktiviteit. We hebben echter wel de tijd-tot-terugkeer van de gereflekteerde golf, een indirecte maatstaf voor puls-golf snelheid, gemeten en vonden dat deze significant korter was bij CVS-patiënten; suggestief voor een verhoogde puls-golf transmissie, en dat CRP onafhankelijk geassocieerd was met Tr.

De ‘gouden standaard’ meting voor arteriële stijfheid is puls-golf snelheid. De ‘augmentation-index’ wordt hoofdzakelijk beïnvloed door de snelheid waarmee de golf zich verplaatst, de amplitude van de gereflekteerde golven en de elastische eigenschappen van de aorta, samen met de duur en het patroon van ventriculaire uitstoot. Niettemin werd ook aangetoond dat de ‘augmentation-index’ een belangrijke determinant is voor cardiovasculair risico en uitkomst. Het is een onafhankelijke voorspeller van de mortaliteit bij patiënten met nierziekte in het laatste stadium en een onafhankelijke merker voor de ernst van coronaire obstruktie. Daarenboven is de ‘augmentation-index’ onafhankelijk geassocieerd met een verhoogd risico op korte- en lange-termijn cardiovasculaire incidenten bij patiënten die coronaire interventies ondergaan, en een significante voorspeller voor belangrijke ongunstige cardiovasculaire incidenten bij patiënten met vastgestelde ‘hartslagader-ziekte’.

Een beperking van de studie is dat we niet zeker kunnen zijn van de mate waarin arteriële golf reflekties bij CVS-patiënten waren aangetast door medicijnen zoals thyroxine en beta-blokkers. We hebben echter voor elk mogelijk effekt op hartslag gecorrigeerd door gebruik te maken van de ‘augmentation-index’ genormaliseerd voor een hartslag van 75/min.

Tot besluit: we hebben een onafhankelijk verband tussen verhoogde arteriële golf reflektie en ‘low grade’ inflammatie bij patiënten met CVS aangetoond. De resultaten van deze studie genereren hypothesen en de klinische impact van deze associatie kan momenteel niet worden bepaald. Niettemin kunnen ze nuttig zijn voor het vaststellen van het cardiovasculair risico in deze patiënten-groep aangezien metingen van arteriële stijfheid de cardiovasculaire uitkomst voorspellen. Er is echter onzekerheid omtrent de diagnose én prognose van of CVS dus zullen verdere studies nodig zijn om de relatie tussen inflammatie en vasculaire stijfheid in een grotere populatie van of CVS-patiënten vast te stellen. Het dient ook nog te worden bepaald of onderdrukking van het chronisch inflammatoir proces bij zorgvuldig geselekteerde CVS-patiënten leidt tot verbetering van arteriële stijfheid en cardiovasculaire uitkomst op langere termijn.

Vacuolair APTase bij CVS (‘channelopathy’)

Op de ‘9th International IACFS/ME Research and Clinical Conference’ (Reno, Nevada, USA 12-15 maart 2009) gaf Prof. Dr Suzanne Hagan (‘Glasgow Caledonian University’), de researcher die nauw samenwerkt met Prof. Dr John Gow, een presentatie over ‘Ion-channel function and CFS’: “Identificatie van veranderingen in gen-expressie van een aantal ATPase enzymen en ion-kanalen gebruikmakend van DNA micro-array wijst op een mogelijke rol voor ion-kanalen en ATPase-funktie bij de pathologie van CVS. Dit kan helpen bij het formuleren van een rationele hypothese voor de pathogenese van CVS.”.

In verband met de ‘Genetische basis van channelopathie bij M.E.(cvs)’ laat ze optekenen: “Er bestaan verschillende condities waarin schommelende vermoeidheid een symptoom is en vele daarvan worden veroorzaakt door abnormale ion-kanalen in het celmembraan. Deze condities omvatten genetisch bepaalde channelopathieën. Recente gegevens suggereren dat Multiple Sclerose een verworven channelopathie is. Bovendien werd recent een hypothese gesteld over de rol van de ion-channelopathieën in de pathogenese van fibromyalgie, een toestand met gelijkaardige symptomen en ontstaansgeschiedenis als die van M.E.(cvs). Bij 111 vrouwelijke M.E.(cvs)-patiënten werden significante veranderingen vastgesteld in de genen verantwoordelijk voor het ionentransport en de ionkanaal-aktiviteit. Ook een deel van de M.E.(cvs)-patiënten zou dus een ionkanaal-dysfunktie kunnen hebben, wat kan bijdragen tot de veelheid aan symptomen die geassocieerd wordt met M.E.(cvs).”.

In het artikel ‘A Gene Signature for Post-Infectious Chronic Fatigue Syndrome’ (BMC Medical Genomics 2009, 2:38) [zie ‘Gen-signatuur voor Post-Infektie CVS’] wordt daar echter nog niet over gerapporteerd…

Hieronder enkele stukken die verwijzen naar onderzoek dat aan de gang is en naar een patent dat Gow reeds in 2006 nam, anticiperend op resultaten die zij verder verwachten. Bron: European Patent Office (v3.espacenet.com) – August 10, 2006 – World Patent WO2006082390: MATERIALS AND METHODS FOR DIAGNOSIS AND TREATMENT OF CHRONIC FATIGUE SYNDROME; John W. Gow and Abhijit Chaudhuri (Patent File Number GB0502042.5).

Misschien van belang om te geven is dat Prof. Gow, naast ‘Director for Forensic Investigation’ aan de ‘Glasgow Caledonian University’, ook oprichter en technisch directeur is van het bedrijfje ‘Crucial Genetics’ dat genetische vaderschapstesten aanbiedt…

Nog even herhalen dat er verschillende typen ATPasen zijn: P-type ATPasen verbruiken ATP (Na⁺K⁺-ATPasen wisselen natrium-ionen uit voor kalium-ionen waardoor een lage Na+-concentratie en een hoge K⁺-concentratie binnen de cel ontstaat en een transmembraan-potentiaal wordt gecreëerd; H⁺K⁺-ATPasen zorgen voor de lage zuurgraad in de maag; Ca²⁺-ATPasen zorgen voor een lage intracellulaire calcium-concentratie in spiercellen.), F-type ATPasen zorgen voor de aanmaak van ATP uit ADP en anorganisch fosfaat (mitochondrieën) en V-type ATPasen gebruiken ATP om protonen (H⁺) te pompen naar een compartiment met een hoge zuurgraad.

Vacuolar type H⁺-ATPase (v-ATPase) is een sterk geconserveerd evolutionair oer-oud enzyme met opmerkelijk diverse funkties bj eukaryote (met een echte kern) organismen. v-ATPasen controleren de zuurtegraad (pH) van een brede waaier intracellulaire organellen (elk van deze vereist een specifieke interne pH) en pompen protonen (H⁺) doorheen de plasma-membranen van talrijke cel-types. Het v-ATPase complex kan ook deelnemen aan het waarnemen van de interne pH van de organellen

v-ATPasen koppelen de energie van ATP-hydrolyse aan protonen-transport bij intracellulaire en plasma-membranen van eukaryote cellen. v-ATPasen werken dus exclusief als een ATP-afhankelijke protonen-pomp.

In een cel kunnen v-ATPasen betrokken zijn bij verscheidene essentiële cellulaire funkties, inclusief receptor-gemedieerde endocytose (het opnemen van extra-cellulaire macrom-molekulen in de cel via insluiting door het celmembraan; dit trekt steeds iets verder naar binnen toe totdat het uiteindelijk een zelfstandig blaasje of vesikel is), post-translationle modificatie (allerlei chemische wijzigingen van een proteïne na zijn translatie uit het mRNA), proteïne-sortering (het naar zijn bestemming leiden van een nieuw aangemaakt polypeptide) via het secretoir mechansime (proteïne-synthese gebeurt op de ribosomen, de polypeptide-ketens gaan naar het Golgi-complex en worden vandaar naar hun bestemmingen geleid; dit mechanisme waarbij zo proteïnen worden gesynthetiseerd en gesorteerd wordt het secretoir mechansime genoemd), proteïne-afbraak en secundair transport.

Deze processen worden gereguleerd via modulering van de expressie op het plasma-membraan en aktiviteit van het v-ATPase.

[Vraag desgewenst naar referenties]

www.ahummingbirdsguide.com

CVS Patent Gow et al.

“Eerdere rapporten hypothiseerden dat CVS een vorm van ‘channelopathy’ is – een aandoening van ion-kanalen in de cel-membranen. Er zijn meerdere meldingen in de literatuur waarvan we geloven dat ze de hypothese versterken die stelt dat vacuolair H⁺-ATPase een pathogene rol speelt bij CVS.

Lokale anaesthetica, waarvan is geweten dat ze op ion-kanalen inwerken, hebben een ongunstig effekt op patiënten met M.E.(cvs). Er werd ook aangetoond dat er bij sommige patiënten met M.E.(cvs) morfologische veranderingen zijn bij de rode bloedcellen. Opmerkelijk: een studie door Nishiguchi et al. heeft aangetoond dat het lokaal verdovingsmiddel lidocaine omkeerbare morfologische transformatie kan induceren van menselijke rode bloedcellen en dat deze verandering wordt gemedieerd door de aktivatie van vacuolair H⁺-ATPase. Daarenboven hebben Li et al. getoond dat het gen betrokken is bij ijzer-binding in rode bloedcellen.

Het ion-kanaal gen is een lid van de vacuolaire H⁺-ATPase proton-transporterende gen-familie. Deze familie van genen is direct betrokken bij de fosfocreatine-afhankelijke [zie ‘Metabole veranderingen in spieren en hersenen bij CVS’] glutamaat-opname door synaptische vesikels [zie items over glutamaat-opname]. Het gen is verantwoordelijk voor ‘vesicle-docking’ / exocytose [‘docking’ is het proces waarbij het vesikel (‘blaasje’ met inhoud) en het pre-synaptisch membraan zich zo positioneren dat ze klaar zijn om te fuseren; na samensmelten van de membranen ontstaat een kleine opening die groeit totdat de exocytose gebeurt en de inhoud van het vesikel wordt vrijgegeven in de synaptische ruimte.] tijdens neurotransmitter-release en is een belangrijke constituent van synaptische vesikels geassocieerd met intracellulaire membraan-strukturen. We hebben aangetoond, gebruikmakend van H-MRS, dat er een verstoring is van het choline/creatine evenwicht in het centraal zenuwstelsel [zie ‘Metabole veranderingen in spieren en hersenen bij CVS’]. Deze bevinding werd bevestigd door Puri et al. Zoals hierboven gesteld, is dit type gen direct betrokken bij de creatine-mechanismen. We hebben eerder aangetoond dat patiënten met CVS lage kalium-waarden in het lichaan hebben. Bailey et al. hebben een verband tussen kalium-depletie en upregulering van H⁺-ATPase getoond.

