M.E.(cvs)-wetenschap

juni 23, 2013

Verband hersen-dysfunktie & post-exertionele malaise bij Golf Oorlog Ziekte

Op de ‘8th IiME conference’ in London (31 mei 2013) sprak Rakib Rayhan (‘Georgetown University Medical Centre’), een college van Professor James Baraniuk (over wiens werk we al eerder rapporteerden – zie ‘CVS-gerelateerd proteoom in cerebrospinaal vocht’) over hun studies bij veteranen met Golf Oorlog Ziekte (‘Gulf War Illness,’ GWI), wat nauw verwant is met M.E.(cvs). Baraniuk (en anderen) hypothiseren dat een dysfunktioneel centraal zenuwstelsel de symptomen bij beide oorzaken zou kunnen veroorzaken… Er zou een connectie met M.E.(cvs) kunnen zijn maar onderzoek daaromtrent laat op zich laat wachten.

De onderzoekers maten de door inspanning geïnduceerde effekten op de cognitieve funktie d.m.v. funktionele MRI (fMRI) – een soort hersen-scan – op 2 opéénvolgende dagen, in relatie tot inspanning. Ze keken ook naar bloeddoorstroming en strukturele veranderingen. Baraniuk & Rayahn gebruikten een nieuwe technologie (‘Diffusion Tensor Imaging’) om de standaard fMRI-technieken te verbeteren: zo kunnen ze het funktioneren van bundels zenuw-vezels bestuderen. Hiermee vonden ze, bij Golf Oorlog veteranen, anomalieën in de zenuw-vezels die pijn-signalen interpreteren.

De gegevens zijn het eerste direct bewijs voor 1) beschadiging van de hersenstof geassocieerd met klachten over vermoeidheid en pijn (verwerking en perceptie), 2) twee fenotypes in respons op inspanning-stress, 3) gecompenseerde cognitieve funktie (verhoogde aktiviteit vóór de inspanning – “De hersenen merken dar er ergens schade is en een ander deelt neemt het over. Deze ‘compensatie’ verdwijnt na de inspanning en er volgt cognitieve uitputting”), 4) corticale, cerebellaire en hersenstam (regelt de hartslag) -atrofie geassocieerd met inspanning-geïnduceerde fenotypes en 5) cognitieve veranderingen geassocieerd met abnormaal lactaat-metabolisme in de pre-frontale hersenschors (mogelijk gelinkt met neuronale mitochondriale dysfunktie). De orthostatische hartslag was gestegen bij sommige patiënten en bij hen verhoogde de gevoeligheid op de FM-punten na inspanning. Er werden veranderingen qua bloeddoorstroming in de hersenen gezien, in het bijzonder na inspanning.

In een ander deel van de studie hadden ze bij ‘GWI’ ook naar cardiovasculaire indicatoren vóór en na inspanning gekeken, en daarbij een verhoogd of gedaald werk-geheugen gevonden (controles bleven normaal); de zgn. ‘increasers’ bleken een lager cerebraal lactaat (geassocieerd met mitochondriale dysfunktie, leidend tot de hypothese dat de hersenen eerder lactaat dan glucose als alternatieve energie-bron gebruikten) te vertonen, terwijl de ‘decreasers’ een hogere glutamine/glutamaat verhouding vertoonden. (Glutamaat wordt omgezet tot glutamine. Glutamine wordt terug getransfereerd naar het pre-synaptische uiteinde waar het naar glutamaat wordt geconverteerd  om als neurotransmitter hergebruikt te worden. Verhoogde neuronale aktiviteit tijdens mentale taken doet de glutamaat-produktie stijgen. Zie o.m. ‘Glia, glutamaat-transport en chronische pijn)

————————-

PLoS ONE (2013) 8: e63903

Exercise Challenge in Gulf War Illness Reveals Two Subgroups with Altered Brain Structure and Function

Rakib U. Rayhan, Benson W. Stevens, Megna P. Raksit, Joshua A. Ripple, Christian R. Timbol, Oluwatoyin Adewuyi, John W. VanMeter, James N. Baraniuk

Georgetown University, Washington, District of Columbia, United States of America

Samenvatting

Nagenoeg 30% van de ca. 700.000 militairen die deelnamen aan ‘Operation Desert Storm’ (1990-1991) ontwikkelden ‘Gulf War Illness’, een aandoening die gepaard gaat met symptomen zoals cognitieve stoornissen, autonome dysfunktie, invaliderende vermoeidheid en chronische pijn; waaruit blijkt dat het centraal zenuwstelsel betrokken is. Een kenmerkende klacht van mensen met GWI is post-exertionele malaise – gedefinieerd als een verergering van de symptomen volgend op lichamelijke en/of mentale inspanning. Om het oorzakelijk verband tussen inspanning, de hersenen en veranderingen qua symptomen te bestuderen, ondergingen 28 Golf Oorlog veteranen en 10 controles een fMRI-scan vóór en na 2 inspanning-testen om wijzigingen qua pijn, autonome funktie en werk-geheugen te onderzoeken. Inspanning leidde tot 2 klinische ‘Gulf War Illness’ subgroepen. Eén subgroep vertoonde orthostatische tachycardie (n = 10). Dit fenotype correleerde met hersenstam-atrofie, compensatie van het baseline werk-geheugen in de cerebellaire vermis [kleine worm-vormige struktuur tussen de hemisferen van het cerebellum] en daaropvolgend verlies van deze compensatie na inspanning. De andere subgroep ontwikkelde inspanning-geïnduceerde hyperalgesie (n = 18) die geassocieerd was met corticale atrofie en compensatie van het baseline werk-geheugen in de basale ganglia [hersen-strukturen die betrokken zijn bij de controle van bewegingen]. Bij de controles waren er geen veranderingen qua cognitie, hersen-struktuur en symptomen. Deze nieuwe bevindingen zouden het verband tussen de hersenen en post-exertionele malaise bij ‘Gulf War Illness’ kunnen doen begrijpen of.

