M.E.(cvs)-wetenschap

juli 6, 2013

Noradrenaline- en adrenaline-responsen op fysiologische en farmacologische stimulatie bij CVS

Even het onderzoek-gebied schetsen… Epinefrine (adrenaline) is een hormoon dat wordt geproduceerd door de bijnieren. Norepinefrine (noradrenaline) is een neurotransmitter (signalisering-molekule tussen de zenuwcellen) en een hormoon. Beiden behoren tot de catecholaminen en zijn betrokken bij de zgn. ‘fight or flight’ reaktie. Het autonoom zenuwstelsel heeft 2 takken: de (ortho)sympathische en de parasympathische (vagale). Het sympatho-bijnier systeem of sympatho-adreno-medullaire-as (SAM-as) zorgt voor de communicatie tussen het sympathisch zenuwstelsel en het bijnier-merg (medulla; in het centrum van de bijnieren). Stress leidt tot aktivatie van het sympatho-adreno-medullaire systeem en de hypothalamo-hypofyse-bijnier as, die allebei de bijnier aktiveren, leidend tot de afgifte van (nor)adrenaline en glucocorticoïden (deze laatste door de bijnier-schors). De cellen in het bijnier-merg liggen gegroepeerd rond bloed-vaten en zijn nauw verbonden met de sympathische tak van het autonoom zenuwstelsel (AZS); door speciefieke zenuw-vezels staan ze in direct contact met het centraal zenuwstelsel. De bijnier-medulla verhoogt de beschikbare energie, de hartslag en het metabolisme.

Er blijken uit onderstaande studie nog een aantal onopgeloste zaken maar de conclusie dat inspanning een zeer relevante en krachtige stressor is bij CVS, houdt stand. CVS-patiënten blijken een normale epinefrine-respons op insuline-stress te hebben maar een abnormale op inspanning…

————————-

Biol Psychol. 2013 Jun 12. (pre-print)

Norepinephrine and epinephrine responses to physiological and pharmacological stimulation in Chronic Fatigue Syndrome

Strahler J, Fischer S, Nater UM, Ehlert U, Gaab J

Clinical Biopsychology, Department of Psychology, University of Marburg, Gutenbergstrasse 18, 35032 Marburg, Germany

Samenvatting

Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS) wordt gekenmerkt door vermoeidheid die 6 maand of langer duurt. De aandoening bleek geassocieerd met een verstoorde (re-)aktiviteit van het autonoom zenuwstelsel [AZS]. De sympathische adrenomedulla (SAM) blijft echter te weinig onderzocht bij CVS. Om SAM-reaktiviteit te onderzoeken, hebben we een sub-maximale cyclo-ergometrie (ERGO) [40 W toename elke 3 min tot dat het individu de voorspelde maximum hartslag (85% van 220 bpm – leeftijd) niet meer kon bereiken] en een farmacologische test (Insuline Tolerantie Test, ITT [0,15 U/kg oplosbaar insuline na overnacht vasten]) geïmplementeerd bij 21 CVS-patiënten [CDC 1994 definitie (Fukuda)] en 20 voor leeftijd, geslacht en BMI gematchte controles. Plasma-norepinefrine en -epinefrine werden één maal vóór en twee maal na de testen gemeten. Er werden lagere baseline-waarden en afgezwakte responsen gevonden voor epinefrine op de ERGO bij CVS-patiënten vergeleken met controles, terwijl de groepen niet verschilden qua responsen op de ITT. Besluit: we vonden bewijs voor veranderde sympathisch-neurale en SAM-reaktiviteit bij CVS. Inspanning-stress bracht een subtiele catecholaminergische hypo-reaktiviteit bij CVS-patiënten aan het licht. Het is denkbaar dat inadequate catecholaminergische responsen op lichamelijke inspanning kunnen bijdragen tot de CVS-symptomatologie.

1. Inleiding

[…]

Het ophelderen van pathofysiologische mechanismen van een ziekte is belangrijk voor het identificeren van doelwitten voor behandeling. Gezien de heterogeniteit en complexiteit van CVS, is de identificatie van onderliggende psychologische en fysiologische mechanismen nog onderwerp van uitgebreide onderzoek. De rol van stress als een etiologische en bestendigende factor bij CVS is een prominente research-lijn. Op een fysiologisch niveau zouden stressoren kunnen resulteren in een ontregeling van stress-responsieve systemen, zoals de hypothalamus-hypofyse-bijnier as (HPA), het autonoom zenuwstelsel (ANS) en het immuunsysteem. Er werd gesuggereerd dat deze ontregeling bijdraagt to de kern-symptomen van CVS, zoals pijn en vermoeidheid. In overéénstemming met deze voorstellen, worden CVS-symptomen verergerd door psychologische en fysiologische stress (bv. inspanning [Jammes Y, Steinberg JG, Mambrini O et al. Chronic Fatigue Syndrome: assessment of increased oxidative stress and altered muscle excitability in response to incremental exercise. Journal of Internal Medicine (2005) 257: 299-310]), mogelijks resulterend in post-exertionele malaise en vermijdend gedrag [VanNess JM, Stevens SR, Bateman L, Stiles TL, Snell CR. Post-exertional malaise in women with Chronic Fatigue Syndrome. J Womens Health (2010) 19: 239-244; zie ‘Post-exertionele malaise bij vrouwen met CVS].

Door de observatie dat aandoeningen die worden gekarakteriseerd door een dysfunktioneel AZS – zoals neuraal gemedieerde hypotensie of posturale orthostatische tachycardie – prominente klinische kenmerken delen met CVS, hebben meerdere studies autonome abnormaliteiten onderzocht bij patiënten met CVS; wat inconsistente resultaten opleverde. Het meeste van deze research focuste op de sympathisch-neurale of de parasympathische tak van het AZS, gebruikmakend van indirecte metingen van autonome aktiviteit (zoals hartslag of hartslag-variabiliteit. Spectrum-analyse van hartslag-variabiliteit als maatstaf voor sympathische aktiviteit wordt echter nog als twijfelachtig beschouwd in termen van de relatieve bijdragen aan het sympathisch en parasympathisch zenuwstelsel. Er werden slechts weinig studies gewijd aan het onderzoek van het sympathisch-adrenomedullair (SAM) deel van het AZS dat focust op de afgifte van de catecholaminen epinefrine (E) en – in mindere mate – norepinefrine (NE) door chromaffine-cellen [neuro-endocriene cellen] in de medulla van de bijnieren [referenties beschikbaar]. Dit is ietwat verrassend, aangezien catecholaminen de voornaamste effectoren zijn van het sympathisch zenuwstelsel en het SAM-systeem in het bijzonder, en daarom intiem verbonden met stress-gerelateerde pathofysiologie. Studies waar enkel basale waarden van catecholaminen werden bepaald, rapporteerden geen verschillen tussen volwassen CVS-patiënten en controles. Subtiele verschillen qua catecholaminergische aktiviteit alsook de rol van feedback-mechanismen zouden echter slechts kunnen worden aangetoond tijdens belastingen. Drie studies hebben fysiologische belastingen aangewend aan bij volwassen CVS-patiënten [referenties beschikbaar]; waarvan er twee de effekten testten van orthostatische stress. Jammer genoeg zijn deze testen beperkt wat betreft hun vermogen om NE- én E-responsen gelijktijdig uit te lokken.

Inspanning, anderzijds, verhoogt zowel sympathisch-neurale en adrenomedullaire aktiviteit. Daarnaast heeft dit het voordeel een kritieke ‘real-life’ stressor bij CVS te zijn en kan het mogelijk gerelateerd zijn met post-exertionele malaise en vermijdend gedrag. Een aantal studies hebben een inspanning-protocol gebruikt om fysiologische capaciteit en cardiale funktie bij CVS te testen in het lab, wat inconsistente bevindingen opleverde [referenties beschikbaar]. Inspanning-testen laten echter niet alleen toe fysiologische capaciteit te bepalen maar kunnen ook worden gebruikt als psycho-fysiologische stressor. Dit is te wijten aan het feit dat inspanning-testen ook intra-individuele processen uitlokken die een impact zouden kunnen hebben op motivatie en inspanning. Er is slechts één gepubliceerde CVS-studie die gebruik maakt van inspanning (loop-band) als stressor om de afgifte van catecholaminen te bepalen: deze toonde lagere responsen voor of E bij CVS vergeleken met gezonde controles. Er is niets bekend over catecholaminergische responsen bij andere inspanning-protocollen, zoals de frequent gebruikte cyclo-ergometrie test (ERGO), bij CVS-patiënten.

Een veel courantere benadering om endocriene stress-responsen te bestuderen, omvat het gebruik van sterk gestandardiseerde farmacologische protocollen. In tegenstelling tot inspanning-testen, bieden deze these protocollen een mogelijkheid de effekten van intra-individuele processen te minimaliseren. Een dikwijls gebruikte farmacologische stressor om de integriteit van (hypoglycemie-responsieve) endocriene systemen te bestuderen bij CVS is de Insuline-Tolerantie-Test (ITT). De intraveneuze inspuiting van insuline resulteert in een uitgesproken hypoglycemie [laag glucose-gehalte in het bloed] dat een contra-regulerende respons op het niveau van de hypothalamus, hypofyse en bijnieren uitlokt, en zodoende een robuste stimulus voor adreno-medullaire catecholamine-release oplevert. Deze test werd eerder geïmplementeerd bij het bestuderen van endocriene dysfunktie bij CVS: het wekt normale of verminderde HPA-as responsen op bij deze patiënten. Op te merken: deze stimulus beroept zich niet op cognitief-evaluatieve [met betrekking tot het ontvangen en verwerken van informatie] of affectieve [gedragmatige] processen om een adaptieve respons te veroorzaken en wordt daarom aanbevolen bij het bestuderen van de adreno-medullaire werking. Tot op heden is niets bekend over de ITT- of hypoglycemie-geïnduceerde release van NE en E door de medulla van de bijnieren bij CVS.

Samengevat: ontregelde stress-responsieve systemen lijken een belangrijke rol te spelen bij de ontwikkeling en bestendiging van CVS. Hoewel er bewijsmateriaal is voor een ontregeling van het AZS bij een subgroep van CVS-patiënten, is er weinig gekend over een mogelijke stress-gerelateerde ontregeling van catecholaminen als directe effectoren van het sympathisch-neurale en SAM-systeem. Bovendien toonden eerder aangewende autonome stress-protocollen geen relevantie aan wat betreft CVS-symptomatologie.

Het doelstellingen van deze studie zijn daarom: het bepalen van de responsen van NE en E (uitkomst-variabelen) op zowel ERGO en ITT bij mannelijke en vrouwelijke CVS-patiënten vergeleken met gezonde controles (voorspellende variabelen). Het gebruik van deze 2 testen zal ons toelaten de verschillende aspekten van de door stress geïnduceerde adaptieve respons te ontwarren die aan de basis liggen van een mogelijks ontregelde stress-reaktiviteit bij CVS, t.t.z. zijn fysiologische component (via ITT) en intra-individuele factoren, zoals cognitief-evaluatieve en affectieve processen. Op basis van het hierboven vermeld bewijsmateriaal, verwachten we een relatieve hypo-reaktiviteit van NE én E bij CVS-patiënten bij de ERGO en de ITT. Door de cognitief-evaluatieve processen en de daaruit volgende affectieve respons op inspanning, verwachten we dat de hypo-reaktiviteit nog meer uitgesproken is bij de ERGO. Daarnaast zal het onderzoeken van zowel mannen als vrouwen ons in staat stellen geslacht-gerelateerde verschillen qua fysiologische veranderingen na te gaan die mogelijks aan de basis liggen van de hogere CVS-prevalentie bij vrouwen.