Zoals hierboven aangegeven, werden virussen dikwijls geassocieerd met CVS. Het binnenkomen van virussen in de cellen kan worden gemedieerd door H⁺-ATPase. Naast virale infektie die neurotransmitter-funktie aantast, is er een grote hoeveelheid bewijs dat aantoont dat vacuolair H⁺-ATPase ook is betrokken.”

[Voor referenties: neem contact]

www.ncf-net.org [National CFIDS Foundation]

Alan Cocchetto, NCF Medical Director ©2006

Dr. John Gow, van de ‘Glasgow University in Scotland’, heeft de gen-signatuur aangekondigd die zijn research-groep heeft geïdentificeerd bij patiënten met M.E./ CFIDS (World Patent WO2006082390). Het patent reveleert een aantal geïdentificeerde genen die tot expressie komen aan abnormale waarden bij patiënten met M.E.(cvs) vergeleken met normale, gezonde individuen. Volgens Dr. Gow zouden de geïdentificeerde genen objectieve ziekte-merkers kunnen leveren die kunnen worden gebruikt in diagnostische testen ter ondersteuning van de diagnose van M.E.(cvs).

In zijn patent toonde Dr. Gow zijn interesse in het ATPase-systeem. In dit patent wordt gesteld “Op het cellulair niveau wordt vermoeidheid gelinkt met wijzigingen in de cel-membraan ion-kanaal trafiek en het ATPase-systeem. [Chaudhuri A, Watson WS, Behan PO. Arguments for a role of abnormal ionophore function in Chronic Fatigue Syndrome. In: Yehuda S, Moltofsky DI (eds). Chronic Fatigue Syndrome. New York, Plenum Press 1997; 119-30] ATPasen worden ook gelinkt met neurotransmitter-afgifte (bv. dopamine) [Goncealves PP, Meireles SM, Neves P, Vale MGP. Ca²⁺-sensitivity of synaptic vesicle dopamine, gamma-aminobutyric acid and glutamate transport-system. Neurochemical research 2001; 26: 75-81] en cellulair energie-metabolisme via creatine-fosfatase. Verhoogde ATPase-aktiviteit werd gerapporteerd in spier-biopten van patiënten met CVS [Gow JW, McGarry F, Behan WMH, Simpson K, Behan PO. Molecular analysis of cell-membrane ion-channel function in Chronic Fatigue Syndrome (Abstract). International Meeting on Chronic Fatigue Syndrome, Dublin 1994]. Uit eerder werk bleek de mogelijkheid dat patiënten met CVS een ion-kanaal dysfunktie zouden kunnen hebben [Chaudhuri A, Watson WS, Pearn J, Behan PO. Symptoms of Chronic Fatigue Syndrome are due to abnormal ion-channel function. Medical Hypotheses 2000; 54: 59-63]. Deze dysfunktie zou kunnen worden geïnduceerd door veranderingen in de ion-kanaal funktie, neurotransmitters betrokken bij kanaal-‘gating’ [openen en sluiten] of door een verschuiving in het evenwicht van de cellulaire ‘energie-lading’, de ratio tussen ATP en ADP, die normalerwijs een funktie is van de ATPase-aktiviteit.”.

Dr. Gow vervolgde: “Een groep aan de ‘University of Ulm’ (Duitsland) heeft gesuggereerd dat een pentapeptide (QYNAD) [klein eiwit bestaande uit 5 aminozuren Gln-Tyr-Asn-Ala-Asp] met Na⁺-kanaal blokkerende werking een biologische merker zou kunnen zijn van bepaalde inflammatoire en immunologische aandoeningen van het zenuwstelsel. De uitvinders vroegen zich af of het pentapeptide geïdentificeerd door de duitse groep al dan niet een rol zou kunnen spelen bij CVS. Serum-stalen werden naar ‘University of Ulm’ verzonden voor analyse. De 15 stalen omvatten 5 normale controles, 5 patiënten met CVS en 5 ziekte-controles (waarvan 2 patiënten met MS. De stalen waren 1-15 genummerd en de duitse groep was niet op de hoogte wat de stalen waren of welke stalen wat waren, tot na de beëindiging van het experiment. Toen de code werd verbroken, toonden de resultaten dat in de ziekte-controle groep de waarden van het pentapeptide 2,3x die van de normale controles waren (gelijkaardig met de gepubliceerde data) en bij de CVS-stalen lagen de waarden 3x hoger dan de gezonde controles… De duitse groep was niet in staat een endogeen gen te identificeren dat codeert voor het pentapeptide. De uitvinders voerden een […] aminozuur-vergelijking uit voor het pentapeptide QYNAD… Er werden een aantal gekloneerde nucleotide-sequenties gevonden en wanneer deze werden vergeleken met nucleotide-databases, vertoonde slechts één kloon ‘full-length’ homologie met een menselijk gen. Dit gen bleek een menselijk ion-kanaal gen – de vacuolaire protonen-pomp H⁺-ATPase (v-ATPase).”. Dr. Gow stelde dan: “De uitvinders vroegen zich daarna af of het v-ATPase een kandidaat gen voor een diagnostische test voor CVS vertegenwoordigt… De patiënten-stalen hebben een significant hogere waarden qua v-ATPase mRNA dan de gezonde controles. Dus: het v-ATPase gen lijkt een waarachtige biomerker voor CFS/M.E.(cvs) te vertegenwoordigen.”

[…]

Verder stelt Dr. Gow in zijn patent: “Het v-ATPase staat bekend te zijn betrokken bij de regulering van een aantal metabole funkties die verstoord zijn bij M.E.(cvs). v-ATPase upregulering zou daarom een verklaring kunnen bieden voor een aantal van de symptomen die worden geobserveerd. Bijvoorbeeld: gestegen v-ATPase aktiviteit zou de intracellulaire acidose kunnen verklaren in spieren bij inspanning, borst-pijn (syndroom X) [metabool syndroom; omvat insuline-resistentie in associatie met stoornissen van de koolhydraat-tolerantie en allerlei metabole afwijkingen]), veranderde neurotransmitter (dopamine) funktie en abnormale regulering van hypothalamische hormonen. Daarenboven zou het de verhoogde energie-conumptie en vermoeidheid geassocieerd met de aandoening kunnen verklaren.”.

[…]

Het QYNAD-verhaal blijkt nogal controversieel… Na 2006 is er ook niet meer over gepubliceerd…

Bafilomycine A1 (BFLA1), een lid van de plecomacrolide sub-klasse van macrolide antibiotica , is een krachtige en zeer specifieke inhibitor van vacuolair ATPase en intracellulaire verzuring (bij hoge concetraties). Het zou ook concentratie-afhankelijke effekten hebben op de leefbaarheid van neuronale cellen: BafA1 inhibeert de sterfte van neuronen geïnduceerd door autofage stress (autofagie, of autofagocytose, is een strikt geregeld proces waarbij de cel eigen cel-produkten verteert in de zogenaamde lysomen, het maakt deel uit van normale cel-groei, ontwikkeling en homeostase, en helpt het evenwicht behouden tussen synthese, afbraak en recyclage van cellulaire produkten.; autofage stress komt voor bij nutrienten-tekort of lysosoom-dysfunktie en kan leiden tot cel-sterfte, ook beschreven bij neurodegeneratieve aandoeningen).

Ook het struktureel gelijkaardige bafilomycine B1 en concanamycine A zijn neuroprotektief tegen chloroquine-geïnduceerde sterfte (chloroquine remt autofagie; de lysosomotrope stof chloroquine induceert autofage stress en daaropvolgende neuronale sterfte; het antibioticum bafilomycine A1 vermindert deze neuronale sterfte dramatisch.). Er zijn aanwijzingen dat plecomacroliden excitatorische synaptische transmissie kunnen blokkeren.

Andere meldingen van v-ATPase inhibite betreffen het NO-genererend S-nitrosoglutathion (SNG) en het nieuwere FR177995…

Variaties in Pijn-perceptie zijn Genetisch bepaald

In het artikel van Light et al. (zie ‘Matige Inspanning verhoogt Expressie van Sensorische, Adrenerge en Immuun Genen bij CVS’) bleek dat het nog niet altijd even duidelijk is of de beschreven genetische defekten te wijten zijn aan het CVS of aan de overlappende FMS: “We kunnen nog niet kunnen onderscheiden of de geobserveerde responsen typisch zijn voor alle CVS-patiënten of slechts voor de subgroep die beide aandoeningen heeft.”.

In afwachting van verder onderzoek bekijken we hier de literatuur over één van de genen die al wat beter bestudeerd zijn: catechol-O-methyltransferase (COMT).

*************************

Variaties in Pijn-perceptie zijn Genetisch bepaald

Pijn helpt mensen beschermen door te waarschuwen voor bedreigingen maar ongecontroleerde chronische pijn kan het leven ook ondraaglijk maken. Hoeveel pijn iemand kan verduren verschilt van persoon tot persoon. Sommigen verdragen veel fysieke en psychologisch stress zonder klaarblijkelijke gevolgen terwijl anderen chronische pijn aandoeningen ontwikkelen.

Een team wetenschappers van de ‘University of North Carolina’, de ‘National Institutes of Health’, de ‘University of Adelaide’ en Attagene Inc. publiceerden in 2005 een aanzet voor een beter begrip hieromtrent.

Subtiele variaties in bepaalde genen kunnen iemand zeer gevoelig maken voor mijn pijn en meer vatbaar voor het ontwikkelen van chronische pijn aandoeningen, terwijl andere beschermend kunnen zijn: “Sommige mensen zijn zeer pijn-resistent alsof ze een klinische dosis morfine hebben genomen.”, “Mensen die minder gevoelig zijn voor pijnlijke stimuli zijn beschermd tegen het ontwikkelen van een een zeer courante en invaliderende pijn-aandoening genaamd ‘temporomandibular joint disorder’ (TMJD; aandoening van het scharniergewricht in de kaak gepaard gaan met pijn e.a. symtomen). Deze variaties in pijn-gevoeligheid zijn stabiel in de tijd, wat een genetische voorbestemdheid suggereert.”.

COMT, catechol-O-methyltransferase, een enzyme dat de concentraties aan epinefrine en andere stoffen controleert, en wordt afgegeven in respons op stress, bleek significante variaties in pijn-gevoeligheid te verklaren. Bij 202 gezonde vrouwen werden de COMT gen-varianten, de pijn-gevoeligheid en het risico op TMJD geanalyseerd. Molekulair biologische, cel-cultuur en dieren-gedrag experimenten werden ook uitgevoerd om de relatie aan te tonen tussen COMT-aktiviteit en pijn-gevoeligheid.: “We identificeerden drie genetische varianten van COMT die zeer prevalent zijn in de menselijke bevolking.”, “Een genetische variatie beïnvloedt de menselijke pijn-perceptie én het risico voor het ontwikkelen van een chronische pijn aandoening.”