Am J Transl Res. (2013) 5: 212-23

Prefrontal lactate predicts exercise-induced cognitive dysfunction in Gulf War Illness

Rayhan RU, Raksit MP, Timbol CR, Adewuyi O, Vanmeter JW, Baraniuk JN

Division of Rheumatology, Immunology and Allergy; Department of Medicine, Georgetown University Medical Centre Room 3004F 3rd Floor PHC Building, 3800 Reservoir Road, NW, Washington, DC 20007, USA

Samenvatting

ACHTERGROND: 25% tot 30% van de veteranen die van 1990 tot 1991 dienden in de Golf Oorlog vertonen een idiopathisch syndroom van chronische vermoeidheid, exertionele uitputting, pijn, hyperalgesie, cognitieve en gedrag-dysfunktie dat bekend staat als ‘Gulf War Illness’ (GWI).

METHODES: Golf Oorlog veteranen (n = 15) en sedentaire veteranen en burger-controles (n = 11) voerden een ‘2-back’ test voor het werk-geheugen uit tijdens fMRI vóór en na 2 fiets-inspanning-testen. We voerden ‘single voxel’ 1H MRS uit om de metabole verschillen in de linker anterieure cingulate cortex van de hersenen en de veranderingen geassocieerd met inspanning te evalueren.

RESULTATEN: Bij 8 individuen met GWI waren de ‘2-back’ scores verhoogd na inspanning (‘increasers’ genoemd) en bij 7 individuen met GWI daalden hun ‘2-back’ scores na inspanning (‘decreasers’ genoemd). Deze fenotypische responsen waren afwezig bij de controles. De ‘decreasers’ hadden significant gestegen pre-frontale lactaat-waarden vergeleken met de ‘increasers’ voorafgaand aan de inspanning-testen. Evaluatie van pre-frontale lactaat-waarden vóór inspanning toonde voorspelbaarheid van de 2 diametraal tegengestelde subgroepen.

BESLUIT: Pre-frontale lactaat-waarden zouden een mogelijke biomerker voor inspanning-geïnduceerde subgroepen bij GWI kunnen zijn. De wijzigingen qua hersen-energetica kunnen ten dele verantwoordelijk zijn voor een GWI-subgroep en aan de basis liggen van de symptomen die aanwezig bij de patiënten-populatie.

————————-

Tijdens zijn presentatie op eerder vermelde conferentie had Rayhan het ook over werk waarbij ze hebben gekeken naar verandering van de hartslag na inspanning: daarbij werden ook 2 subgropen gevonden. Eén vertoonde verhoogde tachycardie gedurende de 2 inspanningen (deze verdween na 4 nachten rusten); ze noemden dit het ‘Stress Test Associated Reversible Tachycardia Phenotype’ (START). Een andere had verhoogde pijn-perceptie; deze werd de ‘Stress Test Originated Phantom Perception’ (STOPP) genoemd. Ze zagen ook verschillende gebieden met gecompenseerde brein-aktiviteit bij beide groepen.

Rakib Rayhan concludeeerde dat blootstelling aan acetylcholine zou kunnen hebben geleid tot schade aan het centraal zenuwstelsel en suggereerde dat hun benadering aangaande inspanning-testen een model zou kunnen zijn om overlappende syndromen, bv. M.E.(cvs), te bestuderen (maar fondsen daarvoor zijn moeilijk te vinden). Wat met vond, zou dus niet uniek zijn voor GWI…

Eén van de beperkingen is dat men niet kan aantonen dat de hersen-atrofie het resultaat is van een oud letsel of blootstelling aan de oorlog-gevaren. Het kan bv. ook de respons van de hersenen op chronische pijn zijn…

Andere experten klonken meer gematigd naar conclusies toe… De individuen die werden bestudeerd werden geselekteerd en het betrok een relatief kleine groep. Dr. Drew A. Helmer, directeur van het ‘Department of Veterans Affairs’ War-Related Illness & Injury Study Centre’ in New Jersey, bestempelde de resultaten als “zeer preliminair” maar ook “een belangrijke stap vooruit”. Dr. John Bailar, professor emeritus van de ‘University of Chicago’ zei dat de studie onvoldoende gegevens leverde om te bepalen of de symptomen van de veteranen gelinkt zijn met hun militaire dienst of iets helemaal anders.

Geef een reactie »

Nog geen reacties

RSS feed for comments on this post. TrackBack URI

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s

Maak een gratis website of blog op WordPress.com.

%d bloggers op de volgende wijze: