M.E.(cvs)-wetenschap

september 23, 2016

MR beeldvorming van het hart bij vrouwen met CVS

Filed under: Fysiologie — mewetenschap @ 7:35 am
Tags: , , ,

Naast de bevindingen aangaande een ‘klein hart’ door de Japanner Miwa, is er ook de melding door het team van prof. Julia Newton (zie referentie in tekst hieronder – Hollingsworth et al.) die aangeven dat er problemen met het hart kunnen zijn bij (een subgroep van) M.E.(cvs). Het artikel hieronder, over een studie door een Nederlands onderzoek-team, sluit hier bij aan… Hun bevindingen zijn een bijkomende aanwijzing; verder onderzoek zal de relevantie moeten uitwijzen. De gebruikte techniek lijkt alleszins nuttig voor een meer gedetailleerde diagnose.

Lees ook ‘Gedaald hart-volume bij CVS geassocieerd met plasma-volume maar niet met ziekte-duur’, ‘Bloedvolume & verminderde hartfunktie bij CVS’ & ‘Downregulering van de renine-aldosteron & antidiuretisch hormoon systemen bij M.E.(cvs)’.

————————-

Netherlands Heart Journal (Pre-print August 2016)

Chronic Fatigue Syndrome in women assessed with combined cardiac magnetic resonance imaging

M.A.G.M. Olimulder (1), M.A. Galjee (1), L.J. Wagenaar (1), J. van Es (1), J. van der Palen (2,3), F.C. Visser (4), R.C.W. Vermeulen (4), C. von Birgelen (5,6)

1 Department of Cardiology, Thoraxcentrum Twente, Medisch Spectrum Twente, Enschede, The Netherlands

2 Department of Epidemiology, Medisch Spectrum Twente, Enschede, The Netherlands

3 Department of Research Methodology, Measurement & Data Analysis, University of Twente, Enschede, The Netherlands

4 Centre for Chronic Fatigue Syndrome, Amsterdam, The Netherlands

5 Department of Cardiology, Thoraxcentrum Twente, Medisch Spectrum Twente, Enschede, The Netherlands

6 Department of Health Technology and Services Research, MIRA- Institute for Biomedical Technology & Technical Medicine, University of Twente, Enschede, The Netherlands

Samenvatting

Doelstelling Er zijn slechts enkele beeldvorming- en histopathologische studies bij Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS) die de afmetingen/werking van het hart of myocardiaal weefsel [myocard(ium) = hartspier] hebben bepaald, deze suggereerden een kleiner linker ventrikel (LV), abnormaliteiten qua beweging van de LV-wand en occasioneel virale persistentie leidend tot cardiomyopathie. De huidige studie – op basis van cardiale magnetische resonantie (CMR) beeldvorming – is de eerste die een methode gebruikt met contrast om de betrokkenheid van het hart vast te stellen, inclusief weefsel-karakterisatie van de LV-wand.

Methodes We vergeleken CMR-metingen bij 12 vrouwelijke CVS-patiënten met de gegevens van 36 voor leeftijd gematchte, gezonde vrouwelijke controles. Met ‘cine’ beeldvorming [Cine-MR is een beeldvorming-techniek die vooral wordt gebruikt in de cardiologie. Door de MR-sequenties te synchroniseren met voorafgaandelijke echografische controle-beelden, worden met gelijke tussenpauzes talrijke beeldjes van de hart-cyclus geproduceerd. Deze worden aan elkaar geregen tot een filmpje zodat de beweging van de wanden van de ventrikels, kleppen en bloedstromen in het hart en de grote vaten kunnen worden gevisualiseerd.] werden LV-volumes, ejectie-fractie (EF [fractie van het bloed dat per hartslag uit het LV wordt gepompt]), -massa en wand-beweging abnormaliteiten bepaald. T2-gewogen [T1 en T2 zijn magnetisatie-kenmerken van een bepaald weefsel; op T2-gewogen beelden zijn strukturen wit] beelden werden geanalyseerd qua verhoogde signaal-intensiteit, een weerspiegeling van oedeem (d.w.z. inflammatie). Daarnaast werd de aanwezigheid van contrast-versterking, een weerspiegeling van fibrose [overmatige vorming van bindweefsel] (d.w.z. myocardiale schade), bekeken.

Resultaten Bij een vergelijking tussen CVS-patiënten en gezonde controles bleken LVEF (57,9 p/m 4,3 % vs. 63,7 p/m 3,7 %; p < 0.01), eind-diastolische diameter (44 p/m 3,7 mm vs. 49 p/m 3,7 mm; p < 0.01), alsook lichaamsoppervlakte gecorrigeerd LV eind-diastolisch volume (77,5 p/m 6,2 ml/m2 vs. 86,0 p/m 9,3 ml/m2; p < 0.01), slag-volume [volume bloed dat per contractie door het LV wordt gepompt] (44,9 p/m 4,5 ml/m2 vs. 54,9 p/m 6,3 ml/m2; p < 0.001) en massa (39,8 p/m 6,5 g/m2 vs. 49,6 p/m 7,1 g/m2; p = 0.02) significant lager bij CVS. Bij 4 patiënten werden abnormaliteiten qua wand-beweging geobserveerd en contrast-versterking (fibrose) bij 3; geen enkel controle-individu vertoonde abnormaliteiten qua wand-beweging of contrast-versterking. Geen enkele patient of controle-individu vertoonde een verhoogde signaal-intensiteit op de T2-gewogen beelden.

Besluit CMR toonde bij CVS-patiënten verminderde LV-dimensies en een matig gereduceerde LV-werking. De aanwezigheid van myocardiale fibrose bij enkele CVS-patiënten suggereert dat CMR aangewezen is voor de beoordeling van de cardiale betrokkenheid als onderdeel van de wetenschappelijke verkenning; wat een reeks niet-invasieve onderzoeken kan impliceren.

Inleiding

[…] Research suggereert dat latente (chronisch aktieve) myocardiale infekties met Epstein-Barr virus of menselijk cytomegalovirus CVS kunnen triggeren, en myocardiale fibrose werd in deze setting beschreven. Bij CVS werd cardiale betrokkenheid gerapporteerd: afname van de afmetingen van het linker-ventrikel (LV), verminderde linker-ventrikel ejectie-fractie (LVEF), abnormaliteiten qua beweging van de LV-wand en cardiomyopathieën met virus-persistentie in het myocard [bv. Bowles NE et al. Persistence of enterovirus RNA in muscle biopsy samples suggests that some cases of Chronic Fatigue Syndrome result from a previous, inflammatory viral myopathy. J Med. (1993) 24:145-60 /// Grist NR. Myalgic encephalomyelitis: postviral fatigue and the heart. BMJ (1989) 299: 1219].

Cardiale magnetische resonantie (CMR) beeldvorming kan bruikbaar zijn als niet-invasieve beoordeling van de cardiale betrokkenheid bij CVS-patiënten. Deze techniek laat toe de morfologie en werking van het hart te onderzoeken, en zelfs weefsel-karakterisatie van de LV-wand (identificatie van oedeem of myocardiale fibrose – de gevolgen van myocardiale inflammatie). Contrast-versterking CMR beeldvorming laat de identificatie toe van myocardiale fibrose. Anderzijds laat T2-gewogen beeldvorming de visualisatie toe van myocardiaal oedeem en kan bruikbaar zijn voor het beoordelen van myocarditis. In de enige andere studie met CMR beeldvorming bij CVS, werden 12 patiënten en 10 gematchte controles beoordeeld met ‘cine’ en ‘tagging’ [magnetische merk-tekens plaatsen in het myocardium] beeldvorming, maar zonder het gebruik van de contrast-versterking techniek (d.w.z. zonder weefsel-karakterisatie) [Hollingsworth KG et al. Impaired cardiac function in Chronic Fatigue Syndrome measured using magnetic resonance cardiac tagging. J Intern Med. (2012) 271: 264-70; lees ‘Verstoorde hart-funktie bij CVS (MR ‘tagging’)].

Daarom gebruikten we in de huidige CMR-beeldvorming studie bij CVS-patiënten een gecombineerde benadering van ‘cine’, contrast-versterking en T2-gewogen beeldvorming om weefsel-karakteristieken van het LV te beoordelen, naast de afmetingen en werking van het hart. De gegevens van 12 CVS-patiënten werden vergeleken met deze van een voor leeftijd en geslacht gematchte groep van 36 gezonde controles, die via hetzelfde beeldvorming-protocol werden onderzocht.

Methodes

Studie-populatie

We bestudeerden 48 vrouwen met een gecombineerde CMR-benadering. 12 opéénvolgende CVS-patiënten werden gerecruteerd via een gespecialiseerd CVS-centrum. De diagnose van CVS was gebaseerd op de herziene definitie van Fukuda et al. na uitsluiting van andere potentiële oorzakelijke ziekten. De metingen van de 12 CVS-patiënten werden vergeleken met 36 voor leeftijd gematchte vrouwelijke vrijwilligers zonder enige co-morbiditeiten (controle-groep) […].

Verwerving van de CMR-gegevens

[…]

CMR-gegevens: analyse en definities

[…]

Statistische analyse

[…]

Resultaten

Patiënten-karakteristieken

[…] De patiënten en controles waren relatief jong (36 ± 13 vs. 29 ± 8 jaar). Alle, uitgezonderd één, CVS-patiënten had een voorgeschiedenis van infektueuze mononucleose met IgG-antilichamen tegen Epstein-Barr virus of menselijk cytomegalovirus kaspel-antigen; deze 11 patiënten had antilichamen tegen Epstein-Barr virus nucleair antigen. Demografisch verschilden beide groepen niet.

CMR-resultaten

Het volledig CMR-onderzoek-protocol werd bij alle CVS-patiënten en controles gevolgd; beelden-sequenties van hoge kwaliteit konden voor alle gevallen worden verkregen. CMR-gegevens van de CVS-patiënten: LVEF (57,9 ± 4,3%; p < 0.01), eind-diastolische diameter (44 ± 3,7), alsook lichaamsoppervlakte gecorrigeerd eind-diastolisch LV-volume (77,5 ± 6,2 ml/m2; p < 0.01), LV slag-volume (44,9 ± 4,5 ml/m2; p < 0.001) en LV-wand-massa (39,8 ± 6,5 g/m2; p = 0.02) waren significant lager dan bij de voor leeftijd en geslacht gematchte controles. Er werden matige abnormaliteiten van de LV-wand-beweging geobserveerd bij 4 CVS-patiënten (in het onderste deel van het septum [= tussenschot dat R & L hart-ventrikel scheidt]) leidend tot een LV-wand-beweging score-index van 0,02 ± 0,04 [WMSI; semi-kwantitatieve analyse voor systolische werking]; geen enkele van de controles vertoonde abnormaliteiten van de LV-wand-beweging. Myocardiale schade (t.t.z. fibrose) – aangegeven door de aanwezigheid van contrast-versterking – werd gezien bij 3 patiënten (letsels in verschillende midden-wand segmenten). […] Er werd geen contrast-versterking gezien bij de gezonde controles. Slecht 1 patient vertoonde zowel contrast-versterking als abnormaliteiten van de LV-wand-beweging. Regionaal of globaal oedeem – aangegeven door een verhoging qua signaal-intensiteit op T2-gewogen beelden – werd niet gezien bij de patiënten.

Bespreking

Gegevens van de cardiale magnetische resonantie beeldvorming

Deze CMR-studie hier wendde een gecombineerde CMR-benadering (‘cine’, contrast-versterking en T2-gewogen beeldvorming) aan ter beoordeling van de afmetingen/werking van het hart en myocardiale weefsel-karakteristieken bij patiënten met bevestigde CVS en gezonde controles. Onze gegevens tonen dat de grootte van het linker-ventrikel, massa en funktie minder waren dan bij voor leeftijd en geslacht gematchte controles, hoewel nog steeds binnen de normale grenzen. Theoretisch kan dit verschil gedeeltelijk de matige vermoeidheid verklaren bij deze patiënten maar er kan ook worden gesuggereerd dat de reductie qua LV-afmetingen en -funktie het resultaat is van verminderde lichamelijke aktiviteit. In dit opzicht vonden Japanese onderzoekers significant verlaagde ventrikulaire diastolische afmetingen en cardiale output na 20 dagen bed-rust [bij gezonde jonge individuen]. Deze bevindingen komen ook overéén met een echocardiografische studie, die een kleiner LV met een lagere cardiale output bij CVS-patiënten tijdens een farmacologische stress-test onthulde [Miwa K, Fujita M. Cardiac function fluctuates during exacerbation and remission in young adults with Chronic Fatigue Syndrome and ‘small heart’. J Cardiol. (2009) 54: 29-35].

Hollingsworth et al. [zie hierboven] examineerden de geometrische en funktionele LV-parameters via CMR, inclusief belasting-analyse, bij 12 CVS-patiënten en 10 gezonde controles. Hoewel niet alle analyses bewijsmateriaal leverden voor myocardiale dysfunktie bij CVS, was de resterende torsie [spanning op de hartspier] op 150% van de eind-systolische tijd groter bij de CVS-patiënten dan bij de controles; wat een vertraging suggereert in de ‘release’ van torsie. [Bij een normaal hart ondergaat het myocard tijdens de ejectie-fase een verkorting qua omtrek en in de lengte-richting, een verdikking, en de basis en de top van het LV roteren in tegengestelde richtingen (torsie). In de vul-fase (diastole) gebeurt het omgekeerde (‘release’)]. Bij de CVS-patiënten correleerden de resterende torsie op 150% van de eind-systolische tijd en de verhouding torsie/endocardiale belasting, negatief met de eind-diastolische volume-index. Deze bevindingen kunnen bijdragen tot het begrijpen van cardiale funktie-stoornissen bij CVS-patiënten.

In de huidige studie voerden we ook contrast-versterkte beeldvorming uit bij CVS-patiënten én een controle-groep. We vonden geen toename van de signaal-intensiteit (d.w.z. oedeem) op de T2-gewogen CMR-beelden, wat aantoont dat onze patiënten geen aktieve virale myocard-infektie hadden op het tijdstip van de CMR. Contrast-versterking van de midden-wand, een bevinding (die frequent werd gezien bij patiënten met histopathologisch bewijs voor chronisch aktieve of onzekere myocarditis) werd gevonden bij 3 van onze 12 CVS-patiënten. Zoals werd aangetoond door andere onderzoekers bij patiënten met acute myocarditis, kan het zijn dat contrast-versterking niet detekteerbaar is bij ca. 25% van de patiënten bij een gemiddelde follow-up van 4,5 maanden. Daarom kan men hypothiseren dat de initiële myocardiale betrokkenheid bij onze CVS-patiënten ietwat groter zou kunnen geweest zijn dan deze die we observeerden bij ons CMR-onderzoek in de chronische toestand. De aanwezigheid van een niet-permissieve [die de groei of genetische replicatie niet ondersteunt], persistente virale infektie, waarbij slechts weinig compleet infektueus virus wordt geproduceerd, kan een mogelijke verklaring zijn voor de geïsoleerde midden-wand contrast-versterking (dus in afwezigheid van oedeem) [Lerner AM et al. Hypothesis: a unified theory of the cause of Chronic Fatigue Syndrome. Infect Dis Clin Pract. (1997) 6: 239-43] zoals geobserveerd bij 3 van onze CVS-patiënten.

Patroon en pathofysiologie van de myocardiale schade

Myocarditis CMR-studies toonden een verband aan tussen het type virus en het patroon van de myocardiale schade. De verdeling van waar in het septum de contrast-versterking voorkomt, kan dus helpen bij het onderscheiden van verschillende virale infekties van het myocard. Bij onze CVS-patiënten werd contrast-versterking enkel gezien in het infero- en antero-septum, wat goed past bij myocardiale infekties door Epstein-Barr virus of menselijk cytomegalovirus – serum-antilichamen voor minstens één van deze virussen werden geïdentificeerd in 11 van onze CVS-patiënten [Dit betekent echter niet noodzakelijk dat er aktief virus is…]. Op te merken valt: beweging-abnormaliteiten van de infero-septale wand werden gezien bij één patient met en 3 patiënten zonder contrast-versterking. Bij CVS-patiënten met myocarditis kan de waarde en de interpretatie van contrast-versterking moeilijk vallen omwille van de heterogene litteken-verdeling en de over het algemeen lagere signaal-intensiteiten. Daarnaast kunnen, omwille van de beperkte voxel-resolutie [voxel = volume-pixel; een waarde van een standaard ‘rooster’ in een drie-dimensionale ruimte, in dit geval dus bij beeldvorming via Magnetische Resonantie], kleinere myocardiale littekens ongedetekteerd blijven. Een andere verklaring voor deze discrepantie zou de afwezigheid van contrast-versterking in de chronische toestand kunnen zijn. Naar ons weten is deze studie de eerste die een contrast-versterking en/of wand-beweging-abnormaliteiten met een voorkeur voor het septum bij CVS-patiënten suggereert. Bij CVS-patiënten kan myocardiale fibrose leiden tot ventriculaire dysfunktie, zoals bij patiënten met Chagas’ myocarditis [inflammatie van de hartspier veroorzaakt door de parasiet Trypanosoma cruzi] bv., waarbij een verband werd beschreven tussen de hoeveelheid contrast-versterking en ventrikel-dysfunktie.

Klinische implicaties en consequenties

In de huidige studie was de diagnose van CVS gebaseerd op de diagnostische criteria van Fukuda et al. Toekomstige studies zouden ook cardiale morfologie en funktie kunnen beoordelen bij patiënten met Myalgische Encefalomyelitis. Er zijn weinig gegevens beschikbaar betreffende de prevalentie en mate van cardiale betrokkenheid bij CVS-patiënten. Met onze gecombineerde CMR-benadering toonden we in één onderzoek (hoewel binnen normale grenzen) een beperktere grootte, massa en funktie van het linker-ventrikel, en strukturele abnormaliteiten van het myocard, zoals al eerder werd vastgesteld met andere technieken. De specifieke behandeling van myocarditis blijft een uitdaging. Een kleine, gerandomiseerde, placebo-gecontroleerde proef betreffende antivirale therapie voor subset CVS-patiënten met Epstein-Barr virus vond een klinische verbetering na 6 maand [Lerner AM et al. A six-month trial of valacyclovir in the Epstein-Barr virus subset of Chronic Fatigue Syndrome: improvement in left ventricular function. Drugs Today. (2002) 38: 549-61]. Er werd al gesuggereerd dat Epstein-Barr virus ventriculaire tachycardie kan uitlokken door zowel acute als chronische myocardiale inflammatie; wat het klinisch belang van deze virale infektie benadrukt. Om de hypothese te testen dat Epstein-Barr en/of menselijk cytomegalovirus kan leiden tot ventrikel-dysfunktie, myocardiale betrokkenheid en CVS, zijn verdere studies aangewezen – deze zouden vroege en herhaalde onderzoeken met een gecombineerde CMR-benadering plus doelgerichte myocard-weefsel-biopten moeten omvatten. Dergelijke seriële studies kunnen de vraag beantwoorden of sommige CVS-patiënten een uitgebreide cardiomyopathie ontwikkelen met het inherent risico op een slecht klinisch verloop.

Beperkingen en technische overwegingen

We voerden geen seriële serologische testen of myocard-biopten uit. Het zou ideaal geweest zij om de CMR-bevindingen te correleren met doelgerichte endomyocardiale biopten. Dit zou echter een invasieve procedure vereisen zonder directe therapeutische implicatie. Bij patiënten met myocarditis kan de waarde en de interpretatie van contrast-versterking moeilijk vallen omwille van heterogene litteken-distributie en de over het algemeen lagere signaal-intensiteiten. Hoewel onze gegevens uniek zijn, kunnen de bevindingen van deze kleine populatie CVS-patiënten de vraag niet beantwoorden of de ietwat lagere cardiale funktie kan bijdragen tot de verminderde inspanning-capaciteit of het resultaat kan zijn van verlaagde lichamelijke aktiviteit. Verdere beoordeling van de verbanden tussen inspanning-capaciteit en CMR-parameters bij grotere groepen patiënten zijn van belang.

Besluit

Bij patiënten met Chronische Vermoeidheid Syndroom, toonde CMR relatief kleiner afmetingen en een matig gereduceerde funktie van het linker ventrikel. De aanwezigheid van myocardiale fibrose bij enkele CVS-patiënten suggereert dat verdere beoordeling van de cardiale betrokkenheid aangewezen kan zijn als onderdeel van een verdere wetenschappelijke exploratie van CVS. Dit kan een reeks niet-invasieve onderzoeken met CMR impliceren.

september 9, 2016

Metabole kenmerken van M.E.(cvs)

Filed under: Diagnostiek — mewetenschap @ 12:53 pm
Tags: , , , , ,

In ‘De ‘cell danger response’’ plaatsten we al het werk van Prof. Naviaux in de schijnwerper. We maakter er al gewag van een veelbelovend artikel (door sommigen aangekondigd als “truly spectacular … that will change the face of CFS-treatment”) dat van hem was aangekondigd. Hier is het dan. Het betreft een metaboloom-studie (‘metabolomics’); zeg maar het meten in ons bloed van de molekulen die ontstaan in de verscheidene stappen en als bijprodukten van ons metabolisme (het afbreken van voedingstoffen om energie en bouwstenen van de cellen aan te maken). De gebruikte technolgieën bieden een moment-opname van de cellulaire fysiologie. Het werk werd ondersteund en gefinancierd door verschillende fondsen en stichtingen (o.a. de ‘UCSD Mitochondrial Disease Research Fund) en mede mogelijk gemaakt door giften van privé-personen.

De researchers suggereren dat veel van de gevonden abnormaliteiten onderdeel kunnen zijn van de reaktie van het lichaam dat probeert de verspreiding en de effekten van een infektie (niet één bepaalde – zoals we hier al meermaals meegaven) te beperken via alternatieve mechanismen en zo andere molekulen creëert dan die het nodig heeft. Een toestand die blijft voortduren bij M.E.(cvs)-patiënten.

De gevonden ontwrichte processen beïnvloeden de cellulaire bouwstenen sfingolipiden en glycosfingolipiden (in het lichaam gebruikt om cel-membranen in hersen- en zenuw-weefsel te vormen), cholesterol (nodig voor de aanmaak van cel-membranen en steroïd-hormonen zoals cortisol of aldosteron), galzuren (belangrijk voor normale vet-vertering; onvoldoende galzuren in de darm kunnen leiden tot ‘leaky gut’), de mitochondrieën (gevolg: lage energie-reserve en een onvermogen om de energie-reserves na inspanning aan te vullen), het vermogen van het lichaam om vitaminen te vormen (vitamine-A en de B-vitaminen riboflavine (B2), niacine (B3), pyridoxine (B6), foliumzuur (B9) & cobalamine (B12); essentieel voor energie-produktie, cel-ontwikkeling en normale werking van het zenuwstelsel) & HICA (een anti-schimmel/ anti-bakteriële molekule die normaal door het lichaam wordt geproduceerd). De auteurs spreken over een opmerkelijke uniformiteit niettegenstaande het voorkomen van meerdere triggers en de heterogeniteit bij de aandoening.

De ‘cell danger response’ (CDR) is een evolutionair bewaarde metabole respons die cellen beschermt en de gastheer van schade vrijwaart. Maar zo zijn er nog in de biologische wereld. Zo is er ‘dauer’ (Duits voor ‘uithouding’), een toestand die voorkomt bij de rondworm Caenorhabditis elegans (een model dat uitgebreid bestudeerd wordt door biologen) wanneer deze barre omstandigheden probeert te overleven. Door het vermogen van deze wormen om een dergelijke situatie te verdragen kunnen ze 4 tot 8 maal langer leven dan gewoonlijk. Volgens Naviaux et al. is dit vergelijkbaar met wat bij M.E.(cvs) aan de hand is: milieu/omgeving-stressoren triggeren een vertraging van het metabolisme en dit geeft aanleiding tot een objectief identificeerbare chemische signatuur. Slechts 25% van de verstoorde metabolieten die bij elke persoon werden gevonden waren nodig voor de diagnose en ruw-weg 75% waren uniek voor elk individu, wat volgens hen nuttig is voor een gepersonaliseerde behandeling. Naviaux: “Onze bevindingen tonen dat de cellulaire metabole respons dezelfde is bij de patiënten.”.

Het valt ook op te merken dat de geobserveerde metabole respons tegengesteld is aan het patroon die bv. bij een acute infektie wordt gezien. Hoewel een infektie dikwijls wordt gemeld als initiërende gebeurtenis, draagt deze blijkbaar niet bij tot het voortduren van de ziekte. Prof Ronald W. Davis (directeur van de wetenschappelijke adviesraad van de ‘Open Medicine Foundation’) oppert dat in afwezigheid van bewijs voor een aktieve infektie, het aannemelijk is dat langdurige antimicrobiële behandelingen (antivirale middelen en antibiotica) – die dikwijls worden gebruikt bij M.E.(cvs)-patiënten – eigenlijk nog meer schade kunnen toebrengen.

Kritici halen aan dat het tot nu toe niet vast te stellen is of de gemelde veranderingen oorzaak of gevolg zijn van M.E.(cvs). Ron Davis (die Professor Biochemie & Genetica aan de Stanford Universiteit is) benadrukt echter het enorme belang van de studie. Verder onderzoek en validering via onafhankelijke studies zijn natuurlijk cruciaal. Daarom financiert de ‘Open Medicine Foundation’ een studie bij een grotere groep patiënten uit geografisch diverse plaatsen.

————————-

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) [Augustus 2016 pre-print]

Metabolic features of Chronic Fatigue Syndrome

Robert K. Naviaux (a,b,c,d), Jane C. Naviaux (a,e), Kefeng Li (a,b), A. Taylor Bright (a,b), William A. Alaynicka (b) Lin Wang (a,b), Asha Baxter (f), Neil Nathan (f), Wayne Anderson (f) & Eric Gordon (f)

aThe Mitochondrial and Metabolic Disease Centre, University of California, San Diego School of Medicine, San Diego, California

bDepartment of Medicine, cDepartment of Pediatrics, dDepartment of Pathology, eDepartment of Neurosciences, University of California, San Diego School of Medicine, San Diego, California

fGordon Medical Associates, Santa Rosa, California

Betekenis

Het Chronische Vermoeidheid Syndroom is een multi-systeem ziekte die langdurige pijn en invaliditeit veroorzaakt. Het is moeilijk om een diagnose te stellen omwille van de veranderende symptomen en het gebrek aan een diagnostische laboratorium-test. We rapporteren dat doelgerichte, breed-spectrum metaboloom-studie van plasma niet enkel een kenmerkende chemische signatuur onthulde maar ook een onverwachte onderliggende biologie. Metaboloom-studie toonde dat Chronische Vermoeidheid Syndroom een zeer gecoördineerde hypometabole respons is op omgeving-stress die terug te voeren is naar de mitochondrieën en gelijkaardig is met de klassieke ontwikkeling-toestand ‘dauer’. Deze ontdekking opent een nieuw pad voor de rationele ontwikkeling van nieuwe therapeutica en identificeert metaboloom-studie als een krachtig instrument voor het identificeren van chemische verschillen die bijdragen tot gezondheid en ziekte.

Samenvatting

Meer dan 2 miljoen mensen in de V.S. hebben Myalgische Encefalomyelitis/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (M.E./CVS). We voerden een doelgerichte, breed-spectrum metaboloom-studie uit om inzichten te verwerven in de biologie van CVS. We bestudeerden een totaal van 84 individuen. 45 individuen (23 vrouwen en 22 mannen) voldeden aan de diagnostische criteria voor M.E./CVS: ‘Institute of Medicine’, Canadese & Fukuda. 39 individuen (21 vrouwen, 18 mannen) werden voor leeftijd en geslacht gematcht met normale controles. De vrouwen met M.E./CVS waren 52 (± 2,5) jaar oud (20-67); de mannen met M.E./CVS waren 53 (± 2,8) jaar oud (21-67). De Karnofsky prestatie-scores waren 54 (± 3,3) voor de vrouwen en 62 (± 3,2) voor de mannen. We bekeken 612 metabolieten van 63 biochemische mechanismen in het plasma d.m.v. hydrofiele-interaktie vloeistof-chromatografie, ‘electrospray’ ionisatie en tandem massa-spectrometrie [ultra-geavanceerde scheiding- en detektie-methoden]. Patiënten met M.E./CVS vertoonden abnormaliteiten in 20 metabole mechanismen. 80% van de diagnostische metabolieten waren gedaald, consistent met een hypometabool syndroom. De abnormale mechanismen omvatten: sfingolipiden, fosfolipiden, purine, cholesterol, microbioom, pyrroline-5-carboxylaat, riboflavine, vertakte-keten aminozuren, peroxisomaal en mitochondriaal metabolisme. […] Analyse toonde diagnostische accuraatheden van 96% […] bij de vrouwen (gebruikmakend van 13 metabolieten) en 94% […] bij de mannen (gebruikmakend van 8 metabolieten). Onze gegevens tonen dat, ondanks de heterogeniteit van de factoren die tot M.E./CVS leiden, de cellulaire metabole respons bij de patiënten homogeen, statistisch robust en chemische gelijkaardig was met de evolutionair bewaarde respons op omgeving-stress die bekend staat als ‘dauer’.

Inleiding

[…]

De diagnose van complexe ziekten zoals M.E./CVS zijn dikwijls moeilijk en vallen duur uit. Hoewel individuele testen betaalbaar kunnen zijn en mogelijks gedekt door de sociale zekerheid, maken veel patiënten een omzwerving door die resulteert in substantiële persoonlijke kosten en jaren van zoeken, zonder werk en met significant verminderde levenskwaliteit. De maatschappelijke kost door M.E./CVS is heel zwaar. Professionele gezondheidszorg-werkers zijn ook gefrustreerd door het ontbreken van objectieve technologie die de diagnose kan ondersteunen. Pogingen om een klein aantal biomerkers – molekulen in het bloed, cerebrospinaal vocht of een handvol genen – te gebruiken, leverden geen diagnostisch bruikbare testen voor M.E./CVS op.

Metaboloom-studies hebben meerdere voordelen t.o.v. genoom-studies voor de diagnose van complexe chronische ziekten […]. Ten eerste: minder dan 2.000 metabolieten vormen de meerderheid van de molekulen in het bloed die worden gebruikt voor cel-cel communicatie en metabolisme, vergeleken met de 6 miljard baseparen in het menselijk genoom. Ten tweede: metabolieten weerspiegelen de huidige funktionele toestand van het individu. De collectieve cellulaire chemie vertegenwoordigt de funktionele interaktie van genen en het milieu. Dit is het metabolisme. In tegenstelling: het genoom vertegenwoordigt een mengeling van voorouderlijke genotypes die geselekteerd werden voor hun geschiktheid in ancestrale omgevingen. De metabole toestand van een individu op het tijdstip van ziekte komt voort uit de huidige situatie, leeftijd en gezamelijke geschiedenis, timing en aantal blootstellingen aan lichamelijke en emotionele stress, trauma, dieet, inspanning, infekties en het microbioom – het metabool geheugen [Naviaux RK. Oxidative shielding or oxidative stress? J Pharmacol Exp Ther (2012) 342: 608-618 /// Naviaux RK. Metabolic features of the cell danger response. Mitochondrion (2014) 16: 7-17 (zie onze inleiding)]. Analyse van metabolieten kunnen een meer technische en bio-informatisch beheersbare, fysiologisch relevante, chemisch uitgebreide en kosten-efficiënte diagnose-methode voor complexe chronische ziekten bieden. Omdat metaboloom-studies directe informtaie over kleine molekulen bieden, kunnen de resultaten onmiddellijk aktie-gerichte behandeling-informatie bieden; gebruikmakend van beschikbare kleine voeding-molekulen, co-factoren en lifestyle-interventies. Onze resultaten tonen dat M.E./CVS een objectief identificeerbare chemische signatuur heeft bij zowel mannen als vrouwen en dat doelgerichte metaboloom-studies kunnen worden gebruikt om biologische inzichten bloot te leggen die bruikbaar kunnen zijn voor de diagnose en gepersonaliseerde behandeling.

Materialen & Methodes

[…]

Resultaten

Demografiek

De 84 individuen in deze studie kwamen uit plaatsen met 51 post-codes van de V.S. en Canada. 80 personen kwamen uit Californië. Alle M.E./CVS-patiënten voldeden aan de 2015 diagnostische criteria gepubliceerd door het IOM, de Canadese werk-groep en Fukuda et al. […] Hoewel het IOM een nieuwe naam heeft gesuggereerd (“systemic exertion intolerance disease”, SEID), blijven we de term “M.E./CVS” gebruiken. De gemiddelde leeftijd van de vrouwen met M.E./CVS was 52 (± 2,5) en van de mannen met M.E./CVS 53 (± 2,8). De gemiddelde leeftijd bij aanvang was 33 (± 2,3) voor de vrouwen en 30 (± 2,6) voor de mannen. De gemiddelde ziekte-duur was 17 (± 2,3) jaar voor de vrouwen en 21 (± 3,0) voor de mannen. De Karnofsky-score was 54 (± 3,3) voor de vrouwen, 62 (± 3,2) voor de mannen.

Een homogene metabole respons op heterogene triggers

Hoewel deze studie niet was ontworpen om de rol van triggerende gebeurtenissen te onderzoeken, verzamelden we enkele basis-gegevens. Mogelijke triggerende gebeurtenissen konden in 5 groepen worden ondergebracht: biologische (virale, bakteriële, schimmel- en parasitaire infekties), chemische blootstellingen, lichamelijk trauma, psychologisch trauma en ongekend. […] Meerdere patiënten hadden multipele triggers die samenliepen in hetzelfde jaar. Hoewel biologische triggers het meest courant waren, was er geen enkel infektueus agens of andere stressor statistisch meer prevalent. Uitgebreid testen voor biologische blootstellingen in de controle-groep viel buiten de scope van deze studie.

Ondanks de heterogeniteit van de triggers, was de cellulaire respons van deze omgeving-stressoren bij de M.E./CVS-patiënten homogeen en statistisch robust. Deze gegevens ondersteunen de notie dat het de overkoepelende cellulaire respons is en niet de specifieke trigger die aan de basis ligt van de metabole kenmerken van M.E./CVS.

Metaboloom-studies onthullen een chemische signatuur van M.E./CVS

Er werd multi-variate analyse aangewend om het patroon van de chemische abnormaliteiten bij M.E./CVS te identificeren in vergelijking met de gezonde controles. We vonden dat zowel mannelijke als vrouwelijke patiënten een chemische signatuur hadden die verschillend was van de gezonde controles. […] Er waren 9 verstoorde biochemische mechanismen die gemeenschappelijk waren voor zowel mannen en vrouwen met CVS. 11 mechanismen vertoonden metabolieten-stoornissen die een zekere graad van geslacht-specificiteit vertoonden. De biochemische mechanismen en metabolieten die gewijzigd waren bij M.E./CVS werden gerangschikt en opgelijst […]: de dominante bevinding van de analyse was dat sfingolipiden-abnormaliteiten bijna 50% van al de metabole stoornissen geassocieerd met M.E./CVS (mannen en vrouwen) vormden. Fosfolipiden-abnormaliteiten vormden 26% van de metabole stoornissen bij de vrouwen, 16% bij de mannen.

Metabolieten correleerden met de klinische ernst van M.E./CVS

We onderzochten dan hoe elk van de metabolieten-abnormaliteiten in de top-25 gerelateerd was met de klinische funktionele toestand […]. Elk van deze metabolieten bleek ‘false discovery-rates’ (FDRs [maat voor het aantal foute hypothesen]) van minder dan 10% te vertonen. […] 21 uit de top-25 (84%) onderscheidende metabolieten waren laag. Deze bevindingen waren consistent met de notie dat CVS een gecoördineerde hypometabole toestand is.

Sfingolipiden en glycosfingolipiden waren gedaald

De grootste stoornissen in de chemische signatuur van M.E./CVS kwamen door wijdverspreide daling qua plasma sfingo- en glycosfingolipiden. Er waren 30 molekulaire soorten van sfingolipiden gedaald bij de mannen en 21 bij de vrouwen. Sfingolipiden- en glycosfingolipiden-abnormaliteiten verklaarden 55% van de metabole impact bij de mannen en 44% bij de vrouwen. […] Van de verminderde sfingolipiden waren bij de mannen meer dan 50% (16/30) ceramiden en 47% (14/30) sfingomyeline-soorten. Bij de vrouwen waren 86% (18/21) ceramiden en 14% (3/21) sfingomyelinen. Over het algemeen bleven bij de vrouwelijke M.E./CVS-patiënten meer sfingomyeline-soorten binnen de normale waarden dan bij de mannen. Het laag-sfingolipiden profiel bij M.E./CVS lijkt een adaptieve respons te zijn die tegengesteld aan de verhoogde sfingolipiden die worden gezien bij het metabool syndroom [abdominale (centrale) obesitas + hypertensie + verhoogd nuchter bloed-glucose + hoge triglyceriden in het bloed + lage hoge-densiteit lipoproteïnen (HDL)] en de acute ‘cell-danger-response’ (CDR), en uiteindelijk zou dit een fundamentele respons kunnen vertegenwoordigen om de verspreiding van aanhoudende virale en intracellulaire bakteriële infekies tegen te gaan.

Fosfolipiden waren gedaald

Meerdere plasma fosfatidylcholine (PC) fosfolipiden [cel-membranen bestaan uit een dubbele laag fosfolipiden] waren verminderd bij mannen én vrouwen met M.E./CVS. In tegenstelling daarmee vonden we dat een zeer specifieke molekulaire soort fosfolipide, PC(18:1/22:6) – die essentieel omega-3 vetzuur docosahexaanzuur (DHA, C22:6) en oleïnezuur (C18:1) omvat – was gestegen. Dit patroon is tegengesteld aan wat wordt gezien in respons op acute infektie, en bij de CDR en het metabool syndroom.

Purinen waren verminderd

Urinezuur in het plasma was verminderd bij mannen met M.E./CVS. Het is het eindprodukt van het purine-metabolisme en een belangrijke anti-oxidante molekule. Plasma adenosine was gedaald bij de vrouwen. Dit wordt geproduceerd uit ATP en ADP dat wordt afgegeven door cel-oppervlakte ectonucleotidasen [bepaalde enzymen die tussenkomen bij het metabolisme van nucleotiden], en door S-adenosylhomocysteïne-hydrolase (SAHH [enzyme]), tijdens acute infektie, inflammatie of stress. De daling qua plasma-purinen bij M.E./CVS is consistent met verminderde synthese en/of turn-over (flux) van ATP & GTP, en de verlaagde reserve-capaciteit die wordt veroorzaakt (ten dele) door een veralgemeende daling van de capaciteit om hoge-energie fosfaat voorraden aan te vullen na inspanning.

Aromatische aminozuur metabolieten van het microbioom waren gedaald

4-hydroxyfenyl-melkzuur (HPLA) in het plasma was gedaald bij de mannen met M.E./CVS. Plasma fenyl-melkzuur (PLA) was gedaald bij de vrouwen. HPLA is een microbioom-metaboliet van tyrosine. PLA is een microbioom-metaboliet van fenylalanine. Dit patroon is ook tegengesteld aan wat wordt gevonden tijdens acute inflammatie en infektie.

Flavine-adenine-dinucleotide (FAD) was verminderd

Plasma FAD was verminderd bij mannen én vrouwen met M.E./CVS. Het wordt gesynthetiseerd uit riboflavine (vitamine-B2) en ATP. De gastro-intestinale absorptie, distributie en transporter-gemedieerde opname van FAD worden zorgvuldig gereguleerd. FAD wordt gemobiliseerd uit weefsels, stijgt in het plasma en secretie door de nieren verhoogt bij stress of infektie. FAD is een belangrijke co-factor voor oxidatie van vetzuren en sterol-synthese, en is vereist voor aktivatie en oxidatie van vitamine-B6 (pyridoxine); het liponzuur-metabolisme (E3-subunit) nodig voor pyruvaat, alfa-ketoglutaraat en oxidatie van vertakte-keten aminozuren; vitamine-A aktivatie; 5-methyltetrahydro-foliumzuur synthese; niacine- & NAD-synthese; en glutathion-reductie. Funktionele deficiëntie van riboflavine kan ontstaan door by voeding- en milieu-factoren. […]

Cholesterol en galzuren synthese via het lathosterol-mechanisme was gedaald

Plasma-lathosterol was gedaald bij mannen én vrouwen met M.E./CVS. Totaal plasma cholesterol, desmosterol [voorloper van cholesterol], cortisol en aldosteron waren normaal bij mannen én vrouwen met M.E./CVS. Er worden 2 mechanismen gebruikt om cholesterol te synthetiseren in zoogdier-cellen: het Kandutsch-Russell (K-R) mechanisme (via lathosterol) en het Bloch mechanisme (via desmosterol). Het K-R mechanisme krijgt de voorkeur voor cholesterol-synthese in de hersenen, het hart, skelet-spieren en huid: onder basale omstandigheden 80% van de cholesterol-synthese in deze weefsels. Het Bloch mechanisme krijgt normaal de voorkeur bij bepaalde metabole stress respons weefsels zoals de geslachtsorganen, milt, bijnieren, nieren en vet-weefsel. Onder basale omstandigheden bij gezondheid gebruikt de lever de beide mechanismen bijna evenveel. Onze gegevens zijn consistent met een gedaalde flux door het desmosterol-mechanisme om normale cellulaire waarden voor cholesterol aan te houden. Het desmosterol-mechanisme correspondeert met de stress-induceerbare arm van de cholesterol- en sterolen-synthese.

Chenodeoxycholzuur (CDCA) was gedaald in het plasma van de vrouwen. Het is een primair galzuur dat wordt gemaakt uit cholesterol. Een gedaalde cholesterol-flux kan resulteren in minder substraat voor galzuur-synthese (vereist voor normale vet-vertering en microbioom-signalisering). De afwezigheid van voldoende galzuur kan leiden tot een verlies van de intestinale mucosale integriteit en ‘leaky gut’ […].

Pyrroline-5-carboxylaat en arginine waren verhoogd

Pyrroline-5-carboxylzuur (P5C) was verhoogd bij mannen én vrouwen met M.E./CVS. De aanmaak van P5C is een goed bestudeerde respons op stress in planten en zoogdieren. P5C kan worden aangemaakt via de stress-geïnduceerde oxidatie van [aminozuren] proline en hydroxyproline […]. P5C wordt omgezet tot glutamaat-semi-aldehyde (GSA) en dan tot ornithine onder stress. […] Hydroxyproline was verhoogd bij vrouwelijke M.E./CVS-patiënten. Het wordt omgezet tot proline, en dan tot P5C & GSA, wat dan wordt aangewend als de voorloper voor de synthese van arginine uit ornithine in het epitheel van de dunne-darm (bij gedaalde calorie- of proteïne-inname. Een ander metabool lot van hydroxyproline is glyoxylaat, wat in mitochondrieën wordt omgezet tot glycine en gemetaboliseerd in peroxisomen tot oxalaat en peroxide voor de cel-verdediging, en aangeboren en antivirale immuniteit.

De arginine-waarden in het plasma waren ook verhoogd bij mannen én vrouwen met M.E./CVS. Arginine is een bron van ureum […] maar belangrijker: het is een aktivator van de Nacetylglutamaat (NAG) synthese. NAG is de onontbeerlijke aktivator van carbamoyl-fosfaat-synthetase-I (CPS-I). Dit enzyme is vereist voor de introductie van ammoniak in de ureum-cyclus via de synthese van citrulline uit ornithine en carbamoylfosfaat door ornithine-transcarbamoylase (OTC). De waarden van citrulline, ornithine, proline, glutamine & glutamaat waren allemaal normaal. Bij stress wordt proline uit de collageen-afbraak afgeleid naar de arginine-synthese om stikstof te besparen en verspilling te beperken tijdens periodes van gedaalde calorie- en/of proteïne-inname. […] Een ander metabool lot van arginine is de NO-inhibitor genaamd asymmetrisch dimethylarginine (ADMA). M.E./CVS-patiënten vertoonden geen toenname qua plasma-ADMA. Verhoogd arginine is verbonden met een verminderd risico op infektie na operatieve stress en wordt gebruikt om de antimicrobiële molekule agmatine te synthetiseren bij aktieve infektie.

Vertakte-keten aminozuur metabole intermediairen waren gedaald

2-Hydroxyisocapronzuur (HICA [metaboliet van het aminozuur leucine]) […] was gedaald bij mannen én vrouwen met M.E./CVS. Dit is consistent met verminderde darm-absorptie, verhoogde excretie door de nieren, verhoogde mitochondriale oxidatie of een combinatie van deze 3. HICA heeft antibakteriële en anti-schimmel aktiviteit.

Diagnostische versus gepersonaliseerde metabole stoornissen

We klassificeerden alle metaboliet-abnormaliteiten van elke patient bij één van de of abnormaliteiten die M.E./CVS-patiënten als een groep definieerden of als abnormaliteiten die verschilden van controles maar niet bijdraagden aan de M.E./CVS-diagnose. De M.E./CVS-patiënten hadden gemiddeld 10 (± 1,0) metaboliet-abnormaliteiten die bijdraagden aan de M.E./CVS-diagnose en 30 (± 2,0) metabolieten die abnormaal waren maar niet bijdraagden aan de M.E./CVS-diagnose. Dit betekent dat 75% van de chemische abnormaliteiten die werden geïdentificeerd via metaboloom-analyse gepersonaliseerd waren en 25% leverden diagnostische informatie. Onze klinische ervaring suggereert dat symptoom-verbeteringen op een meer betrouwbare manier kunnen worden bekomen via het aanpakken van de gepersonaliseerde abnormaliteiten i.p.v. uitgaande van een chemische abormaliteit zonder werkelijke meting.

Beoordeling van metaboloom-studie als een diagnostische test voor M.E./CVS

Na het identificeren van meer dan 60 metabolieten die verschilden tussen M.E./CVS en controles bij mannen én vrouwen, wilden we kleinere sets analyten vinden die zouden kunnen worden aangewend voor de diagnose. Stalen van 5-15 van de top-60 metabolieten werden manueel geselekteerd om in grote lijnen meerdere van de discriminerende biochemische mechanismen te onderzoeken. De prestaties van elke klassificerende set metabolieten werd dan getest […]. We vonden dat de exacte specificatie van de metabolieten per klassificerende set flexibel was. […] We vonden dat eens een set van 5-15 analyten werd gevonden, de toevoeging of verwijdering van één of enkele analyten weinig effekt had op de globale kwaliteit van de klassificerende set. Bij de mannen vonden we dat een set van 8 analyten goed werkte; bij de vrouwen was dat een set van 13 analyten. We vonden dat zelfs klassificatie-methodes met een enkel analyt het verrassend goed deed bij deze 84 individuen. Enkelvoudige biomerkers zijn echter biologisch onwaarschijnlijk als diagnostische test voor een complexe ziekte zoals M.E./CVS en die zullen het waarschijnlijk slecht doen bij grotere populaties. Door het gebruik van klassificerende sets bestaande uit 5 tot 15 metabolieten, is de natuurlijke biologische variatie gemakkelijker te klassificeren en is de diagnostische accuraatheid robuster. […]

Metabole gelijkenissen tussen CVS en ‘dauer’

Veel van de mechanismen en metabolieten die abnormaal waren bij M.E./CVS zijn ook gekend als kenmerken van ‘dauer’, een degelijk bestudeerde, langdurende toestand van overleving en volharding die wordt getriggerd door omgeving-stress. Interessant is dat we vonden dat de richting van de M.E./CVS-abnormaliteiten tegengesteld was aan het metabool syndroom en tegengesteld aan de metabole respons op infektie, inflammatie of omgeving-stress die de CDR werd genoemd. Het cholesterol-, fosfolipiden-, sfingolipiden- en purine-metabolisme zijn bv. allemaal gedaald bij M.E./CVS en ‘dauer’ maar zijn gestegen bij het metabool syndroom en de CDR. Deze feiten suggereren dat M.E./CVS een evolutionair bewaarde, genetische gereguleerde, hypometabole toestand is gelijkaardig met ‘dauer’, die overleving en volharding toelaat onder omstandigheden van omgeving-stress maar ten koste van een ernstig beknotte funktie en levenskwaliteit.

Bespreking

Het doelvan deze studie was het testen van de bruikbaarheid van doelgerichte metaboloom-studie bij de diagnose van M.E./CVS. We vonden dat patiënten die voldeden aan de criteria voor M.E./CVS aanbevolen door het IOM, de Canadese werk-groep en Fukuda et al. objectieve chemische abnormaliteiten vertoonden die hen duidelijk onderscheidde van controles. Daarnaast onthulde analyse dat alle 9 mechanismen die bij vrouwen en mannen met M.E./CVS verstoord bleken, gerelateerd waren met de CDR. In tegenstelling met een acute CDR, waarbij plasma-sfingolipiden en -fosfolipiden verhoogd zijn, waren deze mechansimen echter gedaald; wat een adaptatie na blootstelling of mitocellulaire hormese [Mitochondrieën helpen cellen adapteren aan metabole stress uit het verleden via wijzigingen van de cellulaire reaktiviteit. Wanneer zowel mitochondriale als cellulaire mechanismen zich aanpassen, spreekt men van mitocellulaire hormese.] suggereert in respons op pathologisch persistente of terugkerende ‘cell-danger’-signalisering.

Hypometabolisme, ‘dauer’ en M.E./CVS

Onze resultaten tonen dat de metabole kenmerken van M.E./CVS consistent zijn met een hypometabole toestand. Sfingolipiden, glycosfingolipiden, fosfolipiden, purinen, aromatische en vertakte-keten aminozuur metabolieten van het microbioom, FAD en lathosterol waren verminderd. De dalingen van deze metabolieten correleerden met de ziekte-ernst (gemeten via de Karnofsky-scores). Er is veel research gebeurd aangaande het hypometabool fenotype in andere biologische systemen (‘dauer’, diapause [tijdelijke opschorting van de ontwikkeling van het embryo], hibernatie [‘winterslaap’; toestand van inaktiviteit en metbole onderdrukking], estivatie [zgn. ‘zomerslaap’; langdurige sluimer-toestand tijdens een hete of droge periode], torpor [toestand van verminderde fysiologische aktiviteit, gekenmerkt door een sterk verlaagde lichaam-temperatuur, hartslag, ademhaling en stofwisseling], de ‘unfolded’ proteïnen respons [mitochondriale UPRmt; de UPR wordt geaktiveerd in respons op accumulatie van ongevouwen of verkeer opgevouwen proteïnen; de cel evalueert de werking van de mitochondrieën en reguleert de proteïnen-synthese tijdens stress], autofagie [mitochondriale autofagie (elimineert beschadigde mitochondrieën) = mitofagie; strikt geregeld proces waarbij de cel eigen cel-produkten verteert in de zogenaamde lysomen; maakt deel uit van normale cel-groei, ontwikkeling en homeostase, en helpt het evenwicht behouden tussen synthese, afbraak en recyclage van cellulaire produkten], enz.). ‘Dauer’ – betekent ‘persistentie/volharding’ of ‘langdurig’ in het Duits – is één voorbeeld van een goed bestudeerd systeem. Het ontwikkeling-stadium van ‘dauer’ is een hypometabole toestand waar men in staat is efficient te leven door het wijzigen van een aantal basis mitochondriale funkties, brandstof-voorkeuren, gedrag en fysieke kenmerken. Dauer bestaat uit evolutionair bewaarde en synergistische programmas voor metabole en strukturele veranderingen die worden getriggerd bij blootstelling aan nadelige omgeving-omstandigheden. Het in werking treden van ‘dauer’ verleent overleving-voordelen bij zware omstandigheden. Als de ‘dauer’-respons wordt geblokkeerd door bepaalde mutaties (‘dauer’-gebrekkigen), leven dieren kort als ze blootgesteld worden aan omgeving-stress. Deze mutaties tonen dat het latent vermogen om in een hypometabole toestand te komen tijdens een bedreiging uit het milieu, adaptief is, zelfs als dit gaat ten koste van een verminderde optimale funktionele capaciteit. Gelijkaardig met ‘dauer’, lijkt M.E./CVS een hypometabole overleveing-toestand te vertegenwoordigen die wordt getriggerd door omgeving-stress. De metabole kenmerken van M.E./CVS & ‘dauer’ stemmen overéén met dezelfde mechanismen die de acute CDR en het metabool syndroom karakteriseren maar worden geregeld in de tegengestelde richting. Bv.: cholesterol, fosfolipiden en urinezuur zijn dikwijls gestegen bij de acute CDR en het metabool syndroom, maar deze metabolieten waren gedaald bij M.E./CVS-patiënten. Een voorspelling op basis van deze bevindingen is dat M.E./CVS-patiënten meer resistent zullen zijn tegen de constellatie van of hypertensie, dyslipidemie [abnormale hoveelheid van één of meer van de bloed-vetten (= lipiden, cholesterol, triglyceriden)], obesitas en insuline-resistantie die de mortaliteit geassocieerd met het metabool syndroom, maar ten koste van een significante langdurende invaliditeit, pijn en lijden.

Het belang van mitochondrieën, redox en NADPH-metabolisme bij M.E./CVS

Al de metabole abnormaliteiten die we identificeerden bij M.E./CVS werden ofwel direct geregeld via redox of de beschikbaarheid van NADPH. Ca. 60% van het NADPH wordt geproduceerd door het pentose-fosfaat mechansime [genereert naast NADPH ook pentosen (essentiële componenten van nucleotiden en nucleïnezuren)]. De ander 40% wordt aangemaakt via de gecombineerde werking van 5 NADP+ afhankelijke enzymen […]. Elk van deze enzymen heeft minstens één mitochondriale isoform en staat bekend geupreguleerd te zijn onder omstandigheden van omgeving- of ontwikkeling-stress. Er werd aangetoond dat mitochondriaal MTHFD2L [methyleen-tetrahydrofolaat-dehydrogenase 2-achtig proteïne] verantwoordelijk is voor de aanmaak van 20-40% van het cellulair NADPH via de oxidatie van methyleen-tetrahydrofoliumzuur naar 10-formyl-tetrahydrofolaat. Deze gegevens tonen dat folaten belangrijk zijn, niet enkele in methylatie-reakties maar ook bij het reguleren van de intracellulaire redox en NADPH. Er werd een aantal ‘single nucleotide’ polymorfismen (SNPs) geïdentificeerd in het MTHFD2L gen dat correleert met de CDR en aanmaak van interleukine-1β (IL1β) getriggerd door pokken-vaccinatie. Mitochondriale voorraden van NADPH staan continu in communicatie met NADH-waarden via het enzyme NNT. NADPH werkt daarom als een globale barometer voor de status van de cellulaire brandstof d.m.v. het bekijken van de mitochondriale elektronen (NADH) consumptie en de beschikbaarheid van cytoplasmische reducerende equivalenten zoals NADPH. Als het mitochondriaal elektronen-transport om welke reden dan ook daalt, worden minder zuurstof-molekulen omgezet in water (H2O) door cytochroom-c-oxidase. Als de levering van zuurstof aan de cel onveranderd is, stijgt de concentratie opgelost zuurstof in de cel (zoals water in een kom) in respons op onmiddellijke dalingen van de mitochondriale zuurstof-consumptie. Dit aktiveert een groep enzymen die worden gereguleerd op basis van de beschikbarheid van opgelost zuurstof en als zuurstof-sensors kunnen werken. Sommige daarvan omvatten NADPH-oxidasen zoals Nox4 [NADPH-oxidase type 4] die waterstof-peroxide (H2O2) aanmaakt uit de overmaat zuurstof (O2) [oxidatieve beschermende respons; zie Naviaux’ artikel over de CDR]. Als de voorraden van gereduceerd (NADPH) en totaal (NADPH plus NADP+) laag staan, neigen de synthese van sterolen, vetzuren, proteïnen en nucleotiden naar basale overleving-waarden. Als de NADPH-waarden hoger zijn, verschuift het metabolisme van ‘persistentie’ naar normale cel-funktie en groei, anabole mechanismen worden gestimuleerd, er wordt biomassa gecreëerd en, koolstoffen en elektronen worden als biopolymeren opgeslagen voor cel-groei en herstel, onder de vorm van lipiden, proteïnen, glycogeen, glycanen en nucleïnezuren.

Het is belangrijk te benadrukken dat NADPH niet het probleem noch de oplossing zelf is. Het is een boodschapper en co-factor. NADPH kan niet funktioneren zonder de beschikbaarheid van honderden koolstof-skeletten van het intermediair metabolisme nodig om de boodschap uit te voeren – het signaal dat brandstof-voorraden vol of beperkt zijn, en dat het metabolisme navenant dient te worden aangepast. Specifiek: NADPH kan niet op een eenvoudige manier als voeding-supplement worden toegevoegd om de verschuiving van het metabolisme te geven welke nodig is om van de ‘dauer’ toestand bij M.E./CVS naar een normale gezonde toestand te gaan. Stap-voor-stap verbeteringen qua NADPH-produktie zouden theoretisch kunnen worden ondersteund door interventies gericht op folaat, B12, glycine- & serine-voorraden, en B6-metabolisme, maar de veiligheid en de doeltreffendheid van deze manipulaties dienen echter nog te worden uitgetest in een rigoreus ontworpen klinische proef. Doeltreffende behandelingen voor M.E./CVS zullen uiteindelijk waarschijnlijk worden bekomen via de zorgvuldige aandacht voor voeding, metabolisme, triggers, stressoren en lichamelijke aktiviteit – een geïntegreerd systeem – gecombineerd met een systeem-biologisch begrijpen van de van de CDR en ‘dauer’.

Besluiten

M.E./CVS heeft een chemische signatuur die kan worden geïdentificeerd d.m.v. doelgerichte plasma metaboloom-studies. Analyse toonde een diagnostische accuraatheid die de 90% overschreed. Het patroon en de richting van de veranderingen toonden dat M.E./CVS een geconserveerde, hypometabole respons op omgeving-stress is die gelijkaardig is met ‘dauer’. Slechts ca. 25% van de verstoorde metabolieten die bij elke persoon werden gevonden, waren nodig voor de diagnose van M.E./CVS. Ongeveer 75% van de metaboliet-abnormaliteiten waren uniek voor het individu en bruikbaar bij het begeleiden van gepersonaliseerde behandeling. Het bestuderen bij grotere groepen uit diverse geografische gebieden, en vergelijking met verwante medische aandoeningen (zoals depressie en post-traumatische stress aandoening), zullen nodig zij om de universaliteit en specificiteit van deze bevindingen te valideren. De ontdekking van een objectieve chemische signatuur bij M.E./CVS helpt om de diagnostische onzekerheden weg te nemen, zal klinici ondersteunen om geïndividualiseerde responsen op behandeling te monitoren en zal multi-centrum klinische proeven vergemakkelijken.

————————-

Zoals reeds medegedeeld in de inleiding, financiert de ‘Open Medicine Foundation’ een studie bij een grotere groep patiënten Prof. Ron Davies onderzoekt daarbij zelf de rol van genetica bij de individuele responsen.

Volgens M.E.(cvs)-aktivist Cort Johnson, zou Dr Maureen Hanson (Afdeling Molekulaire Biologie & Genetica, Cornell Universiteit) – die een familielid met M.E.(cvs) zou hebben en in de wetenschappelijke raad van de ‘Simmaron Research Foundation’ zetelt – in een ‘Solve ME/CFS’ webinar onthuld hebben dat ze Naviaux’ kern-bevindingen gerepliceerd heeft; weliswaar in een kleinere studie, enkel bij vrouwen, en met een verschillende een massa-spectrometer en andere behandeling van de stalen. Hanson’s bevindingen zouden opvallende gelijkenissen vertonen met die van Naviaux: 84% van de metabolieten gereduceerd, enkele mechanismen doken ook op (fosfolipiden, purinen, proline, vetzuren), andere – o.a. de sfingolipiden-reducties – dan weer niet. Dat zou te wijten kunnen zijn aan de verschillende methodiek (standardisatie is dus uiterst belangrijk) maar ook aan het feit dat de patiënten uit een andere geografische regio komen… Ze is ook van plan verder te zoeken en richtte daartoe een nieuw M.E.(cvs) research-centrum op (het ‘Centre for Enervating NeuroImmune Disease’ (CEND)’.

augustus 27, 2016

Kritiek op het biopsychosociaal model (& CGT) bij M.E.(cvs)

Filed under: M.E. - algemeen — mewetenschap @ 8:42 am
Tags: , , , , ,

Laat het nog eens duidelijk zijn dat wij elke gedragsmatige behandeling voor M.E.(cvs) in het beste geval als louter ondersteunend (eerder placebo) zien en o.i. zeker niet kan worden beschouwd als genezend. Het is desastreus voor de internationale M.E.(cvs)-patiënten-gemeenschap dat de ‘psychiatrische school’ het terrein voor de behandeling van de aandoening decennia naar zijn hand heeft weten te zetten, de organische/somatische aanpak steeds in het verdomhoekje heeft geplaatst, en patiënten al die tijd culpabiliseert en stigmatiseert. Als de fondsen die voor hun dubieus ‘onderzoek’ beschikbaar bleken; zouden zijn aangewend voor degelijk medisch onderzoek, dan zou de behandeling van M.E.(cvs)-patiënten al veel verder staan!

Hieronder een kritiek op het biopsychosociaal model van een onderzoeker “met een bijzonder interesse in Chronische Vermoeidheid Syndroom/ Myalgische Encefalomyelitis” en een begin van kritische benadering van cognitieve gedrag therapie bij M.E.(cvs) door professor (Toegepaste Gedrag Geneeskunde’) Fred Friedberg van de afdeling Psychiatrie van de Stony Brook University (voorzitter IACFS/ME Raad van Bestuur 2014).

Lees ook ‘CGT superioriteit is een mythe’, ‘Bezorgdheid over Cognitieve Gedrag Therapie (CGT) en Graduele Oefen Therapie (GOT)’, ‘Schade door CGT + GOT’ & ‘Revalidatie voor patiënten met M.E.(cvs)’.

————————-

British Journal of General Practice Vol. 66, #649, pp 437-438 (augustus 2016)

Chronische Vermoeidheid Syndroom: is het biopsychosociaal model verantwoordelijk voor ontevredenheid van en schade aan de patient?

Keith J Geraghty (‘Honorary Research Fellow’), Aneez Esmail (Professor Algemene Geneeskunde)

Centrum voor Eerstelijnszorg, Instituut Volksgezondheid, School voor Maatschappelijke Gezondheid, Universiteit van Manchester

In 1977 schreef George Engel [Amerikaans psychiater] over de nood voor een ‘geïntegreerde benadering’ in de geneeskunde die de focus verlegde van louter biologische ziekte-mechanismen naar alle pertinente aspecten van hoe een ziekte zich presenteert; een ‘biopsychosociaal model’. Rond dezelfde tijd beweerden McEvedy & Beard [2 artsen van de afdeling Psychologische Geneeskunde van het ‘Middlesex Hospital’ in Londen; hun statement (1970) “weinig bewijs voor organische ziekte die het centraal zenuwstelsel aantast” is al lang achterhaald…] dat de ziekte ‘goedaardige Myalgische Encefalomyelitis’, beschreven door Ramsay [Dr. A. Melvin Ramsay] aan het ‘Royal Free Hospital’ in Londen, niets meer was dan een geval van “massa-hysterie”. In de jaren 1980 combineerden artsen theorieën van neurasthenie, hysterie en somatoforme ziekte om M.E. te her-construeren tot “Chronische Vermoeidheid Syndroom”.

Psychiaters argumenteerden dat CVS het best begrepen werd gebruikmakend van een biopsychosociaal (BPS) kader, wellicht getriggerd wordt door een virale ziekte (biologie) maar wordt bestendigd door bepaalde persoonlijkheid-trekken (psychologie) en sociale omstandigheden (sociologie). [Peter White van de afdeling Psychologische Geneeskunde (St Bartholomew’s Hospital in Londen) – eerste auteur van de PACE-studie schreef daarover in 2005 ‘Biopsychosocial medicine: an integrated approach to understanding illness’] Hoewel het BPS-model veel nut heeft voor het begrijpen van ‘ziekte’ in een bredere context, verwerpen veel mensen die lijden aan CVS de notie dat hun ziekte psychologisch of sociologisch is. Significante aantallen patiënten rapporteren een moeilijke interaktie met dokters die hen met een onvoldaan gevoel achterlaten, niet geloofd en noodlijdend. In dit artikel stellen we in vraag of het BPS-model al dan niet ‘schade’ verwekt voor CVS-patiënten en we stellen de vraag of andere, alternatieve benaderingen meer te verkiezen zijn voor zowel patiënten als huisartsen.

DE MOGELIJKHEID VAN IATROGENESE

[iatrogenese = ziek worden door medisch ingrijpen; de negatieve invloed van de gezondheidszorg op de gezondheid]

Huisartsen worden steeds meer aangemoedigd biopsychosociale principes toe te passen bij de klinische beoordeling van patiënten met medisch onverklaarde symptomen, bijzonderlijk CVS. Er wordt een algemeen argument verkondigd in de BPS-literatuur dat stelt dat patiënten met CVS meer depressie en angst vertonen, combatief zijn en onnodige onderzoeken vragen in een poging om de ziekte-rol te behouden en gebruik maken van sociale uitkeringen. Huisartsen worden aangemoedigd onverklaarde lichamelijke symptomen aan te vechten of te herkaderen, en om de aandacht te richten op kwesties zoals mogelijke somatisatie [“mentale stress omzetten in een lichamelijke aandoening of fysiek symptoom”]. Patiënten die roepen om meer medisch onderzoek dienen te worden veroordeeld als zoekend naar onnodige testen en misschien onnodig gebruikmaken van schaarse middelen. Raine et al. [General practitioners’ perceptions of Chronic Fatigue Syndrome and beliefs about its management, compared with irritable bowel syndrome: qualitative study. BMJ 328 (2004): 1354-1357] vonden dat huisartsen CVS-patiënten dikwijls negatief stereotyperen als ‘problematisch’ of ‘hypochonders’, met het idee dat deze patiënten niet lijden aan een duidelijke pathologische ziekte maar patiënten zijn met complexe psychologische en sociale problemen. Is dit verhaal echter correct? Er is steeds meer wetenschappelijk bewijsmateriaal dat een waaier aan fysiologische abnormaliteiten bevestigt bij CVS. In 2011 publiceerde een panel experten Internationale Consensus Criteria voor CVS die een neuro-immuun model promoten, in plaats van een psychogeen model, en in 2015 suggereerde het Amerikaans ‘Institute of Medicine’ (IOM) om CVS ‘Systemic Exertion Intolerance Disease’ (SEID) te noemen, na kennisname van de meerdere fysieke klachten waaraan de patiënten lijden. In tegenstelling daarmee worden huisartsen in het V.K. en elders aangemoedigd een biopsychosociale benadering van CVS toe te passen, met in begrip van het verwijzen van patiënten voor een psychologische beoordeling en behandeling binnen gespecialiseerde centra. Het BPS-kader voor CVS stelt voor dat de abnormale psychopathologie (eigenlijk somatisatie) van de patiënten kan worden behandeld met cognitieve gedrag therapie (CGT) om de ‘ziekte-overtuigingen’ van de patiënten te wijzigen, en graduele oefen therapie (GOT) om ‘angst vermijding gedragingen’ te veranderen. Het 2015 IOM rapport stelde echter dat de symptomen die bij de meeste CVS-patiënten voorkomen – vermoeidheid, pijn, cognitieve stoornissen of orthostatische intolerantie – onwaarschijnlijk het gevolg zijn van ‘dysfunktionele ziekte-overtuigingen.

Het biopsychosociaal kader wordt bestreden door CVS-patient ondersteuning-groepen, via claims dat het BPS-model vooringenomen is in de ‘psychologische’ richting, met het betrouwen op CGT & GOT. Het bewijsmateriaal voor het succes van psychotherapieën bij de behandeling van CVS is gemengd. Een door psychiaters geleide gerandomiseerde controle-proef met CGT & GOT voor CVS uit 2011, rapporteerde een verbetering van 22% qua subjectieve uitkomsten (welzijn). Dit werd echter niet weerspiegeld door objectieve metingen voor verbetering (lichamelijk funktioneren), en bij follow-up verhoogde de terugkeer naar werken niet, gebruik van de gezondheidszorg bleef hetzelfde en patiënten rapporteerden een gelijkaardig niveau van sociale uitkeringen. [De alom gecontesteerde PACE studie van White P et al.] Hoewel CGT & GOT sommige patiënten kunnen helpen, worden deze behandelingen niet door alle patiënten verwelkomd en er is bewijs dat graduele inspanning de symptomen kan verslechteren. In een bevraging van 4.217 leden uit 2010 door de ‘ME Association’, rapporteerde 57% van de respondenten dat graduele oefen therapie onaanvaardbaar was als behandeling. Andere patiënten-bevragingen rapporteren gelijkaardige bevindingen van misnoegde patiënten en ellende na CGT of GET. [Time to deliver: initial findings of Action for ME’s 2014 survey, Action for ME] Daarnaast vond een studie bij patiënten die verwezen werden naar CVS-klinieken dat 37% werd afgewezen als ongeschikt en 61% een waarschijnlijke andere diagnose. Voor patiënten die werden beoordeeld in een kliniek, had 43% alternatieve medische/psychiatrische diagnoses (over het algemeen slaap-aandoeningen of depressie). In een afzonderlijke studie rapporteerde 2/3 van de CVS-patiënten die werden verwezen naar CVS-klinieken dat ze misnoegd waren over de kwaliteit van de medische zorgen die ze kregen. Ontevredenheid was geassocieerd met vertragingen en disputen over de diagnose, afwijzing van een psychiatrische diagnose, alsook artsen die afwijzend waren, sceptisch stonden en geen kennis hadden over de aandoening.

Binnen het BPS-kader kunnen huisartsen op een ongepaste manier aangemoedigd worden om lichamelijke symptomen, zoals pijn, te zien als ‘somatisatie’; in plaats van als klachten die een interventie, zoals pijnstilling of een verwijzing naar een pijn-kliniek, vereisen. Als CVS-patiënten merken dat huisartsen hun symptomen niet als ‘legitiem’ en ‘lichamelijk’ zien (maar als een dwaling) zien, kunnen patiënten zich gaan afkeren en geen medische ondersteuning meer willen.

Er is bezorgdheid dat, als een CVS-patient de BPS-rationale voor de ziekte en/of CGT/GOT verwerpt, dit als negatief kan worden beschouwd door een huisarts. In een bevraging van een patiënten-steungroep, rapporteerde 22% van de mensen die lijden aan CVS dat ze geen medische zorg kregen, terwijl de gemiddelde score van zij die wel zorg kregen net 24% was. In een aantal studies rapporteerden CVS-patiënten dat artsen vijandig en afwijzend waren, wat veel patiënten het gevoel gaf ‘gestigmatiseerd’ en ‘gemarginaliseerd’ te zijn. Een lage tevredenheid over de zorg-voorziening is een bezorgdheid, aangezien CVS dikwijls een invaliderende aandoening is met een grote impact op de levenskwaliteit van de patiënten, waardoor velen kwetsbaar zijn voor secundaire depressie en zelfdoding.

BESLUIT: PATIËNTEN BETREKKEN EN HUISARTSEN EMPOWEREN

Veel CVS-patiënten melden dat ze wensen verzorgd te worden door huisartsen in de eerstelijn-gezondheidszorg, in plaats van door psychiaters in gespecialiseerde centra. CVS-patiënten ordenden de professionelen waarvan ze wilden dat ze hun aandoening opvolgen: huisartsen kwamen op de eerste plaats (1.502 stemmen), psychiaters op de laatste plaats (15 stemmen). In een enquête naar attitudes aangaande CVS bij Engelse huisartsen, vonden Bowen et al. [Chronic Fatigue Syndrome: a survey of GPs’ attitudes and knowledge. Fam Pract (2005) 22: 389-393] dat veel huisartsen het vertrouwen ontberen om een diagnose te stellen (48%) of patiënten te behandelen (41%). Scepticisme en een gebrek aan besef en opleiding bij de huisartsen aangaande CVS zou het ongenoegen van de patiënten dat wordt benadrukt in de patiënten-bevragingen kunnen verklaren, alsook de vertragingen en de fouten in de diagnose.

Het is echter ook argumenteerbaar dat de biopsychosociale benadering, met het betwisten van de aard van de ziekte en het betrachten van tussenkomsten met psychotherapie om op te komen tegen de ziekte-overtuigingen van de patiënten, ook een rol spelen in het verwekken van lijden voor patiënten met CVS. Om iatrogenese tot een minimum te herleiden, is een betere opleiding van huisartsen vereist omtrent het stellen van de diagnose CVS en het communiceren met patiënten met CVS; huisartsen zouden niet moeten proberen om een biopsychosociaal model voor ziekte aan een patient op te leggen. Modellen voor ziekte zouden de ‘doorleefde ervaring van ziekte’ niet mogen verdringen of de expert-status van de patient niet onderwerpen als ‘getuige van hun aandoening. Nassir Ghaemi, kriticus van het biopsychosociaal model, suggereert dat artsen alternatieve klinische benaderingen – zoals Karl Jaspers’ ‘methode-gebaseerd’ model of William Olsen’s ‘medisch humanist’ model – zouden moeten overwegen. [Nassir Ghaemi S. The rise and fall of the biopsychosocial model: reconciling art and science in psychiatry (2009; Johns Hopkins University Press)] Dergelijke modellen kunnen door artsen worden gebruikt om:

* patiënten te informeren over het ontbreken van een gekende etiologie voor CVS (in plaats van te speculeren over psychogene oorzaken);

* patiënten te informeren dat er verklaringen zijn voor sommige CVS-symptomen (bv. het IOM rapport of biomedisch bewijsmateriaal);

* patiënten behandelingen zoals CGT aanbieden maar hen informeren dat deze niet voor iedereen werken (in plaats van te suggereren dat de patient de uitkomst kan controleren);

* patiënten alternatieve behandelingen en ondersteuning aanbieden, zoals begeleiding en gemeenschap-zorg (in plaats van enkel te verwijzen naar CVS-klinieken); en

* de legitimiteit van het relaas van de patient aanvaarden (in plaats van de ziekte-overtuigingen van de patiënten proberen in vraag te stellen).

Dergelijke verschillen qua benadering mogen dan wel subtiel lijken, maar ze vertegenwoordigen wel een meer pragmatische benadering, die we aanbevelen voor de algemene praktijk. Het is waarschijnlijk dat schade geminimaliseerd kan worden door een meer in overéénstemming bereikt model aan te nemen dat de voorkeuren van de patiënten omvat wat betreft behandeling en management.

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

Fatigue: Biomedicine, Health & Behavior (Pre-print juli 2016)

EDITORIAAL

Cognitieve gedragstherapie: waarom is het zo verguisd door de Chronische Vermoeidheid Syndroom gemeenschap?

Fred Friedberg

Uitgever van het tijdschrift ‘Fatigue’ (Department of Psychiatry, Stony Brook University Health Sciences Centre, NY, USA)

Cognitieve Gedrag Therapie (CGT) is een gevestigde psychosociale interventie voor psychiatrische aandoeningen, pijn-beheersing en stress-gerelateerde medische aandoeningen. Het heeft zelden uitgelokt controverse, nog minder openlijke vijandigheid. Ten minste, totdat het met klaarblijkelijk succes werd toegepast bij het Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS) in een aantal gepubliceerde interventie-onderzoeken gedurende de laatste twee decennia. Bij de CVS-patiënten (en professionele) gemeenschappen, kwam de sterkste negatieve reaktie op CGT misschien wel op de in 2011 in de Lancet gepubliceerde PACE-test, de grootste gerandomiseerde test (n = 641) van CGT (en graduele oefen therapie [GOT]) voor CVS.

In brieven aan de redacteur en talrijke blog-commentaren werd kritiek gegeven op PACE-test: er was de bezorgdheid over veralgemeenbaarheid van de bevindingen, protocol-veranderingen tijdens de test die herstel-uitkomsten bevoordeelde, en meer recent de weigering van de Lancet om gegevens uit de studie te delen. Bovendien stuurden CVS-onderzoekers en andere wetenschappers een open brief [Davis RW, Edwards JCW, Jason LA, An open letter to Dr. Richard Horton and the Lancet (2015)] naar de uitgever van de Lancet waarin vraagtekens werden geplaatst bij de PACE-test met betrekking tot de herstel-criteria, het niet rapporteren van gegevens over objectieve uitkomsten en bezorgdheid over belangen-conflicten.

Met betrekking tot het gebruik van CGT in de PACE-test, schreef David Tuller [onderzoeksjournalist bij The New York Times en ‘Visiting Lecturer’ (docent) aan de ‘University of Berkeley Graduate School of Journalism’], een docent volksgezondheid en journalistiek op de UC Berkeley, in een recente post op een academische blog [Tuller D. Trial by error: the troubling case of the PACE Chronic Fatigue Syndrome study (2015)] dat mensen met CVS “hun haren overeind gaan staan en aanstoot nemen aan de suggestie dat ze beter zouden worden als ze hun perceptie over hun aandoening veranderen”. En “zichzelf overtuigen aktiever te zijn was niet enkel niet nuttig, maar zo beweren ze met nadruk, kan een ernstige en langdurige terugval triggeren.”

Dit editoriaal onderzoekt de mogelijke factoren die hebben geleid tot de afwijzing van CGT door vele patiënten en professionals met een interesse in CVS, en biedt een aantal eerste gedachten over wat er kan worden gedaan om behandelaars beter te onderrichten om deze te weinig geholpen patiënten te helpen, in het bijzonder bij het aanbieden van gedrag-gerelateerd management advies.

CGT en ziekte-overtuigingen bij CVS

Een aantal psychologische studies hebben de rol van ziekte-overtuigingen als potentiële bestendigende factor bij langdurige vermoeidheid-toestanden, met inbegrip van CVS, onderzocht. Er werd gepostuleerd dat bepaalde overtuigingen slechte resultaten voorspellen, in het bijzonder het toeschrijven van de ziekte aan een lichamelijke of somatische oorzaak (gezien het gebrek aan consistente medische bevindingen of een objectieve test voor de diagnose). Toch hebben CGT-studies bij CVS de hypothese niet bevestigd dat somatische attributies slechte uitkomsten zouden voorspellen. [Nijrolder I et al. Prognosis of fatigue: a systematic review. J Psychosom Res. (2008) 64: 335-49] In één van de eerste gepubliceerde gecontroleerde CGT-studies bij CVS, werd geconcludeerd dat: “Lichamelijke ziekte toeschrijvingen wijdverspreid waren, niet veranderden door de behandeling en niet geassocieerd waren met een slechte uitkomst in ofwel de CGT-groep of de controle-groep.” De impliciete boodschap blijft [ten onrechte dus] echter dat patiënten die de ziekte blijven toeschrijven aan een fysieke oorzaak een fout maken die moet worden gecorrigeerd.

Ten gevolge hiervan kunnen patiënten van mening zijn dat CGT-behandelaars hen zullen proberen te overtuigen van het feit dat hun persoonlijke overtuigingen hun ziekte bestendigen en de eventuele rol van (een legitimerende) biomedische pathologie zullen minimaliseren. Als de gegevens het nut niet ondersteunen van het proberen overtuigen van de patiënten dat ze niet lichamelijk ziek zijn, dan lijkt het contraproductief om een dergelijke aanpak te betrachten.

Op CGT gebaseerde graduele aktiviteit en ontbreken van verbetering

Het centrale gedragsmatige beginsel van CGT bij CVS is om patiënten een fysieke aktiviteit [GOT] te laten ondernemen, meestal wandelen, die wordt gestart aan een zeer laag niveau, bv. 5 min per dag licht wandelen, om het uithoudingsvermogen van de patient geleidelijk aan op te bouwen gedurende meerdere weken tot maanden. Het protocol omvat ook een planning voor gezonde slaap en het opkomen tegen niet-helpende overtuigingen. Meer dan 4 op 10 proef-personen bereiken met deze aanpak klinisch relevante verbeteringen. Dat is een opmerkelijke bevinding maar er blijven nog ongeveer de helft van de CVS-patiënten die geen verandering of zelfs verslechtering van de ziekte bij gedragsmatige proeven rapporteren. Gezien de aanzienlijke publiciteit over hoe doeltreffend CGT zou zijn voor CVS, is de weerstand van patiënten die niet door deze aanpak niet geholpen worden begrijpelijk.

Verder hebben een aantal patiënten-enquêtes negatieve effekten van een CGT-aanpak gedocumenteerd. Een overzicht [Kindlon T. Reporting of harms associated with graded exercise therapy and cognitive behavioural therapy in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome. Bulletin of the IAME/CFS 2011] van 8 bevragingen van CVS-patiënten (totaal aantal = 6.146) vonden hoge percentages (ongeveer 50%) nadelige bijwerkingen, herval en verergering van de ziekte ten gevolge van door de patient geïnitieerde of door een behandelaar voorgeschreven graduele aktiviteiten vergelijkbaar met therapeutische gedragsmatige technieken. Er is dus een grote kloof tussen succesvolle CGT-onderzoekproeven en de ervaringen van patiënten met CGT.

CGT-uitkomsten: de kwestie van herstel

[Lees ook ‘Definiëren van herstel van M.E.(cvs) – Kritische ‘review’]

Volgens het Medline Plus Merriam-Webster Medisch Woordenboek, wordt herstel gedefinieerd als “het herwinnen van of het terugkeren naar een normale gezonde toestand”. De PACE-studie rapporteerde een herstel-ratio van 22-23% bij de aktieve gedragsmatige interventie, vergelijkbaar met een eerdere interventie-studie bij CVS. Herstel werd gedefinieerd bij follow-up evaluaties door scores voor vermoeidheid en fysieke funktie via standaard zelf-rapportering instrumenten die binnen de normen van de brede populatie vallen. Hoewel dergelijke herstel-criteria redelijk lijken, onthult een kijkje van dichterbij een aantal zorgwekkende kwesties. Allereerst omvatten populatie-normen niet het volledig herstel van de gezondheid. In dit geval werd met ‘herstel’ aangegeven: herstel van de huidige episode, in plaats van duurzaam herstel. ‘Remissie’, wat verwijst naar de huidige status in plaats van naar duurzaam herstel, is een meer accurate term – waar de PACE-auteurs lijken mee in te stemmen. [Friedberg F, Adamowicz JL. Reports of recovery in Chronic Fatigue Syndrome may present less than meets the eye. Evid Based Ment Health (2014)] Deze term is minder gevoelig voor misinterpretatie en overdrijving.

Bovendien omvatten gepubliceerde CGT-studies niet de percepties van de patiënten over hun herstel (in vergelijking met hun funktioneren voor de ziekte), wat een belangrijke context over de mate van herstel kan bieden. Zo kan, bv., het herstel van een individu (gedefinieerd door scores voor fysiek funktioneren bij follow-up evaluatie), misleidend zijn als het funktioneren van de patient voor de behandeling vergelijkbaar of zelfs beter was dan na haar/zijn behandeling. Eigenlijk omvatten de scores voor fysiek funktioneren na de behandeling (‘Short Form-36 Physical Function’ subschaal) in de PACE-proef – die binnen het normaal spectrum voor herstel vielen – aan de kant van de laagste waarden, meerdere fysieke beperkingen die overlapten met criteria-scores voor significante beperking bij het begin van de proef. Het is nogal dubieus om een dergelijk resultaat te karakteriseren als ‘herstel’. Deze punten werden geuit via brieven aan de uitgever die als herstel gelabelde uitkomsten van gepubliceerde gedragsmatige interventies bij CVS betwisten. [Agardy S. Letter to the editor: Comments on ‘recovery’ from Chronic Fatigue Syndrome after treatments given in the PACE trial. Psychol Med. (2013) 43: 1790-1791]

Ten slotte: de meerderheid van de CGT-studies was gebaseerd op de zelf-rapportering door patiënten en gebruikte geen meer objectieve maatstaven voor herstel, zoals het hervatten van school, of laboratorium-bepalingen (bv. de 6-mim wandel-test). Zo ontbrak een belangrijk niveau van bevestigende vaststellingen. Gezien deze beperkingen bij het evalueren van herstel, kan plausibel worden geargumenteerd dat de herstel-claims, minstens, opgeblazen zijn – een claim die veel patiënten-verdedigers krachtig onderschrijven.

Als alternatief zou een meer bescheiden interpretatie van ‘herstel’ dergelijke uitkomsten kunnen karakteriseren als een succesvolle aanpassing van het ziekte-gerelateerde gedrag en attitudes aan blijvende maar verlichte ziekte. […]

Van de 3 succesvolle CGT-proeven die objectievere (op actigrafie [monitoren van rust/aktiviteit] gebaseerde) uitkomsten qua lichamelijke aktiviteit gebruikten, was er geen enkele die verbeteringen vond via actigrafie vóór en na behandeling of tussen interventie- en controle-groepen. Een plausibele interpretatie van deze bevinding is dat ‘herstelde’ individuen ziekte-verergerende aktiviteiten hebben vervangen door ziekte-matigend gedrag, wat resulteert in de afwezigheid van een netto toename van de totale aktiviteit. Zoals werd gesuggereerd bij ziekte-management studies bij CVS, zou het kunnen dat patiënten nog steeds binnen een veiligheids-‘enveloppe’ blijven die langdurige post-exertionele symptoom-opflakkeringen vermijdt [Jason LA et al. Energy conservation/ envelope theory interventions. Fatigue: Biomedicine, Health and Behavior (2013) 1: 27-42; zie ook ‘‘Energie Enveloppe Theorie’ en ‘Energie Quotient’ bij M.E.(cvs)], in plaats van een veerkrachtig niveau van herwonnen funktioneren en symptoom-verlichting te hebben bereikt. Een dergelijke management-strategie zou nog steeds kunnen leiden tot een substantiële verbetering van de vermoeidheid en de funktie. Maar dit soort uitkomst lijkt meer in overéénstemming te zijn met een hypothese van succesvolle adaptatie in combinatie met variërende niveaus van verbeterde funktie, in plaats van volledig herstel.

Tenslotte is het belangrijk te erkennen dat een herstel-percentage dan 25% zoals gemeld in de PACE-proef en andere CGT-studies met gelijkaardigee uitkomst-criteria, zelfs indien aanvaard als een volledig of bijna volledige herstel van de gezondheid (een twijfelachtige aanname), nog steeds het overgrote deel van deze patiënten achterlaat met significante symptomen en stoornissen. Maar de publiciteit gegenereerd door het beklemtonen van herstel-uitkomsten bij CVS is veel groter dan de relatief bescheiden resultaten gevonden voor de meeste patiënten in gepubliceerde gedragsmatige interventies. Dit is een vervelend en frustrerend probleem voor CVS-patiënten die door artsen en anderen er toe kunnen worden aangezet CGT te ondergaan als een ogenschijnlijk genezende behandeling.

Besluiten

Zonder de ziekte-ontkennende retoriek en de overdreven claims met betrekking tot herstel die verbonden zijn aan deze ziekte, zou CGT misschien niet de slechte reputatie hebben die het bij velen in de CVS-gemeenschap heeft. Dat gezegd hebbende: veel patiënten geven niet om het type interventie zolang het hen helpt. Toch hebben patiënten-reakties, met name onder aktivisten, het nut van CGT sterk afgewezen. Misschien is een nieuwe benadering bij het opleiden van de verstrekkers (en invloedrijke medische praktijk organisaties) nodig in deze verdeelde omgeving. Volgens een kwalitatieve studie met 19 CVS-patiënten, zijn de factoren die van invloed zijn bij het feit of een patient zich engageert voor een gedragsmatige interventie voor CVS: ervoor zorgen dat de patient zich ‘aanvaard en geloofd’ voelt; dat de patient de diagnose aanvaardt; en dat het aangeboden behandel-model overéénkomt met het model van de ziekte dat de patient hanteert. Dit is het soort van doordachte, op gegevens gebaseerde aanpak die moet worden overwogen bij het opleiden van artsen over hoe de CVS-patient te helpen.

De Inleiding voor Klinische Behandelaars van de Internationale Vereniging voor CVS/ME (IACFS/ME * sponsor van dit tijdschrift) komt tot een meer geïndividualiseerde aanpak van gedragsmatig management met de patient en vermijdt het gebruik van de term CGT, gezien de negatieve connotatie. Met deze meer verlichte aanpak, kunnen we beter werk leveren wat betreft het opleiden van artsen en andere behandelaars aangaande de meest doeltreffende hulp aan CVS-patiënten, in plaats van ze te doen vervreemden. […]

augustus 17, 2016

Karakterisatie van mest-cel fenotypes uit PBMCs bij M.E.(cvs)

Filed under: Immunologie — mewetenschap @ 2:26 pm
Tags: , , , , , ,

In ‘Mest-cellen & Substantie-P’ hadden we het over de concepten van Prof. dr Theoharis C. Theoharides van de ‘Tufts University School of Medicine’. Een ander research-team had ook al gerapporteerd over de rol van mest-cellen bij Posturaal Orthostatisch Tachycardie Syndroom (‘Mest-cel aktivatie aandoeningen bij POTS (& CVS ?)’). Theoharides beschreef wetenschappelijk onderzoek betreffende de rol van mest-cellen en histamine in de hersenen. Dit zou ook van belang kunnen zijn bij M.E.(cvs). Lees ook: ‘Hersen-mist, inflammatie – behandeld met luteoline?’, ‘Mest-cel aktivatie aandoeningen bij POTS (& CVS?)’ & ‘Neuro-inflammatie bij Myalgische Encefalomyelitis (CVS) – een PET-studie’.

De hieronder gerapporteerde resultaten zijn preliminair en dienen zeker te worden bevestigd. Ze geven aan dat er een verschil is wat betreft de mest-cellen tussen patiënten met matige en ernstige M.E.(cvs). Meer mest-cellen en of een verandering van mest-cel aktiviteit zou inflammatoire reakties kunnen veroorzaken. Als de bevindingen stand houden bij replicatie (het gaat hier nl. over een zeer beperkte groep), dient men na te gaan wat oorzaak en wat gevolg is; en het zou ook interessant zijn meer te weten over wat er gebeurt bij inspanning. In elke geval is dit artikel het eerste dat experimentele gegevens over mest-cellen bij M.E.(cvs)-patiënten biedt.

————————-

Asian Pacific Journal of Allergy & Immunology 2016 [pre-print]

Novel characterisation of mast cell phenotypes from peripheral blood mononuclear cells in Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis patients

Thao Nguyen (1,2), Samantha Johnston (1,2), Anu Chacko (1,2), Damien Gibson (1,2), Julia Cepon (1,2), Peter Smith (2), Donald Staines (1,2), Sonya Marshall-Gradisnik (1,2)

1 School of Medical Science, Griffith University, Gold Coast, QLD, Australia

2 The National Centre for Neuroimmunology and Emerging Diseases, Menzies Health Institute Queensland, Griffith University, Gold Coast, QLD Australia

Samenvatting

ACHTERGROND: Mest-cellen (MCs) mediëren inflammatie via neuropeptiden en cytokinen, samen met histamine en reaktieve zuurstof soorten (ROS). Chronische Vermoeidheid Syndroom/ Myalgische Encefalomyelitis (CVS/M.E.) is een ziekte die wordt gekenmerkt door een onverklaarde uitputtende vermoeidheid met meerdere fysiologische stoornissen en ontregelde cytokine-profielen.

DOELSTELLING: Het bepalen van mest-cel fenotypes in geïsoleerde menselijke PBMCs, van gezonde controles en CVS/M.E.-patiënten. Het bepalen van receptor expressie van RAGE en z’n ligand ‘high mobility group box 1’ proteïne (HMGB1).

METHODE: Patiënten met matige CVS/M.E. (n = 12, gemiddelde leeftijd 39,25 ± SD 3,52 jaar), patiënten met ernstige CVS/M.E. (n = 6, gemiddelde leeftijd 43,00 ± SD 4,02 jaar) en gezonde controles (n = 13, gemiddelde leeftijd 42,69 ± SD 3,87 jaar) werden in deze studie opgenomen. De CVS/M.E.-patiënten kregen de diagnose via de 2011 Internationale Consensus Criteria [Carruthers BM et al. Myalgic Encephalomyelitis: International Consensus Criteria. J Intern Med. (2011) 270: 327-38]. Er werd flow-cytometrie aangewend voor het identificeren van de fenotypische perifere mest-cel populatie in PBMCs gebruikenmakend van een exclusie-merker cocktail (anti-CD3, anti-CD14, anti-CD19, anti-CD20 & anti-CD56) en inclusie-merkers (CD117 [cel-oppervlakte proteïne gebruikt om bepaalde types bloedcel-voorlopers te identificeren], CD34 [antigen van hematopoietische (bloedvormende) voorloper-cellen], FCεRI [receptor met hoge affiniteit voor een deel van immunoglobuline-E, een antilichaam betrokken bij allergie en immuniteit tegen parasieten], chymase [type protease (proteïne-splitsend enzyme) voornamelijk aanwezig in mest-cellen], HLA-DR & CD154). De expressie van HMGB1 en oplosbaar RAGE werd gemeten in het plasma.

RESULTATEN: Er was een significante toename qua CD117+CD34+FCεRIchymase mest-cel populaties bij patiënten met matige en ernstige CVS/M.E. t.o.v. de gezonde controles. Er was een significante toename qua CD40-ligand en MHC-II receptoren op gedifferentieerde mest-cel populaties bij ernstige CVS/M.E. in vergelijking met gezonde controles en patiënten met matige CVS/M.E. Er waren geen significante verschillen voor HMGB1 & sRAGE tussen de groepen.

BESLUITEN: Deze preliminaire studie onderzocht mest-cel fenotypes in PBMCs van gezonde controles. We rapporteren een significante stijging van naïeve MCs bij matige en ernstige CVS/M.E. vergeleken met gezonde controles. Bovendien was er een significante toename qua CD40-ligand en MHC-II receptoren op gedifferentieerde mest-cellen bij ernstige CVS/M.E. Perifere MCs zouden van belang kunnen zijn bij CVS/M.E.-pathologie maar er is echter verder onderzoek vereist om hun rol te bepalen.

Inleiding

Mest-cellen (MCs) worden gevonden in het bloed waar ze circuleren in een onrijpe vorm, vooraleer ze migreren naar weefsels, waar ze differentiëren naar funktionele cellen zoals bindweefsel- (serosale [van de serosa of sereuze – vochtafscheidende – membranen vliezen]) en mucosale [van de musoca (slijmvliezen)] MCs. Belangrijk: rijpe cellen circuleren gewoonlijk niet in het perifeer bloed aangezien ze vrijkomen als onrijpe cellen in het perifeer bloed waarna ze migreren over het gans het lichaam naar weefsels zoals de huid, mucosa, hersenen en luchtwegen, waar ze rijping ondergaan. Stamcel-factor, ook gekend als c-kit [CD117], is het ligand voor de receptor die verantwoordelijk is voor de overleving en ontwikkeling van MCs. Bijkomend zijn immuun-modulatoren – zoals groei-factoren, cytokinen en chemokinen – in staat MCs en hun fenotypes te beïnvloeden. MC-fenotypes worden verder gedefinieerd volgens hun protease-inhoud. MC-aktivatie en -degranulatie kan gebeuren via FCεRI (IgE ‘cross-linking’ [Binding van antigenen met IgE dat reeds gebonden is met FcεRI op mest-cellen veroorzaakt ‘cross-linking’ van gebonden IgE en de aggregatie van het FcεRI, wat aanleiding geeft tot degranulatie en de afgifte van mediatoren door de cellen.]) of onafhankelijke mechanismen zoals andere immunoglobulin-receptoren (FCγR), cytokinen, chemokinen, neuropeptiden en via receptoren betrokken bij mest-cel interaktie met omringende immuun-cellen (MHC-II, CD40L, OX40). Het MC-fenotype wordt bepaald door het niveau van oppervlakte-expressie van de belangrijkste differentiërende CD-merkers zoals CD117 (c-kit), FCεRI & CD33, waarbij ‘bright’ [helder] & ‘dim’ [dof] populaties kunnen worden gezien, samen met de oppervlakte-expressie van CD34. De CD34 merker komt tot expressie tijdens de onrijpe stadia van de MC. Mest-cellen die gedifferentieerd, rijp of geaktiveerd zijn, brengen FCεRI & HLA-DR tot expressie. Geaktiveerde MCs produceren meerdere pro-inflammatoire mediatoren en geven ze af uit intracellulaire voorraden die de inflammatoire omgeving veranderen om immuun-cellen te mobiliseren naar de plaats van de pathogene infektie en om lymfeknopen te draineren. Belangrijk is dat menselijke MC-fenotypes werden gekarakteriseerd in beenmerg en weefsels bij pathologische ziekten. Ze werden nog niet goed gekarakteriseerd in het perifeer bloed.

Onderzoeken hebben MC-fenotypes gekarakteriseerd uit beenmerg en weefsels bij pathologische ziekten gebruikmakend van methodes die slecht reproduceerbaar/duur zijn, met biologische eigenschappen die verschillen van in vivo (menselijk primair cel-cultuur model of primaire cel-lijnen). Er is dus nood aan het ontwikkelen van een relevant, reproduceerbaar en goedkoop in vitro model om de morfologische en biologische eigenschappen weer te geven van MCs die worden gevonden in vivo. Daarom zal de identificatie van MCs uit het perifeer bloed d.m.v. flow-cytometrische methodes, MC-fenotype en -funktie bij gezonde mensen en bij ziekten vergemakkelijken en ophelderen.

Chronische Vermoeidheid Syndroom/ Myalgische Encefalomyelitis (CVS/M.E.) is een invaliderende heterogene aandoening met immune, neurologische, musculoskeletale, gastro-intestinale en autonome symptomen. De etiologie van CVS/M.E. is niet gekend maar immuun-dysfunktie bleek echter consistent betrokken bij het pathomechanisme van de ziekte. Atypische niveaus van regulerende T-cellen (Treg), en pro-inflammatoire en anti-inflammatoire cytokinen, aanmaak van stikstof-oxide en hypersensitiviteit-responsen suggereren dat bij de pathofysiologie van CVS/M.E. de aktivatie van inflammatoire mechanismen betrokken zijn. [Buchwald D et al. Markers of inflammation and immune activation in chronic fatigue and Chronic Fatigue Syndrome. J. Rheumatol. (1997) 24: 372-6 /// Brenu EW et al. Immunological abnormalities as potential biomarkers in Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis. J Transl Med. (2011) 9: 81 /// Brenu EW et al. Longitudinal investigation of natural killer cells and cytokines in Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis. J Transl Med. (2012) 10: 88] Nucleaire factor kappa beta (NF-κB) is een transcriptie-factor die een rol speelt bij inflammatoire mechanismen, cel-proliferatie, -differentiatie en -overleving. Andere onderzoekers rapporteerden significante stijgingen qua NF-κB bij CVS/M.E.-patiënten.

De ‘Receptor for Advanced Glycation End-products’ (RAGE) [glycatie = niet-enzymatische glycosylatie; binden van suiker-molekulen] is een multi-ligand lid van de immunoglobuline-superfamilie van cel-oppervlakte molekulen. De liganden omvatten het ‘high mobility group box 1’ proteïne (HMGB1 [een celkern-proteïne dat passief wordt afgegeven door necrotische cellen en aktief wordt gesecreteerd in respons op inflammatoire stimuli]) en AGEs, die gekend zijn om hun belangrijke rol bij de amplificatie van chronische inflammatie en geassocieerd zijn met inflammatie. Vandaar dat het belangrijk is te weten of zelf-bestendigende inflammatoire signalen aangekondigd worden door mest-cellen geaktiveerd door RAGE bij CVS/M.E.

Het doel van dit onderzoek was MC-fenotypes te identificeren in geïsoleerde menselijke PBMCs d.m.v. flow-cytometrie en de oplosbare receptor RAGE, alsook z’n ligand ‘high mobility group box 1’ protïne (HMGB1), bij gezonde controles en CVS/M.E.-patiënten.

Methodes

Individuen

De CVS/M.E.-patiënten werden gematcht voor leeftijd met de gezonde controles: 13 gezonde controles (42,69 ± 3,87 jaar), 12 patiënten met matige CVS/M.E. (39,25 ± 3,52 jaar) en 6 met ernstige CVS/M.E. (43,00 ± 4,03 jaar). De diagnose CVS/M.E. werd gesteld volgens de Internationale Consensus Criteria […]. De ernst van de vermoeidheid en groepering van de CVS/M.E.-patiënten werd bepaald op basis van Dr David Bell’s invaliditeit-schaal (DBDS). Matige CVS/M.E. = score van 30% of hoger op de DBDS. Ernstige CVS/M.E. = score van minder dan 30% op de DBDS (huis- of bed-gebonden). […]

[…]

Mest-cel fenotype immuun test

Perifeer bloed mononucleaire cellen (PBMCs) werden geïsoleerd om granulocyten (neutrofielen, basofielen en eosinofielen) te helpen verwijderen en kleuring met trypaan-blauw stelde de cel-leefbaarheid vast. […].

Flow-cytometrie

[…] Exclusie-merkers: Lin2 [lineage = afstammingslijn] cocktail (anti-CD3, anti-CD14, anti-CD19, anti-CD20 & anti-CD56) om lymfocyten, monocyten, eosinofielen en neutrofielen uit te sluiten. Inclusie-merkers en proteïne ter identificatie van de mest-cellen: CD117, CD34, FCεRI & chymase. De mest-cellen werden verder gekarakteriseerd d.m.v. interaktie-merkers: HLA-DR (MHC-II), CD154 (CD40L). De mest-cel subsets werden gedefinieerd als mest-cel voorloper (CD117+CD34+FCεRIchymase), rijpe mest-cel (CD117+CD34FCεRI) en geaktiveerde mest-cel (CD117+CD34FCεRIHLA-DR+CD40L+).

HMGB1 & sRAGE ELISA

[..]

Statistische analyses

[…]

Resultaten

Er waren geen significante verschillen tussen de groepen wat betreft geslacht, leeftijd en pathologie [gezond – matige CVS/M.E. – ernstige CVS/M.E.]. Er was een significant verschil tussen de groepen voor de Dr Bell’s vermoeidheid-score: de gemiddelde score voor de gezonde controle-groep was 92%; de gemiddelde score voor de groepen met matige en ernstige CVS/M.E. was 53% & 25%, respectievelijk.

Identificatie van menselijke mest-cellen in perifeer bloed

De Lin2 monoclonale antilichamen cocktail (anti-CD3, anti-CD14, anti-CD19, anti-CD20 & anti-CD56) werd gebruikt om immuun-cellen (T-cellen, B-cellen, ‘Natural Killer’ cellen, monocyten, eosinofielen en neutrofielen) te labelen De cellen gelabeld met een myeloïde receptor (anti-CD117) werden beschouwd als CD117+ [voorbestemd om (rijpe) mest-cellen te worden]. CD117+ mest-cellen werden verder gelabeld met anti-CD34 & anti-FCεRI om 4 verschillende fenotypes te differentiëren: FCεRI+CD34, FCεRI+CD34+, FCεRICD34 en FCεRICD34+. De 4 fenotypes vertoonden ook lage en sterke expressie voor intracellulair chymase, en interaktie-receptoren CD40L [CD40 ligand; regelt de B-cel rijping, pro-inflammatoire merker] en ‘major histocompatibility complex’ klasse-II (MHC-II). De FCεRI+CD34 vertoonden hogere expressie qua CD40L & MHC-II. Terwijl de FCεRI+CD34+ en de FCεRICD34+ populatie ‘low/dim’ expressie qua MHC-II receptoren en negatieve expressie qua CD40L vertoonden. Zowel MHC-II & CD40L receptoren vertoonden negatieve expressie op de FCεRICD34.

Verhoogde waarden van mest-cel voorlopers bij matige en ernstige CVS/M.E.

Mest-cellen met CD117+CD34+FCεRI die geen intracellulair chymase tot expressie brachten werden vergeleken (controle, matige & ernstige CVS/M.E.). CD117+CD34+FCεRIchymase cellen bleken significant verhoogd bij de patiënten met matige én ernstige CVS/M.E. vergeleken met de gezonde controle groep. Er werd geen verschil gezien tussen andere subsets.

Upregulering van perifere mest-cel interaktie receptoren bij ernstige CVS/M.E.

De oppervlakte-merkers CD154 en HLA-DR receptoren werden vergeleken tussen controle, matige en ernstige CVS/M.E. Er was een significante toename qua CD154 (CD40L) & HLA-DR (MHC-II) receptoren voor de patiënten met ernstige CVS/M.E. vergeleken met de gezonde controles en de patiënten met matige CVS/M.E.

sRAGE en z’n ligand HMGB1 bij ernstige CVS/M.E.-patiënten

Er was geen significant verschil tussen de groepen wat betreft HMGB1 & sRAGE.

Bespreking

Dit artikel rapporteert, voor de eerste keer, over de identificatie van MC-fenotypes in PBMCs van gezonde individuen. Er werden voor het eerst flow-cytometrische methodes gebruikt op basis van een cocktail met inclusie en exclusie cel-merkers, samen met cel-oppervlakte merkers CD154 & MHC-II (HLA-DR). We konden MC-voorlopers (CD117+CD34+FCεRIchymase), rijpe MCs (CD117+CD34FCεRI) en geaktiveerde MCs (CD117+CD34FCεRIHLA-DR+CD40L+) identificeren in menselijke PBMCs van gezonde individuen. In het vergelijkend onderzoek rapporteren we ook nieuwe bevindingen van een significante toename qua CD117+CD34+FCεRIchymase MC bij matige en ernstige CVS/M.E. in vergelijking met gezonde controles. We waren ook de eersten om een significante toename qua CD40 ligand en MHC-II receptoren te rapporteren op gedifferentieerde MC-populaties bij patiënten met ernstige CVS/M.E. (t.o.v. de groep gezonde controles en patiënten met matige CVS/M.E.).

Een bijzondere sterkte van deze studie is dat het de identificatie ondersteunt van MC-fenotypes en receptor-expressie in geïsoleerde menselijke PBMCs d.m.v. flow-cytometrische technieken zonder de nood aan morfologische en op cel-culturen gebaseerde karakterisatie.

Onze research-bevindingen rapporteren een significante toename qua mest-cel voorlopers (MCPs) (CD117+CD34+FCεRIchymase) bij zowel matige als ernstige CVS/M.E. t.o.v. controles. MCPs circuleren in het bloed en lymfatische kanalen, en migreren naar perifere weefsels bij inflammatie. MCPs hebben een uitgebreid proliferatie-potentieel en kunnen differentiëren naar bindweefsel en mucosale mest-cellen afhankelijk van de factoren aanwezig in de micro-omgeving van het weefsel. Rijpe mest-cellen zijn afgeleid van MCPs onder de invloed van stamcel-factor (SCF) die lokaal wordt gesecreteerd door fibroblasten, stromale cellen [steun-cellen] en endotheliale cellen. Mest-cel rijping en biologische expressie in de micro-omgeving van het weefsel wordt beïnvloed door cytokinen – in het bijzonder IL-4, IL-10, IL-17, TNF-α & IFN-γ – waarvan werd gerapporteerd dat ze verhoogd zijn bij in CVS/M.E.-patiënten: dit suggereert dat deze cytokinen de micro-omgeving van het weefsel kunnen beïnvloeden bij CVS/M.E.-patiënten en bijgevolg de proliferatie en differentiatie van MCPs naar rijpe mest-cellen. [Peterson D, Brenu EW et al. Cytokines in the Cerebrospinal Fluids of Patients with Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis. Mediators Inflamm. (2015) 2015: 4 /// Brenu EW, van Driel ML, Staines DR et al. Longitudinal investigation of natural killer cells and cytokines in Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis. J Transl Med. ( 2012) 10: 88]

Mest-cellen brengen een brede waaier aan cel-oppervlakte receptoren en liganden tot expressie, die de communicatie met immuun-cellen behorend tot de aangeboren en verworven immuniteit mediëren, alsook met niet-immune weefsel-specifieke cel-types. Onze nieuwe ontdekking betreffende de significante toename qua CD154 (CD40L) & HLA-DR (MHC-II) receptoren bij ernstige CVS/M.E. vs. gezonde controles en bij matige CVS/M.E. suggereert dat MCs, macrofagen en gliale cellen die CD40L tot expressie brengen, mogelijks een rol spelen bij het mediëren van immune ontregeling van B- & T-cel responsen, alsook bijdragen tot neuro-inflammatie bij CVS/M.E. MHC-II expressie op MC ondersteunt de T-cel proliferatie en effector-funkties, wat daaropvolgend leidt tot expansie van Tregs en B-cel proliferatie. Belangrijk: andere onderzoekers hebben verhoogde aantallen Tregs, B-cel fenotypes en inflammatie bij in CVS/M.E.-patiënten gerapporteerd. [Brenu EW et al. Role of adaptive and innate immune cells in Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis. Int Immunol. (2014) 26: 233-42]

Het is bekend dat RAGE een rol spelt bij in MC-aktivatie: het werd geïdentificeerd op serosale en mucosale mest-cellen. De mechanismen die werden voorgesteld met betrekking tot RAGE-aktivatie van MC omvatten de produktie van reaktieve zuurstof soorten (ROS) en histamine-afgifte die betrokken zou kunnen zijn bij sensitiviteit, allergische reakties en immuun-inflammatie. Multipele chemische sensitiviteit bv., is een co-morbiditeit van CVS/M.E. Afgescheiden RAGE en z’n ligand, HMGB1, verschilde niet significant tussen de groepen. Verder onderzoek naar de RAGE-receptor op MC kan de MC inflammatoire respons bij in CVS/M.E.-patiënten helpen begrijpen.

Mest-cel aktivatie bleek geassocieerd met dysfunktie van de bloed-hersen-barrière (BBB) zoals neuro-inflammatie. Neuro-inflammatie werd d.m.v PET-scans vastgesteld bij CVS/M.E.-patiënten. [Nakatomi Y, Mizuno K, Ishii A, Wada Y, Tanaka M, Tazawa S et al. Neuro-inflammation in Patients with Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis. J Nuclear Medicine (2014) 55: 945-50] Tijdens neuro-inflammatie kunnen mest-cellen reageren op neuropeptiden, zoals vaso-aktief intestinaal polypeptide (VIP [zie o.a. ‘Immunologische abnormaliteiten als potentiële biomerkers bij M.E.(cvs)’ & ‘Cerebrale inflammatie? TNF-α, Microglia, Bloed-Hersen-Barrière]) […]. We hebben gerapporteerd over verhoogde VIP receptor (VPAC2) [Ook Light et al. rapporteerden dat de vaso-aktief intestinaal peptide receptor (ook VIPR2 genaamd) gelinkt bleek met vermoeidheid- en pijn-ernst bij M.E(cvs); zie ‘Piloot-studie gen-expressie bij kanker versus M.E.(cvs)’.] op CD4+ T-cellen en gedaald IL-10 in cerebrospinaal vocht van CVS/M.E.-patiënten. Verder hadden CVS/M.E.-patiënten, vergeleken met controles, significant verhoogd serum IFN-γ, IL-5 & IL-10. [Wong N, Nguyen T, Brenu EW, Broadley S, Staines D, Marshall-Gradisnik S. A Comparison of Cytokine Profiles of Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis and Multiple Sclerosis Patients. Intl J Clin Med (2015) 6: 769-783; zie ook ‘Variaties qua cytokinen bij M.E.(cvs)] Stijging qua IFN-γ is opmerkenswaardig, omdat het een sterk cytokine is voor antigen-presentatie en expressie van MHC-II op mest-cellen. Detektie van perifere MC kan mogelijks verdere mechanismen van neuro-inflammatie in de hersenen van CVS/M.E.-patiënten ophelderen.

Besluit

We hebben geaktiveerde mest-cellen ontdekt, voor de eerste keer, bij CVS/M.E.-patiënten alsook mest-cel fenotypes geïdentificeerd in het bloed van gezonde controles. Bovendien vereist de vermoedelijke distributie van geaktiveerde mest-cellen in bijna alle weefsels en organen in het lichaam verder onderzoek om vast te stellen of ze een rol spelen in het pathomechanisme van CVS/M.E. Belangrijk: neuro-inflammatoire processen en hun gevolgen met betrekking tot de bloed-hersen-barrière en het brein-parenchym [funktioneel orgaan-weefsel] dienen verder te worden onderzocht bij deze patiënten.

————————-

Lawrence B. Afrin een klinicus, hematoloog en ook specialist op gebied van mest-cellen (Division of Hematology, Oncology and Transplantation, University of Minnesota, Minneapolis, USA) schrijft in één van zijn artikels (‘Mast cell activation disease and the modern epidemic of chronic inflammatory disease’; (Translational Research (2016) 174: 33-59) dat mest-cel aktivatie syndroom een mogelijke onderliggende/verenigende verklaring is voor een diverse waaier aan kwalen met een inflammatoire component (bv. astma, prikkelbare darm syndroom, fibromyalgie, M.E.(cvs), obesitas, diabetes mellitus, artheriosclerose). In verband met M.E.(cvs) verwijst hij ook naar het werk van Theoharides…

augustus 2, 2016

Downregulering van de renine-aldosteron & antidiuretisch hormoon systemen bij M.E.(cvs)

Kunihisa Miwa is een Japanese cardioloog en researcher, de man die een ‘klein hart’ bij M.E.(cvs) beschreef… Hij bevestigt dit hier, samen met een verminderde eind-diastolische diameter van het linker-ventrikel, slag-volume index, cardiale index en gemiddelde bloeddruk. (Voor meer uitleg zie de links in de tekst).

Een laag bloed-volume zou het renine-angiotensine-aldosteron systeem en ADH (vasopressine) moeten triggeren maar deze systemen blijken dysfunktioneel bij M.E.(cvs) en POTS (de renine-aldosteron paradox). Miwa suggereert hier nu dat strukturele of funktionele hersen-abnormaliteiten (centraal/autonoom zenuwstelsel, HPA-as) hier verantwoordelijk kunnen voor zijn.

Desmopressine is een (synthetisch) medicijn dat lijkt op het lichaamseigen anti-diuretisch hormoon (ADH of arginine-vasopressine, AVP), dat regelt hoeveel water de nieren uitscheiden. Het werkt door het beperken (retentie) van de hoeveelheid water dat wordt uitgescheiden in de urine ter hoogte van de verzamelbuisjes van de nieren, via binding op V2 receptoren (arginine-vasopressine receptor-2, AVPR2). Het vasthouden van water leidt tot een toename van het bloed-volume. Het heeft ook een effekt op de bloedstolling (door stimulatie van de afgifte van von Willebrand factor door endotheliale cellen). Desmopressine wordt minder snel afgebroken en moet daarom niet zo frequent worden toegediend. Het heeft weinig effekt op de bloeddruk (‘echt’ vasopressine kan arteriële hypertensie veroorzaken). Bijwerkingen zijn: misselijkheid, maagpijn, hoofdpijn, droge mond en oedeem (dikke enkels en handen). Er dient te worden gewaarschuwd voor met desmopressine geassocieerde hyponatremie (te weinig natrium in het bloed), zeker als men veel water drinkt. Bij hyponatremie is er relatief meer water dan natrium aanwezig. Een studie over POTS vond dat desmopressine doeltreffend (wat betreft het doen dalen van orthostatische tachycardie) was op korte-termijn maar werd niet aanbevolen tot er meer studies waren uitgevoerd…

Zoals elders al vermeld zien andere onderzoekers meer heil in het toedienen van een intaveneuze zout-oplossing of van orale rehydratie zouten (ORS) voor het verhogen van het bloed-volume bij M.E.(cvs).

Wanneer de osmotische waarde (hoeveelheid opgeloste stoffen, concentratie ‘osmotisch aktieve deeltjes’) van het bloed verhoogd is (bv. door het opnemen van te veel zout of vochtverlies) zullen osmoreceptoren (receptoren gevoelig voor de osmotische waarde in een cel, deze geven een signaal wanneer de cel dreigt uit te gaan drogen) hierop reageren met een toename van de ADH-produktie. Er wordt hier gevonden dat bij M.E. het ADH significant ligger is. Bij een gebrek aan ADH kan iemand water niet goed vasthouden, en moet veel plassen (polyurie) en drinken (polydipsie). De urine-produktie werd hier echter niet vermeld… Door het stimuleren van de resorptie (vasthouden/retentie in de nieren) van water zorgt ADH ervoor dat er minder water in de urine terechtkomt. Hierdoor verhoogt de ‘osmolaliteit’ (hoeveelheid -aantal mol- osmotisch aktieve deeltjes per kg oplosmiddel) van de urine en daalt de osmolaliteit van het bloed (serum). De osmotische waarde van het serum bleek vergelijkbaar tussen M.E. en controles (283 vs. 284 Osm/kg H2O). Bij 50% van de patiënten die desmopressine kregen was de urinaire osmotische waarde significant verhoogd: 271 ± 102 (vóór) vs. 655 ± 265 (na) (p = 0.02). Uitleg: zie bespreking…

Lees ook: ‘Verstoorde cardiovasculaire respons op staan bij CVS’.

————————-

J Cardiol. (2016) [pre-print]

Down-regulation of renin-aldosterone and antidiuretic hormone systems in patients with Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome

Kunihisa Miwa

Department of Internal Medicine, Miwa Naika Clinic, Toyama, Japan

Samenvatting

ACHTERGROND: Er werd een dysfunktie van het centraal zenuwstelsel gepostuleerd als oorzaak van Myalgische Encefalomyeltis (M.E.). Er werd gerapporteerd dat een klein hart of gereduceerd volume van het linker-ventrikel met gedaalde cardiale output courant is bij patiënten met M.E. De voornaamste regulators voor het bloed-volume in de circulatie zouden gedownreguleerd kunnen zijn.

METHODES: De plasma-waarden van de neurohumorale factoren die het bloed-volume reguleren werden bepaald bij 18 patiënten met M.E. en 15 gezonde individuen (controles).

RESULTATEN: Het echocardiografisch onderzoek onthulde dat de gemiddelde waarden voor eind-diastolische diameter van het linker-ventrikel, de slag-volume index en de cardiale index alsook de gemiddelde bloeddruk allemaal significant lager lagen in de M.E.-groep t.o.v. de controles. De gemiddelde plasma renine aktiviteit (1,6 ± 1,0 ng/ml/h vs. 2,5 ± 1,5 ng/ml/h, p = 0.06) lag aanzienlijk lager in de M.E.-groep dan bij de controles. Zowel de concentraties van het plasma-aldosteron (104 ± 37 pg/ml vs. 157 ± 6 7 pg/ml, p = 0.004) en het antidiuretisch hormoon (ADH) (2,2 ± 1,0 pg/ml vs. 3,3 ± 1,5 pg/ml, p = 0.02) lagen significant lager in de M.E.-groep dan bij de controles. Desmopressine (120 μg), een synthetische versie van arginine-vasopressine, werd oraal toegediend gedurende 5 opéénvolgende dagen aan 10 M.E.-patiënten. Bij 5 patiënten (50%), waren de symptomen van orthostatische intolerantie tijdens 10 min aktief staan verbeterd samen met een significante toename van de urinaire osmotische waarde en afname van de hartslag. Verder was, bij patiënten (50%), de prestatie-score voor aktiviteiten van het dagelijks leven verbeterd.

BESLUITEN: Zowel het renine-aldosteron en het ADH systeem was gedownreguleerd ondanks de aanwezigheid van een verminderde cardiale ‘pre-load’ en output bij M.E.-patiënten. Desmopressine verbeterde de symptomen bij de helft van de patiënten.

Inleiding

[…]. Dysfunktie van het centraal zenuwstelsel werd gepostuleerd als de voornaamste oorzaak van Myalgische Encefalomyeltis (M.E.). De Internationale Consensus Criteria voor M.E. differentiëren M.E.-patiënten van mensen die depressief zijn, en identificeert patiënten die meer lichamelijk geïnvalideerd zijn, en sterkere fysieke en cognitieve stoornissen vertonen. [Carruthers BM et al. Myalgic Encephalomyelitis: international consensus criteria. J Int Med (2011) 270: 327-38]

Er werd gemeld dat bij veel patiënten met M.E./CVS, de hart-funktie verstoord is in associatie met een lage cardiale ‘output’ te wijten aan een klein linker-ventrikel (LV) of een laag hart-volume, wat een hypovolemische aandoening suggereert. Hemodynamische abnormaliteiten, inclusief een kleiner LV, en gedaald slag-volume en prestaties tijdens de verergering-fase, die verbeterden tijdens de remissie-fase, suggereren een direct verband tussen symptoom-ernst en verstoorde hart-funktie. [Miwa K, Fujita M. ‘Small heart syndrome’ in patients with Chronic Fatigue Syndrome. Clin Cardiol (2008) 31: 328-33 /// Miwa K, Fujita M. Cardiac function fluctuates during exacerbation and remission in young adults with Chronic Fatigue Syndrome and ‘small heart’. J Cardiol (2009) 54: 29-35] Inderdaad: CVS-patiënten hebben verscheidene mogelijks cardiovasculaire klachten, inclusief pijn in de borst, hartkloppingen, kortademigheid, koude voeten, duizeligheid en flauwvallen, hoewel al deze symptomen niet noodzakelijkerwijs toe te schrijven zijn aan een cardiovasculaire dysfunktie [Miwa K, Fujita M. Cardiovascular dysfunction with low cardiac output due to small heart in patients with Chronic Fatigue Syndrome. Intern Med (2009) 8: 1849-54].

De meeste M.E./CVS-patiënten hebben orthostatische intolerantie (OI), wat voornamelijk de funktionele capaciteit beperkt en daardoor de levenskwaliteit [Schondorf R, Freeman R. The importance of orthostatic intolerance in the Chronic Fatigue Syndrome. Am J Med Sci (1999) 317: 117-23 /// Schondorf R, Benoit J, Wein T, Phaneuf D. Orthostatic intolerance in the Chronic Fatigue Syndrome. J Auton Nerv Syst (1999) 75: 192-201 /// Streeten DHP, Thomas D, Bell DS. The roles of orthostatic hypotension, orthostatic tachycardia, and subnormal erythrocyte volume in the pathogenesis of the Chronic Fatigue Syndrome. Am J Med Sci (2000) 320: 1-8 /// Miwa K, Fujita M. Small heart with low cardiac output for orthostatic intolerance in patients with Chronic Fatigue Syndrome. Clin Cardiol (2011) 34: 782-6 /// Miwa K. Cardiac dysfunction and orthostatic intolerance in patients with Myalgic Encephalomyelitis and a small left ventricle. Heart Vessels (2015) 30: 484-9 /// Costigan A, Elliott C, McDonald C, Newton JL. Orthostatic symptoms predict functional capacity in Chronic Fatigue Syndrome: implications for management. Q J Med (2010) 103: 589-95]. OI wordt gekenmerkt door het onvermogen om rechtop te blijven staan zonder ernstige tekenen en symptomen, zoals hypotensie, tachycardie, lichthoofdigheid, bleekheid, vermoeidheid, zwakte, duizeligheid, verminderde concentratie, beverigheid en misselijkheid. De meeste symptomen van OI lijken verband te houden met verminderde cerebrale bloeddoorstroming met of zonder verstoorde auto-regulering van de cerebrale bloedvaten, en de compenserende aktivatie van het sympathisch zenuwstelsel. M.E./CVS én OI komen veel voor bij jonge individuen en er is een opvallend sterk vrouwelijk overwicht. Er werd gerapporteerd dat verminderde cardiale prestaties met een klein hart of LV en lage cardiale ‘output’ opvallen zijn bij patiënten met M.E. én OI.

In de huidige studie, werd de hart-funktie echocardiografisch beoordeeld en de bloed-waarden van de neurohumorale factoren: plasma renine enzymatische aktiviteit (PRA) [een maat voor het aanmaken van angiotensine-I uit angiotensinogeen, een omzetting die gekatalyseerd wordt door het enzyme renine (ook angiotensinogenase genaamd)], en concentraties van aldosteron en antidiuretisch hormoon (ADH), de voornaamste regulerende factoren voor bloed-volume, werden bepaald bij M.E.-patiënten in vergelijking met gezonde controles. Daarnaast werden de therapeutische effekten van of oraal toegediend desmopressine, een synthetische versie van arginine-vasopressine, een natuurlijk ADH, onderzocht bij M.E.-patiënten.

Methodes

Studie-populatie

[…] M.E. diagnose volgens de Internationale Consensus Criteria (2011). In het kort: symptomen gerelateerd met neuro-immune uitputting – zoals uitgesproken, snelle lichamelijke en/of cognitieve vermoeibaarheid in respons op inspanning, langere herstel-periode, en een lage drempel voor fysieke en mentale vermoeibaarheid – waren verplicht voor de diagnose van M.E. Daarnaast waren vereist: minstens 1 symptoom uit 3 van de 4 symptoom-categorieën gerelateerd met neurologische stoornissen (neurocognitieve stoornissen, pijn, slaap-stoornis, en neurosensorische, waarneming- en beweging-stoornissen), en minstens 1 symptoom van 3 van de 5 symptoom-categorieën gerelateerd met immune, gastro-intestinale en genito-urinaire stoornissen (terugkerende of chronische griep-achtige symptomen, vatbarheid voor virale infekties, gastro-intestinale symptomen, genito-urinaire symptomen, en gevoeligheid voor voedsel, medicatie, geuren of chemicaliën). Ook was er minstens 1 symptoom gerelateerd met energie-metabolisme/ ion-transport stoornissen (cardiovasculaire symptomen zoals orthostatische intolerantie, respiratoire symptomen, verlies van thermostatische stabiliteit en intolerantie voor extreme temperaturen) vereist.

De studie-populatie omvatte 18 M.E.-patiënten (6 mannen & 12 vrouwen, gemiddeld 32 ± 8 jaar,17-45), en 15 voor leeftijd en geslacht gematchte sedentaire gezonde controles (5 mannen & 10 vrouwen, gemiddeld 30 ± 9 jaar, 18-44). Alle M.E.-patiënten klaagden over OI. […]

Bloed-test voor neurohumorale factoren

[…]

Echocardiografie

[…]

Desmopressine-proef

10 ME-patiënten met OI kregen desmopressine 120 µg, […], oraal toegediend na het ontbijt gedurende 5 opéénvolgende dagen. Er werd geïnformeerde toestemming bekomen van deze patiënten met betrekking tot de mogelijke effekten van de uitzetting van het bloed-volume. De patiënten ondergingen de conventionele 10 min aktief staan test na het echocardiografisch onderzoek op de ochtend vóór en op de 5e dag van de toediening. Ook de prestaties wat betreft het dagelijks leven (PS [prestatie-status, PS-score gemeten op basis van symptoom-ernst; zie Miwa K. Variability of postural orthostatic tachycardia in patients with Myalgic Encephalomyelitis and orthostatic intolerance. Heart Vessels (2015) => hogere hartslag, meer OI en meer POT op een ‘slechte dag’] en de urinaire osmotische waarde werden onderzocht vóór en op de 5e dag van de toediening.

Aktief staan test

[AST; voor de diagnose POTS en orthostatische hypotensie: meting van hartslag en bloeddruk na 5 min. liggend rusten, gedurende (10 min. blijvend) rechtop staan en terug in rust daarna.]

De conventionele 10 min aktief staan test werd uitgevoerd na de echocardiografie. De diagnose van posturaal orthostatische tachycardie (POT) werd gesteld op basis van een toename van de hartslag van ≥ 30 slagen/min en/of hartslag ≥ 120 slagen/min tijdens de 10 min staan test. Onmiddellijke of vertraagde orthostatische hypotensie = een daling van de systolische bloeddruk van ≥ 20 mmHg of diastolische bloeddruk van ≥ 10 mm Hg en/of systolische bloeddruk ≤ 90 mmHg tijdens de test. Neuraal gemedieerde hypotensie [NMH; lage bloeddruk veroorzaakt door een abnormale reflex tussen hart en autonoom zenuwstelsel] = orthostatische hypotensie met een daling van de hartslag van ≥ 20 slagen/min tijdens de test.

Statistische analyse

[…]

Resultaten

De echocardiografische bevindingen… De gemiddelde hartslag van de M.E.-groep en de controles was vergelijkbaar. De gemiddelde bloeddruk was significant lager in de M.E.-groep terwijl de gemiddelde waarde van de totale systemische weerstand niet significant verschillend was tussen de groepen. De gemiddelde waarden voor LV eind-diastolische diameter (EDD), slag-volume index en cardiale index waren allemaal significant lager in de M.E.-groep t.o.v. de controles.

Vergelijking van de plasma-waarden van de neurohumorale factoren (M.E.-groep vs. controles)… Er was een sterke trend (p = 0.06) voor lagere PRA in de M.E.-groep. De gemiddelde plasma aldosteron-concentratie (PAC) lag significant lager in de M.E.-groep dan bij de controles. Ook de gemiddelde plasma ADH-concentratie was significant lager in de M.E.-groep. De gemiddelde serum osmotische druk alsook serum Na+ & K+ was vergelijkbaar tussen de 2 groepen.

Desmopressine 120 µg (Minirin Melt ® tablet, Ferring Pharmaceuticals, Tokyo, Japan) werd oraal toegediend gedurende 5 opéénvolgende dagen aan 10 M.E.-patiënten. Eén patient tolereerde desmopressine niet omwille van de nevenwerkingen (ernstige misselijkheid en hartkloppingen); daarom werd het gestopt na de eerste dag. […] Bij 5 patiënten (50%) waren de OI- symptomen tijdens de 10 min aktief staan test verlicht of verbeterd samen met de verhogingen qua urinaire osmotische druk (p = 0.02) en slag-volume index (p = 0.07), en bij alle 5 deze patiënten, was er een daling van de hartslag (p = 0.13). De PS-score voor de aktiviteiten van het dagelijks leven was ook verbeterd bij 5 patiënten (50%). Bij 2 patiënten merkten we geen gunstige effekten van de desmopressine wat betreft de resultaten gedurende het staan, er werd NMH na POT gezien tijdens de test na toediening van desmopressine.

Bespreking

In deze studie toonde het echocardiografisch onderzoek verminderde hart-funktie geassocieerd met een klein LV en lage cardiale ‘output’ bij M.E.-patiënten, wat eerdere rapporten bevestigt die aantoonden dat de grote meerderheid van de M.E.-patiënten een kleine hart-schaduw op Röntgen-fotos hadden, en hun hart-funktie was verstoord (lage cardiale ‘output’ ten gevolge een klein, resulterend in een laag echocardiografisch vastgesteld slag-volume. Ook Hurwitz et al. [Chronic Fatigue Syndrome: illness-severity, sedentary lifestyle, blood-volume and evidence of diminished cardiac function. Clin Sci (2010) 118:125-35] rapporteerden dat patiënten met ernstige CVS een lagere cardiale ‘output’ hadden – t.o.v. van controles – geassocieerd met een lager hart-volume (echocardiografisch) en lager totaal bloed-, plasma- en rode bloedcellen volumes […]; wat een co-morbide hypovolemische aandoening suggereert.

De uitgesproken POT gepaard gaand met OI – wat bij veel M.E.-patiënten wordt geobserveerd – lijkt voornamelijk een fysiologisch compenserende respons te zijn op een kleiner slag-volume bij staan. Bij deze patiënten is de gedaalde ‘pre-load’ [uitrekking van de myocard-spier vóór de contractie; druk waarmee het hart zich vult] bij staan – die de cerebrale oxygenatie verstoort omwille van een gereduceerde cerebrale hemodynamiek met of zonder dysfunktionele autoregulering van de circulatie [Tanaka H, Matsushima R, Tamai H, Kajimoto Y. Impaired postural cerebral hemodynamics in young patients with chronic fatigue with and without orthostatic intolerance. J Pediatr (2002) 140: 412-7] – de toestand die de aktivatie triggert van de voornaamste of regulerende systemen voor het bloed-volume in de circulatie, inclusief de renine-angiotensine-aldosteron en ADH systemen. Ondanks de vermindering qua volume, werd verstoorde aktivatie van het renine-aldosteron systeem (de renin-aldosteron paradox), gerapporteerd bij patiënten met OI & POT alsook M.E.-patiënten [Raj SR et al. Renin-aldosterone paradox and perturbed blood-volume regulation underlying postural tachycardia syndrome. Circulation (2005) 111: 1574-82 /// Miwa K, Fujita M. Renin-aldosterone paradox in patients with Myalgic Encephalomyelitis and orthostatic intolerance. Int J Cardiol (2014) 172: 514-5]. De reden waarom het renine-aldosteron systeem niet wordt geaktiveerd, dient nog te worden opgehelderd. De hypothalamus-hypofyse-bijnier [HPA] as is een ander systeem dat verband houdt met de produktie van aldosteron. Omwille van bevindingen over laag plamsa- en urine-cortisol met een ontoereikende respons qua corticotropine-afgevend hormoon [CRH], en adrenocorticotroop hormoon uitdaging-testen bij CVS-patiënten, werd ook verstoorde aktivatie van zowel de [HPA] as en sympathisch zenuwstelsel in respons op exciterende stimuli bij de patiënten gerapporteerd; wat strukturele of funktionele hersen-abnormaliteiten suggereert. Daarnaast werd verminderde aktivatie van het ADH systeem in de hypothalamus-hypofyse as opgemerkt bij M.E.-patiënten in de huidige studie. Het renine-aldosteron systeem én het ADH systeem, de belangrijkste neurohumorale regulerende systemen voor het bloed-volume in de circulatie, lijken verstoord of gedownreguleerd te zijn, wellicht omwille van dysfunktie van het centraal zenuwstelsel of verstoring van het HPA systeem.

ADH wordt aangemaakt in de hypothalamus en wordt via de hypofyse afgegeven in het bloed [waarna het de ‘filter-units’ in de nieren aanstuurt]. Zowel niet-osmotische als osmotische stimulatie zijn belangrijke factoren voor ADH-afgifte onder fysiologische omstandigheden. Omdat de osmotische druk van het bloed [serum] vergelijkbaar was tussen de M.E.-groep en de controles, was de osmotische stimulatie blijkbaar niet vermeerderd bij M.E. Wat betreft de niet-osmotische controle: de daling qua cardiale ‘output’ te wijten aan de vermindering van effektief circulatie-volume wordt gewoonlijk verondersteld de tonische inhibitie door de baroreceptoren [baroreflex = verhoogde bloeddruk doet de hartslag reflexmatig dalen en de bloeddruk dalen – en omgekeerd; baroreceptoren monitoren de veranderingen] op de ADH-afgifte te inaktiveren [Impulsen van de receptoren remmen de centrale mechanismen die de secretie van AVP (ADH) en renine controleren => een vermindering qua bloed-volume of -druk veroorzaakt een daling van de receptor-aktiviteit en een reflexmatige verhoging van de hormoon-afgifte.]. Zowel hoge-druk baroreceptoren in de carotis-sinus [plaats in de hals-slagader (tussen sleutelbeen en kaak) dat bij prikkeling de hartslag/bloeddruk reduceert] en aorta-boog, en lage-druk baroreceptoren in de long-aders en linker atrium [hart-boezem] zijn betrokken bij de inhibitie van de afgifte van ADH. Dit controle-mechanisme van de inaktivatie van de tonische inhibitie van de ADH-afgifte kan mogelijks verstoord zijn in het centraal zenuwstelsel. De lage concentratie aan plasma-ADH werd ook gerapporteerd bij adolescente CVS-patiënten.

In de huidige studie werd desmopressine, dat werkt op de vasopressine V2 receptoren [zie onze inleiding] om anti-diurese [diurese = aanmaak van urine] te bevorderen, oraal toegediend aan M.E.-patiënten. Bij de helft van de patiënten, met een urinaire osmotische druk onder 500 Osm/kg H2O, werden de OI-symptomen afgezwakt of verbeterd samen met een significante toename qua urinaire osmotische druk en daling van de hartslag. Gelijkaardige resultaten werden gerapporteerd bij patiënten met POT syndroom. Behandeling met desmopressine kan mogelijks doeltreffend zijn voor M.E.-patiënten met een lage osmotische druk. Overvloedige inname van water lijkt essentieel voor de mogelijke heilzame effekten van desmopressine. Bij de patiënten met gunstige effekten door desmopressine, steeg de slag-volume index, terwijl de cardiale index niet verhoogde ten gevolge de aanzienlijke daling van de hartslag, wat sympathische ontlading [alarm-reaktie] suggereert. Uit meerdere rapporten bleek een duidelijke correlatie tussen het niveau van het vermoeidheid-gevoel en aktiviteit van sympathische zenuwen in spieren tijdens de statische contractie [spierwerking waarbij de lengte onveranderd wordt gehouden en dus de spanning tijdens de contractie toeneemt]. Bovendien veroorzaakt uitputtende oplopende inspanning aanhoudende stijgingen qua plasma noradrenaline-waarden, die meerdere uren aanhouden na het beëindigen van de inspanning. Ongepaste sympathische over-aktiviteit in rust – wat staat voor een neurale funktionele component van vermoeidheid – zou verbeterd geweest kunnen zijn tijdens de desmopressine-behandeling bij deze patiënten.

Deze studie heeft meerdere beperkingen. De eerste beperking is dat slechts een klein aantal patiënten betrokken waren, bijzonderlijk bij de desmopressine-proef. De tweede beperking is dat een mogelijk placebo-effekt kan hebben bijgedragen tot de verbetering qua PS-score in de desmopressine-proef. De derde beperking is dat de inname van water en zout, die de R-A aktiviteit en de ADH-release kunnen beïnvloeden, niet gemeten werd. De vierde beperking is dat hormonen van de hypothalamus, hypofyse en bijnieren (corticotropine-afgevend hormoon, adrenocorticotropine en cortisol), die beïnvloed kunnen zijn door de toediening van desmopressine [Scott LV, Medbak S, Dinan TG. Desmopressin augments pituitary-adrenal responsivity to corticotropin-releasing hormone in subjects with Chronic Fatigue Syndrome and in healthy volunteers. Biol Psychiatry (1999) 45: 1447-54], niet werden gemeten. Het is vanzelfsprekend dat verder onderzoek met een groter aantal patiënten – waarbij de water- en zout-inname, en ook die hormonen worden gemeten – noodzakelijk zullen zijn om het mechanisme van de klaarblijkelijke verstoorde aktivatie van de R-A en ADH systemen, en de heilzame therapeutische effekten van desmopressine bij sommige patiënten te verduidelijken.

Tot besluit: bij M.E.-patiënten zijn de renine-aldosteron en ADH systemen, de belangrijkste bloed-volume regelaars, gedownreguleerd ondanks de verminderde cardiale ‘pre-load’ en ‘output’. Bovendien verbeterde de orale toediening van desmopressine de symptomen bij de helft van de patiënten.

juli 20, 2016

Gedaald hart-volume bij CVS geassocieerd met plasma-volume maar niet met ziekte-duur

Filed under: Fysiologie — mewetenschap @ 1:11 pm
Tags: , , , , ,

Onderstaand onderzoek werd gefinancierd door de (Britse) ‘Medical Research Council’ & ME Research UK. Het is een vervolg op ‘Impaired cardiac function in Chronic Fatigue Syndrome measured using magnetic resonance cardiac tagging’ van Hollingsworth KG, Hodgson T, Macgowan GA, Blamire AM, Newton JL; in Journal of Internal Medicine (2012) 271: 264-70 (‘Verstoorde hart-funktie bij CVS (MR ‘tagging’)’).

Prof. Julia Newton en haar team (Universiteit van Newcastle) bevestigden de eerdere bevindingen bij M.E.(cvs)-patiënten. Ze maten verschillende parameters qua hart-volume, grootte van het hart en bloed-volumes. Er bleek 25% minder bloed in hun hart binnen te komen (eind-diastolisch volume). Dit betekent dat het hart minder goed dan normaal wordt gevuld. Het volume bloed dat per contractie door het linker ventrikel van het hart wordt gepompt is verminderd. De hart-massa was ook bijna een kwart lager. De lage cardiale ‘output’ (hoeveelheid bloed dat het hart per minuut wegpompt; slag-volume x hart-frequentie) van de patiënten blijkt gerelateerd met het verminderde bloed-volume, dat sterk gecorrleerd is met hart-wand-massa. De afname van het plasma-volume bleek gerelateerd met de vermoeidheid-graad (vermoeidheid-ipact schaal). Enzoverder.

Eerder hebben andere teams een ‘klein hart’, een laag bloed-volume en een verminderde ‘cardiale output’ geconstateerd (referenties in het artikel). Daarnaast is het ook belangrijk te onderonderstrepen dat de afwijkingen niet gerelateerd zijn aan de duur van de ziekte (deconditionering als oorzaak is dus heel erg ónwaarschijnlijk). Iets waar de ‘biopsychociale school’ altijd afkomt als hun (non-)argument voor cognitieve gedragtherapie/ graduele oefentherapie. Dit mist dus elke wetenschappelijke grond!

Het Newcastle team stelt voor te bekijken wat het verhogen van het bloed-volume (intraveneus toedienen van zout-oplossing) zou doen en of het hart dan zijn normale grootte terugkrijgt. Dr. David S. Bell (Amerikaans M.E.(cvs) expert) vertelde in één van z’n nieuwsbrieven (2006) – geen wetenschappelijke publicatie! – over M.E.(cvs)-patiënten die daardoor verbeteren maar er zijn nadelen en risico’s (infektie) aan verbonden. Prof. Marvin Medow (New York Medical College) onderzoekt het aanwenden van een specifieke isotone orale rehydratie-oplossing (‘ORS W.H.O. formula’; die naast natrium ook glucose bevat) bij M.E.(cvs) maar het is nog wachten op een publicatie…

————————-

Open Heart Vol 3, #1 (juni 2016)

Reduced cardiac volumes in Chronic Fatigue Syndrome associate with plasma volume but not length of disease: a cohort study

Julia L Newton (1,2,*), Andreas Finkelmeyer (1,3), George Petrides (2), James Frith (1,2), Tim Hodgson (3), Laura Maclachlan (1), Guy MacGowan (1,2), Andrew M Blamire (1,3)

1 Institute of Cellular Medicine, Newcastle upon Tyne, UK

2 Newcastle University, Newcastle upon Tyne Hospitals NHS Foundation Trust, Newcastle upon Tyne, UK

3 Newcastle Magnetic Resonance Centre, Newcastle upon Tyne, UK

Samenvatting

Doelstellingen Om de potentiële mechanismen te onderzoeken die aan de basis liggen van de hart-abnormaliteiten die worden gezien bij het Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS) werd gebruik gemaakt van niet-invasieve cardiale impedantie meting [continue meting van de hoeveelheid bloed die per minuut door de hart-kamers (ventrikels) wordt rondgepompt, gebaseerd op het principe dat veranderingen in de impedantie (wisselstroom-weerstand) van de borstkas een afspiegeling zijn van veranderingen in dit hart-minuut-volume], en bepalingen van de rode bloedcel massa en het plasma-volume.

Methodes Er werden cardiale MR [magnetische resonantie] onderzoeken uitgevoerd bij deelnemers met CVS (Fukuda; n = 47) en geval-per-geval gematchte controles. Ook totaal volume (TV), rode bloedcellen volume (RCV) en plasma-volume (PV) werd gemeten (41 CVS & 10 controles) d.m.v. simultane 51-chroom labeling van de rode bloedcellen en 125-jodium labeling van serum-albumine.

Resultaten De duur van de ziekte in de CVS-groep was gemiddeld 14 ± 10 jaar. De CVS-patiënten hadden significant verminderde eind-systolische en eind-diastolische volumes [systole = fase waarin de kamers van het hart samentrekken] samen met gereduceerde end-diastolische hartwand-massas (allemaal p < 0.0001). Het gemiddelde RCV was 1.565 ± 443 ml waarbij 26/41 (63%) waarden vertoonden onder 95% van wat wordt verwacht. Het PV was 2.659 ± 529 ml met 13/41 (32%) < 95% van de verwachte waarde. Er waren sterke positieve correlaties tussen TV, RCV & PV en cardiale eind-diastolische hartwand-massa (allemaal p < 0.0001). Toenemende vermoeidheid-graad correlereerde negatief met lager PV (p = 0.04). Er waren geen verbanden tussen om het even welke MR of volume-metingen en ziekte-duur, wat suggereert dat deconditionering onwaarschijnlijk de oorzaak van deze abnormaliteiten.

Besluiten Deze studie bevestigt een associatie tussen gereduceerde hart-volumes en bloed-volume bij CVS. Het ontbreken van een verband tussen ziekte-duur, cardiale en plasma-volumes suggereert dat de bevindingen niet secundair zijn aan deconditionering. De relatie tussen plasma-volume en ernst van de vermoeidheid-symptomen suggereert een mogelijk therapeutisch doelwit bij CVS.

INLEIDING

Studies uitgevoerd op basis van een waaier aan modaliteiten hebben aangetoond dat Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS) geassocieerd is met abnormaliteiten van de hart-funktie. Echocardiografische en impedantie-studies hebben verstoorde cardiale contractiliteit [Peckerman A, La Manca JJ, Krishna KA. Abnormal impedance cardiography predicts symptom severity in Chronic Fatigue Syndrome. Am J Med Sci (2003) 326: 55-60 /// LaManca JJ, Peckerman A, Walker J et al. Cardiovascular response during head-up tilt in Chronic Fatigue Syndrome. Clin Physiol (1999) 19: 111-20] en verminderde funktie van het linker ventrikel (LV) bevestigd. Strukturele cardiale MR toonde gereduceerde eind-diastolische afmetingen en hart-‘output’ [hoeveelheid bloed die per minuut door het hart wordt voortgestuwd], en detekteerde een verstoorde cardiale bio-energetische werking. [Hollingsworth KG, Jones DEJ, Taylor R et al. Impaired cardiovascular response to standing in Chronic Fatigue Syndrome. Eur J Clin Invest (2010) 40: 608-15 /// Hollingsworth KG, Hodgson T, Macgowan GA et al. Impaired cardiac function in Chronic Fatigue Syndrome. J Intern Med (2012) 271: 264-70 (zie link in onze inleiding)] De ernst van deze hart-abnormaliteiten lijkt ook verband te houden met de ernst van de symptomen. Dit leidde tot de suggestie dat mensen met CVS een primaire cardiale abnormaliteit hebben die verantwoordelijk is voor minstens een aantal van hun symptomen. Deze symptomen omvatten orthostatische intolerantie die de funktionele capaciteit van de patiënten beperkt en hun levenskwaliteit voorspelt. [Costigan A, Elliott C, McDonald C et al. Orthostatic symptoms predict functional capacity in Chronic Fatigue Syndrome: implications for management. QJM (2010) 103: 589-95] Inderdaad: het kleine hart aangetoond in eerdere studies bleek zich meer uitgesproken te manifesteren bij CVS-patiënten met orthostatische intolerantie. [Miwa K, Fujita M. Small heart with low cardiac output for orthostatic intolerance in patients with Chronic Fatigue Syndrome. Clin Cardiol (2011) 34: 782-6; zie ook ‘Renine-aldosteron paradox bij patiënten met M.E. & orthostatische intolerantie] Studies deden de hypothese ontstaan dat de talrijke, bij CVS-patiënten geïdentificeerde hart-abnormaliteiten kunnen voorkomen ten gevolgde hypovolemie [laag bloed-volume] en/of deconditionering. [Hurwitz BE, Coryell VT, Parker M et al. Chronic Fatigue Syndrome: illness-severity, sedentary lifestyle, blood-volume and evidence of diminished cardiac function. Clin Sci (2010) 118: 125-35 /// Farquhar WB, Hunt BE, Taylor JA et al. Blood volume and its relation to peak O2 consumption and physical activity in patients with chronic fatigue. Am J Physiol Heart Circ Physiol (2002) 282: H66-71] Hart-studies hebben er toe geleid dat de beschrijving van CVS als een ‘klein hart syndroom’ [Miwa K, Fujita M. Cardiac function fluctuates during exacerbation and remission in young adults with Chronic Fatigue Syndrome and “small heart”. J Cardiol (2009) 54: 29-35 /// Miwa K, Fujita M. Small heart syndrome in patients with Chronic Fatigue Syndrome. Clin Cardiol (2008) 31: 328-33] toe te schrijven zou zijn aan deconditionering in de context van hypovolemie, eerder dan aan een primaire cardiale abnormaliteit, waarbij de initiator een verminderde ‘pre-load’ [uitrekking van de myocard-spier vóór de contractie; druk waarmee het hart zich vult] secundair zou zijn aan verstoorde hydratatie [water/vocht-opname].

In deze studie hier, breiden we onze eerdere MR-studies van het hart uit naar een tweede groep om onze oorspronkelijke bevindingen van een verminderd hart-volume te bevestigen en we gaan verder met het verkennen van de potentiële mechanismen die aan de basis liggen van de cardiale abnormaliteiten, inclusief niet-invasieve hart-impedantie-metingen, en bepaling van de rode bloedcel massa en het plasma-volume (PV), bij dezelfde individuen.

METHODES

Deelnemers

De deelnemers werden gerecruteerd als onderdeel van een studie gericht op het begrijpen van de pathogenese van autonome dysfunktie bij CVS-patiënten. Ze voldeden aan de diagnostische criteria voor CVS [Fukuda 1994] hoewel ze werden uitgesloten als ze positief waren voor een episode van majeure depressie […] of vaso-aktieve medicijnen namen of diabetes hadden. De vermoeidheid-impact werd bepaald d.m.v. de ‘Fatigue Impact Scale’ (FIS). Controles […] dezelfde inclusie- en exclusie-criteria […]

Procedure

[…] Alle metingen gebeurden op hetzelfde tijdstip van de dag en na een licht ontbijt. Na 10 min rust zonder metingen, werd de hartslag en bloeddruk gedurende 10 min opgenomen in liggende rust.

Hart-MR

[…] Deelnemers in ruglig. ECG-‘gating’ [Een elektrocardiogram begeleidt de opname zodat de resulterende beelden het hart toont terwijl het samentrekt.]. Hart-MR cine[matografische] beeldvorming [MRI-sequenties worden gesynchroniseerd en zo worden met gelijke tussenpauzes talrijke beeldjes van de hart-cyclus geproduceerd. Deze worden aan elkaar geregen tot een filmpje zodat de beweging van de wanden van de ventrikels, kleppen en bloedstromen in het hart en de grote vaten kunnen worden gevisualiseerd.] werd aangewend ter bepaling van de cardiale morfologie, en systolische en diastolische funktie. […] Een ervaren radioloog berekende LV-massa, systolische en diastolische parameters (allemaal gecontroleerd voor lichaamsoppervlakte).

Rode bloedcel volume & PV

Metingen van het rode RCV en PV […] werden berekend op basis van een techniek waarbij simultaan rode bloedcellen werd gelabeld met 51Cr en serum-albumine met 125I. De concentraties radio-aktiviteit werden gemeten in bloedstalen afgenomen 15, 30 & 45 min na injektie en vergeleken met standaarden […]. Totaal bloed-volume werd berekend door de 2 op te tellen. […]

Statistische analyse

[…]

RESULTATEN

Hart MR

Er werd cardiale MR uitgevoerd bij 47 deelnemers met CVS die geval-per-geval waren gematcht voor leeftijd en geslacht met 47 controles. […] De gemiddelde (± SD) ziekte-duur voor de CVS-groep was 14 (± 10) jaar.

Vergeleken met de controle-groep, hadden de CVS-patiënten een significant gereduceerd eind-systolisch volume (ESV) en eind-diastolisch volume (EDV) samen met gedaalde eind-diastolische hartwand-massas. Interessant: zowel slag-volume (gecontroleerd voor lichaamsoppervlakte), systolische bloeddruk (SBP) en diastolische bloeddruk (DBP) waren significant lager bij CVS-patiënten t.o.v. controles.

PV & RCV

Bij 41 CVS-patiënten en 10 controles werd verder PV en RCV bepaald. Het gemiddelde (± SD) RCV was 1.565 (± 443) ml waarbij 26/41 (68%) van de patiënten waarden hadden onder 95% van de normaal verwachte waarde. Het gemiddelde (± SD) PV was 2.659 (± 529) ml waarbij 13/41 (32%) van de patiënten waarden hadden onder 95% van de normaal verwachte waarde. Het totaal volume was lager in de CVS-groep t.o.v. de controles (4.236 (139) vs 4.396 (180)) hoewel dit niet statistisch significant was.

Relatie met hart-struktuur en funktionele parameters

Er waren sterke positieve correlaties tussen totaal volume en eind-diastolische hartwand-massa […]. Interessant: wanneer we impedantie-cardiografie beschouwen, waren er positieve verbanden tussen de variabiliteit van de gemiddelde bloeddruk (MAP) en DBP […] maar niet met SBP en totaal volume. Totaal volume was ook negatief geassocieerd met cardiale index [cardiale ‘output’ gedeeld door lichaam-oppervlakte] en linker-ventrikel arbeid-index (LVWI) [hoeveelheid arbeid die het linker hart-ventrikel moet uitvoeren om elke minuut bloed te pompen – maat voor myocardiale samentrekbaarheid] […].

Relaties met vermoeidheid-graad en ziekte-duur

Wanneer we de verbanden bekeken met de ernst van de vermoeidheid en de duur van de zieke, was er geen relatie tussen toenemende vermoeidheid en totaal volume of RCV; er was echter een significant negatieve relatie tussen toenemende vermoeidheid-graad (gemeten via FIS) en lager PV. Er waren geen verbanden tussen de MR- of volume-metingen en ziekte-duur; wat suggereert dat deconditionering ónwaarschijnlijk als oorzaak voor deze abnormaliteiten kan worden aangeduid.

Multivariate analyse

Om de hypothese te verkennen dat mensen met CVS kleine harten hebben omdat ze fysiek gedeconditioneerd zouden zijn, voerden we een lineaire regressie uit. In het model namen we de ziekte-duur en de vermoeidheid-ernst op. Eind-diastolische hartwand-massa was niet geassocieerd met ziekte-duur (waarbij werd gecontroleerd voor factoren waarvan wordt verwacht dat ze de grootte van het hart bepalen).

BESPREKING

Deze studie bevestigt- in een tweede, grotere groep – de gedaalde EDVs die werden gezien in onze eerdere studies. Onze oorspronkelijke studie werd ook uitgebreid naar de bevestiging dat, bij hetzelfde individu, de associatie tussen verminderde cardiale volumes en RCV & PV. Het ontbreken van een verband tussen ziekte-duur, en de MR-abnormaliteiten en PV suggereert dat onze bevindingen niet secundair zijn aan deconditionering. In de plaats daarvan kan een gereduceerd hart-volume een (vooraf-bestaande) kwetsbaarheid vormen voor het ontwikkelen van CVS; hoewel grotere, bij voorkeur longitudinale studies nodig zullen zijn om deze hypothese te ondersteunen. Belangrijk is dat er ook een verband is tussen PV en de ernst van de vermoeidheid-symptomen bij CVS-patiënten, wat suggereert dat dit een mogelijk therapeutisch doelwit is.

Anders dan bij de eerste hart MR-studie, was de huidige groep zeer specifiek gedefinieerd en werden individuen met een formele diagnose van depressie uitgesloten. Dit laat ons daarom toe definitief te zijn in ons besluit dat de gedetekteerde abnormaliteiten niét secundair zijn aan depressie.

De CVS-groep had een significant lagere ‘stroke-index’ [SI (‘stroke’ of slag-index) = SV (‘stroke’ of slag-volume) gedeeld door lichaamsoppervlakte], en SBP & DBP in vergelijking met de gematchte controles. Dit werd eerder al gerapporteerd bij CVS op basis van 24h ambulante bloeddruk-meting. [Newton JL, Sheth A, Shin J et al. Lower ambulatory blood pressure in Chronic Fatigue Syndrome. Psychosom Med (2009) 71: 361-5] Deze bevinding kan een funktionele consequentie van de verminderde hart-funktie betekenen die de hoge prevalentie van orthostatische intolerantie die wordt gezien bij mensen met CVS kan verklaren. Een alternatieve hypothese is dat de daling qua bloeddruk een primair probleem is met een impact op de hart-funktie als secundair fenomeen. Beide mechanismen zouden kunnen wijzen op met behandeling-doelwit dat mogelijks de levenskwaliteit kan verbeteren bij mensen met vermoeidheid geassocieerd met autonome symptomen.

In de CVS-groep, had de helft RCV-metingen onder 95% van wat wordt verwacht en bijna een derde zat onder deze drempel voor PV. Slechts 10 controles ondergingen bepalingen van RCV & PV, en hoewel er geen statistische verschillen waren tussen de CVS- en de controle-populatie, is dit waarschijnlijk gerelateerd aan het beperkt aantal controles. Er zijn normen beschikbaar voor RCV- en PV-metingen, en het is interessant het aandeel te bepalen met een waarde onder de 95% van de verwachte; dit leidt tot onze speculatie – ook het verband tussen PV en vermoeidheid-ernst in overweging nemend – dat het volume [bloed] in het vasculair systeem minstens een rol speelt bij de symptomen die worden ervaren door mensen met CVS en een mogelijk therapeutisch doelwit is.

De richting van het verband tussen gereduceerde PV en hart-volumes is nog niet bewezen en er zijn verdere studies nodig waarbij het PV wordt verhoogd, om het effekt te bepalen van deze interventie op de hart-funktie en de symptomen ervaren door CVS-patiënten. Er zijn anekdotische gegevens waar patiënten symptomatische verbeteringen beschrijven na toediening van intraveneus vocht. [Dr Bell; zie onze inleiding] Onze bevindingen zouden wijzen naar een mogelijke verklaring van deze subjectieve verbetering en toekomstig werk zal interventies omvatten waarbij het vocht-volume wordt hersteld bij CVS-patiënten en de potentiële verbetering van de funktionele stoornissen van het hart verkennen die worden gezien in de huidige studie, inclusief de progressieve normalisatie van LV-massa. Een dergelijke studie zou de belangrijkheid van de bloed-volume reductie vaststellen en bepalen of er geen primaire myocardiale gebreken zijn, buiten deze die worden veroorzaakt door een laag bloed-volume.

Onze bevindingen zouden verder bewijs kunnen leveren ter ondersteuning van de rol van een cardiovasculair-fysiologisch probleem aan de basis van CVS. EDV is het volume bloed in het rechter en/of linker ventrikel op het einde van het ‘laden’ of vullen (diastole), of de hoeveelheid bloed in de ventrikels net vóór de systole. Aangezien hogere EDVs grotere uitzetting van het ventrikel veroorzaken, wordt EDV dikwijls als synoniem gebruikt voor ‘pre-load’, wat refereert naar de lengte van de sarcomeren [eenvoudig gezegd: de samentrekkende eenheden in de spiervezels] in de hart-spier vóór de contractie (systole). Een toename qua EDV verhoogt de ‘pre-load’ van het hart en via Frank-Starling mechanismen [intern regel-mechanisme dat ervoor zorgt dat bij toenemende aanvoer van bloed het hart krachtiger samentrekt] van het hart, verhoogt de hoeveelheid van het bloed dat uit het ventrikel wordt geperst tijdens systole (slag-volume). Aangezien twee-derde van het bloed in de systemische circulatie zich in het veneus systeem bevindt, is EDV nauw verwant met ‘venous compliance’. [Het vermogen van een hol orgaan/bloedvat om uit te zetten en in volume te vergroten bij toenemende druk, of de neiging om de terugslag te weerstaan en naar zijn oorspronkelijke afmetingen terug te keren.] Toename van de ‘venous compliance’ doet de capaciteit/inhoud van de aders stijgen, wat de ‘venous return’ [VR; veneuze terugkeer: het naar het hart terugkerende bloed] en daardoor het EDV reduceert. Het is daarom mogelijk dat de in deze studie gedetekteerde abnormaliteiten problemen vertegenwoordigen die voortkomen uit stoornissen van de ‘venous compliance’, wat dan weer mogelijks therapeutische opportuniteiten biedt die verder onderzoek vereisen.

Deze studie heeft een aantal beperkingen. Het is belangrijk te erkennen dat, hoewel de bevindingen statistisch significant zijn, er verder dient verder te worden onderzocht of deze klinisch significant of oorzakelijk zijn, idealiter in een goed ontworpen interventie-studie.

Deze studie bevestigt een verband tussen verminderde hart-volumes en bloed-bij CVS. Het ontbreken van een relatie tussen ziekte-duur en om ‘t even welke hart- of bloed-volume parameter suggereert dat onze bevindingen niét secundair zijn aan deconditionering. Het verband tussen PV en ernst van vermoeidheid-symptomen suggereert echter een potentieel therapeutisch doelwit bij CVS.

————————-

Deze bevindingen wijzen op hart-abnormaliteiten. Oorzaak of gevolg? Dit blijft onduidelijk. Naast het hart kan ook de bloedsomloop dus een rol spelen…

De researchers alluderen ook op het feit dat de abnormaliteiten (vooral de vermindering qua eind-diastolisch bloed-volume) te wijten kan zijn aan ‘venous compliance’ (het vermogen van de aders om ‘tegen te duwen’ eens ze met bloed gevuld zijn) – de bloedsomloop dus. Hoe voller de venen, hoe meer ‘tegendruk’ ze zouden moet geven om het bloed te doen bewegen. Het zou kunnen dat de aders bij M.E.(cvs) te ‘slap’ zijn in respons op het vullen met bloed. Er zijn een aantal factoren die deze ‘venous compliance’ kunnen beïnvloeden (o.a. het renine-angiotensine systeem – RAS; soms ook RAAS, renine-angiotensine-aldosteron systeem genoemd; medieert het extracellulair volume (bloed-plasma, lymfe en interstitieel vocht) en arteriële vasoconstrictie.). De Japanese onderzoeker Kunihisa Miwa rapporteerde in het artikel ‘Down-regulation of renin-aldosterone and antidiuretic hormone systems in patients with Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome’ trouwens dat de “renine-aldosterone & anti-diuretisch hormoon systemen ge-downreguleerd” zijn bij CVS. (Zie ook referentie hierboven.)

In een artikel (Unexplained exertional dyspnea caused by low ventricular filling pressures: results from clinical invasive cardiopulmonary exercise testing. Pulmonary Circulation (2016) 6: 55-62) o.l.v. David M. Systrom (‘Brigham and Women’s hospital’ in Boston) – niet zo zeer over M.E.(cvs) maar over onverklaarde inspanning-intolerantie – wordt besloten: “Ontoereikende ventrikulaire vulling die verband houdt met lage veneuze druk is klinisch relevant voor inspanning-intolerantie. Deze onderzoekers gaven deze individuen ook een IV zout-oplossing. Velen verbeterden en dit suggereert dat lage bloed-volumes een deel van het probleem zijn. Maar sommige problemen bleven en dat zette de researchers aan te zeggen dat ‘venous capacitance’ (“ontoereikende veneuze terugkeer een gevolg kan zijn van verstoorde venoconstrictie van uitzetbare bloedvaten”) belangrijker is dan het totaal intravasculair volume. Andere studies hadden het over een mogelijke bijdrage van ontoereikende perifere vasoconstrictie, cardiale sympathische dysautonomie of auto-immune autonome neuropathie. Ook hier werd duidelijk gemaakt dat deconditionering niét de oorzaak van inspanning-intolerantie is.

In een commentaar (‘Chronic Fatigue Syndrome: comments on deconditioning, blood-volume and resulting cardiac function’ in Clin Sci (2009) 118: 121-3) door Julian M Stewart (‘New York Medical College’) werd er al op gewezen dat verlaagde hart-output en bloed-volume niet impliceren dat er sprake is van hart-ziekte maar dat er eerder een aanwijzing voor “circulatoire gevolgen van de verminderde cardiale output” (circulatoire stoornis)…

juli 6, 2016

Verminderde diversiteit & gewijzigde samenstelling van het darm-microbioom bij M.E.(cvs)

Filed under: Diagnostiek — mewetenschap @ 8:35 am
Tags: , , , , , ,

We gaven hier al het artikel ‘Microbioom sekse-verschillen bij M.E.(cvs)’ mee waarin Australische onderzoekers vonden dat specifieke bakterieën verband hielden met ‘CVS’-symptomen. Anderen gaven bewijsmateriaal ter ondersteuning van het idee dat tijdelijke veranderingen qua microbiële samenstelling in de darm en translokatie van darm-microben naar het bloed de symptomen van M.E./CVS kunnen beïnvloeden. Zie ‘Gewijzigd darm-microbioom na inspanning bij M.E.(cvs)’…

In onderstaande studie, gefinancierd door het Amerikaanse ‘National Institutes of Health’, hebben researchers van de Cornell universiteit (o.l.v. Prof. Maureen Hanson) biologische merkers met betrekking tot darm-bakterieën en inflammatie onderzocht in het bloed, en de samenstelling van het microbioom (gezamelijke genomen van de micro-organismen die in een bepaalde omgeving leven) in de stoelgang. Er wordt aangetoond dat het darm-microbioom bij M.E.(cvs)-patiënten anders is (minder diversiteit, meer pro-inflammatoir), dat er sprake is van een biologische abnormaliteit. De researchers zeggen dat ze niet kunnen aangeven of dit oorzaak of gevolg is. De techniek zou een aanvulling kunnen zijn (op bv. de dubbele cardio-pulmonaire inspanning-test) om tot een diagnose te komen en klinici zouden dieet-wijzigingen kunnen overwegen, gebruikmakend van prebiotica (bv. voedingsvezels) of probiotica, om de ziekte te helpen behandelen.” Welke dit zouden kunnen zijn, is niet evident: uit andere studies leerden we al dat er verschillende factoren spelen in een ev. keuze daartoe en dat aanwijzingen niet éénduidig zijn.

De onderzoekers willen ook gaan kijken naar virussen en schimmels in de darm, om te bekijken of één of een combinatie van meerdere, samen met bakterieën, de ziekte kunnen veroorzaken of er toe bijdragen.

————————-

Microbiome Vol 4, page 30 (juni 2016)

Reduced diversity and altered composition of the gut microbiome in individuals with Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome

Ludovic Giloteaux (1), Julia K. Goodrich (1,2), William A. Walters (1,2), Susan M. Levine (3), Ruth E. Ley (1,2) & Maureen R. Hanson (1)

1 Department of Molecular Biology and Genetics, Cornell University

2 Department of Microbiology, Cornell University

3 Private Practice

Samenvatting

Achtergrond Gastro-intestinale stoornissen behoren tot de symptomen die courant worden gemeld door individuen die de diagnose Myalgische Encefalomyelitis/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (M.E./CVS) kregen. Of M.E./CVS geassocieerd is met een gewijzigd microbioom bleef echter onzeker. Hier brachten we de microbiële diversiteit van de darm in kaart via sequentie-bepaling van 16S ribosomaal ribonucleïnezuur (rRNA) genen uit de stoelgang. We onderzochten ook een set inflammatoire merkers in het bloed: C-reaktief proteïne (CRP [biomerker voor systemische inflammatie]), intestinaal vetzuur-bindend proteïne (I-FABP), lipopolysaccharide (LPS), LPS-bindend proteïne (LBP) en oplosbaar CD14 (sCD14 [co-receptor voor de detektie van bakterieel lipopolysaccharide]).

Resultaten We zagen gestegen waarden van enkele bloed-merkers voor microbiële translokatie bij M.E./CVS-patiënten; ook de niveaus van LPS, LBP & sCD14 waren verhoogd. De LBP-waarden correleerden met LPS & sCD14, en de LPS-waarden correleerden met sCD14. Via ‘deep-sequencing’ [meer gesofisticeerde methode voor sequentie-bepaling] van bakteriële rRNA merkers, identificeerden we verschillen tussen de darm-microbiomen van gezonde individuen en M.E./CVS-patiënten. We zagen dat de bakteriële diversiteit verminderd was in de M.E./CVS-stalen in vergelijking meet controles; in het bijzonder een daling van de relatieve aantallen en diversiteit van bakterieën van de stam Firmicutes. In de patiënten-groep vonden we minder diversiteit alsook stijgingen van specifieke soorten waarvan dikwijls wordt gerapporteerd dat ze pro-inflammatoir zijn en vermindering van soorten die frequent als anti-inflammatoir worden beschreven. Via een ‘machine-learning’ [wetenschappelijke discipline over het ontwerpen en ontwikkelen van instruktie-lijsten die computers moeten toelaten ‘gedragingen’ te ontwikkelen op basis van empirische gegevens (bv. van sensoren of uit databases; ook wel ‘data-mining’] benadering op basis van de gegevens verkregen uit de 16S rRNA en inflammatoire merkers, werden de individuen correct als M.E./CVS geklassificeerd (accuraatheid 82,93%).

Besluiten Onze resultaten wijzen op dysbiose van de darm-microbiomen bij deze ziekte en suggereren verder een verhoogde incidentie van microbiële translokatie [verplaatsing van microben van de darm naar de bloed-circulatie], die een rol kan spelen bij de inflammatoire symptomen van M.E./CVS.

Achtergrond

[…] Veel M.E./CVS-patiënten melden ook gastro-intestinale (GI) symptomen, inclusief maar niet beperkt tot prikkelbare darm syndroom (IBS). Intestinale ongemakken worden ook aangegeven in een overzicht van medicijn-gebruik bij individuen met CVS vergeleken met controles (waarbij significant meer gebruik van antaciden, H2-blokkers en proton-pomp inhibitoren [medicijnen die maagzuur-produktie afremmen] werd gevonden in de M.E./CVS-groep.

De prevalentie van darm-symptomen heeft geleid tot pogingen om de ziekte te behandelen met probiotische orale of rectale supplementen. Een studie [Borody TJ, Nowak A, Finlayson S. The GI microbiome and its role in Chronic Fatigue Syndrome: a summary of bacteriotherapy. ACNEM J (2012) 31: 3-8] rapporteerde verbeteringen bij een meerderheid van patiënten 4 weken na bakteriotherapie (rectaal infuus met 13 soorten darm-bakterieën), maar het aantal met een langdurige respons was echter niet goed gedocumenteerd. In 2 kleine studies werden marginale verbeteringen qua bepaalde symptomen gemeld na orale probiotica-therapie [Sullivan A, Nord CE, Evengard B. Effect of supplement with lactic-acid producing bacteria on fatigue and physical activity in patients with Chronic Fatigue Syndrome. Nutr J (2009) 8: 4 /// Rao AV, Bested AC, Beaulne TM, Katzman MA, Iorio C, Berardi JM et al. A randomized, double-blind, placebo-controlled pilot study of a probiotic in emotional symptoms of Chronic Fatigue Syndrome. Gut Pathog (2009)1: 6].

Twee rapporten suggereren gewijzigde darm-microbiomen bij M.E./CVS-patiënten. Gebruikmakend van culturen beschreven onderzoekers [Sheedy JR, Wettenhall RE, Scanlon D, Gooley PR, Lewis DP, McGregor N et al. Increased D-lactic acid intestinal bacteria in patients with Chronic Fatigue Syndrome. In Vivo (2009) 23: 621-8] hogere waarden qua D-melkzuur producerende Enterococcus & Streptococcus soorten bij M.E./CVS-patiënten vs. controles. Noorse M.E./CVS-patiënten en gezonde controles bleken verschillen te vertonen qua samenstelling van darm-microbiomen [studie door R.E.D. Laboratories]. Het is goed gedocumenteerd dat darm-microbiomen een significante impact hebben wat betreft pathologische intestinale aandoeningen zoals ulceratieve colitis (UC), ziekte van Crohn (CD) en systemische ziekten zoals diabetes. Omwille van het frequent voorkomen van of GI-stoornissen, alsook eerdere rapporten over abnormaliteiten, onderzochten we de diversiteit en samenstelling van darm-microbiomen bij M.E./CVS-patiënten in vergelijking met gezonde individuen.

Samen met GI-symptomen, lijken individuen met M.E./CVS zowel immuun-aktivatie en immuun-dysfunktie te vertonen. Vele van de courante symptomen die door M.E./CVS-patiënten worden gerapporteerd, zijn karakteristiek voor inflammatoire ziekten. De meeste rapporten met betrekking tot cytokine-waarden bij M.E./CVS-patiënten vs. controles zijn eerder beperkt en tegenstrijdig, maar verscheidene artikels – op basis van een 51-plex cytokine-test – geven abnormale immuun-signaturen in plasma en cerebrospinaal vocht [Hornig M, Gottschalk G, Peterson DL, Knox KK, Schultz AF, Eddy ML et al. Cytokine network analysis of cerebrospinal fluid in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome. Mol Psychiatry (2016) 21: 261-9 /// Hornig M, Montoya JG, Klimas NG, Levine S, Felsenstein D, Bateman L et al. Distinct plasma immune signatures in ME/CFS are present early in the course of illness. Sci Adv (2015) 1] aan. Abnormale immuun-aktivatie kan worden veroorzaakt door translokatie van microben uit een geïnflammeerde darm. Een rapport gaf verhoogde IgA & IgM tegen lipopolysaccharide (LPS) aan in het serum van M.E./CVS-patiënten [Maes M et al.]. Daarom maten we de plasma-waarden van LPS & LPS-bindend proteïne, alsook van de LPS/LBP receptor sCD14. We onderzochten ook de waarden van C-reaktief proteïne, een inflammatoire merker, en I-FABP als een merker voor de integriteit van het gastro-intestinaal kanaal.

Objectieve molekulaire merkers voor een diagnose van M.E./CVS ontbreken. We onderzochten de waarden van plasma-merkers en microbioom-samenstelling bij zieke en gezonde individuen om te bepalen of de gegevens M.E./CVS  zouden kunnen voorspellen.

Resultaten

Karakteristieken van de studie-populatie

[…] Fukuda diagnostische criteria. […] 48 patiënten & 39 controles […], 34 M.E./CVS-patiënten en 7 controles rapporteerden zelf gastro-intestinale stoornissen (constipatie, diarree of intestinaal ongemak). […] Van de 48 M.E./CVS-patiënten in de studie waren er 19 die een graduele aanvang en 25 die een plotse aanvang aangaven. […]

Metingen van microbiële translokatie merkers geven microbiële translokatie aan

We kwantificeerden de waarden in het plasma van hsCRP, lipopolysacchariden (LPS; merker voor microbiële translokatie (MT) en plasma intestinaal vetzuur-bindend proteïne (I-FABP; merker voor schade aan het gastro-intestinaal kanaal) in beide groepen. […] De waarden van hsCRP waren hoger in de M.E./CVS-populatie t.o.v. gezonde controles (1,38 & 1,21 mg/l, respectievelijk) maar het verschil was niet statistisch significant (P = 0.15).

M.E./CVS-patiënten hadden significant hogere plasma LPS-waarden dan gezonde individuen (mediaan: M.E./CVS 119,43 pg/ml vs. controles 74,74 pg/ml, P < 0.0005). De mediane plasma I-FABP waarde was 341,9 pg/ml in de M.E./CVS-groep & 301 pg/ml in de gezonde groep. Hoewel de mediane I-FABP waarden in de M.E./CVS-groep hoger was dan in de gezonde groep, was het verschil niet statistisch significant (P = 0.27).

Om meer informatie te verkrijgen omtrent chronische LPS-stimulatie in vivo, maten we in het plasma ook sCD14 en LBP, wat door gastro-intestinale en lever epitheliale cellen wordt geproduceerd. Gestegen LPS in de circulatie bevordert de lever-synthese van LBP, een plasma-proteïne dat de binding van LPS op CD14 bevordert. […] De mediane plasma sCD14-concentratie van de M.E./CVS-cohort was 1,97 µg/ml en de mediane plasma LBP-concentratie was 17,68 µg/ml. Deze waarden waren significant verschillend van deze van gezonde vrijwilligers (1,36 µg/ml; P < 0.0005 & 12,32 µg/ml; P < 0.0005, respectievelijk).

Daarna analyseerden we de verbanden tussen de biomerker-metingen in de M.E./CVS-populatie. De plasma LPS-waarden correleerden positief met die van sCD14 & LBP […], consistent met stimulatie van de sCD14-produktie door LPS in vivo. In Daarnaast vonden we een sterke significante correlatie tussen plasma sCD14 & hsCRP en sCD14 & LBP; hoge waarden qua sCD14 bleken geassocieerd met hoge hsCRP […] & LBP […]. We analyseerden ook of enterocyten [darmcellen] -schade (I-FABP waarden) geassocieerd was met de voorgestelde microbiële translokatie merkers LPS, sCD14 & LBP. We vonden geen verband tussen I-FABP & LPS-waarden […], I-FABP & sCD14-waarden […] of I-FABP & LBP-waarden […].

Stoelgang-microbiomen van M.E./CVS-patiënten vertonen gereduceerde diversiteit en verschillende samenstelling t.o.v. gezonde controles

De sequentie werd bepaald […] van 16S rRNA genen [16S ribosomaal RNA is een onderdeel van ribosomen (plaatsen waar de proteïne-synthese geschiedt); de genen die er voor coderen worden gebruikt om evolutie en verwantschap van organismen te bestuderen, omwille van de trage (genetische) evolutie in dit gebied] uit faecale stalen van M.E./CVS-patiënten (n = 48) en gezonde individuen (n = 39). […] [Analyse van de gegevens toonde] Een statistisch verschil qua diversiteit tussen M.E./CVS-patiënten en gezonde individuen (P = 0.004).

We onderzochten het aantal “geobserveerde soorten” [het aantal OTUs – ‘operationele taxonomische eenheden’ op basis van DNA-sequentie gegevens; taxonomie = het beschrijven, benoemen en indelen van organismen en met hun onderlinge relaties], en de diveristeit-parameters ‘evenness’ [gelijkmatigheid (van soorten in een ‘gemeenschap’)] en ‘richness’ [totaal aantal soorten in een data-set] in de 2 groepen. M.E./CVS-stalen hadden een significante algemeen lagere microbiële diversiteit, met een lagere ‘evenness’ […] en lagere ‘richness’ […].

[…] Binnen de microbiële gemeenschap-cluster lijkt er geen duidelijk verschil te zijn qua ‘beta-diversiteit’ [‘echte’ diversiteit; differentiatie van diversiteit voor verschillende milieus] tussen de M.E./CVS-groep en gezonde controles […]. Geen enkele van de geteste parameters (geslacht, BMI of klinische gegevens) onthulde het bestaan van clusters (gegevens niet getoond). Omdat ‘beta-diversiteit’ clustering toont hoe ongelijk de globale gemeenschap-struktuur is tussen stalen, clusteren deze wellicht niet op een manier die de verschillen gedetekteerd op OTU-niveau of de algemene ‘alfa-diversiteit’ [de gemiddelde soorten-diversiteit in een bepaald milieu] binnen groepen weerspiegelt.

De globale microbiële samenstelling voor M.E./CVS en controles verschilde op stam- en familie-niveau, hoewel geen van deze verschillen statistisch significant waren na correctie. De 2 grootste stammen in elke set (gezonden en M.E./CVS-patiënten) waren Firmicutes & Bacteroidetes. Bij gezonde individuen correspondeerde dit met 46 & 45% respectievelijk […]. Proteobacteria vormden de volgende grootste stam (3,6%), met Verrucomicrobia & Actinobacteria in relatief lage aantallen (2,1 & 1,6%, respectievelijk). Op stam-niveau was het aantal Bacteroidetes vergelijkbaar (52%) in beide sets. M.E./CVS-stalen vertoonden lagere relatieve aantallen Firmicutes (35%) en hogere relatieve aantallen Proteobacteria (8%), bijna volledig te wijten aan een tweevoudige toename van de Proteobacteria-familie Enterobacteriaceae (6 vs. 3% voor M.E./CVS en gezonden, respectievelijk). Binnen de Firmicutes waren, op familie-niveau, de Ruminococcaceae lager in de M.E./CVS-stalen (16 vs. 11% voor M.E./CVS en gezonden, respectievelijk), terwijl de Lachnospiraceae gelijkaardig waren in beide sets (16%). Er werden enkele verschillen genoteerd tussen gevallen en controles qua leden van de familie Bacteroidetes, nl. Bacteroidaceae (35 vs. 43%), Rickenellaceae (3 vs. 4%) & Prevotellaceae (3,2 vs. 0,7%). Tenslotte waren, binnen de Actinobacteria, de Bifidobacteriaceae lager in de M.E./CVS-stalen (1 vs. 0,5%).

Op OTU-niveau bleken 40 OTUs significant verschillend na correctie. De meerderheid daarvan behoordetot de Firmicutes stam, inclusief leden van de Ruminococcaceae familie (zoals Oscillospira sp., Faecalibacterium prausnitzii & Ruminococcus sp., en leden van de Lachnospiraceae, zoals Coprococcus sp.). Andere OTUs omvatten leden van de Actinobacteria (zoals Eggerthella lenta & Collinsella aerofaciens).

Deze significante verschillen werden verder bevestigd [via andere analyses]. […] M.E./CVS-microbiomen waren aangerijkt met een niet-geklassificeerd lid van de Desulfohalobacteriaceae en geslachten van de Firmicutes stam (Oscillospira, Lactococcus, Anaerotruncus & Coprobacillus, en Eggerthella, een lid van de Actinobacteria stam (P < 0.05). 18 geslachten waren aangerijkt in de controle-groep vergeleken met de M.E./CVS-groep: de leden behoorden voornamelijk tot de Firmicutes stam. We zagen dat leden van de Ruminococcaeae & Bifidobacteriaceae (Faecalibacterium & Bifidobacterium, respectievelijk), significant verhoogd waren bij gezonde individuen (P = 0.03 & 0.04, respectievelijk).

Klassificeren van individuen bij patiënten of controles op basis van inflammatoire merkers en microbioom-gegevens

D.m.v. een ‘machine-learning’ benadering, konden stalen meestal succesvol geklassificeerd worden bij gezonde of M.E./CVS-groepen,; waarbij het grootste deel van de stalen correct werd geklassificeerd wanneer de gegevens van de microbe-geslachten samen met de inflammatoire merkers werden gebruikt voor de analyse. [Naar gelang de gebruikte methode 80 tot 82%.] […] Het verwerken van de gegevens van de microbiële sequentiebepaling zonder het opnemen van BMI en waarden van inflammatoire merkers resulteerde in 70, 75 & 72% correcte klassificatie (geslacht, soort en OTU, respectievelijk).

Bespreking

Onze analyse van het microbioom suggereert dat het gastro-intestinaal kanaal van M.E./CVS-patiënten een pro-inflammatoire omgeving is. Dit milieu zou schade kunnen veroorzaken aan het intestinaal epitheel [‘dekweefsel’; beschermt het weefsel tegen de buitenwereld], waardoor microbiële translokatie (MT) verhoogt en vervolgens een immuun-respons triggert. Er werd al gedocumenteerd dat ontwrichting van de funktie van de mucosale barrière [mucosa = slijmvlies; dunne laag cellen die slijm produceert ter bescherming] optreedt bij M.E./CVS (aangetoond door de verhoogde serum-concentraties IgA & IgM tegen LPS van Gram-negatieve darm-bakterieën [Maes M et al.]). Onze gegevens ondersteunen de hypothese van verhoogde MT in de M.E./CVS-groep door (i) significant gestegen waarden van plasma-LPS en (ii) significant hogere waarden van sCD14 & LBP, indicatoren voor directe LPS-stimulatie. Verhoogde doorlaatbarheid van de darm en verhoogde LPS-waarden werden ook al beschreven bij patiënten met lever-ziekten, alkoholische en niet-alkoholische steatohepatitis [‘vette lever’; veroorzaakt levercirrose], bij chronische HIV-infektie en bij inflammatoire darm ziekte (IBD), wat suggereert dat een aktivatie van pro-inflammatoire en endotoxine-signalisering belangrijk kan zijn voor ziekte-progressie bij M.E./CVS. Bijgevolg kunnen hoge plasma LPS-waarden bij M.E./CVS-het resultaat zijn van een verhoogde produktie van endotoxine door veranderingen in de darm-microbiomen. Verder observeerden we dat sCD14-waarden positief correleerden met de waarden van LPS, LBP & hsCRP. Als er schade aan de darm-mucosa is, kan microbiële translokatie verhogen, met als gevolg wijzigingen in de antimicrobiële regulatoren en ontregeling van het aangeboren immuunsysteem.

Als merker is LPS beperkt tot bepaalde microben, aaangezien het enkel anwezig is in Gram-negatieve bakterieën. sCD14 wordt hoofdzakelijk geproduceerd door macrofagen en hepatocyten in respons op LPS maar wordt ook gestimuleerd door andere bakteriële en virale agentia. LBP werkt als een co-factor samen met sCD14 en wordt constitutief [niet bepaald door één of andere behoefte] gesynthetiseerd in hepatocyten ter herkenning van LPS dat wordt afgegeven in de bloedbaan maar verscheidene inflammatoire factoren zoals IL-22, IL-6 & TNF-α kunnen zijn expressie induceren. Niettemin vonden we significant meer patiënten met verhoogde waarden van deze biomerkers in vergelijking met de gezonde groep, wat suggereert dat meer MT optreedt bij mensen met M.E./CVS.

Gebruikmakend van aërobe en anaërobe cultuur-methodes, hebben Australische onderzoekers voor het eerst bewijs geleverd van veranderde faecale microbiomen M.E./CVS-patiënten vergeleken met gezonde individuen [Butt HL, Dunstan R et al. Bacterial colonosis in patients with persistent fatigue. In Proceedings of the AHMF international clinical and scientific conference Sydney, Australia: AHMF 2001]. Vervolgens verkregen anderen [Sheedy et al.; zie hierboven] (via cultuur-methodes en metaboliet-analyse) informatie betreffende het faecal microbioom in groepen patiënten en gezonde controles. Beiden vonden dat D-melkzuur producerende Enterococcus & Streptococcus soorten sterk over-vertegenwoordigd waren bij M.E./CVS-patiënten en dat bij de anaërobe bakterieën, Prevotella een bakterieel geslacht was dat in overmaat voorkwam bij individuen met M.E./CVS.

Een studie [R.E.D. Laboratories] onderzocht de aanwezigheid van specifieke veranderingen in de darm-microbiomen bij M.E./CVS-patiënten uit België & Noorwegen. [De methodiek was enigszins anders dan deze die her werd gebruikt.]. Onze analyse toonde dat de diversiteit binnen het staal lager is bij de M.E./CVS-monsters vergeleken met controles. [Dit was bij de R.E.D. Laboratories studie niet het geval, waarschijnlijk door de andere technologie.] Een lagere ‘richness’ werd ook gezien in ongezonde of inflammatoire aandoeningen en bleek geassocieerd met IBD, necroserende enterocolitis en grotere abdominale ongemakken bij patiënten met voedsel-intoleranties.

Ongeacht de ziekte-toestand vertegenwoordigden bakterieën die behoren tot de Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria & Actinobacteria stammen de overgrote meerderheid van de geïdentificeerde sequenties. We zagen minder leden van de dominante stam Firmicutes, wat ook herhaaldelijk werd opgemerkt bij patiënten met de ziekte van Crohn. Proteobacteria kwamen meer voor bij M.E./CVS-patiënten dan bij controles, wat ook wordt gezien bij IBD-patiënten. In een darm met inflammatie, geven infiltrerende macrofagen en neutrofielen van zwavel en stikstof afgeleide metabolieten (zoals tetrathionaat and nitraat) af. Opportunistische leden van de Proteobacteria kunnen profiteren van de inflammatoire respons van de gastheer […] om energie te genereren en hun eigen groei in de darm te bevorderen. We hebben geen informatie verzameld betreffende het dieet van de patiënten en we weten dus niet of deze factor de samenstelling en/of metabolisme van de microbiomen in onze groepen zou kunnen hebben beïnvloed.

We zagen significant lage aantallen uit het geslacht Faecalibacterium, een lid van de Ruminococcaceae, bij de M.E./CVS-populatie. Faecalibacterium prausnitzii, dat een anti-inflammatoir proteïne produceert, bv. is gedaald bij in M.E./CVS-patiënten t.o.v. controles. Dit geslacht is ook verminderd bij IBD en ulceratieve colitis, en er werd aangetoond dat dit anti-inflammatoire eigenschappen in vitro en in vivo heeft. Faecalibacterium behoort tot een groep van butyraat (korte-keten vetzuur met gekende anti-inflammatoire eigenschappen en beschermende werking voor de darm) -producenten. Individuen met with IBD & IBS vertonen een gebrek aan butyraat-producerende bakterieën en lagere warden qua butyraat in hun darm, wat verschillende processen inclusief hormoon- & cytokine-secretie (bv. leptine, IL-10) en aktivatie van immune/inflammatoire responsen moduleert.

We vonden ook een daling qua Bifidobacterium, die reeds werd geobserveerd bij IBS, IBD en type-II diabetes. Bifidobacteria zijn een groep melkzuur-producerende bakterieën die veel worden gebruikt als probiotica [= micro-organismen waaraan een gezondheidsbevorderende werking wordt toegeschreven] en als doelwit voor prebiose [prebiotica = voeding-ingrediënten, die selektief de groei en/of de aktiviteit van één of meerdere soorten bakterieën in de darm stimuleren, en daardoor de gezondheid van de gastheer bevorderen]. Behandeling met Bifidobacterium infantis 35624 bleek CRP-waarden te doen dalen in een groep M.E./CVS-patiënten [Groeger D, O’Mahony L, Murphy EF, Bourke JF, Dinan TG, Kiely B et al. Bifidobacterium infantis 35624 modulates host inflammatory processes beyond the gut. Gut Microbes (2013) 4: 325-39].

We gebruikten een gecontroleerde ‘machine-learning’ benadering om de ziekte-toestand te helpen voorspellen basis van de microbioom-sequentie gegevens-sets. Hiermee waren we in staat ongelabelde stalen met een bepaalde accuraatheid te klassificeren. […] Een dergelijke benadering kan daarom dienen als een aanvulling op andere niet-invasieve diagnose-methodes of als een initiële diagnose om te bepalen of een individu misschien M.E./CVS heeft. Omdat dit hier een betrekkelijk kleine groep betreft, zal een grote groep individuen met M.E./CVS en gezonde controles nodig zijn om te verifiëren of de klassificatie zijn accuraatheid behoudt in een onafhankelijke studie, om zo tot een formele diagnostische klinische toepassing te komen.

Besluiten

Alles te samen suggereren onze resultaten een aanhoudende beschadiging aan de darm-mucosa, wat leidt tot verhoogde microbiële translokatie bij M.E./CVS, wat op z’n beurt de anti-microbiële regulatoren zou kunnen veranderen en het aangeboren immuunsysteem ontregelen. Er werden verschillen qua darm-microbiomen – wat betreft relatieve aantallen van specifieke geslachten – van gezonde individuen en patiënten met M.E./CVS geïdentificeerd. Er is niet één enkelvoudige precieze verandering van de darm-microbiomen van alle M.E./CVS-patiënten die we onderzochten maar onze gegevens komen samen in een ondersteuning van het concept van een minder diverse en onstabiele gemeenschap van bakterieën bij deze aandoening. Het beklemtoont de associatie van specifieke taxonomische groepen bakterieën bij M.E./CVS en de identificatie van de onderliggende rol van deze veranderde commensale darm-microbiomen [onschadelijk gast-organismen] zou kunnen leiden tot nieuwe diagnostische en therapeutische strategieën die de klinische uitkomst zouden kunnen verbeteren. Toekomstige studies zouden dan bijkomende molekulaire merkers kunnen blootleggen die kunnen worden gecombineerd met informatie over het darm-microbioom om de sensitiviteit en specificiteit van of M.E./CVS diagnostische testen te verhogen.

De oorzaak van M.E./CVS is niet gekend maar darm-dysbiose kan bijdragen tot enkele van de symptomen en hun ernst. Therapeutische interventies gericht op het reduceren van lokale inflammatie, herstel van de immuniteit en integriteit van het gastro-intestinaal kanaal, en het modificeren van het intestinaal microbioom kan M.E./CVS-symptomen verbeteren in een aantal patiënten.

Methodes

[…]

juni 24, 2016

Mogelijke biomerker voor vermoeidheid: oxidatieve stress & anti-oxidatieve aktiviteit

Filed under: Diagnostiek — mewetenschap @ 2:41 pm
Tags: , , , ,

Biol Psychol. 2016 [pre- print]

A potential biomarker for fatigue: oxidative stress and anti-oxidative activity

Sanae Fukuda (a,b,c), Junzo Nojima (d), Yukari Motoki (d), Kouzi Yamaguti (c,e), Yasuhito Nakatomi (c,e), Naoko Okawa (a), Kazumi Fujiwara (a), Yasuyoshi Watanabe (b,c), Hirohiko Kuratsune (a,b,c,e)

(a) University of Kansai Welfare Sciences, Kashiwara, Osaka 582-0026, Japan

(b) RIKEN Centre for Life Science Technologies, Kobe, Hyogo 650-0047, Japan

(c) Department of Physiology, Osaka City University Graduate School of Medicine, Osaka 545-8585, Japan

(d) Department of Laboratory Science, Yamaguchi University Graduate School of Medicine, Yamaguchi, 755-8505, Japan

(e) Department of Endocrinology, Metabolism and Molecular Medicine, Osaka City University Graduate School of Medicine, Osaka 545-8585, Japan

Samenvatting

We probeerden te bepalen of oxidatieve stress en anti-oxidatieve activiteit kunnen fungeren als biomerkers die patiënten met Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS) kunnen onderscheiden van gezonde vrijwilligers, bij acute & sub-acute vermoeidheid en rust. We berekenden de oxidatieve stress index (OSI) uit ‘reactive oxygen metabolites-derived compounds’ [molekulen afgeleid van reaktieve zuurtsof metabolieten] (d-ROMs) en het ‘biological anti-oxidant potential’ [biologisch anti-oxidant vermogen] (BAP). We bekeken wijzigingen qua d-ROMs, BAP & OSI bij acute en sub-acute vermoeidheid in 2 gezonde groepen, en vergeleken de waarden in rust tussen patiënten met CVS (diagnose d.m.v. de Fukuda 1994 criteria) en een andere groep gezonde controles. Na acute vermoeidheid bij gezonde controles, waren de d-ROMs en OSI verhoogd, en het BAP gedaald. Hoewel d-ROMs en OSI significant hoger waren na sub-acute vermoeidheid, daalde het BAP niet. Bij rust waren de d-ROMs hoger, de OSI hoger en het BAP lager bij CVS-patiënten dan bij gezonde vrijwilligers, maar de d-ROMs en de OSI lager vergeleken met sub-acute controles. De BAP-waarden verschilden niet significant tussen CVS-patiënten en controles in de sub-acute conditie. De waarden waren echter significant hoger dan in rust voor de controles. Zodoende zouden metingen van de oxidative stress (d-ROMS) en anti-oxidatieve aktiviteit (BAP) nuttig kunnen zijn voor het onderscheiden van gezonde mensen en CVS-patiënten wat betreft acute & sub-acute vermoeidheid en rust, of voor het evalueren van vermoeidheid-niveaus bij gezonde mensen.

Inleiding

[…] inflammatoire en oxidatieve & nitrosatieve stress (IO&NS) zouden vermoeidheid en somatische symptomen kunnen genereren. […] Symptomen bij niet-obese CVS-patiënten met een normale bloeddruk bleken te correleren met oxidatieve stress, gemeten via isoprostaan-waarden [Kennedy G., Spence VA et al. Oxidative stress levels are raised in Chronic Fatigue Syndrome and are associated with clinical symptoms. Free Radical Biology and Medicine (2005) 39: 584-589]. Ook verlaagde waarden qua anti-oxidatieve aktiviteit, coenzyme-Q10, vitamine-E en zink werden bij CVS gerapporteerd. [Castro-Marrero J et al. Could mitochondrial dysfunction be a differentiating marker between Chronic Fatigue Syndrome and fibromyalgia? Antioxidants & Redox Signaling (2013) 19: 1855-1860 /// Miwa K & Fujita M. Fluctuation of serum vitamin E (alpha-tocopherol) concentrations during exacerbation and remission phases in patients with Chronic Fatigue Syndrome. Heart Vessels (2010) 25: 319-323]

Vermoeidheid wordt ook frequent ervaren door gezonde individuen (14,3% tot zelfs 60% in de gezonde Japanese bevolking). Er werd gerapporteerd over de impact van oxidatieve stress op vermoeidheid bij gezonde mensen. De totale anti-oxidatieve aktiviteit bleek te verhogen na een inspanning. Isoprostanen en glutathion/geoxideerd glutathion bleken te correleren met uitputting door over-training en er werd een stijging qua 8-hydroxydeoxyguanosine [8-OH-dG; een merker voor oxidatieve schade aan DNA] gemeld die gedurende 2 tot 3 dagen aanhield na slaap-onthouding. Job-stress en examens zijn psychologische omstandigheden die leiden tot fysieke vermoeidheid. 8-OHdG en malondialdehyde [MDA; merker voor oxidatieve stress] bleken te stijgen naar mate de job-stress en subjectieve stress. Daarnaast werd aangetoond dat de waarden van proteïne-carbonylen, MDA en 8-OH-dG allemaal stijgen tijdens en na examen-stress.

De evaluatie van het simultaan en accuraat meten van biomerkers voor oxidatieve stress en anti-oxidante aktiviteit is belangrijk omdat het toelaat meerdere vermoeidheid-condities bij gezonden mensen te differentiëren van CVS. Sommige biomerkers voor oxidatieve stress kunnen niet accuraat worden gemeten in vivo omdat reaktieve zuurstof soorten een kort biologisch half-leven hebben en zeer reaktief zijn. Diacron-Reaktieve Zuurstof Metabolieten (d-ROMs) zouden in tegenstelling daarmee een goede biomerker kunnen zijn omdat ze het niveau hydroperoxiden [afgeleiden van waterstof-peroxide] aangeven, welke relatief stabiele reaktieve zuurstof metabolieten zijn. Het doel van deze studie was te bepalen of dROMs en BAP biomerkers zijn die CVS-patiënten onderscheiden van gezonde vrijwilligers die acute en sub-acute vermoeidheid ervaren, en in rust.

Methodes

[…]

CVS-patiënten

121 patiënten (76 vrouwen & 45 mannen; gemiddelde leeftijd 37,3 ± 8,36 jaar) […] CVS-diagnose door specialisten op basis van de 1994 CDC klinische criteria. […] Exclusie-criteria: (1) neuro-inflammatoire of immune aandoeningen […]; (2) elke aktieve medische aandoening die de aanwezigheid van chronische vermoeidheid kan verklaren; (3) de aanwezigheid van elke ziekte die teruggekeerd of niet volledig opgelost kan zijn (bv. kwaadaardige ziekten of chronische gevallen van infektie met hepatitis-B or -C; (4) misbruik van alkohol of andere drugs; (5) ernstige zwaarlijvigheid (BMI ≥ 30; (6) zwangerschap; of (7) lactatie.

De aanwezigheid van majeure depressie, fibromyalgie of somatoforme aandoening [lees ‘Risico op mis-labeling als mentaal ziek door ‘somatic symptom disorder’ in DSM-5] was geen criterium voor exclusie. […] 88 patiënten namen anti-oxidanten (bv. vitamine-C of coenzyme-Q10). 71 patiënten namen psychotrope or slaap-medicatie. […] 66 patiënten hadden co-morbide psychiatrische aandoeningen […]. 53 patiënten hadden co-morbide fibromyalgie (FM) […].

Gezonde vrijwilligers

Er namen 3 groepen vrijwilligers (HVs) deel aan het experiment. De eerste groep (HV1) onderging acute stress en omvatte 12 gezonde vrouwelijke studenten (gemiddelde leeftijd 20,4 ± 0,5 jaar). Deze namen geen medicijnen of supplementen. De tweede groep (HV2) nam deel in de sub-acute vermoeidheid conditie en omvatte and 24 computer-programmeurs (12 mannen & 12 vrouwen, gemiddelde leeftijd 36,7 ± 8,8 jaar). De derde groep (HV3) nam deel in de rust-conditie en omvatte 656 vrijwilligers (274 mannen & 382 vrouwen, gemiddelde leeftijd 40,8 ± 12,4 jaar) zonder abnormale resultaten op enige belangrijke klinische laboratorium-test (hemoglobine, c-reaktief proteïne, albumine, triglyceriden, glucose, AST, ALT, röntgen-onderzoek of cholesterol) en een BMI niet ≥ 28. Uit deze 656 selekteerden we een groep van 121 die matchten qua leeftijd en geslacht met CVS-patiënten (76 vrouwen & 45 mannen; gemiddelde leeftijd 37,3 ± 8,43 jaar). […]

Studie-ontwerp

We bepaalden biomerkers voor oxidatieve stress en anti-oxidatieve activiteit bij patiënten met CVS en in de 3 groepen gezonde vrijwilligers. Er werden metingen uitgevoerd bij CVS-patiënten in rust, en bij gezonde vrijwilligers tijdens een acute experimentele taak, de sub-acute vermoeidheid conditie en bij rust. We definieerden de sub-acute vermoeidheid conditie als vermoeidheid die gepaard gaat met ernstig over-werk van vastgelegde duur.

De acute conditie

[…] (HV1) een 3-uur durende mentaal stresserende reken-taak op computer. […] Voor en na werd bloed afgenomen voor bepaling van serum-waarden d-ROMs en biologisch anti-oxidant vermogen (BAP). Vermoeidheid werd bepaald d.m.v. een visuele analoge schaal (VAS) voor en na de taak.

De sub-acute conditie

(HV2) Computer-programmeurs werkten gedurende 2 weken aan nieuwe computer-systemen op een afdeling van het ziekenhuis-laboratorium. Ze werkten van 8:00 a.m. tot 6:00 p.m. aan het nieuw systeem en programmeerden dan het systeem van 6:00 p.m. gedurende de nacht. Ze vertoonden geen vermoeidheid-symptomen en hadden geen abnormale laboratorium-resultaten […] of een BMI ≥ 28. […]

De rust-conditie

HV3 controle-groep en CVS-patiënten […].

Meting van d-ROMs & BAP

Oxidatie en anti-oxidatie aktiviteiten werden simultaan gemeten in het serum. Oxidatieve aktiviteit werd bepaald via het meten van d-ROMs en anti-oxidatieve aktiviteit via het meten van het Biologisch Anti-oxidant Vermogen […]. De concentratie ROMs wordt uitgedrukt in Carratelli Eénheden (1 CARR U = 0,08 mg waterstof-peroxide/dl).

De BAP-test […] geeft de anti-oxidante capaciteit van een serum-staal aan.

[…] We bepaalden de normale referenties voor d-ROMs en BAP bij 312 gezonde controles (164 vrouwen en 148 mannen; gemiddelde leeftijd 36,7 ± 8,8 jaar) die (op basis van een vragenlijst) voldeden aan bepaalde criteria (niet roken of zwaar drinken, niet lijden aan metabool syndroom, niet minder dan een jaar gelden bevallen, geen medicatie nemen of over-werkt zijn, geen abnormale slaap of voeding, en geen vermoeidheid-symptomen) en geen abnormale klinische laboratorium-testen vertoonden […]. De normale referentie-waarden waren […] 286,9 ± 100,2 CARR U (d-ROMs) & 2.541,3 ± 122,0 μmol/l (BAP).

Om een parameter te bekomen die een globale verschuiving naar oxidatieve stress vertegenwoordigt, gebruikten we een oxidatieve stress index (OSI), berekend met de volgende formule: OSI = C × (d-ROMs / BMP), waarbij C een standaardisatie-coefficiënt is om de OSI van de gezonde controles op 1,0 te brengen (C = 8,85 in deze studie). […].

Statistiek

[…]

Resultaten

[…] In de HV1-groep […] na controle voor leeftijd, waren d-ROMs & BAP significant hoger na de taak en de OSI neigde hoger te zijn.

[…] HV2-groep […] na controle voor geslacht en leeftijd, waren d-ROMs & OSI significant hoger na sub-acute vermoeidheid. Geen significante veranderingen qua BAP voor en na de werk-periode van 2 weken.

De d-ROMs, BAP & OSI bij rust van de 656 HVs waren 305,4 ± 109,2 CARR U, 2696,3 ± 398,8 μmol/l & 1,00 ± 0,34, respectievelijk. d-ROMs & OSI van vrouwelijke vrijwilligers lagen significant hoger dan bij mannen (d-ROMs: 318,3 ± 52,6 CARR U vs. 287,4 ± 52,3 CARR U, P < 0.001; OSI: 1,04 ± 0,16 vs. 0,95 ± 0,18, P < 0.001).

d-ROMs & OSI stegen significant met de leeftijd, terwijl de BAP-waarden daalden met de leeftijd. Deze met leeftijd gerelateerde verschillen waren niet significant beïnvloed door geslacht.

[…] d-ROMs & OSI waren significant hoger bij patiënten met CVS vergeleken met de voor leeftijd/geslacht gematchte HV3-groep. d-ROMs & OSI van werkkrachten die sub-acute vermoeidheid ervaarden (HV2-groep) waren echter zelfs hoger dan die van de CVS-patiënten in rust. De BAP-waarden van CVS-patiënten in rust waren niet significant verschillend van die van de HV2-groep in rust na sub-acute vermoeidheid, maar lagen significant lager dan die in rust van de voor leeftijd/geslacht gematchte HV3-groep.

Bespreking

Na het in acht nemen van de leeftijd, stegen d-ROMs & OSI en daalde het BAP na acute vermoeidheid. Na sub-acute vermoeidheid (2 weken overwerkt), stegen d-ROM waarden maar het BAP steeg enkel in één geval (rekening houdend met leeftijd en geslacht). Patiënten met CVS vertoonden hogere warden qua d-ROMs & OSI en lagere BAP-niveaus in rust vergeleken met voor leeftijd/geslacht gematchte controles. In tegenstelling daarmee: wanneer patiënten werden vergeleken met werkkrachten die sub-acute vermoeidheid ervaarden, waren de d-ROMs & OSI hoger bij de werkkrachten. BAP-waarden verschilden niet tussen CVS-patiënten en personen die sub-acute vermoeidheid ervaarden, maar vergelekenn met de patiënten, waren deze significant hoger bij voor leeftijd/geslachte gematchte controles. Het nemen van anti-oxidanten, medicatie, of co-morbiditeit met FM of psychiatrische ziekten had geen effekt op de waarden van oxidatieve merkers bij CVS-patiënten.

Na de acute vermoeidheid, stegen d-ROMs en daalde het BAP t.o.v. de waarden vóór de taak. Er werd een afname van d-ROMs aangetoond 2 uur na het experiment (gegevens hier niet getoond). Tijdens de acute vermoeidheid conditie, stegen oxidatieve stress en anti-oxidatieve aktiviteit simultaan, en herstelden dan onmiddellijk tot voorafgaande niveaus binnen 2 uur. Veranderingen qua d-ROMs & BAP werden eerder gerapporteerd na een fysieke belasting en in dier-modellen voor vermoeidheid. Experimenteel geïnduceerde kortstondige inflammatie had geen impact op plasma oxidatieve stress bij een mentale belasting-test. Daarom zou het kunnen dat onze resultaten niet direct gerelateerd zijn met inflammatie of immuun-funktie abnormaliteiten.

Na de 2 weken over-werk die zorgde voor de sub-acute vermoeidheid, waren de d-ROM waarden verhoogd, terwijl de BAP-waarden slechts in één geval daalden. Bij acute vermoeidheid condities, trad de toename van d-ROMs & BAP gelijktijdig op en herstel tot oorspronkelijke waarden gebeurde binnen 2 uur. De sub-acute vermoeidheid conditie duurde 2 weken. Daarom werden verhoogde BAP-waarden bij de werkkrachten aangetoond. De BAP-waarden keerden echter bij bijna alle werkkrachten terug naar normaal binnen 2 weken. Slechts één persoon vertoonde een gedaald BAP na 2 weken. Hoewel we geen herstel-gegevens verzamelden, speculeren we dat het BAP bij deze vrijwilliger zich niet kon herstellen omwille van een onderdrukking van het BAP. Er werd frequent gerapporteerd dat job-stress of subjectieve stress-waarden verscheidene metingen voor oxidatieve stress doen toenemen. Studenten vertonen toegenomen oxidatieve stress tijdens en na examen-periodes. We zagen dezelfde tendens wat betreft d-ROMs & BAP, hoewel de belasting en de vermoeidheid-evaluatie op een andere manier gebeurde.

d-ROM & OSI bij CVS-patiënten waren hoger en BAP-waarden waren lager dan bij voor leeftijd/geslacht gematchte controles. Er werd echter een lagere waarde qua d-ROM & OSI geobserveerd bij de patiënten in vergelijking met werkkrachten met sub-acute vermoeidheid. Het BAP van CVS-patiënten verschilde niet significant van dat van de werkkrachten. Spier-merkers voor oxidatieve stress bleken gelinkt met het pathologisch mechanisme voor CVS, en bloed-merkers voor oxidatieve stress dragen bij tot CVS-pathologie en -symptomen [Fulle S et al. Specific oxidative alterations in vastus lateralis muscle of patients with the diagnosis of Chronic Fatigue Syndrome. Free Radical Biology and Medicine (2000) 29: 1252-1259], bijzonderlijk in respons op inspanning bij CVS-patiënten [Nijs J et al. Altered immune response to exercise in patients with Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis: a systematic literature review. Exercise Immunology Review (2014) 20: 94-116]. Verder werden dalingen van de anti-oxidante niveaus, zoals CoQ10, gerapporteerd bij CVS.

[…] De waarden van dROMs & BAP van de HVs in de post-acute conditie waren dezelfde als de CVS-patiënten, maar deze waarden herstelden echter binnen 2 uur (gegevens hier niet getoond). dROM-waarden van de HVs in de post sub-acute vermoeidheid conditie waren lager dan deze van de CVS-patiënten in rust, terwijl de BAP-waarden van deze 2 groepen vergelijkbaar waren. Patiënten met CVS vertoonden hoger waarden qua d-ROMs & OSI dan de voor leeftijd/geslacht gematchte controles. CVS-patiënten vertoonden lagere BAP-waarden vergeleken met HVs in rust. d-ROMs stegen na acute en sub-acute vermoeidheid bij gezonde mensen. Deze resultaten suggereren dat bij het gebruik van een combinatie van d-ROMs, BAP & OSI, we de verschillende vermoeidheid-niveaus kunnen evalueren of patiënten met CVS kunnen onderscheiden van gezonde individuen die verschillende vermoeidheid-niveaus ervaren.

We hebben de verschillen qua oxidatieve stress en anti-oxidatieve aktiviteit duidelijk in een relatief groot staal CVS-patiënten. De pathologische mechanismen betrokken bij CVS zouden gelinkt kunnen zijn met inflammatie en abnormaliteiten van de immune en sympathische funkties zoals eerder gesuggereerd. Verhoogde sympathische aktiviteit na acute vermoeidheid werd onderzocht [mentale vermoeidheid na langdurige belasting bij gezonde vrijwilligers]: de hartslag-variabiliteit in de hoge-frequentie band [HF, parasympathisch; zie o.a. ‘Verminderde fysieke aktiviteit & autonome regulering bij CVS] was significant gedaald. Waarden van TNF-α waren hoger tijdens een lange periode van stress (sub-acuut) vergeleken met in rust [gezonde studenten]. CVS-patiënten bleken abnormaliteiten te vertonen qua sympathische aktiviteit [Yamaguti K, Tajima S & Kuratsune H. Autonomic dysfunction in Chronic Fatigue Syndrome. Advances in Neuroimmune Biology (2013) 4: 281-289] en inflammatie [Nakatomi et al. Neuroinflammation in patients with Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis: a 11C-(R)-PK11195 positron emission tomography. Journal of Nuclear Medicine (2014) 55: 945-950] in vergelijking met HVs. De link tussen inductie van inflammatie en immuun-funktie, alsook tussen sympathische funktie bij CVS-patiënten vergeleken met HVs bij acute, sub-acute en rust condities kan worden aangetoond in de studie. Aangezien we echter de sympathische funktie en immune aktiviteit niet simultaan onderzochten, zijn verdere studies vereist om een eventuele link te verduidelijken.

Er waren meerdere beperkingen verbonden aan de studie. Ten eerste: roken en BMI zijn 2 risico-factoren waarvan is geweten dat ze oxidatieve stress kunnen beïnvloeden, en anti-oxidante supplementen zouden deze waarden ook kunnen beïnvloeden. We voerden geen analyses uit die deze factoren in overweging namen. De HVs in deze studie namen echter geen medicatie of anti-oxidante supplementen, en we sloten deelnemers met een abnormaal hoge BMI uit. Verder bleken de waarden van oxidatieve biomerkers niet te verschillen op basis van anti-oxidante supplementen. We herleiden de mogelijke effekten van deze verstorende factoren dus tot een minimum. Ten tweede: we hebben geen andere oxidatieve stress biomerkers, zoals hydroperoxiden, gemeten – waarvan is gebleken dat ze gerelateerd zijn met CVS en chronische vermoeidheid. Ten derde: we konden de sub-acute vermoeidheid groep niet opvolgen tijdens het herstel omdat ze van werk-omgeving veranderden na het beëindigen van de installatie van het computer-systeem. Ten vierde: we onderzochten de veranderingen qua oxidatieve stress biomerkers niet in de acute en sub-acute condities bij CVS-patiënten. Een laastste beperking is dat de duur van de of acute, sub-acute en chronische vermoeidheid niet duidelijk werden geïdentificeerd.

Samengevat: oxidatieve stress en anti-oxidatieve aktiviteit zou nuttig kunnen zijn voor het onderscheiden van acute, sub-acute en rust-vermoeidheid bij gezonde mensen en CVS-patiënten, door het combineren van metingen voor d-ROMs & BAP of door het evalueren van vermoeidheid-graad bij gezonde mensen. De studie-resultaten geven aan dat evaluatie van vermoeidheid via d-ROMs & BAP, gecombineerd met OSI nuttig kan zijn voor het onderscheiden van CVS en vermoeidheid-status (bv. overwerkt zijn) bij gezonde mensen.

juni 10, 2016

Abnormaliteiten in het vasomotor-centrum van de hersenstam bij CVS

Filed under: Fysiologie,Neurologie — mewetenschap @ 6:20 am
Tags: , , ,

Het autonoom zenuwstelsel (AZS) is een cruciaal onderdeel van het zenuwstelsel. Het bestaat uit verscheidene controle-centra in de hersenen (de hypothalamus, kernen in het midden-brein en de hersenstam) van waaruit signalen worden gezonden naar de organen (hart en bloedvaten, darmen, blaas, enz.) via 2 soorten zenuwen (het sympathisch zenuwstelsel – SZS – en het parasympathisch zenuwstelsel – PZS). Beide helpen de aktiviteit van die organen te regelen (versnellen of vertragen). Het AZS kan de hartslag/bloeddruk doen verhogen, en de bloedtoevoer naar de hersenen en de spieren beïnvloeden. Als er een over-aktiviteit is in dit deel van het zenuwstelsel, kan het ook prikkelbare darm achtige symptomen geven en de plas-frequentie beïnvloeden.

We weten al dat er goed klinisch en research-bewijs is (bv. het werk van Prof. Newton – zie links in de tekst) dat aantoont dat sprake is van een ANS-dysfunktie bij M.E.(cvs). Dit speelt een belangrijke rol bij symptomen zoals orthostatische intolerantie/ hypotensie (sterke daling van de bloeddruk bij de overgang van liggen naar rechtopstaan), POTS, koude handen en voeten (bloedvaten die samentrekken bij koud weer) maar ook darm- en blaas-symptomen. Omdat het AZS de bloedvaten en dus de bloeddoorstroming beïnvloedt, speelt het ook een rol bij de spier-funktie (spieren zijn sterk doorbloed) en de cognitieve funktie (verminderde bloeddoorstroming naar de hersenen).

Bij de onderstaande research werd een speciaal type beeldvorming van de hersenen (magnetische resonantie beeldvorming – MRI) gebruikt om na te gaan wat zou kunnen gebeuren in controle-centra van het brein bij M.E.(cvs) in relatie met hartslag en bloeddruk. De voornaamste bevindingen waren abnormaliteiten in het vasomotorisch (‘bloeddruk-regelend’) centrum, de midden-hersenen (in het bovenste deel van de hersenstam) en de hypothalamus, maar ook in kernen van het limbisch systeem die betrokken zijn bij de stress-respons en in de witte-hersenstof van de pre-frontale kwab. De onderzoekers besloten dat deze regulerende kernen correct werken maar dat er een verstoring is van de communicatie/signalisering ertussen.

Behoorlijk complexe materie en het biedt geen nieuwe oplossingen met betrekking tot de behandeling van een AZS-dysfunktie maar het is goed om weten dat de hersenstam eerder al betrokken bleek bij ME.(cvs) (Costa DC, Tannock C, Brostoff J. Brainstem perfusion is impaired in Chronic Fatigue Syndrome. Q. J. Med. (1995) 88: 767-773).

Zie naast de links in onderstaande tekst ook ‘Neurocognitie & cerebrale bloeddoorstroming bij CVS+POTS’, ‘CVS & verstoorde perifere puls karakteristieken bij orthostase, ‘Verminderde fysieke aktiviteit & autonome regulering bij CVS’…

————————-

Neuroimage Clin. (2016) 11: 530-7

Autonomic correlations with MRI are abnormal in the brainstem vasomotor centre in Chronic Fatigue Syndrome

Barnden LR1, Kwiatek R2, Crouch B3, Burnet R4, Del Fante P5

1Department of Nuclear Medicine, The Queen Elizabeth Hospital, Woodville, SA 5011, Australia; National Centre for NeuroImmunology and Emerging Diseases, Griffith University, Gold Coast, QLD 4222, Australia

2Division of Medical Subspecialities, Lyell McEwin Hospital, Elizabeth, SA 5112, Australia

3Department of Nuclear Medicine, The Queen Elizabeth Hospital, Woodville, SA 5011, Australia

4Endocrinology Department, Royal Adelaide Hospital, Adelaide, SA 5000, Australia

5Healthfirst Network, Woodville, SA 5011, Australia

Samenvatting

Veranderingen in het autonoom zenuwstelsel [AZS] zijn dikwijls geassocieerd met het Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS) maar de pathogenetische rol ervan is onduidelijk en beeldvorming-onderzoeken van de hersenen ontbreken. Het vasomotorisch centrum en de kernen in de midden-hersenen en de hypothalamus spelen een sleutel-rol bij regulering van ‘steady-state’ [evenwicht-toestand] bloeddruk (BP) en hartslag (HR) door het autonoom zenuwstelsel. In deze verkennende ‘cross-sectionele’ studie bleken BP & HR, indicatoren van de werking van het AZS, gecorreleerd met [parameters verkregen via] hersen-MRI bij 25 CVS-individuen en 25 normale controles (NC). Er werd ‘steady-state’ BP (systolisch, diastolisch en ‘pulse-pressure’ [puls-druk; zie ‘Arteriële Stijfheid en Inflammatie bij CVS]) en HR in 2 houdingen verkregen via 24h bloeddruk-monitoring. Er werd het volgende uitgevoerd: (1) MRI versus autonome score interaktie-met-groep vergelijkingen om lokaties te detekteren waar verschillen konden worden gevonden tussen de CVS- en NC-groepen (wat gezamelijk abnormaliteit bij CVS aangeeft), en (2) MRI vergelijkingen in de CVS- en NC-groepen alleen om bijkomende lokaties te vinden met abnormale correlaties bij CVS. Vergelijkingen die significante afwijkingen gaven bij CVS werden herhaald controlerend voor angst en depressie (A&D). Er werden abnormaliteiten gevonden in kernen van het vasomotorish centrum van de hersenstam, de ‘midbrain reticular formation’ [‘formatio reticalaris’; struktuur van onderling verbonden kernen in de midden-hersenen verantwoordelijk voor de regulering van de aktivatie-toestand van het zenuwstelsel en het bewustzijn] en de hypothalamus, maar ook in limbische kernen betrokken bij stress-responsen en in pre-frontale witte hersenstof. Vergelijkingen van de CVS- en NC-groep toonde geen MRI-verschillen op deze plaatsen. We stellen daarom voor dat deze regulatorische kernen correct werken, maar dat de twee-weg communicatie tussen hen verstoord is bij CVS en dat deze de signalisering van/naar perifere effectoren/sensoren beïnvloedt, leidend tot omgekeerde of uitvergrootte correlaties. Deze enkelvoudige verklaring voor de diverse abnormale correlaties die hier werden gedetekteerd, versterkt de conclusie van een gebrekkige hersenstam/midden-brein zenuw-geleiding die eerder werd geconcludeerd. Er werden ook sterke correlaties gevonden in alleenstaande regressies bij NC.

1. Inleiding

Chronische Vermoeidheid Syndroom of Myalgische Encefalomyelitis is een courante, invaliderende, multi-systeem aandoening met een ongekende pathogenese, waar er bewijs is voor ontregeling van het centraal zenuwstelsel, het immuunsysteem en het cellulair energie-metabolisme. Er werd ook gesuggereerd dat ontregeling van het autonoom zenuwstelsel een factor is [o.a.. Van Cauwenbergh D, Nijs J, Meeus M et al. Malfunctioning of the autonomic nervous system in patients with Chronic Fatigue Syndrome: a systematic literature review. Eur. J. Clin. Investig.( 2014) 44: 516-526 /// Newton J et al. Symptoms of autonomic dysfunction in Chronic Fatigue Syndrome. Q. J. Med (2007) 100: 519-526 /// Beaumont A, Vollmer-Conna U et al. Reduced cardiac vagal modulation impacts on cognitive performance in Chronic Fatigue Syndrome. PLoS One (2012) 7: e49518 /// Burton AR, Vollmer-Conna U et al. Reduced heart-rate variability predicts poor sleep quality in a case-control study of Chronic Fatigue Syndrome. Exp Brain Res (2010) 204: 71-78 /// He J, Newton J. et al. Cerebral vascular control is associated with skeletal muscle-pH in Chronic Fatigue Syndrome patients both at rest and during dynamic stimulation. NeuroImage Clin. (2013) 2: 168-173].

Het autonoom zenuwstelsel (AZS) draagt bij tot de controle van de arteriële druk, hartslag en samentrekbaarheid, maag- en speeksel-afscheidingen, bloedvat-verwijding/-constrictie, temperatuur, immune en vele andere funkties. Het wordt gezien als vertrekkend van de hypothalamus via kernen in de hersenstam rostrale medulla [deel van de medulla oblongata of het verlengde merg] en caudale pons [verbinding tussen de grote en de kleine hersenen] naar perifere organen via het sympathisch zenuwstelsel (SZS) en parasympathisch zenuwstelsel (PZS), die ook sensorische signalen naar de hersenen terugsturen. Het SZS en PZS beïnvloeden allebei het zenuwstelsel van de ingewanden die de darm-aktiviteit controleert.

Bij CVS bleek een verstoord AZS betrokken bij een waaier aan funktionele verschillen t.o.v. gezonde controles. Systematische reviews besloten dat posturaal orthostatisch tachycardie syndroom (POTS) meer voorkomt en ernstiger is bij CVS, en dat (onafhankelijk van de aanwezigheid van POTS) de hartslag hoger is bij ‘head-up tilt’ testen [Barnden L et al. A brain MRI study of Chronic Fatigue Syndrome: evidence of brainstem dysfunction and altered homeostasis. NMR Biomed. (2011) 24: 1302-1312]. Het voorkomen van POTS bij CVS was echter minder dan 30% [Lewis I, Newton J et al. Clinical characteristics of a novel subgroup of Chronic Fatigue Syndrome patients with postural orthostatic tachycardia syndrome. J. Intern. Med (2013) 273: 501-510]. De baseline hartstag (liggend) is bij sommigen verhoogd, maar niet in alle studies, en ‘bed-side’ autonome testen zijn normaal. De hartslag-variabiliteit (HRV) is, ten minste ‘s nachts, verminderd bij CVS [Meeus M et al. Heart-rate variability in patients with fibromyalgia and patients with Chronic Fatigue Syndrome: a systematic review. Semin. Arthritis Rheum. (2013) 43: 279-287]. Een MRI studie van het hart bij CVS toonde een substantieel gedaalde massa van het linker [hart]ventrikel, eind-diastolisch volume en cardiale output, en verhoogde torsie [spanning op de hartspier] bij diastole [Jones D, Newton J. et al. Loss of capacity to recover from acidosis on repeat exercise in Chronic Fatigue Syndrome: a case-control study. Eur. J. Clin. Investig. (2012) 42: 186-194],waarbij de auteurs suggereerden dat dit een gevolg kan zijn van het gedaald totaal bloed-volume dat wordt gezien bij CVS [Hurwitz et al. Chronic Fatigue Syndrome: illness-severity, sedentary lifestyle, blood-volume and evidence of diminished cardiac function. Clin. Sci. (Lond.) (2010) 118: 125-135].

Naast het hemodynamisch systeem, zijn er bij CVS kennelijke autonome gebreken zoals maag-lediging, verhoogde intestinale permeabiliteit en verstoorde temperatuur-regeling [Pazderka-Robinson H et al. Electrodermal dissociation of chronic fatigue and depression: evidence for distinct physiological mechanisms. Int. J. Psychophysiol. (2004) 53: 171-182]. Een gedaalde capaciteit om te herstellen van door inspanning geïnduceerde spier-acidose bij CVS werd toegeschreven aan door het AZS gemedieerde dysfunktie van of Na+/H+ antiporters en/of vasculaire afvoer [Jones D, Newton J et al. Abnormalities in pH-handling by peripheral muscle and potential regulation by the autonomic nervous system in Chronic Fatigue Syndrome. J. Intern. Med. (2010) 267: 394-401].

Hoewel neuronale beeldvorming werd aangewend om de neurale correlaties van HR- en/of BP-respons op verscheidene stressoren te identificeren, werden er via beeldvorming weinig directe verbanden gevonden met ‘steady-state’ autonome waarden bij gezonde controles. MRI-studies van de ‘steady-state’ BP bij NC onderzochten meestal associaties met het GM (grijze-stof) -volume, hoewel in een meta-analyse slechts 2 studies een ‘voxel-based’ methode [voxel = volume-pixel; een waarde van een standaard ‘rooster’ in een drie-dimensionale ruimte, in dit geval dus bij beeldvorming via Magnetische Resonantie] gebruikten om de regionale volume-correlaties van de totale hersenen te onderzoeken, zoals in onze studie. De meeste studies van BP versus GM-volume bekeken hypertensie, hoewel 1 ‘voxel-based’ studie gezonde oudere controles onderzocht en negatieve correlaties detekteerde – maar slechts bij mannen – in het supplementaire motor-gebied [gebied van de hersenschors dat een belangrijke rol speelt in de planning en organisatie van beweging], anterieure cingulate cortex [ACC, zenuw-bundel in de hersen-schors; speelt o.a. een cruciale rol in de controle van het sympathico-vagaal evenwicht] en de middenste temporale gyrus [sterk gevouwen deel van de temporale hersenschors-kwab]. Belangrijk echter: de ‘steady-state’ sympathische zenuw-aktiviteit in de spieren, een directe meting van de vasoconstrictie [samentrekking van de bloedvaten] die de bloeddruk medieert, bleek te correleren met het fMRI BOLD [funktionele beeldvormingtechniek] signaal in de medulla, hypothalamus en limbische kernen. Ondanks het feit dat autonome dysfunktie aanvaard wordt als bewijs dat CVS een aandoening van het CZS is [Nijs J & Ickmans K. Postural orthostatic tachycardia syndrome as a clinically important subgroup of Chronic Fatigue Syndrome: further evidence for central nervous system dysfunctioning. J. Intern. Med. (2013) 273: 498-500], ontbreken beeldvorming-studies van de neurale correlaties van de autonome funktie bij CVS.

We rapporteren hier uitgebreide resultaten van brein-MRI vergelijkingen met autonome funktie (indirect gemeten via ‘steady-state’ BP en HR in 2 houdingen), die abnormale patronen onthullen die nieuwe inzichten bieden in de relaties tussen hersenen en lichaam bij CVS en die consistent zijn met gebrekkige zenuw-geleiding in de herstenstam/midden-hersenen.

Naast de grijze-stof (GM) en witte-stof (WM) volumes verkregen via ‘voxel-based’ morfometrie (VBM), hebben we een nieuwe kwantitatieve analyse van T1-gewogen (T1w) en T2-gewogen (T2w) spin-echo MRI-beelden [bepaalde parameters verkregen via MRI; voor meer uitleg zie weerom ‘MRI Bewijs voor hersenstam-dysfunktie bij CVS] van het brein gebruikt […]. T1w en T2w spin-echo beelden zijn ideaal voor ‘cross-sectionele’ studies omwille van hun lage ‘ruis’, hoge resolutie en minimale vervorming van de door patiënten en instrumentatie geïnduceerde homogeniteiten in het magnetisch veld die de scans veranderen.

Bij de controle van de ‘steady-state’ BP & HR is het vasomotor-centrum in de rostrale medulla en lagere derde deel van de pons betrokken. De hypothalamus en reticulaire substantie [netwerk van onderling nauw verbonden zenuwcellen] van de pons, midden-hersenen en diencefalon [gebied gelegen tussen de 2 grote hersenhelften, bevat o.a. de hypothalamus] kunnen dan op hun beurt het vasomotor-centrum prikkelen of inhiberen en, tot op zekere hoogte, werken de autonome centra in de hersenstam-medulla als verbinding-stations voor controle-aktiviteiten van de hypothalamus en midden-hersenen. Onze hypothese was dat bij CVS deze lokaties abnormale brein-MRI correlaties kunnen vertonen met de autonoom gecontroleerde perifere BP & HR scores die hier werden vastgesteld […].

2. Materialen & methodes

25 CVS-individuen […] Canadese Consensus criteria […] gemiddelde duur van 7,4 jaar (2-15 jaar). 25 gezonde, normale controles (NC) […] gematcht voor geslacht, leeftijd tot op 2 jaar na en gewicht tot op 5 kg na. 6 mannen en 19 vrouwen per groep. Gemiddelde leeftijden: 32 jaar (19-46) voor CVS; 32,8 jaar (20-46) voor NC. De voorlopers voor de aanvang van CVS: infektie in 14 gevallen (7 met serologisch bewezen Epstein-Barr virus), werk & stress in 3, 1 na een bevalling en bij 7 onbekend. Niemand had POTS (op klinische basis). Alle medicatie inclusief ‘natuurlijke therapieën’ werd stopgezet 2 weken vóór de studie (uitgezonderd paracetamol en orale contraceptiva). Gen enkel individu nam vasoaktieve medicijnen. […] Alle deelnemers vulden ‘Hospital Anxiety and Depression Scale’ (HADS) vragenlijst in. […]

[…]

2.1. BP- & HR-monitoring

De autonome toestand werd vastgesteld via 24h ambulante bloeddruk-monitoring, elke 30 min tussen 7 a.m. & 10 p.m. en elke 60 min tussen 10 p.m. & 7 a.m.: meting van systolische BP, diastolische BP, puls-druk (PP = sysBP-diaBP) en hartslag (HR); zijnde de hemodynamische scores. [Op basis van een dagboek werd onderscheid gemaakt tussen ‘reclining’ (liggend/ slapend) en ‘erect’ (wakker/ zittend met de romp rechtop).] […]

2.2. MRI

[…]

2.3. Voorverwerking van de beelden

4 types MRI-beeld: volume grijze-hersenstof (GM) en volume witte-hersenstof (WM) via ‘voxel-based’ morfometrie (VBM), en T1-gewogen & T2-gewogen spin-echo (T1w & T2w). […]

2.4. Statistische analyse

[…]

2.5. Aanpassing voor multipele regressies

[…]

2.6. Identificatie van cluster-lokaties

[…]

3. Resultaten

[…]

3.1. HR, BP, angst- en depressie-scores

De hartslag was significant verhoogd bij CVS (‘erect’ & ‘reclining’); puls-druk was verminderd (‘erect’). HADS-scores: depressie 8,4 ± 4,7 voor CVS vs 4,0 ± 3,3 voor NC (P < 0.0002), angst: 6,6 ± 3,0 voor CVS vs 1,7 ± 2,3 voor NC (P < 0.0001). […]

3.2. MRI correlaties met BP & HR

3.2.1. Algemeen overzicht

[…]

3.2.2. Effekten van VBIS?

[Abnormaliteiten in de hersenen manifesteren zich via een MRI over het algemeen als veranderingen in vorm (morfometrie) of wijzigingen in de aard van het weefsel (signaal-intensiteit). ‘voxel-based’ morfometrie (VBM) is een kwantitatieve manier om morfometrische veranderingen te bepalen. Er werd een objectieve ‘voxel-based’ statistische methode ontwikkeld voor de evaluatie van signaal-intensiteit in groepen van routinematig verkregen kwalitatieve beelden: de ‘voxel-based iterative [via herhaling verkregen] sensitivity’ (VBIS) analyse. Deze optimaliseert de beelden om de gevoeligheid te verhogen. VBIS kan helpen bij het kwantificeren van verschillen tussen groepen.]

De zgn. VBIS techniek werd aangewend […] maar de aangepaste waarden veranderden de clusters daardoor weinig. […] Het effekt was dus verwaarloosbaar. […]

Omdat de kernen van het vasomotor-centrum direct communiceren met de perifere effectoren/sensoren die de BP & HR bepalen en de aktiviteit van het vasomotor-centrum wordt gemoduleerd door kernen van de midden-hersenen en hypothalamus, hebben we de lokatie-specifieke resultaten als volgt geordend:

3.2.3. MRI correlaties in het vasomotor-centrum van de hersenstam

Het vinden van 6 clusters in [delen van] het vasomotor-centrum en cerebellair culmen [deel van de kleine hersenen] via 3 verschillende vergelijkingen ondersteunt de hypothese van een abnormale relatie tussen BP & HR en het vasomotor-centrum bij CVS. […]

3.2.4. MRI correlaties in de midden-hersenen

[…] De rostrale medulla, het reticulair netwerk (CnF) van de laterale midden-hersenen en de posterieure hypothalamus zenden exciterende signalen naar het hart, wat consistent is met de hier gevonden correlaties met sysBP en, in mindere mate, PP.

3.2.5. MRI correlaties in de hypothalamus

De hypothalamus speelt een sleutelrol bij de controle van BP & HR in rust en bij stress. […] De posterieure hypothalamus bleek gecorreleerd met de rechtopstaande houding, terwijl de anterieure gecorreleerd was met de liggende houding.

3.2.6. MRI correlaties in limbische gebieden

Sommige limbische kernen beïnvloeden BP & HR in respons op stress. In liggende houding was er een correlatie van de diaBP met de posterieure cingulate cortex (PCC) bij CVS maar niet bij de NC. De PCC [posterieure cingulate cortex] is een belangrijke kern van het ‘default mode network’ [DMN] die aktief is tijdens rust/slaap. Dit is consistent met de hier gevonden correlatie met diaBP tijdens lig (en slaap).

3.2.7. MRI correlaties in WM-gebieden

Clusters in de pre-frontale WM, inferieure fronto-occipitale fasciculus [IFOF; boogbundel, bundel zenuwvezels tussen de temporale en frontale hersen-kwab]. […]

3.2.8. MRI groep-verschillen

Eénvoudige MRI vergelijkingen tussen CVS- en NC-groepen toonden een significante cluster in de ‘supplementary motor area’ [deel van de frontale cortex; speelt een rol in de planning en organisatie van de motoriek] (CVS > NC) en een cluster (CVS < NC) in de middenste temporale WM […].

4. Bespreking

Deze verkennende ‘cross-sectionele’ brein-MRI studie bij CVS, van correlaties met perifere BP- en HR-metingen indicatief voor ‘steady-state’ werking van het AZS, is ons derde artikel over deze data-set. We gebruikten telkens dezelfde statische en ‘voxel-based’ analyse. Het eerste [Barnden et al. 2011; zie ‘MRI Bewijs voor hersenstam-dysfunktie bij CVS] was een preliminair rapport en het tweede [Barnden et al. 2015 Evidence in Chronic Fatigue Syndrome for severity-dependent upregulation of pre-frontal myelination that is independent of anxiety and depression. NMR Biomed. (2015) 28: 404-413] een studie over associaties tussen van MRI en CVS-ernst en -duur in de witte-stof, die een ernst-afhankelijke upregulering van pre-frontaal myeline suggereerde die werd geïnterpreteerd als een plastische respons op verstoorde hersenstam/midden-hersenen zenuw-geleiding. Dit werk onderzoekt MRI regressies met de autonoom gecontroleerde metingen van ‘steady-state’ BP & HR en, gemeenschappelijk met eerdere rapporten, ondrscheiden we enkele nieuwe kenmerken:

  • Voor het eerst werd bij CVS een kwantitatieve analyse uitgevoerd met T1- & T2-gewogen spin-echo beelden. De inter-individu signaal-waarden werden genormaliseerd d.m.v. de VBIS methode [zie 3.2.2. Effekten van VBIS?]. We analyseerden ook grijze- en witte-stof volume langs deze weg.
  • We voerden (1) MRI versus autonome score interaktie-met-groep vergelijkingen uit die, voor elke voxel, de tegengestelde waarden bij CVS en NC testten, en (2) vergelijkingen binnen de CVS-groep alleen. Het eerste identificeerde lokaties waar de gezamelijke CVS relatie duidelijk abnormaal is. […]
  • We herhaalden de regressies om te corrigeren voor associaties met angst en depressie (A&D).

Interaktie-met-groep vergelijkingen vormen hier een krachtig instrument omdat ze duidelijk abnormale MRI correlaties bij CVS aantonen. Er dient te worden opgemerkt dat abnormaliteit enkel van toepassing is in een gezamelijke, populatie-brede betekenis. Twee abnormale correlaties in het vasomotor-centrum zijn in het bijzonder pertinent omdat kernen in dit gebied direct communiceren via sympathische en parasympathische signalisering met perifere BP & HR effectoren/sensoren. Er werden ook abnormale correlaties gedetekteeerd in kernen in de reticulaire substantie van de midden-hersenen en in hypothalamus die participeren in de regulering van ‘steady-state’ BP & HR via onderlinge signalisering met het vasomotor-centrum.

Belangrijk is dat vergelijkingen van de CVS- versus de NC-groep geen verschillen opleverden in geen van de kernen met abnormale hemodynamische correlaties. Dus: enkel wanneer autonome variabelen worden opgenomen in de correlatie-analyse vindt men een verband bij CVS dat verschilt van controles. Het is daarom mogelijk dat de regulerende kernen zelf niet aangetast zijn maar dat twee-wegs signalisering tussen hen gecompromitteerd is en dat dit signalen van/naar perifere autonome effectoren/sensoren aantast, wat leidt tot de gezamelijke ontregeling bij CVS (wat tot uiting komt in de hier gevonden abnormale correlaties). Dit is consistent met de verstoorde zenuw-geleiding in de midden-hersenen bij CVS waar we eerder naar verwezen.

[…]

We suggereren dat MRI-correlaties bij NC de funktionele consequenties weerspiegelen van normale variabiliteit qua hersen-anatomie. Bij CVS stellen we voor dat de funktionele gevolgen van normale anatomische variabiliteit vervormd zijn door verstoorde hersenstam/midden-hersenen signalisering. Dus zou de normale anatomische variabiliteit in combinatie met verstoorde hersenstam/midden-hersenen signalisering bij CVS de hier geobserveerde correlaties kunnen verklaren.

Correlaties in de PCC en cerebellaire vermis [kleine worm-vormige struktuur tussen de hemisferen van de kleine hersenen] waren van belang omdat ze BP & HR mediëren in respons op stress. Dergelijke stressor-respons kernen connecteren met kernen in de hypothalamus, midden-hersenen en vasomotor-centrum en staan gezamenlijk bekend als het centraal autonoom netwerk (CAN) [dat het sympathico-vagaal evenwicht controleert]. Abnormale correlaties met ‘steady-state’ BP & HR in sommige stressor-respons kernen die hier werden gevonden, kunnen ook een gevolg zijn van gecompromitteerde signalisering in de hersenstam/midden-hersenen. Er werden abnormale correlaties met HR gedetekteerd in pre-frontale WM-gebieden en dit zijn uitzonderingen op het patroon van de hier gedetekteerde CAN-lokaties, hoewel ze ten dele in verbinding staan met CAN-lokaties. Toekomstig werk dat deze verkennende bevindingen zou repliceren of uitbreiden, zou meer licht kunnen werpen op de mechanismen die aan de basis liggen van deze correlaties.

[…]

4.1. Kan stress de BP & HR correlaties verklaren?

We kozen er voor de 24 uur BP & HR thuis te meten om effekten van psychologische stress zo miniem mogelijk te houden. Het blijft echter mogelijk dat sommige individuen omgeving-stress ervaarden door het feit dat ze een chronische ziekte hebben en dat dit hun BP en/of HR beïnvloedde. Dit zou natuurlijk leiden tot BP of HR correlaties met brein-MRI in stressor-respons kernen. Gelijkaardige effekten worden ook bij NC gezien (bij lagere stress-niveaus). Sommige correlaties zijn echter niet consistent met een stress-verklaring, andere dan weer wel. Het is duidelijk dat het wenselijk zou zijn om de psychologische stress te meten en er voor te controleren, zoals we hebben gedaan voor angst en depressie.

4.2. Beperkingen

Deze studie steunde erg op correlatie-analyse. Hoewel de beperkingen voor causaliteit van toepassing zijn, hangen de hier gepresenteerde conclusies af van het opvallend patroon van de abnormale correlaties die werden gedetekteerd in hersen-lokaties die grotendeels behoren tot het CAN. Eventuele niet-rigoureuze metingen bij ambulante bloeddruk-monitoring thuis zou de resultaten beïnvloed kunnen hebben. MRI-signalen van kleine kernen in de hypothalamus, hersenstam en midden-hersenen zouden verminderd kunnen zijn […] in de uiteindelijke statistische analyse. Ten slotte is de ondersteuning die hier wordt gevonden voor een pathologie die de zenuw-signaal-geleiding aantast in de hersenstam/midden-hersenen, afhankelijk van indirect bewijsmateriaal en bevestiging via directe metingen van de funktionele connectiviteit tussen/in de hersenstam/midden-hersenen is nodig.

5. Besluit

Deze ‘cross-sectionele’ studie detekteerde bij CVS lokale abnormale correlaties tussen brein-MRI en ‘steady-state’ perifere BP en HR. O.a. kernen in het vasomotor-centrum, CnF [reticulair netwerk] van de midden-hersenen, de hypothalamus, de cerebellaire vermis en PCC waren prominent. We suggereren dat onderlinge connectiviteit tussen deze regulerende kernen verstoord is, wat op z’n beurt signalisering naar/van perifere effectoren/sensoren aantast en culmineert in de geobserveerde abnormale correlaties. Verdere research zou gericht moeten zijn op het onderzoeken van de toestand en werking van de hersenstam/midden-hersenen bij CVS.

mei 27, 2016

NK-cellen & SNPs in ion-kanalen en receptor-genen bij M.E.(cvs)

Filed under: Genetica — mewetenschap @ 11:19 am
Tags: , , , , , ,

Onderstaand artikel is een integratie van resultaten betreffende TRP (‘SNPs in TRP ion-kanalen bij CVS’) en AChR (‘SNPs in in Acetylcholine Receptoren bij CVS’) gevonden in vol-bloed bij M.E.(cvs)-patiënten en het verder onderzoeken van deze bevindingen bij geïsoleerde NK-cellen. De lezer wordt aangeraden vooraf missschien ‘Immuniteit- en haemorheologische wijzigingen bij CVS’ (en ev. andere artikels betreffende NK-cellen alhier ook nog eens na te lezen…

In essentie rapporteert men hier over abnormale genen coderend voor ion-kanalen & receptoren in (geïsoleerde) ‘natural killer’ cellen. Men legt uit, op basis hiervan, waarom NK-cellen (onderdeel van het immuunsysteem) bij M.E.(cvs) niet goed funktioneren. Deze genen worden ook niet enkel gevonden in NK-cellen en met stelt dat de anomalieën verantwoordelijk zouden kunnen zijn voor andere de andere symptomen van de ziekte.

Het research-team van het ‘National Centre for Neuroimmunology and Emerging Diseases’ (NCNED) – waartoe deze onderzoekers behoren – blijken op termijn ook een screening-test op de markt te willen brengen op basis van “nieuwe merkers geïdentificeerd op witte bloedcellen”. Het is niet helemaal duidelijk of de hieronder beschreven SNPs daar ook onder vallen maar naar aanleiding van het persbericht daarover sprak Prof. Staines echter over “zeer specifieke delen van genen die coderen voor bepaalde receptoren of proteïnen die belangrijke rollen spelen bij het metabolisme, neuronale en cardiovasculaire funktie, enz.”. Wellicht zal het een combinatie zijn met de door deze onderzoeksgroep eerder gerapporteerde en gepatenteerde miRNAs…

————————-

Application of Clinical Genetics Vol. 9, pp 39-47 (2016)

Natural killer cells and single nucleotide polymorphisms of specific ion channels and receptor genes in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome

Sonya Marshall-Gradisnik (1,2), Teilah Huth (1,2), Anu Chacko (1,2), Samantha Johnston (1,2), Pete Smith (2), Donald Staines (2)

1School of Medical Science, Menzies Health Institute Queensland, Griffith University, Gold Coast, QLD, Australia

2National Centre for Neuroimmunology and Emerging Diseases [NCNED], Menzies Health Institute Queensland, Griffith University, Gold Coast, QLD, Australia

Samenvatting

Doelstelling Het doel van dit artikel is om de cytotoxische aktiviteit van ‘natural killer’ (NK) cellen te bepalen, en te kijken of ‘single nucleotide’ polymorfismen (SNPs) en genotypes in ‘transient receptor potential’ (TRP) ion-kanalen en acetylcholine-receptoren (AChRs) aanwezig waren in geïsoleerde NK-cellen van patiënten die eerder de diagnose Myalgische Encefalomyelitis (M.E.)/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS) kregen.

Individuen en methodes Er werd een totaal van 39 M.E./CVS-patiënten (51,69 ± 2 jaar oud) en 30 niet-vermoeide controles (47,60 ± 2,39 jaar oud) in deze studie opgenomen. Patiënten kregen de diagnose op basis van de CDC criteria. Er werd flow-cytometrie aangewend om de NK cytotoxische aktiviteit te onderzoeken. Er werd een totaal van 678 SNPs in geïsoleerde NK-cellen onderzocht (voor 21 zoogdier TRP ion-kanaal genen en 9 zoogdier AChR genen […]). SNP-associatie en genotype werd bepaald […].

Resultaten M.E./CVS-patiënten vertoonden een significante reductie qua percentage lysis van doelwit-cellen door NK (17% ± 4,68%) t.o.v. de niet-vermoeide controle-groep (31% ± 6,78%). Van de 678 onderzochte SNPs, werden 11 SNPs voor TRP ion-kanaal genen (TRPC4, TRPC2, TRPM3 & TRPM8) geïdentificeerd in de M.E./CVS-groep. 5 van deze SNPs waren geassocieerd met TRPM3, terwijl de rest geassocieerd was met TRPM8, TRPC2 & TRPC4 (P < 0.05). 14 SNPs bleken geassocieerd met nicotine en muscarine AChR genen: 6 met CHRNA3, de rest met CHRNA2, CHRNB4, CHRNA5 & CHRNE (P < 0.05). Er werden 16 genotypes geïdentificeerd met SNPs in TRP ion-kanalen en AChRs voor TRPM3 (n = 5), TRPM8 (n = 2), TRPC4 (n = 3), TRPC2 (n = 1), CHRNE (n = 1), CHRNA2 (n = 2), CHRNA3 (n = 1) & CHRNB4 (n = 1) (P < 0.05).

Besluit We identificeerden een aantal SNPs en genotypes voor TRP ion-kanalen en AChRs bij geïsoleerde NK-cellen bij patiënten met M.E./CVS, wat suggereert dat deze SNPs en genotypes betrokken kunnen zijn bij veranderingen qua NK-cel funktie en de ontwikkeling van M.E./CVS-pathologie. Deze anomalieën suggereren een rol voor de ontregeling van Ca2+ in AChR en TRP ion-kanaal signalisering in het pathomechanisme van M.E./CVS.

Inleiding

‘Natural killer’ (NK) cellen zijn granulaire [gekorrelde] lymfocyten die worden gevonden in het perifeer bloed, het beenmerg, de milt en in lymfeknopen. In het perifeer bloed beslaan NK-cellen 15% van de lymfocyten en ze kunnen worden gegroepeerd in 4 subtypes volgens de expressie op het cel-oppervlak en de densiteit van CD56 (neurale cel-adhesie molekule) en CD16 (FcγIII receptor, de lage-affiniteit receptor voor IgG). Deze fenotypes omvatten CD56brightCD16-/dim, CD56dimCD16bright, CD56dimCD16 & CD56CD16bright. Ongeveer 90% van de NK-cellen in het perifeer bloed zijn CD56dimCD16bright en de CD56bright beslaan ca. 10%. NK-cel cytotoxische aktiviteit vereist een aantal gereguleerde processen om apoptose [geprogrammeerde cel-dood] van de doelwit-cel te verzekeren.

Hoewel er weinig is geweten over Ca2+-signalisering in NK-cellen, werd er gezien dat het granule-afhankelijk pad voor apoptose calcium-afhankelijk is, terwijl het ‘death’-receptor mechanisme dat niet is. Bij apoptose bleken het transport van lytische proteïnen, exocytose [proces waarbij een vesikel (‘blaasje’ met inhoud) en het pre-synaptisch membraan samensmelten en de inhoud van het vesikel wordt vrijgegeven in de synaptische ruimte] en fusie duidelijk calcium-afhankelijk. Ca2+ is ook vereist voor de her-oriëntatie van microtubules [buisvormige proteïne-strukturen die deel uitmaken van het cel-skelet] en het actine-skelet [het proteïne actine is een onderdeel van het cel-‘geraamte’ dat bestaat uit verschillende soorten proteïne-polymeren, die samen zorgen voor stevigheid, vorm en beweeglijkheid], alsook de aktivatie van cytokinen gen-transcriptie. Bovendien hebben studies aangetoond dat er een verband bestaat tussen calcium-mobilisatie en het stopzetten van de degranulatie in PLCγ2-deficiënte NK-cellen [PLC = fosfolipase; PLC-gamma is een belangrijke regulator van intracellulair Ca2+].

‘Transient receptor potential’ (TRP) ion-kanalen komen tot expressie op bijna alle cellen en hebben een significant effekt op fysiologische funkties. Ontregeling van TRPs bleek geassocieerd met pathologische aandoeningen en ziekten, zoals kanker, skeletale abnormaliteiten, pijn-syndroom, enz. TRP ion-kanalen worden geaktiveerd bij aanwezigheid van irriterende stoffen, inflammatoire produkten en xenobiotische [lichaamsvreemde] toxinen, en hebben een belangrijke rol bij Ca2+-signalisering.

Acetylcholine (ACh) bindt op 2 membraan-proteïnen, namelijk de muscarine receptor (mAChR) en de nicotine receptor (nAChR), waarvan meerdere isoformen bestaan. ACh heeft niet-neuronale funkties, het non-neuronaal cholinerg system genaamd, in pancreatische β-cellen, gliale cellen, lymfocyten, ooglens-cellen en vasculair endothelium [= bedekkende cellen van bloedvaten] van het brein, dat gemedieerd wordt door Ca2+-signalisering. AChRs brengen aktivatie-signalen over in een waaier van menselijke weefsels, inclusief skelet- en gladde spieren, alle pre-ganglionische [van het CZS tot de ganglia (zenuw-knopen)] autonome zenuw-vezels, post-ganglionische [van de ganglia naar een orgaan] autonome parasympathische zenuwen, en op veel plaatsen over gans het centraal zenuwstelsel.

Myalgische Encefalomyelitis (M.E.)/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS) heeft een ongekende etiologie en er is geen specifieke diagnostische test. De ziekte wordt grotendeels gekenmerkt door significante stoornissen van de lichamelijke aktiviteit en uitputtende vermoeidheid, en kan gepaard gaan met stoornissen van het geheugen, de cognitie en concentratie, meer spier- en gewricht-pijn, hoofdpijn, pijnlijke keel en lymfeknopen. Het is verder geassocieerd met ontregeling van het gastro-intestinaal, cardiovasculair en immuunsysteem. Belangrijk: NK-cel dysfunktie, in het bijzonder verminderde NK-cel cytotoxische aktiviteit, is een courante bevinding bij M.E./CVS-patiënten. We hebben eerder ‘single nucleotide’ polymorfismen (SNPs) geïdentificeerd in TRP ion-kanaal genen (TRPM3, TRPA1, TRPC4) en AChR genen (CHRM3, CHRNA10, CHRNA5 & CHRNA2) in perifeer bloed van M.E./CVS-patiënten. [Marshall-Gradisnik SM, Smith P, Brenu EW, Nilius B, Ramos SB, Staines DR. Examination of single nucleotide polymorphisms (SNPs) in transient receptor potential (TRP) ion channels in Chronic Fatigue Syndrome patients. Immunol Immunogenet Insights. (2015) 7:1-6 /// Marshall-Gradisnik S, Smith P, Nilius B, Staines DR. Examination of single nucleotide polymorphisms in acetylcholine receptors in Chronic Fatigue Syndrome patients. Immunol Immunogenet Insights (2015) 7: 7-20; zie links onze inleiding] Deze SNP-anomalieën in genen coderend voor TRP ion-kanalen en AChRs kunnen gewijzigde receptor-proteïnen opleveren, die mogelijks de strukturen van TRP ion-kanalen en AChR, en ook hun funkties kunnen veranderen.

Het doel van deze studie was de NK cytotoxische aktiviteit te bepalen, alsook of SNPs en hun genotypes aanwezig waren in TRP ion-kanaal en AChR genen in geïsoleerde NK-cellen van M.E./CVS-patiënten.

Individuen en methodes

[…]

Resultaten

Deelnemers

Er waren 39 M.E./CVS-patiënten (51,69 ± 2 jaar) waarvan 71,79% vrouwen. Er waren 30 niet-vermoeide controles (47,60 ± 2,39 jaar) waarvan 56,67% vrouwen. […] Er werden geen significante verschillen gevonden qua tellingen van witte bloedcellen tussen M.E./CVS-patiënten en de niet-vermoeide controle-groep. […]

NK-cel zuiverheid

Er was geen significant verschil tussen de groepen wat betreft NK zuiverheid-graad. De zuiverheid van de NK-cellen na isolatie en aanrijking was > 93%.

NK-cel cytotoxische aktiviteit

Er was een significant verschil voor NK cytotoxische aktiviteit tussen de groepen wat betreft de E:T [effector/target’] ratio van 25:1 [de optimale verhouding voor het bepalen van de cytotoxische aktiviteit]. M.E./CVS-patiënten vertoonden een significante reductie qua NK percentage lyse van doelwit-cellen (17% ± 4,68%) vergeleken met de controle-groep (31% ± 6,78%).

SNP-analyse

Van de 678 SNPs geïdentificerd in TRP ion-kanaal and AChR genen van geïsoleerde NK-cellen, waren er 11 SNPs in TRP ion-kanaal genen (TRPC4, TRPC2, TRPM3 & TRPM8) die significant geassocieerd waren met de M.E./CVS-groep. Daarvan waren er 5 geassocieerd met TRPM3 […] terwijl de rest geassocieerd was met TRPM8 […] & TRPC4 […].

Er waren 14 SNPs geassocieerd met nicotine en muscarine AChR genen, waarvan er 6 met CHRNA3 […] en de rest met CHRNA2 […], CHRNB4 […], CHRNA5 […] & CHRNE […].

Genotype-analyse

Er werden 16 genotypes met SNPs geïdentificeerd die significant bleken voor TRPM3 (n = 5), TRPM8 (n = 2), TRPC4 (n = 3), TRPC2 (n = 1), CHRNE (n = 1), CHRNA2 (n = 2), CHRNA3 (n = 1) & CHRNB4 (n = 1). Van de als significant geïdentificeerde SNPs gingen we verder na of genotypes verschilden tussen de groepen. […] De ‘odds ratio’s [waarschijnlijkheid van het verband tussen aan- of afwezigheid van een bepaalde eigenschap en die van een andere eigenschap in een populatie] voor specifieke genotypes met SNPs in TRP & AChR genen in geïsoleerde NK-cellen varieerde tussen 3.13 & 11.39 voor M.E./CVS vergeleken met de niet-vermoeide controle-groep.

Bespreking

Verminderde NK-cel cytotoxische aktiviteit werd eerder al gerapporteerd bij M.E./CVS en de studie hier ondersteunt deze bevindingen. Het huidig onderzoek ondersteunt nieuwe bevindingen aangaande een aantal SNPs in genen coderend voor AChR en TRP varianten en genotypes van geïsoleerde NK-cellen van M.E./CVS-patiënten. Een bijkomende nieuwe bevinding is de identificatie van SNPs in TRPM3 & TRPM8 bij geïsoleerde NK-cellen, suggererend dat er TRPM3 & TRPM8 receptoren gelokaliseerd zijn op NK-cellen.

We rapporteren een significante reductie van de NK-lyse bij M.E./CVS-patiënten t.o.v. de niet-vermoeide controles. De rol van TRP ion-kanalen bij Ca2+-signalisering, en aangeboren en adaptieve immuun-cellen wordt meer en meer gedocumenteerd. De TRPs bleken TRP kation-kanalen [TRPC worden geaktiveerd door fosfolipase-C, membraan enzymen die fosfolipiden splitsen] en TRP-melastatine [TRPM; melastatine is een vermeende tumor-suppressor] subfamilies, voornamelijk TRPC1, TRPC3, TRPC5, TRPM2, TRPM4 & TRPM7 tot expressie te brengen. Deze kanalen zijn niet-selektief en doorlaatbaar voor calcium. Ca2+ speelt een sleutelrol bij fusie van lytische granules in NK-cellen, alsook bij het verzekeren dat lytische granules zich naar de immuun-synaps [de interface tussen een antigeen-presenterende cel of doelwit-cel en een lymfocyt zoals een effector-T-cel of NK-cel] verplaatsen om perforine en granzymes af te geven om doelwit-cellen te doden. Rho GTPase Miro [Mitochondriaal Rho GTPase; een enzyme met een belangrijke rol bij mitochondriaal transport, betrokken bij mitochondriale homeostase en apoptose] biedt een link tussen de mitochondrieën en de microtubules, waar het de Ca2+-afhankelijke stopzetting van de mitochondriale motiliteit medieert. Aangezien Miro mitochondriale polarisatie [ontstaan/opbouw van een spanningsverschil over de mitochondriale membranen] modificeert, zou het ook transport van lytische granules naar de immuun-synaps kunnen veranderen, alsook de lytische funktie, te wijten aan de modulatie door de Ca2+-concentratie in het cytosol via TRP-melastatine en AChR genen. Het is duidelijk: mitochondrieën spelen een belangrijke rol bij de werking van NK-cellen. De ontdekking dat mitochondrieën een waaier aan AChR-subtypes tot expressie brengen, inclusief nicotine-α3, die differentieel tot expressie komen naar gelang het weefsel-type, suggereert dat nAChRs een impact kunnen hebben op de mitochondriale funktie en regulering van oxidante stress. Interessant: we rapporteerden eerder een significante daling van de ‘respiratory burst’ [of ‘oxidative burst’; snelle afgifte van reaktieve zuurstof molekulen; speelt een belangrijke rol in het immuunsysteem] funktie van neutrofielen bij M.E./CVS-patiënten. [Brenu EW, Staines DR et al. Immune and hemorheological changes in Chronic Fatigue Syndrome. J Transl Med. (2010) 8:1; zie link onze inleiding]

TRPM2 en TRPM3 mobiliseren Ca2+, waarbij de laatste de Ca2+-signalisering bleek te mediëren voor polarisatie van cytolytische granules en degranulatie. [Na de herkenning van doelwit-cellen door NK-cellen worden NK-cel receptoren geaktiveerd, wat helpt bij de vorming van een immuun-synaps, waarbij cytolytische granules die perforine en granzymes bevatten, in dezelfde richting worden geleid.] […] Interessant is ook dat gelijkaardige bevindingen voor NK-cel funkties werden gerapporteerd in de M.E./CVS-research [Brenu EW et al. High-throughput sequencing of plasma microRNA in Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis. PloS One. (2014) 9: e102783 /// Brenu EW et al. Longitudinal investigation of natural killer cells and cytokines in Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis. J Transl Med. (2012)10: 88 /// Brenu EW et al. Immunological abnormalities as potential biomarkers in Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis. J Transl Med. (2011) 9: 81], wat mogelijks suggereert dat de genotype-wijzigingen die hier werden gerapporteerd voor TRPM3 ook een gelijkaardige rol kunnen spelen bij polarisatie en degranulatie van cytolytische granules.

Van de 678 SNPs die werden onderzocht, waren er 11 varianten van TRP ion-kanalen en 14 varianten van AChRs die significant geassocieerd waren met M.E./CVS vergeleken met niet-vermoeide controles. De variante TRP-SNPs waren gelegen in de gen-sequentie van 2 [kanonieke] TRP ion-kanalen (TRPC2 & TRPC4) en 2 melastatine TRP ion-kanalen (TRPM3 & TRPM8). We rapporteren ook variante SNPs in genen coderend voor 2 van de CHRM3receptoren, 2 CHRM1receptoren, 6 CHRNA3receptoren, 3 CHRNA2receptoren en 1 CHRNA5receptor, alsook 1 CHRNB4-receptor en 1 CHRNE-receptor.

Deze research hier rapporteert significante SNP associaties van genotypes van AChRs in geïsoleerde NK-cellen van M.E./CVS-patiënten. Lymfocyten brachten muscarine en nicotine AChRs tot expressie, T- en B-cellen en monocyten brachten alle 5 de subtypes van mAChRs (M1-M5) tot expressie, terwijl nAChRs werden gevonden voor α2-α7, α9, α10, β2 & β10 subunits. Lymfocyten maken deel uit van een cholinerg systeem dat onafhankelijk is van cholinerge zenuwen, wat resulteert in de regulering van de immuun-funktie. AChR-agonisten bleken lymfocyten-cytotoxiciteit te versterken en hun intracellulair cyclisch guanosine-monofosfaat [cGMP; een cyclisch nucleotide met een belangrijke rol in verscheidene biochemische processen in de cel, een zgn. secundaire boodschapper voor intracellulaire signaal-overdracht] en inositol-1,4,5-trifosfaat [IP3; secundaire boodschapper bij signaal-overdracht en lipiden-signalisering] te verhogen, wat suggereert dat het lymfocyten cholinerg systeem betrokken is bij de regulering van de immuun-funktie via AChRs gekoppeld met fosfolipase-C via veranderingen in Ca2+. Er is onderzoek dat het belang heeft benadrukt van varianten bij het beïnvloeden van gen-transcripten door het veroorzaken van alternatieve ‘splicing’ [splicing = tijdens het verwerken van RNA (na de transcriptie van DNA) worden de niet-coderende stukken (intronen) uit het pre-mRNA geknipt en de exonen van het pre-mRNA aan elkaar geplakt.], wat resulteert in anomalieën in het boodschapper-RNA en translatie-produkten. We identificeerden ook SNPs en een genotype in CHRNE bij M.E./CVS-patiënten. Het is interessant dat deze SNP gelegen is in het 3’ onvertaald gebied [‘untranslated regions, UTR; RNA-gebied gelegen na de start van de ‘translatie’ dat instaat voor de regulering ervan): beïnvloeden dikwijls de gen-expressie], waar een bindingplaats is voor regulerende proteïnen alsook voor microRNAs (miRNAs). Door binding op specifieke plaatsen in het 3’ onvertaald gebied, kunnen miRNAs gen-expressie van meerdere boodschapper-RNAs doen dalen door het inhiberen van de translatie of het direct veroorzaken van degradatie van het transcript. Onze eerdere research vond significante verschillen qua NK cytotoxische aktiviteit, alsook qua miRNAs in geïsoleerde NK-cellen van M.E./CVS-patiënten. [Brenu EW et al. Cytotoxic lymphocyte microRNAs as prospective biomarkers for Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis. J Affect Disord. (2012) 141: 261-269]

[Uitleg voor experten =>] Onderzoeken hebben gesuggereerd dat alternatieve ‘splicing’ in de coderende en ook niet-coderende sequenties significante onverwachte resultaten wat betreft het ‘splicing’-mechanisme van de gen-transcripten kunnen hebben. Het ‘splicen’ van genetische varianten gelegen in de exonen & intronen en de assemblage van het spliceosoom [complexe cellulaire ‘machine’ met een rol bij gen-expressie] dragen allemaal bij tot het ‘splicing’-mechanisme voor het correct coderen van een proteïne-sequentie. Bovendien zijn ‘enhancers’ [enhancer = kort stuk DNA dat kan binden met proteïnen (aktivatoren) om transcriptie van (een) gen(en) te aktiveren] en ‘silencers’ [transcriptie-regulerende factoren die zorgen voor verlaging of volledige onderdrukking van de vorming van RNA] gelegen in de exonen of intronen een integraal deel bij de herkenning van de correcte exon-sequentie. Belangrijk is dat intronen in staat zijn aktieve spliceosomen te genereren, wat aanleiding geeft tot alternatieve ‘splicing’. Gen 80036 (TRPM3) is geassocieerd met calcium-binnenkomst en calcium-opslag depletie via verschillende isoformen die geïdentificeerd werden via alternatieve ‘splicing’. Een gebied dat onontbeerlijk is voor kanaal-funktie [‘indispensable for channel function’; ICF] is een gebied van 18 aminozuren waarvan de afwezigheid zorgt dat de kanalen funktioneel niet in staat zijn om calcium-binnenkomst te mediëren, en dat bleek te ontbreken in een TRPM3 variant. Co-expressie van deze TRPM3 ICF varianten met funktionele TRPM3 ion-kanalen toonde daarenboven verstoorde calcium-mobilisatie. Aangezien TRPM3 ICF varianten overvloedige expressie vertonen in vele weefsels en cel-types, en 15% van alle TRPM3 isoformen uitmaken, kan de expressie op NK-cellen een mogelijke verklaring bieden voor gedaalde cytotoxische aktiviteit bij M.E./CVS-patiënten. Bepaalde ‘splice’-varianten, zoals TRPM3α1, kunnen mogelijks begunstigd zijn, culminerend in een gedaalde NK-cel cytotoxische respons en hitte-detektie, inclusief ontregeling van thermoregulerende responsen, nociceptie en transmissie van pijn, zoals centrale en perifere pijn-perceptie. Bovendien bleek TRPM8 ook geaktiveerd bij koude en schadelijke stimuli, wat suggereert dat de hier gerapporteerde genotype-wijzigingen overéénkomen met de klinische presentatie van thermoregulerende responsen, nociceptie, en transmissie van centrale en perifere pijn bij M.E./CVS-patiënten.

Onze resultaten suggereren dat SNP-varianten en genotypes gerapporteerd in NK-cellen wellicht niet exclusief zijn voor dit type immuun-cel. AChRs en TRP ion-kanaal receptoren komen overvloedig voor op meerdere cel-types en controleren andere funkties in lichamelijke systemen. Ca2+-signalisering in de context van TRP ion-kanalen en AChR-funktie is vitaal voor de werking van het centraal zenuwstelsel, en er is veel variëteit qua nicotine receptoren die tot expressie komen in dierlijke en menselijke immuun-cellen. Op te merken valt dat nAChRs betrokken bleken bij het wakker worden, slaap en vermoeidheid, alsook de funkties die verantwoordelijk zijn voor het verwerken van pijn, geheugen en cognitie, die allemaal klinische symptomen bij M.E./CVS zijn.

Besluit

In deze studie identificeerden we, voor de eerste keer, SNPs in genen coderend voor TRPM3 en TRPM8 ion-kanalen in geïsoleerde NK-cellen. We identificeerden ook talrijke SNPs in nAChRs samen met andere TRP-kanalen in geïsoleerde NK-cellen, wat de belangrijke rol van het niet-neuronale ACh systeem bij NK-cel funktie zou kunnen verklaren. Anomalieën in genotypes van TRP ion-kanalen en AChRs suggereren dat veranderd calcium een belangrijke funktionele consequentie kan zijn, niet enkel voor NK-cellen maar ook afhankelijk van weefsel-type, vatbaarheid of voorbestemdheid voor M.E./CVS.

Volgende pagina »

Blog op WordPress.com.