De researchers geloven dat hun ontdekkingen ook toepasbaar zullen zijn op aandoeningen zoals fibromyalgie-syndroom, prikkelbare darm syndroom en meerdere andere chronische aandoeningen die ook worden gekenmerkt door verhoogde pijn-gevoeligheid. “De resultaten hebben brede vertakkingen betreffende het begrijpen van pijn-fysiologie en genetica, voor de ontwikkeling van genetische merkers voor pijn-aandoeningen en door het ontwerpen van nieuwe en betere strategieën voor het behandelen van pijn.”

Hum Mol Genet. 2005 Jan 1;14(1):135-43

Genetic basis for individual variations in pain perception and the development of a chronic pain condition

Diatchenko L, Slade GD, Nackley AG, Bhalang K, Sigurdsson A, Belfer I, Goldman D, Xu K, Shabalina SA, Shagin D, Max MB, Makarov SS, Maixner W

Comprehensive Centre for Inflammatory Disorders, University of North Carolina at Chapel Hill, Chapel Hill, NC 27599, USA

Pijn-gevoeligheid varieert substantieel bij mensen. Een significant deel van de meselijke bevolking ontwikkelt chronische pijn aandoeningen die worden gekarakteriseerd door verhoogde pijn-gevoeligheid. We identificeerden drie genetische varianten (haplotypes) van het gen coderend voor catecholamine-O-methyltransferase (COMT) die we benoemden als lage pijn-sensitiviteit (LPS), gemiddelde pijn-sensitiviteit (APS) en hoge pijn-sensitiviteit (HPS). We tonen aan dat deze haplotypes 96% van de menselijke bevolking omvatten en dat combinaties van deze haplotypes sterk geassocieerd (P=0.0004) zijn met variatie qua gevoeligheid voor experimentele pijn. De aanwezigheid van zelf één enkel LPS haplotype vermindert, tot 2,3 maal, het risico voor het ontwikkelen van myogeen ‘temporomandibular joint disorder’ (TMD), een courante musculoskeletale pijn aandoening. Het LPS haplotype produceert veel hogere waarden aan COMT enzymatische aktiviteit vergeleken met de APS of HPS haplotypes. Inhibitie van COMT bij ratten resulteert in een intense verhoging qua pijn-gevoeligheid. COMT-aktiviteit beïnvloedt dus substantieel de pijn-gevoeligheid en de drie belangrijke haplotypes bepalen COMT-aktiviteit, die omgekeerd correleert met pijn-gevoeligheid en het risico op het ontwikkelen van TMD.

————————-

In 2003 linkten researchers ook reeds verschillen in de manier waarop mensen met pijn omgaan – fysieke én emotionele stress – met het gen dat catechol-O-methyltransferase (COMT), een enzyme dat vitaal is voor het opruimen van dopamine, – maakt. Het team van Jon-Kar Zubieta aan de ‘University of Michigan’ vond dat mensen met een minder aktieve vorm van COMT meer acute pijn bleken te voelen.

Het COMT gen bestaat onder twee vormen die copieën maken die verschillen in één enkel aminozuur. Deze kleine variatie blijkt een groot effekt op de aktiviteit van COMT te hebben. Mensen met de meest luie vorm van het gen – met twee copieën van de methionine versie – maken enzymen die drie tot vier maal minder effektief zijn dan de andere varianten met enkel het aminozuur valine of één van beiden. De onderzoekers gebruikten beeldvorming van de hersenen om de hersen-aktiviteit in kaart te brengen van 29 mensen die werden blootgesteld aan een ‘verdraagbare’ pijn gedurende 20 minuten. (De vrijwilligers kregen een injektie met een zout-oplossing in hun kaak-spieren om een toestand gelijkaardig met ‘temporomandibular joint-pain disorder’ te simuleren. Ze scoorden elke 15 seconden zelf hun pijn tijdens de beeldvorming.)

Science. 2003 Feb 21;299(5610):1240-3

COMT val158met genotype affects mu-opioid neurotransmitter responses to a pain stressor

Zubieta JK, Heitzeg MM, Smith YR, Bueller JA, Xu K, Xu Y, Koeppe RA, Stohler CS, Goldman D

Department of Psychiatry and Mental Health Research Institute, University of Michigan, Ann Arbor, MI 48109-0720, USA

Responsen op pijn en andere stressoren worden geregeld door interakties tussen meerdere hersen-gebieden en neurochemische systemen. We onderzochten de invloed van een courant funktioneel genetische polymorfisme, die het metabolisme van catecholaminen aantast, op de modulatie van responsen op aanhoudende pijn bij mensen. Individuen die homozygoot waren voor het met158 allel van het catechol-O-methyltransferase (COMT) polymorfisme (val158met) vertoonden verminderde regionale responsen van het mu-opioid systeem [produceert endogene opioïden, o.a. endorfinen; natuurlijke pijnstillers in de hersenen] op pijn vergeleken met heterozygoten. Deze effekten gingen vergezeld met hogere sensorische en affectieve [verbonden met stemming, gevoelens en gedragingen] pijn-scores en een meer negatieve interne affectieve toestand. Tegengestelde effekten werden geobserveerd bij val158 homozygoten. Het COMT val158met polymorfisme beïnvloedt dus de pijn-ervaring bij mensen en zou kunnen aan de basis liggen voor inter-individuele verschillen qua adaptatie aan en responsen op pijn en andere stressvolle stimuli.

*************************

Wat betreft FMS… Twee studies die elkaar lijken tegen te spreken…

Rheumatol Int. 2003 May;23(3):104-7. Epub 2002 Oct 22

Significance of catechol-O-methyltransferase gene polymorphism in fibromyalgia-syndrome

Gursoy S, Erdal E, Herken H, Madenci E, Alasehirli B, Erdal N

Department of Physical Medicine and Rehabilitation, Gaziantep University Medical Hospital, 2700 Kolejtepe Gaziantep, Turkey

Fibromyalgie-syndroome (FMS) is geassocieerd met een neuro-endocriene aandoening gekarakteriseerd door abnormale funktie van de hypothalamus-hypofyse-bijnier (HPA) as, inclusief hyper-aktieve afgifte van adrenocorticotroop hormoon (ACTH) en hypo-responsiviteit van de bijnieren. Catechol-O-methyltransferase (COMT) inaktiveert catecholaminen en catecholamine-bevattende medicijnen. […] We bepaalden de betekenis van het COMT polymorfisme bij FMS. Er zijn drie polymorfismen van het COMT-gen: LL, LH en HH. De analyse van het COMT polymorfisme werd uitgevoerd gebruikmakend van polymerase ketting reaktie (PCR). 61 patiënten met FMS en 61 gezonde vrijwilligers werden opgenomen in de studie. Hoewel geen significant verschil werd gevonden tussen LL en LH afzonderlijk, waren de LL- en LH-genotypes samen meer vertegenwoordigd bij patiënten dan controles ( P=0.024). Daarenboven waren er significant minder HH-genotypes bij patiënten dan bij de controles ( P=0.04). […] Concluderend: COMT polymorfisme is van potentieel farmacologisch belang wat betreft individuele verschillen in het metabolisme van catechol-medicijnen en zou ook betrokken kunnen zijn bij de pathogenese en behandeling van FMS via adrenerge mechanismen zowel als genetische voorbestemdheid voor FMS.

Rheumatol Int. 2008 Jan 15

Polymorphisms of the serotonin-2A receptor and catechol-O-methyltransferase genes: a study on fibromyalgia susceptibility

Tander B, Gunes S, Boke O, Alayli G, Kara N, Bagci H, Canturk F

Department of Physical Medicine and Rehabilitation, Ondokuzmayis University School of Medicine, 55139, Kurupelit, Samsun, Turkey

Genetische en omgeving-factoren worden verondersteld rollen te spelen in de etiopathologie van fibromyalgie-syndroom (FMS). De doelstelling van deze studie was de mogelijke effekten van ‘single nucleotide’ polymorfismen (SNPs) in catechol-O-methyltransferase (COMT) en 5-hydroxytryptamine (serotonine) 2A (5-HT2A) receptor genen op de vatbaarheid voor FMS te bepalen. 171 vrouwen (80 FMS, 91 controles) werden opgenomen in de studie. […] Analyses van genotypes en allel-frequenties werden uitgevoerd […]. Er waren geen verschillen qua frequenties van allelen en genotypes tusen patiënten en controles voor de COMT en twee 5-HT2A receptor gen polymorfismen (P > 0.05). Onze resultaten suggereren dat de onderzochte polymorfismen geen vatbaarheid-factoren zijn bij de etiologie van FMS.

————————-

CVS… Light et al. vonden dus hogere COMT gen-expressie bij de CVS-patiënten vs controles; maar zekerheid over de eventuele bijdrage van FMS hierbij is er nog niet.

Een team o.l.v. Benjamin N Goertzel (‘Virginia Tech, National Capital Region’) vroeg zich eerder af of de aanwezigheid van CVS nauwkeuriger kan worden voorspeld d.m.v. ‘single nucleotide’ polymorfisme (SNP) profielen. In de top drie van de genen die de SNPs bevatten die meest belangrijk zijn, stond o.a. catechol-O-methyltransferase. (zie: ‘NR3C1 – Glucocorticoid receptor geassocieerd met CVS‘)

Pharmacogenomics Volume 7, Number 3, Pages 475-483 (April 2006)

Combinations of single-nucleotide polymorphisms in neuro-endocrine effector- and receptor-genes predict Chronic Fatigue Syndrome

Benjamin N Goertzel [1,2,*], Cassio Pennachin [2], Lucio de Souza Coelho [2], Brian Gurbaxani [3], Elizabeth M Maloney [3] & James F Jones [3]

[1] Virginia Tech, National Capital Region, Arlington, VA, USA; [2] Biomind LLC, Rockville, MD, USA; [3] Centres for Disease Control and Prevention, Atlanta, GA, USA

Doelstelling: Dit artikel stelt de vraag of de aanwezigheid van Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS) meer accuraat kan worden voorspeld via ‘single nucleotide’ polymorfisme (SNP) profielen.

Methoden: SNP-profielen van 43 CVS-patiënten en 58 controles werden gebruikt om regels te identificeren die voorspellen of een patient CVS heeft.

Resultaten: […]. De top drie genen met de SNPs die verantwoordelijk zijn voor de grootste belangrijkheid waren neuronaal tryptofaan-hydroxylase (TPH2), catechol-O-methyltransferase (COMT) en de nucleaire receptor subfamilie 3, groep C, lid 1 glucocorticoid receptor (NR3C1).

Matige Inspanning verhoogt Expressie van Sensorische, Adrenerge en Immuun Genen bij CVS

De studie hier wordt uitgebreid weergegeven voor degenen die er zich willen in verdiepen. Het betreft een uitbreiding van eerder aangehaald werk door Alan & Kathy Light. Leken worden verwezen naar de samenvatting en besluiten.

Korte omschrijving van dit onderzoek…

* Hypothesen:

25 minuten matige inspanning zou de gen-expressie verhogen van:

- Acid-sensing ion-channel [zuur-gevoelig ion-kanaal] (waarschijnlijk ASIC3)

- Purinerge type 2X receptoren (waarschijnlijk P2X4 en P2X5), en

- ‘Transient receptor potential vanilloid’ type 1 (TRPV1).

Dit werd getest 8, 24 en 48 uren na inspanning bij CVS-patiënten vs normale individuen.

* Resultaten:

— RT-PCR toonde dat 19 CVS-patiënten lagere expressie van beta-2 adrenerge receptoren hadden maar anders niet verschilden van 16 controle-individuen vóór inspanning.

— Na een volgehouden matige inspanning-test vertoonden CVS-patiënten grotere stijgingen qua gen-expressie voor:

- Metaboliet-detekterende receptoren ASIC3, P2X4 en P2X5

- Sympatisch zenuwstelsel (SZS) receptoren alfa-2A, beta-1, beta-2 en

- COMT en immuunsysteem (IS) genen IL10 en TLR4 van 0,5 tot 48 uur na inspanning.

— Deze verhogingen werden ook vastgesteld bij de CVS-subgroep met co-morbide fibromyalgie (FMS).

— Ze waren sterk gecorreleerd met fysieke vermoeidheid, mentale vermoeidheid en pijn.

— Deze nieuwe bevindingen suggereren ontregeling van metaboliet-detekterende receptoren zowel van het SZS en IS bij CVS en CVS-FMS.

Zie ‘Spier-metaboreceptoren’ voor meer achtergrond over ASIC3, P2X & TRPV1.

Adrenerge receptoren binden specifiek met en worden geaktiveerd door de catecholaminen adrenaline en noradrenaline; ze komen tussen bij het overbrengen van impulsen van zenuw naar eindorgaan. Er zijn vijf types, α-1 en α-2, en β-1, β-2 en β-3. Noradrenaline heeft een grotere affiniteit voor α; voor adrenaline hangt de gevoeligheid af van het subtype. Bloedvaten van skeletspieren bevatten zowel α als β.

COMT = catechol-O-methyltransferase; enzyme dat catecholaminen inaktiveert (ook dopamine is een catecholamine).

TLR4 = Toll-Like receptor die een rol speelt bij de herkenning van bakterieel lipopolysaccharide en het aangeboren immuunsysteem aktiveert.

IL10 = interleukine-10; een anti-inflammatoir cytokine; heeft effekten bij immuun-regulering en inflammatie.

J Pain. 2009 Jul 30. [Epub ahead of print]

Moderate Exercise Increases Expression for Sensory, Adrenergic and Immune Genes in Chronic Fatigue Syndrome Patients But Not in Normal Subjects

Alan R. Light^*†, Andrea T. White^‡, Ronald W. Hughen^* and Kathleen C. Light^*

^†Department of Neurobiology and Anatomy, University of Utah Salt Lake City, Utah, University of Utah Salt Lake City, Utah

^‡Department of Exercise and Sport Science, University of Utah Salt Lake City, Utah

^*Department of Anaesthesiology, University of Utah Salt Lake City, Utah, University of Utah Salt Lake City, Utah

Samenvatting

Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS) wordt gekenmerkt door invaliderende vermoeidheid, dikwijls vergezeld van wijd-verspreide spier-pijn die voldoet aan de criteria voor fibromyalgie-syndroom (FMS). Symptomen verergeren uitgeproken na inspanning. Eerdere studies toonden betrokkenheid van een ontregeling van het sympatisch zenuwstelsel (SZS) en het immuunsysteem (IS) bij CVS en FMS. Recent toonden we dat ‘acid sensing ion-channel’ (waarschijnlijk ASIC3), ‘purinergic type 2X’ receptoren (waarschijnlijk P2X4 en P2X5) en de ‘transient receptor potential vanilloid type 1’ (TRPV1) molekulaire receptoren zijn in sensorische neuronen van muizen die metabolieten detekteren die acute spier-pijn en mogelijks spier-moeheid veroorzaken. Deze molekulaire receptoren worden gevonden op menselijke leukocyten, samen met SZS en IS genen. Real-time kwantitatieve PCR [techniek uit de molekulaire genetica] toonde dat 19 CVS-patiënten een lagere expressie van beta-2 adrenerge receptoren hadden maar dat ze anderzijds niet verschilden van 16 controle-individuen vóór inspanning. Na een volgehouden milde inspanning-test, vertoonden CVS- patiënten grotere stijgingen dan controle-individuen qua gen-expressie van metaboliet-detekterende receptoren ASIC3, P2X4 en P2X5, van SZS receptoren alfa-2A, beta-1, beta-2 en COMT, en van IS-genen IL10 en TLR4; en dit van 0,5 tot 48 uur (P < .05) na inspanning. Deze stijgingen werden ook gezien in de CVS-subgroep met co-morbide FMS en waren sterk gecorreleerd met symptomen van fysieke vermoeidheid, mentale vermoeidheid en pijn. Deze nieuwe bevindingen suggereren ontregeling van metaboliet-detekterende, zowel als SZS- en IS-receptoren bij CVS en CVS/FMS.

[…] Eén van de meest voorkomende aandoeningen die co-morbide zijn met CVS is fibromyalgie […], tot 70% van de patiënten met CVS hebben ook FMS (gehad). Alle symptomen van CVS en FMS zijn subjectief, wat het stellen van een diagnose en de behandeling moeilijk maakt. Er is een duidelijke nood aan objectieve biomerkers voor deze syndromen.

Zoals bij andere ziekten met een onbekende etiologie is de strategie om aanwijzingen te vinden voor de oorzaken, het gebruik van gen-expressie micro-arrays om te genen met over- of onder-expressie aan te wijzen bij CVS-patiënten. Er zijn enkele pogingen ondernomen om zo biomerkers te vinden bij kleine CVS-populaties maar de resultaten tot op heden waren dubbelzinnig. [Aspler AL, Bolshin C, Vernon SD, Broderick G: Evidence of inflammatory immune-signaling in Chronic Fatigue Syndrome: A pilot-study of gene-expression in peripheral blood. Behav Brain Funct (2008) 4:44; Fang H, Xie Q, Boneva R, Fostel J, Perkins R, TongW: Gene-expression profile exploration of a large dataset on Chronic Fatigue Syndrome. Pharmacogenomics (2006) 7:429-440; Kerr JR, Petty R, Burke B, Gough J, Fear D, Sinclair LI, Mattey DL, Richards SC, Montgomery J, Baldwin DA, Kellam P, Harrison TJ, Griffin GE, Main J, Enlander D, Nutt DJ, Holgate ST: Gene-expression subtypes in patients with on Chronic Fatigue Syndrome / Myalgic Encephalomyelitis. J Infect Dis (2008) 197:1171-1184; Saiki T, Kawai T, Morita K, Ohta M, Saito T, Rokutan K, Ban N: Identification of marker-genes for differential diagnosis of on Chronic Fatigue Syndrome. Mol Med (2008) 14:599-607; Whistler T, Unger ER, Nisenbaum R, Vernon SD: Integration of gene-expression, clinical and epidemiologic data to characterize Chronic Fatigue Syndrome. J Transl Med (2003) 1:10] Eén verklaring voor het verschil zou kunnen zijn dat er meerdere types CVS bestaan, waarbij elk type een verschillende gen-expressie profiel heeft. Zo veel als 7 subtypes van CVS werden voorgesteld op basis van gen-expressie. [Kerr et al.] Andere onderzoekers hebben een meer gerichte benadering gebruikt door gebruik te maken van kwantitative mRNA metingen van genen gerelateerd aan immuun-funktie; evenzeer met weinig overéénkomst tussen de onderzochte genen. [Natelson BH, Zhou X, Ottenweller JE, Bergen MT, Sisto SA, Drastal S, Tapp WN, Gause WL: Effect of acute exhausting exercise on cytokine gene-expression in men. Int J Sports Med (1996) 17:299-302; Sorensen B, Jones JF, Vernon SD, Rajeevan MS: Transcriptional control of complement-activation in an exercise-model of Chronic Fatigue Syndrome. Mol Med (2009) 15:34-429]

Wij hebben een verschillende strategie gevolgd bij onze pogingen om gen-expressie te gebruiken om bruikbare biomerkers voor CVS en factoren bij de initiatie en het in stand houden van dit syndroom te bepalen. We focusten op genen die zouden kunnen bijdragen tot het primair symptoom van CVS – vermoeidheid – en op 2 van de meest gebruikelijke bijkomende symptomen, spier-pijn en langdurige post-exertionele verslechtering van symptomen.

Vermoeidheid heeft veel definities: van verlies van vrijwillige spier-samentrekking tot de perceptie van ‘moe voelen’. De symptomen beschreven bij CVS en gemeten met vermoeidheid-vragenlijsten benadert echter beter het laatste fenomeen. Deze ‘vermoeidheid’ is afkomstig van de spieren en van een unieke cognitieve toestand in de hersenen. Dit gevoel van vermoeidheid van spieren (dat voorkomt met of zonder spier-pijn) wordt veroorzaakt door metabolieten die worden geproduceerd tijdens spier-samentrekking en wordt versterkt na uitputtende inspanning bij normale individuen. Matige inspanning veroorzaakt echter weinig langdurige vermoeidheid na inspanning en gewoonlijk geen spier-pijn bij normale individuen, terwijl deze symptomen dikwijls verergerd zijn zelfs na matige inspanning bij CVS-patiënten.

Om meer te weten te komen over sensorische spier-moeheid en -pijn, voerden we muis-experimenten uit om te bepalen welke types sensorische neuronen die metabolieten geproduceerd bij spier-contractie coderen. We vonden ten minste 2 klassen sensorische neuronen. Deze 2 klassen vertegenwoordigen waarschijnlijk (1) sensorische neuronen die in staat zijn signalen die worden geïnterpreteerd als fysieke vermoeidheid te versturen en (2) sensorische neuronen die in staat zijn signalen die geïnterpreteerd worden als spier-pijn. Onze analyse suggereerde, gebruikmakend van antagonisten [stof die een biologische receptor blokkeert of geneesmiddel dat de werking of een specifieke bijwerking van een geneesmiddel afremt] en agonisten [stof die een biologische receptor aktiveert en zo een reaktie of aktiviteit in gang zet], dat ten minste 4 molekulaire receptoren synergistisch werken om de metabolieten geproduceerd bij spier-contractie te detekteren. Deze omvatten een zuur-voelend ion-kanaal – ook ‘amiloride-sensitive ion-channel’ of ASIC genaamd (waarschijnlijk ASIC3), 2 purinergische receptoren van het X-type (P2X5 en/of P2X4) die worden geaktiveerd door ATP en ‘transient receptor potential vanilloid’ type 1 (TRPV1) die wordt geaktiveerd door warmte, zuur of endocannabinoïden [Endogene cannabis-achtige substanties, groep neuro-modulerende stoffen die samen met hun receptoren betrokken zijn bij eetlust, pijn-gevoel, stemming en geheugen. De cannabinoid CB1 receptor komt veel voor in hersen-gebieden betrokken bij beweging-controle, cognitie, emotionele responsen, gemotiveerd gedrag en homeostase. Buten de hersenen is het endocannabinoid systeem één van de cruciale modulatoren van het autonoom zenuwstelsel, het immuun-systeem en de micro-circulatie.]. Het verschil qua codering tussen de ‘vermoeidheid’- vs de ‘nociceptieve’ [pijn-waarnemende] mechanismen leek te zijn verbonden met de P2X5 vs P2X4 receptoren, terwijl P2X5 de verhoogde sensitiviteit overbracht nodig om lage concentraties aan metabolieten geassocieerd met ‘vermoeidheid’ te detekteren. Het delen van de meeste (maar niet alle) molekulaire receptoren door ‘vermoeidheid’- en ‘nociceptieve’ spier-afferenten [afferente neuronen brengen prikkels van de spieren/organen naar het centraal zenuwstelsel] voorspelt ten minste enige overlapping tussen vermoeidheid-symptomen bij CVS en spier-pijn symptomen. Ander onderzoekers hebben gevonden dat ASIC3 sterk verhoogd wordt door spier- en gewricht-ontsteking, die hyperalgesie  [verhoogde gevoeligheid voor pijn] omvat. Dus suggereren we dat de primaire symptomen van CVS, vermoeidheid en spier-pijn, resulteren uit versterkte aktivatie van ‘vermoeidheid’- en ‘nociceptieve’ afferenten van spieren. Hieruit volgt dat verhoogde expressie van de molekulaire receptoren coderend voor metabolieten een merker zouden kunnen zijn voor verhoogde vermoeidheid en/of spier-pijn.

Het sympatisch zenuwstelsel (SZS), omwille van zijn belangrijke rol bij het reguleren van regionale doorbloeding in respons op de opstapeling van metabolieten in werkende spieren; en het immuunsysteem (IS), omwille van zijn vermogen om de gevoeligheid van perifere én centrale sensorische mechanismen te veranderen, zou ook kunnen bijdragen tot de symptomen van CVS en FMS. De hypothalamus-hypofyse-bijnier (HPA) as bleek ook betrokken bij de inductie en instandhouding van CVS. Dit zijn dezelfde systemen waarbij ontregelde genen werden gevonden gebruikmakend van micro-array analyse bij CVS-patiënten. [referenties: zie hierboven] Specifiek: (1) adrenerge receptoren kunnen veranderd zijn bij CVS en (2) immuun-cel cytokinen en receptoren zouden kunnen veranderd zijn bij CVS, alhoewel er veel tegenstellingen bestaan. (3) Ten slotte bleken polymorfismen in HPA-as receptor genen en ontregelde waarden van HPA-hormonen en expressie of HPA-as genen ook betrokken bij CVS.

Omdat circulerende immuun-cellen reageren op adrenerge agonisten en metaboliet-stijgingen in skelet-spieren, en omdat het IS betrokken is bij CVS, zochten we naar veranderingen in mRNA van metaboliet-detekterende, adrenerge en immuun-funktie genen uit leukocyten van CVS-patiënten en vergeleken die met mRNA-wijzigingen bij controle-individuen. Omdat vermoeidheid en spier-pijn bij CVS en FMS veel meer verergeren door fysieke inspanning dan bij controle-individuen, bekeken we gen-expressie vóór en na 25 minuten matige inspanning op tijdstippen vóór, tijdens en na, waar we verhoogde gen-expressie hadden gevonden in deze 3 systemen bij normale individuen bij maximale inspanning.

Initiële experimenten met normale individuen wezen er op dat mRNA voor metaboliet-detekterende (ASIC3, P2X4, P2X5, TRPV1), adrenerge (α-2A, β-1, β-2, COMT) en immune (IL6, IL10, TNF-α, TLR4, CD14) genen ge-upreguleerd waren 8 en 24 uur na ernstige inspanning. De mRNA-verhogingen keerden terug naar bijna normale waarden 48 uur na ernstige inspanning. [Light AR, Hughen RW, Zhang J, White A, Light KC, Jensen BT, Fitschen KL: Molecular receptors for pH found on sensory neurons are also found on mouse and human leukocytes and increase 8-48 hours post-exercise in both control-subjects and fibromyalgia and chronic fatigue patients. Soc Neurosci (2007) 510:3] Dit tijdsverloop van mRNA-stijgingen bevestigde de meldingen van ‘delayed onset muscle-soreness’ (DOMS) [spierpijn en/of stijfheid die met 24-48h tot 72h vertraging optreedt; wellicht veroorzaakt door micro-scheurtjes in spier-bindweefsel en cel-membraan] en vertraagde spier-moeheid bij deze normale individuen. CVS-patiënten rapporteren dat zelfs matige inspanning moderate die niet tot DOMS of spier-moeheid leidt bij normale individuen, fysieke moeheid en pijn van ten minste 48 uur of langer veroorzaakt. Daarom testten we de hypothesen dat 25 minuten matige inspanning de gen-expressie van eerder-genoemde genen zou verhogen, gemeten 8, 24 en 48 uur na inspanning bij CVS-patiënten maar niet bij normale individuen. Verder verzamelden we subjectieve metingen voor vermoeidheid en pijn, en maten enkele fysiologische inspanning-parameters om te bepalen of de wijzigingen qua gen-expressie gelinkt waren met vermoeidheid en/of pijn-symptomen bij CVS-patiënten en controle-individuen.

Methoden

Deelnemers

[…] Door het verlies van gegevens tijdens mRNA-analyses omvat het staal van jet huidige for rapport 19 CVS-patiënten (15 vrouwen) en 16 controle-individuen (11 vrouwen). […] Eén vrouwelijk controle-individu ontwikkelde fibromyalgie binnen het jaar na de testen en werd niet opgenomen analyses. Alle CVS-patiënten voldeden aan de CDC-criteria voor CVS (Fukuda et al. 1994). Voorafgaandelijk had de screening alle andere gekende oorzaken voor persistente of terugkerende vermoeidheid uitgesloten bij deze CVS-patiënten. Exclusie-criteria omvatten aktieve infekties van de bovenste luchtwegen; gebruik van corticosteroëden, SZS-agonisten of analgetica op voorschrift die het SZS, de HPA of cytokine-aktiviteit beïnvloeden; en/of ongecontroleerde cardiovasculaire of long-ziekte. Allen stopten dergelijke medicijnen 3 dagen vóór en 3 dagen tijdens het inspanning-protocol […]. Alle patiënten werden ook gescreend voor FMS met de ‘American College of Rheumatology’ (ACR) criteria […]. Dertien van de 19 CVS-patiënten (68%) voldeden ook aan de ACR-criteria voor FMS […]. Bij de primaire analysen werden alle 19 CVS-patiënten vergeleken met de 15 controle-individuen. In afzonderlijke secundaire analysen werden de 13 patiënten die voldeden aan CVS- én FMS-criteria vergeleken met controle-individuen. Omdat slechts 6 patiënten voldeden aan de criteria voor CVS zonder FMS ontbrak het ons staal aan voldoende statistische kracht om de effekten in deze subgroep te onderzoeken.

Protocol-overzicht

Alle deelnemers onthielden zich van formele inspanning buiten de vereiste inspanning-test gedurende een periode van 4 dagen, te beginnen 48 uur vóór de inspanning-test tot na de laatste (48 uur) bloed-afname. Veneus bloed (arm) werd afgenomen bij ‘baseline’ en 0,5 / 8 / 24 en 48 uur na inspanning. Om de ernst te bepalen van vooraf-bestaande en inspanning-gerelateerde vermoeidheid en myalgie-symptomen bij elke bloed-afname, tijdens en onmiddellijk na de inspanning, gaf elk individu numerieke waarden voor mentale vermoeidheid, fysieke vermoeidheid en algemene lichaamspijn op een schaal van 0 tot 100 […]. Meteen na de ‘baseline’ bloed-afname starten de deelnemers de inspanning.

Inspanning-protocol

[…] 25-minuten, ‘whole-body’ inspanning-test. Er werd de individuen gevraagd tijdens de eerste 5 minuten van de inspanning de pedaalslag te verhogen tot 70% van de leeftijd-voorspelde maximale hartslag was bereikt. Daarna werd de arbeid aangepast opdat deze hartslag gedurende het sub-maximale inspanning-protocol kon worden aangehouden. De ervaren inspanning [‘ratings of perceived exertion’, RPE] werd elke 5 minuten gemeten op een schaal van 1 tot 10; de hartslag werd elke minuut opgenomen en de bloeddruk bij ‘baseline’, elke 10 minuten gedurende de inspanning en bij het beëindigen van de inspanning. We kozen voor een volgehouden matige inspanning i.p.v. een maximale inspanning-test (die gewoonlijk slechts 5 tot 9 minuten duurt bij CVS-patiënten) omwille van de betere gelijkenis met de natuurlijke inspanning-ervaringen die in het dagelijks leven symptomen van CVS-patiënten verslechten. Onze 25 minuten durende sub-maximale inspanning-taak veroorzaakte consistente verergering van vermoeidheid en pijn-symptomen van 8 tot 48 uur na inspanning. In tegenstelling tot een kortere maximale inspanning-taak, waar meldingen van verslechtering van CVS-symptomen inconsistent of afwezig waren tot 5 dagen na de test, een patroon dat gewoonlijk niet wordt gezien in ‘real life’. Protocols met maximale inspanning hebben weinig verschillen aangetoond qua cardiorespiratoire en perceptuele responsen (bv. RPE) tussen CVS-patiënten en controle-individuen gematcht voor fitness. Het is echter opmerkelijk dat responsen op sub-maximale inspanning, inclusief VO₂, de inspanning-prestatie piek bij CVS-patiënten niet voorspellen.

mRNA Extraktie en Analyse

[…] Baseline-waarden voor elk gen werden berekend t.o.v. TF2B [Transcriptie-initatie-factor die een belanrijke rol speelt bij aktivatie van eukaryote genen; vertoont weinig intrinsieke variatie, stijgt of daalt niet door het inspanning-protocol.] en deze werden gebruikt als ijkpunt voor alle metingen na de inspanning-periode.

Complete Blood Cell Counts

[…] Groep-verschillen waren klein en zouden de mRNA-resultaten die hier worden gerapporteerd niet mogen beïnvloeden.

Statistische Analyse

[…]

Waarden na inspanning werden voor elke meting van gen-expressie eerst genormaliseerd ten opzichte van de baseline-waarden van het individu (1,00 = baseline). Om vals-positieve resultaten bekomen bij het onderzoeken van multipele uitkomsten te minimaliseren, ondernamen we 2 stappen. Ten eerste: in plaats van groep-verschillen afzonderlijk te onderzoeken bij elke van de 4 tijdspunten na inspanning, combineerden we ze tot één enkele meting, genaamd ‘area under the curve’ (AUC) [gebied onder de curve]. De AUC na inspanning voor elke gen-expressie meting werd berekend door het totaliseren van de waarden na 0,5 / 8 / 24 en 48 uur […]. Ten tweede: […] we groepeerden eerst onze AUC-metingen in 3 categorieën (metaboliet-detekterende merkers, adrenerge merkers en immune merkers) en […] onderzochten of er betrouwbare groep-verschillen voor elke van deze 3 waren. Er waren significante globale groep-effekten in de richting van grotere mRNA-stijgingen na inspanning bij CVS-patiënten vs controle-individuen […], wat ons dan toeliet groep-effekten te onderzoeken op elke specifieke AUC-meting […].

We onderzochten of groep-verschillen gerelateerd waren met verschillen qua leeftijd, geslacht of ‘body-mas-index’ (BMI) […]. In geen enkel geval was leeftijd of geslacht een significante factor, Terwijl BMI significant was voor 2 metingen: β-1 en β-2 AUC; dus werden de resultaten vóór én na aanpassing voor BMI voor deze metingen gerapporteerd. […]

Resultaten

Primaire Analysen

[…] Groepen verschilden niet qua leeftijd, bloeddruk of hartslag bij baseline of tijdens de inspanning-taak. Beide groepen behaalden de vooropgestelde 70% van de maximum door leeftijd voorspelde hartslag tijdens inspanning. De CVS-patiënten hadden een significant hogere BMI dan controle-individuen en ze rapporteerden significant hogere gemiddelde waarden van ervaren inspanning (RPE) zelfs al leverden ze significant minder arbeid dan controle-individuen.

[…] CVS-patiënten hadden significant hogere waarden voor vermoeidheid (fysiek en mentaal) en pijn dan controle-individuen zelfs bij baseline en deze verschillen bleven op alle andere tijdpunten. Er waren ook verhogingen voor deze 3 symptomen tijdens en na inspanning, vergeleken met baseline. Midden in de inspanning vertoonden controle-individuen én CVS-patiënten verhoogde waarden voor fysieke vermoeidheid maar enkel de CVS-patiënten bleven verhoogde fysieke vermoeidheid vertonen 0,5 / 8 / 24 en 48 uur na inspanning. Ook enkel de CVS-patiënten vertoonden significant verhoogde waarden qua pijn 8 / 24 en 48 uur en verhoogde mentale vermoeidheid 8  en 48 uur na inspanning.

Gen-expressie Metingen

Bij baseline was de expressie van β-2 adrenerge receptor significant lager bij CVS-patiënten vs controle-individuen, terwijl de expressie van α-2A adrenerge receptor verwaarloosbaar hoger (P < .09) was. Geen enkele van de andere gen-expressie metingen verschilde bij baseline tussen de groepen.

Zoals eerder beschreven gaven AUC-metingen na inspanning initieel significante groep-effekten voor metaboliet-detekterende genen, adrenerge genen en immune genen. Daaropvolgende statistische testen per variabele voor metaboliet-voelende merkers gaven significante groep-verschillen na inspanning – CVS en controles – voor ASIC3, P2X4 en P2X5 maar niet voor TRPV1. […] CVS-patiënten vertoonden consistent grotere gemiddelde stijgingen voor ASIC3, P2X4 en P2X5 gen-expressie dan controle-individuen op alle tijdpunten na inspanning. TRPV1 verhogingen vertoonden ook een consistente hoewel niet-significante trend tot verhoging in de CVS-groep.

Significante groep-effekten werden ook gezien voor alle adrenerge AUC merkers na inspanning, te wijten aan consistent grotere gemiddelde verhogingen α-2a, β-1 en β-2 adrenerge receptor expressie en hogere COMT gen-expressie bij de CVS-patiënten vs controles […].

Voor β-1 en β-2, waarbij BMI een significante invloed bleek te hebben, werd de statistische analyse herhaald met opname van BMI in het model. Groep-verschillen in AUC β-2 receptor expressie na inspanning waren nog steeds significant. Verrassend was dat opname van BMI in het model, de AUC toename in β-1 receptor expressie na inspanning, waarvoor de gemiddelde groep-verschillen groter waren geweest dan om het even welke gen-expressie merker, het groep-effekt niet-significant (P = .19) deed worden.

Voor immuun-merkers na inspanning toonde statische analyse met één variabele, significante groep-verschillen in TLR4 en IL-10 AUC expressie maar niet in CD14, IL-6 of TNF-α AUC expressie. CVS-patiënten vertoonden grotere stijgingen in TLR4 en IL-10 na inspanning dan controle-individuen.

Correlaties tussen post-exertionele vermoeidheid en pijn, en de AUC gen-expressie metingen na inspanning; samen met de inter-correlaties bij de gen-expressie metingen wezen er op dat stijgingen in metaboliet-detekterende receptoren, adrenerge receptoren en bepaalde immuun-merkers na inspanning in parallel gebeurden; en grotere stijgingen bij al deze receptoren waren geassocieerd met grotere vermoeidheid. Pijn-symptomen na inspanning waren niet geassociaeerd met verhogingen in P2X4, P2X5, β-1 of TLR4 receptor expressie maar waren gelinkt met ASIC3, TRPV1, α2-A, β-2 en IL-10 stijgingen. Interessant was dat bij de CVS-patiënten de inspanning-arbeid niet correleerde met vermoeidheid, pijn of toename in eender welke metaboliet-detekterende of immuun-merker na inspanning, en omgekeerd was gerelateerd met de toename in β-1 en β-2 AUC receptor expressie.

Secundaire Analyses

Hoewel hartslag en percentage van door de leeftijd voorspelde maximum hartslag redelijk dicht bij elkaar lagen voor de groepen tijdens inspanning, leverden de controle-individuen meer arbeid dan CVS-patiënten. Wanneer we echter onze univariate statische analyse voor AUC gen-expressie na inspanning herhaalden – waarbij groepen met arbeid als een co-variabele werden vergeleken – vonden we dat het geen significante co-variabele voor om het even welke meting was uitgenomen voor β-1 receptor expressie (P < .02). Zoals met de inclusie van BMI als co-variabele, speelde arbeid een rol bij het significant worden van het groep-effekt voor β-1 AUC receptor expressie na inspanning. Dit patroon wijst er op dat een hoge BMI, lage verrichtte arbeid en stijgingen in β-1 receptor expressie na inspanning alle met elkaar zijn verbonden bij CVS.

Univariate statische analyse werd ook herhaald na weglaten van de 6 CVS-patiënten die niet voldeden aan de ACR criteria voor FMS. De bevindingen waren in essentie niet veranderd van deze gerapporteerd hierboven, uitgezonderd wat betreft de immuun-receptor, TLR4; verschillen tussen CVS/FMS-patiënten en controle-individuen waren marginaal verschillend (P=.07) voor dit gen. Voor alle andere metingen waar significante groep-verschillen werden gezien bij de primaire analyses, toonden dezelfde metingen significante verschillen tussen de CVS/FMS-patiënten en controle-individuen. Hoewel de grootte van de groep patiënten met CVS (n = 6) onvoldoende was om apart te onderzoeken, waren de gemiddelde AUC-metingen voor deze subgroep na inspanning in de meest gevallen gelijkaardig […] met die van de CVS/FMS-subgroep, met uitzondering van ASIC3 en TRPV1 stijgingen.

Om de kwestie van de verschillen qua fitheid te adresseren, werden statistische analyses die AUC-metingen na inspanning herhaald na weglating van de meest fitte controle-individuen en de minst fitte CVS-patiënten. De overblijvende 11 controle-individuen (9 vrouwen) en 10 patiënten (8 vrouwen) werden gematcht voor de geleverde arbeid nodig om 70% van de maximum voorspelde hartslag te bereieken. Deze subgroepen verschilden niet qua leeftijd, BMI, arbeid tijdens inspanning, of enige BP- of HR-meting vóór of tijdens inspanning. Niettemin vertoonden de voor fitness gematchte CVS-patiënten nog steeds grotere of marginaal grotere stijgingen dan controle-individuen na inspanning voor ASIC3 (P < .036), P2X4 (P < .07), P2X5(P < .028), β-1 (P < .045), β-2 (P < .002), COMT (P < .085) en IL-10 (P < .006), en enkel de TLR4 verschillen waren tenietgedaan. Ondanks inspanning met dezelfde arbeid, rapporteerden de patiënten ook nog steeds grotere waargenomen uitputting tijdens de taak (RPE = 4.65 vs 2.95, P < .001).

Om te onderzoeken of de tijd van staalname een belangrijke factor was, werden bijkomende statistische analyses uitgevoerd, met groep en tijd (0,5 / 8 / 24 en 48 uur na inspanning) als factoren […]. Dezelfde eerder gemelde groep-effekten werden met deze benadering bekomen, en geen effekten betreffende tijd waren significant, wat suggereert dat CVS-patiënten op dezelfde manier van controle-individuen verschilden bij alle staalnamen.

Bespreking

Belangrijkste Bevindingen

Baseline mRNA-waarden waren niet verschillend tussen controle-individuen en CVS-patiënten voor geen enkele van de metaboliet-detekterende of immuun-genen. Bij de adrenerge metingen was baseline β-2 lager en baseline α-2A had neiging tot hogere waarden bij de CVS-patiënten. Hoewel deze verschillen bij baseline bescheiden waren, zouden β-2 en verhoogde α-2A receptoren in de vasculatuur [het bloedvatenstelsel] kunnen leiden tot verhoogde totale vasculaire weerstand; zoals we rapporteerden [Light KC, Bragdon EE, Grewen KM, Brownley KA,Girdler SS, Maixner W: Adrenergic dysregulation and pain with and without acute beta-blockade in women with fibromyalgia and temporomandibular disorder. J Pain (2009) 10:542-552] voor patiënten met FMS. Geen enkele eerdere studie heeft metaboliet-detekterende gen-expressie onderzocht en vroegere studies die immuun-funktie gen-expressie vergeleken bij CVS-patiënten vs controle-individuen in rust hebben ook weinig consistente verhogingen gemeld van deze mRNAs met uitzondering van of TNF-α.

In tegenstelling tot de zeer weinige groep-verschillen bij baseline, vertoonden CVS-patiënten grotere mRNA stijgingen dan gezonde controle-individuen voor de meerderheid van de metaboliet-detekterende, adrenerge en immuun-funktie genen die hier werden onderzocht na 25 minuten matige’ whole-body’ inspanning (opgtelde waarden na 30 minuten, 8, 24 en 48 uur na inspanning). Bij deze milde inspanning vertoonden gezonde controle-indviduen geen significante verhogingen t.o.v. baseline qua expressie van deze genen, terwijl CVS-patiënten stijgingen openbaarden qua expressie van ASIC3, P2X4, P2X5, α-2A, β-1, β-2, COMT, IL10 en TLR4 die de responsen van de controle-individuen overstegen. TRPV1-expressie steeg bij CVS-patiënten significant boven baseline-waarden, terwijl de verschillen voor de controle-groep een niet-significant trend vertoonden voor deze meting.

Groepen verschilden ook niet qua verhoogde expressie van IL6 of TNF-α. Hoewel gen-expressie van IL6 en TNF-α boven baseline gestegen waren na inspanning in de CVS-groep, vertoonden controle-individuen gelijkaardige verhogingen na inspanning. Deze CVS-patiënten en controle-individuen vertoonden gelijkaardige verhogiugen qua circulerend IL6 en TNF-α [White AT, Light AR, Hughen RW, Bateman L, Martins TB, Hill HR, Light KC: Severity of symptom-flare after moderate exercise is linked to cytokine activity in Chronic Fatigue Syndrome. Psychophysiology (in press) 2009] in serum na inspanning – wat ook door anderen werd gerapporteerd. Andere studies hebben er op gewezen dat, hoewel serum-waarden van IL6 en TNF-α waren verhoogd na inspanning, mRNA-expressie in leukocyten niet was gestegen voor deze 2 cytokines. Cytokine mRNA uit spieren na inspanning (in tegenstelling tot leukocyten) vertoonde echter geen verhoogd TNF-α mRNA. Onze [hierboven aangehaalde] studie observeerde ook dat IL10 in het serum feitelijk daalde na inspanning bij controle-individuen (die geen veranderingen vertoonden qua IL10 mRNA) maar niet daalde bij CVS-patiënten (wiens IL10 mRNA steeg).

Verrassend was dat we een trend voor mRNA-stijgingen bij patiënten zagen al na 30 minuten na inspanning, meerdere uren eerder dan we stijgingen bij controle-individuen na inspanning aan hoge intensitieit hadden gezien [Light AR, Hughen RW, Zhang J, White A, Light KC, Jensen BT, Fitschen KL: Molecular receptors for pH found on sensory neurons are also found on mouse and human leukocytes and increase 8-48 hours post-exercise in both control-subjects and fibromyalgia and chronic fatigue patients. Soc Neurosci (2007) 510:3]. Verhogingen van mRNA, met uitzondering van β-1, werden niet beïnvloed door BMI of geleverde arbeid, en waren aanwezig bij CVS-patiënten met én zonder co-morbide FMS. Het volgende onderlijnt de relatie tussen de primaire symptomen die CVS definiëren: er werden sterke correlaties gevonden tussen de opgetelde scores voor fysieke en mentale vermoeidheid na inspanning, en de opgetelde verhogingen qua mRNA van de genen. Sterke correlaties werden evenzeer gevonden tussen opgetelde scores voor pijn na inspanning en ASIC3, TRPV1, α-2A, β-2 en IL10 stijgingen. Van ASIC3, TRPV1 en β-2 werd recent aangetoond dat ze een rol spelen bij spier-pijn.

Het feit dat 68% van de patiënten in ons staal voldeden aan de criteria voor CVS én FMS is ietwat problematisch omdat we nog niet kunnen onderscheiden of de geobserveerde responsen typisch zijn voor alle CVS-patiënten of slechts voor de subgroep die beide aandoeningen heeft. De huidige gegevens wijzen er op dat de groep patiënten die niet voldeden aan de criteria voor FMS (‘enkel CVS’ groep) gemiddele AUC en varianties hadden die gelijkaardig zijn met de CFS-FMS groep voor de meeste van de 13 genen die hier werden onderzocht. Opmerkelijke uitzonderingen waren ASIC3 en TRPV1, die de neiging hadden om kleinere stijgingen te vertonen bij de ‘enkel CVS’ groep. Hoewel de meeste van de gen-veranderingen toepasbaar zijn op beide groepen, zijn er dus mogelijks gen-veranderingen die deze 2 groepen onderscheiden. Onze huidige research heeft de bedoeling een uitgebreid sub-staal van patiënten met ‘alleen-CVS’ te onderzoeken om deze belangrijke kwestie op te helderen.

Het is van belang te melden dat ‘complete blood counts’ (CBC) werden afgenomen bij alle patiënten en controle-individuen op elk tijdpunt. Bij baseline, vóór inspanning, waren […] het totaal aantal witte bloed-cellen bij CVS-patiënten lichtjes hoger dan bij controle-indviduen en in het bijzonder: het aantal monocyten, eosinofielen en granulocyten was hoger voor de patiënten-groep. Tellingen bij patiënten en controle-individuen waren significant verhoogd, in vergelijking met ‘baseline’, 8 uur na inspanning maar keerden terug naar baseline-waarden na 24 en 48 uren. Haemoglobine-waarden waren echter lager bij patiënten dan bij controle-individuen en daalden na 8 uur. Deze tegenstrijdige effekten bij witte vs rode cel-tellingen wijst er op dat hydratatie-verschillen niet verantwoordelijk waren. Deze CBC-verschillen waren niet klinisch significant en gelijkaardige verschillen werden reeds eerder gemeld.

mRNAs als Biomerkers voor Vermoeidheid, Spier-pijn, CVS en FMS

De uitgesproken veranderingen qua gen-expressie in circulerende leukocyten van CVS-patiënten na inspanning suggereren dat deze zouden kunnen worden aangewend als objectieve merkers voor CVS. Kerr besprak potentiële biomerkers voor CVS inclusief meerdere micro-array experimenten die gen-expressie bekeken bij grote aantallen genen van leukocyten. Sakai et al. [Saiki T, Kawai T, Morita K, Ohta M, Saito T, Rokutan K, Ban N: Identification of marker-genes for differential diagnosis of Chronic Fatigue Syndrome. Mol Med (2008) 14:599-607] stelde ook dat mRNA-veranderingen in 9 leukocyten-genen (geselekteerd uit 1.400 stress-gerelateerde genen) mogelijke biomerkers voor CVS waren. Geen enkele van de genen geïdentificeerd als specifiek voor 1 of meerdere subtypes van CVS in deze publicaties waren deze die hier werden onderzocht. De funktionele groepen van genen gevonden met de micro-array experimenten waren echter gelijkaardig aan deze die hier werden gemeten. Immuniteit en verdediging, energie-metabolisme, signaal-transductie en ion-kanaal genen werden allemaal geïdentificeerd in vroegere experimenten. Al de genen in het huidige rapport kunnen worden ondergebracht in 1 of meerdere van deze groepen.

In de huidige populatie kon ca. 90% van de CVS-patiënten worden onderscheiden van controle-indivduen door gebruik te maken van 4 van de bestudeerde genen (P2X4, β-1, β-2, IL10). Als alle van de 9 genen die verhoogd waren bij CVS/FMS-patiënten vs controles werden gebruikt, bleken de resultaten gelijkaardig. We kunnen echter nog niet besluiten dat gen-expressie veranderingen na matige inspanning specifieke biomerkers zijn voor CVS.

Mogelijks kunnen enkele van de genen die hier werden gebruikt andere oorzaken van overdreven vermoeidheid na inspanning onderscheiden en/of andere genen zouden kunnen worden aangewend om gekende oorzaken van vermoeidheid, zoals virale infekties, abnormaliteiten van het metabolisme, enz. te vinden. Een eenvoudige bloed-test die een objectieve meting biedt voor overmatige en invaliderende vermoeidheid, zou diagnostisch waardevol zijn voor artsen en patiënten met CVS (of chronische vermoeidheid door andere oorzaken). Daarenboven zouden dergelijke testen subtypes van CVS, en de verschillende contribuerende ontregeling(en) betrokken bij elk van die subtypes, kunnen helpen afbakenen. Uiteindelijk zouden deze testen kunnen worden gebruikt om het succes van verscheidene behandelingen voor chronische vermoeidheid en fibromyalgie syndromen objectief te evalueren.

Funktie van Genen waarvan de Expressie was Gewijzigd bij CVS-patiënten vergeleken met Controle-individuen

We onderzochten het mRNA van meerdere receptoren die zelden werden beschreven bij witte bloed-cellen, vooral deze die essentieel zijn voor het detekteren van metabolieten geproduceerd door sensorische neuronen bij inspanning [zie ‘Spier-metaboreceptoren’]. ASIC3, P2X4, P2X5 en TRPV1 (telkens mRNA én proteïne) werden gevonden in monocyten. De funktie van ASIC3, P2X4 en TRPV1 receptoren in leukocyten is niet gekend maar zou verbonden kunnen zijn met de recrutering van monocyten en lymfocyten die voorkomt na inspanning. Het ontbreekt het P2X5-eiwit bij de meeste mensen aan het essentieel stuk van het porie-vormend deel van het kanaal, zo dat het niet in staat is om ionen te pompen en waarschijnlijk ook niet om te worden ingevoegd in het plasma-membraan. […]

β-Adrenerge receptoren zijn normal geassocieerd met cardiovasculaire funktie. Van aktivatie van β-1 receptoren is geweten dat het de hartslag en -samentrekbaarheid verhoogt, en aktivatie van β-2 receptoren zorgt voor dilatatie van arterieën en arteriolen die de skelet-spieren voeden. Deze receptoren spelen een belangrijke rol bij het onderhouden van een voldoende doorbloeding van skelet-spieren tijdens inspanning en vermijden overmatige accumulatie van metabolieten. β-2-adrenerge receptoren kunnen ook de SZS effekten op het IS mediëren. Minder zekerheid bestaat over effekten van α-adrenerge receptoren op circulerende immuun-cellen. Onze resultaten tonen dat leukocyten substantiële adrenerge α2-A, β-1 en β-2 receptor mRNAs hebben, zowel als hoge waarden aan COMT mRNA – een belangrijk enzyme betrokken bij de inaktivering van epinefrine and norepinefrine. Polymorfismen in COMT bleken betrokken bij depressie en een aantal pijn-aandoeningen. Inspanning verhoogde het mRNA van al deze genen met adrenerge funktie bij CVS-patiënten veel meer dan bij in controle-individuen. Deze uitermate versterkte upregulering suggereert krachtige upstream signalisering naar het IS bij CVS.

IL10 mRNA was ge-upreguleerd na inspanning bij CVS-patiënten vergeleken met controle-individuen. IL10 is een anti-inflammatoir cytokine dat de produktie van pro-inflammatoire cytokinen zoals TNF-α inhibeert. De toename van IL10 mRNA die hier werd geobserveerd is consistent met een melding die suggereert dat bij FMS-patiënten een anti-inflammatoir profiel tot expressie komt dat gerelateerd zou kunnen zijn met enkele van hun symptomen. Onze patiënten hadden gestegen serum-waarden voor anti-inflammatoir IL10 en IL13 8 uur na inspanning maar enkel bij deze met CVS die meer en langer vermoeidheid en pijn rapporteerden. Deze patiënten vertoonden echter ook verhogingen qua pro-inflammatoir IL1β, IL8 en IL12 zowel als IL6, wat algemene immuun-aktivatie suggereert. Het mRNA voor TLR4 was ook verhoogd door inspanning bij CVS-patiënten maar niet bij controle-individuen; hoewel dit verschil bij de subgroepen gematcht voor fitness afwezig was, wat suggereert dat het te wijten was aan de verminderde fitheid bij de CVS-groep. TLR4 is een immuun-funktie receptor die bakteriële invasie signaleert door het detekteren van de lipopolysaccharide-mantel van bakteriën. Het is van belang bij de preventie van infektie.

Implicaties van Ontregelde mRNAs voor CVS

Stijgingen in mRNA kunnen worden veroorzaakt door gestegen transcriptie en/of verhoogde stabiliteit van mRNA (verminderde afbraak). Transcriptie én stabiliteit kunnen worden gewijzigd door omgeving-factoren. Voor de meeste van de hier onderzochte genen zijn transcriptionele veranderingen via gekende transcriptie-factoren gedocumenteerd. Regulering van deze genen door RNA-modulerende factoren is ook aannemelijk. De correlaties tussen veranderingen in veel van de geteste genen suggereert dat courante upstream transcriptie-factoren [eiwit dat bindt op specifieke DNA-sequenties en de transcriptie regelt; upstream betekent dat ze binden vóór de initiatie-plaats] geaktiveerd kunnen zijn bij CVS-patiënten. Deze bevindingen ondersteunen ook eerdere studies die interaktieve wijzigingen tussen SZS, IS en sensorische systemen bij CVS suggereren.

Bewijs dat Metaboliet-detektie en Adrenerge Betrokkenheid bij Verhoogde Vermoeidheid bij CVS Ondersteunt

De snelle en aanhoudende verhogingen qua mRNA van sensorische genen (ASIC3, P2X4, P2X5) en adrenerge β-1 en β-2 receptoren zowel als sterke correlaties tussen deze receptoren bij CVS-patiënten na matige inspanning, suggereren een mogelijk mechanisme voor het kenmerkende symptoom van CVS, sensorische vermoeidheid, en zijn versterking na inspanning. Wijzelf en anderen ontdekten dat ASIC3 en P2X5, en mogelijks P2X4 en TRPV1, op sensorische neuronen van spieren, samenwerken om de metabolieten geproduceerd bij spier-samentrekking – die kunnen leiden tot de signalisering van spier-moeheid en pijn – te detekteren. Als het aantal van deze receptoren sterk verhoogd zou zijn in deze sensorische neuronen, zouden basale waarden van metabolieten sensorische vermoeidheid afferenten kunnen aktiveren, en zo een continu signaal van sensorische vermoeidheid in de spieren kunnen zenden naar het centrale SZS en ontregeling van SZS-reflexen veroorzaken, en naar het centraal zenuwstelsel – aanleiding gevend tot de cognitieve herkenning van versterkte vermoeidheid.

Ander werk in ons laboratorium suggereert dat β-adrenerge receptoren op sensorische neuronen een rol spelen bij sensorische vermoeidheid van de spieren én spier-pijn. Ten eerste: bij muizen met ontstoken spieren reageren afferente neuronen in de spieren op veel lagere concentraties metabolieten als β-agonisten samen met de metabolieten worden aangewend (Light AR, ongepubliceerde observaties). Ten tweede: adrenerge β-1 en β-2 receptor mRNAs waren ge-upreguleerd in ‘dorsal root ganglia’ [zie ‘Spier-metaboreceptoren’] van mannelijke muizen 24 uur tot 8 dagen na inflammatie van skeletspieren van de achterpoot door carrageenan [polysaccharide uit zeewier]. [Light AR, Hughen RW, Zhang J: Increases in receptor mRNA in mouse dorsal root ganglion (DRG) neurons following carrageenan induced inflammation of mouse hindlimb muscle. Soc Neurosci (2008) 174:16] Ten derde: klinische pijn werd snel verminderd bij patiënten met FMS of ‘temporomandibular disorder’ [TMD; aandoening van het scharniergewricht in de kaak gepaard gaan met pijn e.a. symtomen] wanneer de a-specifieke β-antagonist propranolol werd toegediend in lage dosissen. [Light KC, Bragdon EE, Grewen KM, Brownley KA, Girdler SS, Maixner W: Adrenergic dysregulation and pain with and without acute beta-blockade in women with fibromyalgia and temporomandibular disorder. J Pain (2009) 10: 542-552] Ten slotte sugeereerden Khasar et al. een mechanisme van het SZS en de hypothalamus-hyspofyse-bijnier as (HPA) waarbij stress zou kunnen bijdragen tot hyperalgesie gemedieerd door adrenerge en hormoon-receptoren op sensorische neuronen. Al deze gegevens suggereren dat β-adrenerge receptoren op sensorische afferenten van spieren de metaboliet-signalen kunnen versterken, in het bijzonder bij patiënten met FMS. Als de upregulering van mRNA voor sensorische en adrenerge receptoren geobserveerd in leukocyten bij CVS-patiënten ook voorkomt in de sensorische afferenten van hun spieren (sensorische vermoeidheid afferenten), kunnen CVS-patënten dus een versterkt sensorisch signaal voor vermoeidheid hebben dat verder wordt verhoogd na inspanning. De gelijkaardige transcriptionele controle voor al deze molekulaire receptoren kan ook verklaren waarom een groot percentage CVS-patiënten ook FMS hebben. Omdat de sensorische afferente neuronen die sensorische vermoeidheid van spieren en spier-pijn detekteren enigzins verschillende combinaties van molekulaire receptoren gebruiken die differentieel geregeld worden, zouden patiënten echter sensorische spier-vermoeidheid én spier-pijn, of elk symptoom onafhankelijk van elkaar kunnen ervaren.

Een andere mogelijkheid is dat leukocyten dezelfde sensorische receptoren gebruiken om metabolieten geproduceerd bij spier-samentrekking te detekteren. Als deze receptoren verhoogd zijn bij CVS-patiënten, is het mogelijk dat lage waarden aan metabolieten leukocyten kunnen aktiveren, en matige inspanning zou het signaal kunnen versterken, waarbij cytokine-waarden, die sensorische afferenten sensitiseren die vermoeidheid van spieren signaliseren, verhogen. Aanzienlijk bewijs voor cytokine-sensitisatie van sensorische afferenten bestaat. Dit en het voorgaande mechanisme kunnen samenwerken.

Versterking van perifere sensorische signalen, wat deze hypothesen ondersteunt, werd aangetoond bij patiënten met FMS en CVS. Omdat het signaal voor sensorische vermoeidheid van spieren waarschijnlijk de SZS-reflexen aktiveert, die normaal toereikende bloed-doorstroming naar de hersenen en de skelet-spieren onderhouden, kan een tonisch [tegengesteld van fasisch] signaal van vermoeidheid-afferenten leiden tot SZS-ontregeling omdat vasculaire adrenerge receptoren van gladde spieren desensitiseren door de aanhoudende afgifte van catecholaminen. Deze ontregeling zou kunnen leiden tot zuurstof-tekort in de spieren en perioden van verhoogde metabolieten die de sensorische receptoren verder zouden aktiveren. Het zou ook kunnen leiden tot orthostatische intolerantie die dikwijls geassocieerd is met CVS. Interessant is dat ASIC3, P2X en TRPV1 receptoren betrokken bleken bij versterkte signalen van de darm in dier-modellen voor prikkelbare darm syndroom en dat TRPV1 geassocieerd is met multipele chemische gevoeligheid. ASICs werden ook geassocieerd met veranderingen in het gehoor en hyperacusis werd ook geassocieerd met CVS en FMS. Misschien kan courante regulering van de transcriptie van deze receptoren voorkomen in een aantal weefsels, wat zou resulteren in enkele van de co-morbiditeiten die gewoonlijk voorkomen bij CVS.

Ten slotte kan langdurige aktivatie van sensorische receptoren leiden tot sensitisatie van ruggemerg- en hersen-systemen die vermoeidheid-signalen overbrengen, wat langdurige versterking van vermoeidheid in het CZS zou veroorzaken. Dergelijke wijzigingen in hersen-transmissie werden aangetoond bij chronische pijn en bij CVS en FMS.

Besluiten

De experimenten die hier worden gerapporteerd tonen dat 25 minuten matige inspanning grote en snelle stijgingen genereren qua gen-expressie in leukocyten van CVS-patiënten maar niet bij controle-individuen. Er werden stijgingen van mRNA gevonden voor genen die verhogingen kunnen detekteren in door spieren geproduceerde metabolieten (ASIC3, P2X4, P2X5), genen die essentieel zijn voor SZS-processen (adrenerge α-2A, β-1 en β-2, zowel als COMT) en immuun-funktie genen (IL10 en TLR4). Deze bevindingen bevestigen eerdere hypothesen die suggereren dat wijzigingen in alle delen van de HPA-as symptomen van CVS en FMS kunnen mediëren en bestendigen. Deze gen-veranderingen suggereren een mogelijke rol voor wijzigingen qua perifere sensorische signalisering bij de symptomen van CVS, zoals werd voorgesteld bij FMS. Ze suggereren ook dat een bloed-test zou kunnen worden ontworpen als een objectieve biomerker voor sensorische spier-vermoeidheid en spier-pijn bij CVS.

Nog even over de schijnbare tegenstrijdigheid (zie ‘Resultaten’:) “TRPV1 verhogingen vertoonden ook een consistente alhoewel niet-significante trend om hoger te zijn in de CVS-groep.”  versus (zie ‘Bespreking’:) TRPV1 expressie verhoogde enkel bij CFS-patiënten significant boven baseline.”… Prof. Light verduidelijkt (persoonlijke communicatie): “Het lijkt contradictorisch maar is het niet. TRPV1 verhoogde niet significant bij de CVS-patiënten (alle CVS-patiënten, met én zonder FMS) vergeleken met controles. TRPV1 verhoogde echter signficant boven baseline bij de CVS-patiënten (alle CVS-patiënten, met én zonder FMS). Uit de gegevens van het groter staal waarover we nu beschikken, blijkt dat de reden voor deze statistische anomalieën is dat de ‘enkel CVS’ patiënten bijna geen verschil vertonen qua TRPV1 verhogingen in vergelijking met controles. Alle verschillen lijken te wijten aan de toevoeging van fibromyalgie bij de ‘CVS+FMS’ patiënten.”