2. Methodes

[…]

3. Resultaten

3.1. Kenmerken van patiënten en controles

De verhouding mannen/vrouwen en de gemiddelde leeftijd verschilde niet significant tussen de groepen […]. 16 CVS-patiënten melden een infektueuze aanvang van hun symptomen. Alle patiënten rapporteerden een acute aanvang van de CVS-symptomen. De gemidddelde duur van de symptomen was 63,1 ± 41,5 maanden (17 tot 168). Alle patiënten waren gedurende minimum een maand medicatie-vrij (in elke groep gebruikten 4 vrouwelijke individuen orale contraceptiva). […].

3.2. Cyclo-ergometrie test (ERGO)

[…] De groepen verschilden qua inspanning-duur (CVS 10,36 ± 3,66 min vs. controles 12,47 ± 2,75 min; p = 0.014) en maximale arbeid (CVS 171,91 ± 55,46 W vs. controles 199,00 ± 43,76 W; p = 0.024), maar niet qua piek-hartslag (CVS 163,57 ± 17,67 bpm vs. controles166,75 ± 13,01 bpm; p = 0.592) en maximale ervaren inspanning (p = 0.968). Mannen vertoonden significant hogere waarden voor alle ERGO-parameters (p < 0.017), uitgezonderd voor piek-hartslag (p = 0.123). Er waren echter geen significante geslacht-groep interakties (p > 0.412).

Vóór de ERGO waren de basale waarden voor E lager bij CVS-patiënten (p = 0.012) terwijl er geen verschil met betrekking tot basale NE-waarden (p = 0.526) was. Er waren niet-significante lagere basale E-waarden bij vrouwen (p = 0.070). Er waren geen andere significante effekten. Het ERGO-protocol induceerde significante catecholaminergische responsen (NE & E: p < 0.001). […].

Patiënten met CVS vertoonden significant gedempte respons-profielen op de inspanning-test wat betreft E (p = 0.029) maar niet voor NE (p = 0.110). Er was een tijd-geslacht effekt evident voor E (p = 0.002) alsook een trend naar een significante tijd-groep-geslacht interaktie (p = 0.075), zonder verschillen tussen vrouwen en met minder uitgesproken respons-profielen bij mannelijke CVS-patiënten vergeleken met mannelijke controles. Er werd geen tijd-geslacht of tijd-groep-geslacht interaktie aangetoond wat betreft NE respons-profielen (p > 0.183). Zowel de waarden (NE en E) van individuen met CVS als gezonde controles keerden naar baseline terug binnen 30 min na de ERGO.

We berekenden de gemiddelde toenames van catecholaminergische responsen om verschillen in grootte-orde van de stress-reaktiviteit tussen de groepen na te gaan. Individuen die behoren tot de CVS-groep vertoonde lagere toenames van E (p = 0.040) maar niet voor NE (p = 0.079) vergeleken met gezonde controles. We zagen hogere gemiddelde toenames van E bij mannen (p = 0.003), hoewel er geen groep-gelacht interaktie werd gevonden (p = 0.135). Voor NE kon geen geslacht-effekt of groep-geslacht interaktie worden geobserveerd (p > 0.119).

3.3. Insuline Tolerantie Test

[…] Voorafgaand aan de ITT was er geen groep-verschil qua basale waarden voor E en NE evident (E: p = 0.150; NE: p = 0.671). Het ITT-protocol induceerde significante veranderingen met verloop van tijd voor beide molekulen (E: p < 0.001; NE: p < 0.001). Catecholaminergische respons-profielen op de ITT verschilden niet tussen de groepen (E: p = 0.206; NE: p = 0.727), en er bleken geen tijd-geslacht effekten en geen interaktie-effekten (p > 0.239). […]

4. Bespreking

Om een mogelijke stress-gerelateerde ontregeling van het sympathetisch-neurale en SAM-systeem bij CVS te bekijken, vergeleken we de catecholaminergische respons bij CVS-patiënten en gezonde controles tijdens een fysiologische (ERGO) en een farmacologische (ITT) stress-test. Beide stressoren induceerden verhoogde catecholaminergische aktiviteit. Tijdens de ERGO trad een relatieve hypo-reaktiviteit naar voren bij CVS-patiënten wat betreft E, maar niet wat betreft NE. Beide groepen keerden binnen 30 min echter terug naar basale waarden voor NE en E. Dit geeft aan dat CVS-patiënten in staat zijn een contra-regulerende respons op lichamelijke inspanning te veroorzaken, hoewel in mindere mate. Bij het onderzoeken van mogelijke ongelijkheden tussen mannen en vrouwen, bleken vrouwelijke CVS-patiënten niet-significant lagere baseline-waarden qua E te vertonen tijdens de ERGO maar gelijkaardige reaktiviteit-profielen vergeleken met vrouwelijke controles. Aan de andere kant waren de waarden in rust van mannelijke CVS-patiënten vergelijkbaar met die van gezonde controles, Terwijl hun inspanning-geïnduceerde E-waarden waren afgevlakt. In tegenstelling met de ERGO, verschilden de groepen niet wat betreft hun catecholaminergische responsen bij de ITT. Er kon een betrekkelijk normale catecholaminergische secretie worden gezien op een gestandardiseerde farmacologische stimulus. Er werd geen effekt van geslacht gevonden in respons op deze stimulus.

Inspanning-testen vormen een ecologisch steekhoudende stressor bij CVS en werden tot zover in de eerste plaats gebruikt om de fysiologische capaciteit en hart-funktie bij deze patiënten te testen. Piek-hartslag werd in deze studies dikwijls opgenomen als een afhankelijke variabele, en bleek gedaald [referenties beschikbaar] of normaal [referenties beschikbaar] bij individuen met CVS. Deze bevindingen zijn slechts ten dele overéénkomstig met onze bevinding van gelijke waarden qua piek-hartslag tussen de groepen. Jammer genoeg wordt de vergelijkbaarheid tussen studies ernstig beperkt door de verschillende inspanning-protocollen (bv. cyclo-ergometerie vs. loop-band, sub-maximaal vs. maximaal) en verhindert dat tot hier toe het trekken van conclusies.

Dit is de eerste studie die de catecholaminergische respons op een cyclo-ergometrie test in CVS beoordeelt. Onze bevinding van een relatieve hypo-reaktiviteit van E bij ERGO bij CVS-patiënten komt overéén met bevindingen van een andere studie die gebruik maakte van een inspanning-test op een loop-band om catecholaminen bij vrouwen met CVS te onderzoeken [Ottenweller JE, Sisto SA, McCarty RC, & Natelson BH. Hormonal responses to exercise in Chronic Fatigue Syndrome. Neuropsychobiology (2001) 43: 34-41]. Verschillen qua tiijd-dynamieken van NE en E zouden deze resultaten kunnen verklaren. Belangrijk: in onze studie waren de respons-profielen afgezwakt bij mannelijke CVS-patiënten vergeleken met mannelijke controles, terwijl er bij vrouwen geen verschil was. Zoals hierboven vermeld: dit verschil zou kunnen worden toegeschreven aan de verschillende stress-protocollen. Bovendien voerden onze individuen een sub-maximale test uit in een zittende houding in plaats van een maximale inspanning test rechtopstaand; zodoende werd de vergelijkbaarheid tussen CVS en gezonde controles verhoogd door te controleren voor de effekten van orthostase en fysiologische deconditionering. Onze bevinding van een relatieve catecholaminergische hypo-reaktiviteit is niet in overéénstemming met andere studies die protocollen implementeren die de effekten testen van orthostatische stress die catecholaminergische stress-responsen induceren bij patiënten met CVS en controles. In contrast met onze bevindingen, lokten deze testen vergelijkbare en excessieve catecholaminergische responsen uit bij CVS-patiënten. Dit zou verklaard kunnen worden door de verschillende fysiologische processen die betrokken zijn bij orthostatische en inspanning-stress, respectievelijk (bloed-volume vs. energie), en hun vermogen om afgifte van catecholaminen te stimuleren.

Catecholaminergische responsen op de ITT werden tot op heden bij CVS nog niet beschreven. Het gebrek aan een verschil tussen CVS-patiënten en controles qua responsen van NE en E is echter in overéénstemming met studies die responsen van andere bijnier-hormonen (cortisol) op deze stressor onderzochten. Daarom, als we beide stressoren tegenover elkaar zetten, bieden onze resultaten geen ondersteuning voor een algemene dysfunktie van het adrenomedullair hormonaal systeem bij CVS. In plaats daarvan wijst onze bevinding van differentiële respons-profielen tijdens de ERGO vergeleken met de ITT op de rol van specifieke intra-individuele processen bij patiënten met CVS wat betreft lichamelijke inspanning. Interessant is dat psychologische stress voornamelijk adrenomedullaire responsen lijkt op te wekken, terwijl fysiologische stressoren de afgifte van NE door sympathische zenuw-uiteinden begunstigen. Aangezien onze beoordeling geen metingen omvatte die direct allebei deze vermeende aspecten van de ERGO adresseerde, blijft dit echter puur speculatief.

Ons resultaat van gelijkaardige piek-hartslag waarden bij CVS-patiënten en gezonde controles, ondanks verminderde stress-niveaus van circulerende catecholaminen, zou kunnen wijzen in de richting van compenserende veranderingen qua beta-adrenerge receptor funktie op niveau van het hart. Interessant is dat research aangaande inspanning-geïnduceerde gen-expressie patronen verhoogde hoeveelheden alfa- en beta-adrenerge receptoren vond in perifeer bloed mononucleaire cellen bij CVS-patiënten vergeleken met controles [Light AR, White AT, Hughen RW & Light KC. Moderate exercise increases expression for sensory, adrenergic and immune genes in Chronic Fatigue Syndrome patients but not in normal subjects. The Journal of Pain (2009) 10: 1099-1112 (zie ‘Matige Inspanning verhoogt Expressie van Sensorische, Adrenerge en Immuun Genen bij CVS) /// Light AR, Bateman L et al. Gene expression alterations at baseline and following moderate exercise in patients with Chronic Fatigue Syndrome and Fibromyalgia Syndrome. Journal of Internal Medicine (2012) 271: 64-81 (zie ‘Gen-expressie veranderingen na matige inspanning bij CVS & FM)], wat kan worden beschouwd als een weerspiegeling van veranderingen in andere weefsels zoals het hart. Dit was echter niet evident in rust. Dit geeft aan dat, tijdens acute stress, lagere waarden circulerende catecholaminen zouden kunnen binden op meer gevoelige adrenerge receptoren, resulterend in onveranderde autonome reaktiviteit op niveau van het hart. Weerom: deze veronderstelling moet worden geverifieerd in toekomstige studies.

Eén mogelijkheid van hoe een relatieve hypo-reaktiviteit van catecholaminen zou verbonden kunnen zijn met symptomen van CVS is via het immuunsysteem. Adrenerge receptoren komen tot expressie op verscheidene immuun-cellen en organen, waardoor circulerende catecholaminen in staat zijn hun immunomodulerende effekten uit te oefenen. Tijdens acute stress (bv. inspanning), begunstigen NE en E een verschuiving van een Th1 naar een Th2 gemedieerde immuun-respons [Elenkov IJ, Wilder RL, Chrousos GP & Vizi ES. The sympathetic nerve – an integrative interface between two super-systems: The brain and the immune-system. Pharmacological Reviews (2000) 52: 595-638]. Het is daarom denkbaar dat deficiënties aangaande het bereiken van een toereikende catecholaminergische respons op terugkerende acute stressoren inflammatie kan versterken, die uiteindelijk leiden tot symptomen zoals pijn en vermoeidheid. Wanneer de exacte mechanismen worden onderzocht die aan de basis liggen van de interaktie tussen catecholaminen en inflammatoire processen, moet rekening worden gehouden met de gevoeligheid van immuun-cellen. In een eerdere studie was het vermogen van een beta2-adrenerge agonist [terbutaline] om de aanmaak van TNF-alfa te inhiberen en de afgifte van het anti-inflammatoir cytokine interleukine-10 te versterken, gereduceerd bij adolescenten met CVS – onder basis-omstandigheden [Kavelaars A, Kuis W, Knook L, Sinnema G & Heijnen CJ. Disturbed neuro-endocrine-immune interactions in Chronic Fatigue Syndrome. The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism (2000) 8: 692-696]. Dus lijken, naast lagere waarden qua circulerende catecholaminen, adrenerge receptoren op immuun-cellen minder responsief voor deze signalen. Geen enkele studie heeft tot hier toe echter het effekt van acute stress op de sensitiviteit van immuun-cellen voor adrenerge signalisering bij CVS onderzocht. De exacte mechanismen die acute stress vertalen naar vermoeidheid zijn grotendeels onbekend en rechtvaardigen zeker verder onderzoek.

In onze studie werd beperkt bewijs gevonden voor geslacht-specifieke fysiologische veranderingen bij CVS. Mannelijke patiënten met CVS vertoonden verzwakte respons-profielen van E op de ERGO vergeleken met de vrouwelijke. Het gebrek aan significante verschillen bij de vrouwen kon echter te wijten zijn aan een bodem-effekt. Alle andere analyses konden geen significante groep-geslacht interaktie aantonen. Voor zover we weten is dit de eerste studie die geslacht-specifieke veranderingen qua catecholaminen bij CVS onderzocht. Onze bevinding van vergelijkbare respons-profielen bij vrouwen in beide groepen aan de ene kant en verzwakte respons-profielen voor E bij mannelijke CVS-patiënten vergeleken met mannelijke controles aan de ander kant, verklaart de epidemiologische meldingen over een hogere CVS prevalentie bij vrouwen niet. Toekomstige studies bij grotere aantallen zijn vereist om geslacht-specifieke mechanismen bij CVS te onderzoeken.

Deze studie had meerdere beperkingen. Ten eerste: veralgemening van onze resultaten wordt beperkt door het feit dat we individuen met CVS hebben gerecruteerd via zelf-hulp organisaties, in tegenstelling tot het identificeren van representatieve gevallen uit de algemene populatie. Ten tweede: zoals hierboven vermeld, laat de kleine groep ons niet toe definitieve conclusies te trekken aangaande geslacht als een moderator van de catecholaminergische stress-respons bij CVS. Bovendien verhinderde het ons van te bepalen of enkel een subgroep patiënten zou kunnen aangetast zijn door catecholaminergische ontregeling. Ten derde, we bepaalden het niveau van lichamelijke fitness niet bij ons staal. Zodoende zouden mogelijke verschillen qua fysiologische capaciteit kunnen hebben bijgedragen tot de differentiële catecholaminergische responsen die we zagen. Door het implementeren van een sub-maximaal (en niet een maximaal) inspanning-protocol, hielden we echter in zekere zin rekening met deze verstorende effekten. Er was ook geen informatie over hormonale status (fase van de menstruele cyclus, menopause) beschikbaar, uitgezonderd over het gebruik van orale contraceptiva. Vrouwen die hormonale contraceptiva gebruikten, waren echter gelijkmatig verdeeld over de groepen, waardoor een mogelijke impact op onze bevindingen werd geminimaliseerd. Ten vierde: ons beperkt aantal tijd-meetpunten na de ITT [nl. +20 & +30 min] verhindert ons mogelijke groep-verschillen tijdens de herstel-periode te detekteren. Ten vijfde: we kunnen niet bepalen of onze resultaten van een relatieve hypo-reaktiviteit te wijten is aan een verminderde afgifte van catecholaminen in de circulatie of aan een versneld metabolisme en uitscheiding. Ten slotte: intra-individuele (cognitief-evaluatieve en affectieve) processen werden niet op een directe manier gemeten in deze studie, wat duidelijk meer aandacht had verdiend.

Samengevat: onze resultaten onder steunen de notie van veranderde catecholaminergische reaktiviteit bij CVS niet. Gebruikmakend van een zeer krachtige farmacologische stressor voor het adrenomedullair systeem (de ITT), bleken geen verschillen tussen gezonde controles en individuen met CVS; wat wijst op het ontbreken van een stress-gerelateerde endocriene stoornis bij deze aandoening. In tegenstelling daarmee lijkt inspanning een zeer relevante en krachtige stressor te zijn bij CVS, die leidt tot subtiele catecholaminergische ontregeling bij deze patiënten. Het is denkbaar dat inadequate catecholaminergische responsen geïnduceerd door lichamelijke inspanning kunnen bijdragen tot de symptomen (bv. post-exertionele malaise) bij CVS-patiënten. Replicatie van onze bevindingen bij grotere groepen is vereist, in het bijzonder omtrent het verduidelijken van mogelijke geslacht-specifieke fysiologische veranderingen bij CVS. Bovendien is research naar stressor-specifieke effekten (bv. lichamelijke aktiviteit vs. psychosociale stress) bij de verschillende takken van het AZS bij CVS gerechtvaardigd om cognitieve en affectieve bijdragende factoren tot ontregelde stress-responsen te onderzoeken.

oktober 22, 2011

Verhoogd HDAC samen met verlaagd Cortisol bij ouderen met CVS

Bij een studie van 2 gen-gen associatie-netwerken bij CVS (Integratie van klinische, genetische en proteïne-gegevens bij CVS) bleek HDAC7A in beide voor te komen. Gen-expressie van HDAC7A (een gen dat codeert voor een histoon-deacetylase (enzyme); histoon-acetylatie/-deacetylatie verandert de struktuur van chromosomen en beïnvloedt de toegang van transcriptie-factoren tot DNA) bleek tevens gecorreleerd met onverklaarde vermoeidheid in een andere studie (Whistler T, Taylor R, Craddock RC, Broderick G, Klimas N, Unger ER. Gene-expression correlates of unexplained fatigue. Pharmacogenomics (2006) 7: 395-405).

In onderstaand artikel worden verbanden gelegd tussen HDAC’s en andere bevindingen bij M.E.(cvs): voornamelijk verlaagd cortisol, de verstoorde HPA-as en de mogelijk rol van de Glucocorticoid Receptor (gecodeerd door het NR3C1-gen; zie ‘NR3C1 – Glucocorticoid receptor geassocieerd met CVS’). Dit laatste hangt dan weer samen met de immuniteit/inflammatie via NF-κB (zie ‘Samenspel tussen de Glucocorticoid Receptor en Nuclear Factor-κB’ en ‘NF-κB en Inspanning’). Verregaande conclusies zijn nog niet aan de orde daar deze studie slechts een kleine groep ouderen met CVS omvat

Histoon-deacetylases (HDAC) zijn een klasse enzymes die acetyl-groepen (O=C-CH3) van een geacetyleerd lysine (bepaald aminozuur) op een histoon (histoon-proteïnen = kleine eiwitten met een hoog aantal positief geladen aminozuren die aan negatief geladen DNA binden; een nucleosoom is een complex van DNA en histoon-eiwitten dat de gen-expressie regelt) verwijderen. Zo wordt (via acetylering -via histoon-acetyltransferase (HAT)- en deacetylering) de vertaling van DNA (dat rond de histonen is gewikkeld) naar RNA geregeld. HAT’s en HDAC’s gaan een fysieke interaktie aan met een sequentie-specifieke transcriptie-factor (TF). Ze werken gewoonlijk in een multi-molekulair complex (enzymatisch complex), waarbij de andere subunits nodig om nucleosomen rond de binding-plaats te modifiëren. Er zijn 4 klassen HDACs, telkens met verschillende leden (HDAC’s 1-11 en sirtuinen, SIRT 1-7).

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

Brain Behav Immun. 2011 Apr 28. [pre print]

Increased HDAC in association with decreased plasma cortisol in older adults with Chronic Fatigue Syndrome

Jason L, Sorenson M, Sebally K, Alkazemi D, Lerch A, Porter N, Kubow S

Department of Nursing, DePaul University, Chicago, IL, United States

Samenvatting

Hypocortisolisme is een frequente bevinding bij individuen met Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS) [zie opmerking in rood hieronder], waarbij andere research-bevindingen ook een potentiële ontregeling van de glucocorticoid-signalisering [zie links in onze inleiding] impliceren. Glucocorticoid-signalisering staat onder invloed van diverse mechanismen, waarvan meerdere van interesse zijn bij de studie van CVS. Oxidatieve stress en verminderde anti-oxidante capaciteit staan er om bekend de hypothalamus-hyopfyse-bijnier (HPA) as te verstoren en de aanwezigheid van histoon-deacetylases (HDAC) zouden ook een impact kunnen hebben op de glucocorticoid-signaliserinng. De intentie van deze piloot-studie was de relatie tussen oxidatieve stress elementen, selekte HDAC’s (2/3) en glucocorticoid receptor signalisering te onderzoeken bij een groep ouderen met CVS. De bevindingen suggereren verhoogde aktiviteit van histoon-deacetylases, lager totaal anti-oxidant vermogen in de context van verlaagde plasma-cortisol en verhoogd plasma dehydroepiandrosteron die samen voorkomen met verminderde expressie van het gen coderend voor de Glucocorticoid Receptor. Deze bevindingen ondersteunen de aanwezigheid van HPA-as ontregeling bij oudere individuen met CVS.

1. Inleiding

In volwassen populaties, is de ontregeling van de hypothalamus-hyopfyse-bijnier (HPA) as geassocieerd met Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS), suggestief voor een gewijzigde fysiologische respons op stress. Verscheidene studies hebben glucocorticoïde regulering bij CVS aangewezen, met een waaier aan bevindingen: volwassenen met CVS vertonen lagere cortisol-waarden [D.i. echter geen alomtegenwoordige bevinding… Uit ‘Neuro-immunologisch model voor CVS: “Een aandacht-punt van het onderzoek betreffende de CVS-pathofysiologie is de exploratie van afwijkingen van de HPA-as. Nogmaals: dit is niet absoluut, maar er bestaat bewijs voor een milde HPA-as suppressie met onderdrukte produktie van adrenocorticotroop hormoon (ACTH) in respons op psychosociale stress en een verhoogde invloed van negatieve feedback van cortisol op de HPA-as. Gezien de immunosuppressieve effekten van glucocorticoid-hormonen, is het gemakkelijk te bedenken hoe hypo-funktie van de HPA-as zou kunnen bijdragen tot de inflammatoire pathologie van CVS het ontbreken van een negatieve regulator van het immuunsysteem. De oorzakelijkheid van deze relatie blijft echter ook onopgelost: bestemt een hypo-aktieve HPA-as voor tot CVS, of moedigt de immuun-dysfunktie van CVS de abnormale funktie van de HPA-as aan?”], een mogelijk gebrek aan responsiviteit van de HPA-as, een patroon van glucocorticoïde resistentie en ontwrichting of ontregeling van het verwachte diurnale cortisol-patroon [Torres-Harding S, Sorenson M, Jason L, Maher K, Fletcher MA, Reynolds N,Brown M. The associations between basal salivary cortisol and illness-symptomatology in Chronic Fatigue Syndrome. J. Appl. Biobehav. Res. (2008) 13: 157-180; zie ‘Cortisol bij CVS – verband met pijn en vermoeidheid]. Eerder vonden we verminderde genetische expressie van de glucocorticoid receptor (NR3C1) gelijktijdig met lage waarden qua plasma-cortisol bij CVS [Jason LA, Sorenson M, Porter N, Brown M, Lerch A, Van der Eb C, Mikovits J. Possible genetic dysregulation in paediatric CFS. Psychology (2010) 1: 247-251; zie ‘Mogelijke Genetische Ontregeling bij Pediatrische CVS (NR3C1 & NF-kB)]. De aanwezigheid van een verminderde boodschap-overdracht bij minder hormoon leidde tot een concept van epigenetische ontregeling van GR-signalisering. Op basis van de literatuur besloten we dat HDAC’s de meest waarschijnlijke schuldigen waren. Deze piloot-studie werd ontworpen om dit te testen.

Histoon-deacetylases (HDAC) zijn een groep enzymes met uitgesproken effekten op gen-regulering. Deze enzymes inhiberen gen-regulering via de verwijdering van acetyl-groepen, wat uiteindelijk gen-transcriptie vermindert. Dit werking-mechanisme is het primair middel waarmee glucocorticoïden hun effekten uitoefenen. HDAC’s lijken te worden gerecruteerd door glucocorticoïden en onderdrukken op hun beurt de codering van inflammatoire genen, wat bijdraagt tot de globale anti-inflammatoire werking van glucocorticoid. Een stijging qua HDAC-aktiviteit, in aanwezigheid van gedaalde glucocorticoid-concentraties zou een ontregeling van mechanisme-signalisering kunnen weerspiegelen die zou kunnen bijdragen tot een chronische pro-inflammatoire toestand. Terwijl HDAC-aktiviteit inflammatie zou kunnen onderdrukken via effekten op het NF-κB mechanisme, zouden elementen van oxidatieve stress nog steeds in staat kunnen zijn inflammatie te initiëren via effekten op het aktivator proteïne-1 [AP-1; een transcriptie-factor] mechanisme. Differentiële mechanisme-aktivatie zou de uitéénlopende immunologische bevindingen kunnen verklaren die worden geobserveerd bij mensen met CVS. Oxidatieve stress, een toestand van chronische inflammatie, zou expressie van HDAC kunnen verminderen, wat een mechanisme oplevert waarmee inflammatoire processen de expressie van HDAC kunnen beïnvloeden, en daarmee de expressie van andere genen en cel-proliferatie. Het is ook mogelijk dat de aktiviteiten van HDAC’s verminderd zijn bij bepaalde ziekte-toestanden. Het is dan ook belangrijk de relatie te onderzoeken tussen oxidatieve stress en HDAC bij mensen met CVS.

Een nauw verband tussen glucocorticoïde sensitiviteit en oxidatieve stress werd uitvoerig beschreven [Adcock IM, Cosio B, Tsaprouni L, Barnes PJ, Ito K. Redox-regulation of histone-deacetylases and glucocorticoid-mediated inhibition of the inflammatory response. Antioxid. Redox Signal. (2005) 7: 144-152]; dit zou van toepassing kunnen zijn op CVS. Oxidatieve stress is gelinkt met glucocorticoïde resistentie via de aantasting van meerdere aspecten van GR-aktivatie en -werking, inclusief verminderd GR nucleair transport [bij binding van het hormoon verplaatst de GR zich naar de cel-kern om gen-expressie te reguleren] [Okamoto K, Tanaka H, Ogawa H, Makino Y, Eguchi H, Hayashi S, Yoshikawa N, Poellinger L, Umesono K, Makino I. Redox-dependent regulation of nuclear import of the glucocorticoid receptor. J. Biol. Chem. (1999) 274, 10363-10371: “nucleaire translocatie van de GR is verstoord bij oxidatieve toestanden”], gereduceerde GR-transcriptie via daling qua histoon-deacetylase (HDAC) aktiviteit en verminderde expressie van glucocorticoid regulerende genen. De primaire bedoeling van deze piloot-studie was het bepalen van de basale karakteristieken van gen-expressie gezien zijn invloed op een bestanddeel van de HPA-as in een geriatrische populatie met CVS. Specifieke hypotheses waren dat individuen met CVS het volgende zouden vertonen: (1) verminderde expressie van NR3C1 die gedaalde waarden qua plasma-cortisol vergezellen; (2) verminderde expressie en aktiviteit van klasse I HDAC’s. Plasma-DHEA en totaal anti-oxidant vermogen werden geëvalueerd om andere variabelen te beoordelen die mogelijks de cortisol-secretie in deze populatie beïnvloeden.

2. Methodes

2.1. Staal

Er werden data verkregen bij 9 individuen van 65 jaar of ouder met een diagnose van CVS volgens de Fukuda criteria. Er waren 6 vrouwen en 3 mannen. De gemiddelde leeftijd was 69 (65-79). Serum-cortisol diende als een indicator voor de funktie van de HPA-as. De stalen kwamen van het ‘Whittemore Peterson Institute for Neuro-immune Disease’.

2.2. Cortisol en DHEA

Cortisol-concentraties [commerciële ELISA-test]. Aangezien cortisol zelf wordt beïnvloed door een ander hormoon, dehydroepiandrosteron (DHEA), dat betrokken bleek bij het pathogenetisch proces van vermoeidheid, vonden we het belangrijk dit hormoon ook te onderzoeken [commerciële EIA-test].

2.3. Oxidatieve stress en anti-oxidant metingen

Het is belangrijk het homeostatisch vermogen van een organisme om de effekten van oxidatieve stress te bepalen. Dit is dikwijls gedaald bij ziekte en kan worden gemeten via een reeks testen die het ijzer-reducerend vermogen van plasma (‘ferric reducing ability of plasma’, FRAP) meet.

De redox-status van perifeer bloed mononucleaire cellen (PBMC) werd bepaald aangezien deze cellen tijdens inflammatoire processen zijn bloodgesteld aan ROS [reaktieve zuurstof soorten], wat een doeltreffende GSH [gereduceerd glutathion] -capaciteit vereist om ROS te neutraliseren die anders de immuun-funktie kan ontwrichten. De cytosol-fractie [intra-cellulaire vloeistof met daarin de cel-organellen] van geïsoleerde PBMCs werd gezuiverd […]. HDAC-aktiviteit werd dan gemeten via een colorimetrische test […].

Een daling qua HDAC-produktie kan op z’n beurt bijdragen tot een chronische pro-inflammatoire toestand, die kan resulteren in vermoeidheid. PBMC nucleaire cel-extracten werden geïncubeerd met HDAC test-substraat (een kort peptide met een geacetyleerd lysine-residu, dat kan worden gedeacetyleerd met HDAC-enzymes). Na incubatie werd ontwikkel-vloeistof toegevoegd dat met het the gedeacetyleerd lysine-residu reageert en colorimetrisch kan worden gemeten […] als HDAC-aktiviteit.

[…] De FRAP-test meet colorimetrisch totaal anti-oxidant vermogen […] en beschrijft de status van plasma anti-oxidanten (afgezien van proteïne-sulfhydrylen [reducerende -SH groepen]). De plasma-componenten die bijdragen tot de totale anti-oxidante capaciteit wordt geschat op 15% ascorbaat, 5% alfa-tocoferol [vitamine-E], 60% urinezuur, 5% bilirubine en 15% andere anti-oxidanten. […]

2.4. Gen-expressie

De cellen werden verstuurd naar Panomic’s Inc. voor onderzoek van mRNA-transcripten. Deze test-dienst wist niets af van de klinische populatie waarvan de cellen werden verkregen […]. Het ‘Quantigene Plex’ systeem gebruikt cel-lysaten en vertakt DNA […]. Resultaten werd uitgedrukt t.o.v. het gemiddeld signaal van glyceraldehyde-3-fosfaat-dehydrogenase [GAPDH; een ‘huishoudelijk’ gen; makkelijk te amplificeren en als controle gebruikt bij PCR en gen-expressie]. […]

In plaats van polymorfismen in de GR te onderzoeken, keken we naar de aanwezigheid van RNA-transcripten die de receptor-expressie aantasten. Een transcript betrokken bij receptor-acetylering was NR3C1 (nucleaire receptor sub-familie 3, groep C, lid 1 Glucocorticoid Receptor). Door deze factor te onderzoeken, keken we naar de variantie qua expressie van een factor die betrokken is bij de regulering en expressie van een element van de HPA-as bij individuen met CVS. Onze rationale voor de selektie van dit gen was de volgende: polymorfismen van het NR3C1 gen bleken geassocieerd met CVS bij volwassenen [Rajeevan MS, Smith AK, Dimulescu I; Unger ER, Vernon SD, Heim C. Glucocorticoid receptor polymorphisms and haplotypes associated with Chronic Fatigue Syndrome. Genes Brain Behav. (2007) 6: 167-176] en dit gen is één van de voornaamste transcriptionele regulatoren van de GR. Bijkomende onderzochte transcripten omvatten HDAC2, HDAC3, SIRT1 en NGF.

Sirtuine-1 (SIRT1) [NAD-afhankelijk deacetylase] is een belangrijke regulator van het p53 mechansime [tumor-proteïne 53, een transcriptie-factor, reguleert de cel-cyclus en funktioneert als een tumor-suppressor] en lijkt apoptose bij stress te doen verminderen. SIRT1 lijkt ook circadiaanse gen-expressie te beïnvloeden [Belden WJ, Dunlap JC. SIRT1 is a circadian deacetylase for core clock components. Cell (2008) 134: 212-214]. Het p53 mechanisme wordt ook beïnvloed door histoon-deacetylases die geassocieerd zijn met corticosteroïde ontregeling. Eerder vonden we een daling in mRNA-transcripten voor NR3C1, samen voorkomend met lagere cortisol-waarden in een populatie van volwassenen met chronische vermoeidheid (niet gepubliceerde data). Verminderde boodschap-overdracht van de glucocorticoid receptor in aanwezigheid van gedaald hormoon suggereerde ontregeling van signalisering. De meest waarschijnlijke gen-kandidaten, op basis van eerdere gegevens, waren HDAC2 en HDAC3. Deze werden gekozen omwille van hun invloed op het NF-κB mechanisme en verwevenheid met glucocorticoid [Ito K, Yamamura S, Essilfie-Quaye S, Cosio B, Ito M, Barnes PJ, Adcock IM. Histone-deacetylase 2 mediated deacetylation of the glucocorticoid receptor enables NF-kappaB suppression. J. Exp. Med. (2006) 203: 7-13]. We kozen er ook voor de aanwezigheid te onderzoeken van ‘nerve growth-factor’ [NGF; een klein eiwit, belangrijk voor de groei en overleving van bepaalde neuronen, werkt ook als een signalisering-molekule; ‘nerve growth-factors’ refereert naar een familie factoren, de zgn. neurotrofinen (waartoe o.a. ook de ‘Brain-Derived Neurotrophic Factor’ (BDNF) behoort)] die geassocieerd bleek met pijn-aandoeningen en betrokken bij CVS [Seidel MF, Herguijuela M, Forkert R, Otten U. Nerve growth factor in rheumatic diseases. Semin. Arthritis Rheum. (2010) 40: 109-126; zie ook ‘Glia, glutamaat-transport en chronische pijn].

2.5. Statistische procedures

[…]

3. Resultaten

Allereerst bepaalden we cortisol- en DHEA-waarden. Er werd een laag gemiddeld plasma-cortisol gevonden (64,36 ng/ml), wat aanzienlijk minder is dan bij gezonde controles. De gemiddelde DHEA-waarde was 21,68 ng/ml, wat aanzienlijk hoger is dan wat werd opgetekend voor een populatie van gezonde ouderen van 65-79 jaar (2,7 ng/ml).

Daarna bepaalden we de gen-regulering van de GR [Glucocorticoid Receptor] NRC31 bij de 9 oudere individuen met CVS en vergeleken deze met genormaliseerde ratios voor HDAC2, HDAC3 en SIRT1. Kwantificering van expressie gebeurde via de Quantigene micro-chip. De resultaten werden dan genormaliseerd t.o.v. GAPDH en de expressie-ratios werden bepaald. [De gemiddelde expressie-verhoudingen bij oudere volwassenen met CVS waren: 0,11 voor NR3C1 (0,65), 0,166 voor HDAC2 (0,037), 0,088 voor HDAC3 (0,044) en 0,58 voor SIRT1 (0,081); de waarden tussen haakjes zijn die voor “universeel RNA”)]

NGF correleerde positief met HDAC2 (p < .05), wat in overéénstemming is met de waarneming dat NGF een belangrijke rolspeelt bij neutrofinen-afhankelijke nitrosylering [toevoegen van een nitrosyl-groep (R-N=O) aan een proteïne] van HDAC-2 op cysteine [aminozuur met een zwavel-atoom] -residuen […], wat nodig bleek om de dissociatie van HDAC-2 van chromatine [= complex van DNA en eiwitten in de celkern] te induceren en daardoor de acetylering van histonen te vergemakkelijken. DHEA correleerde daarnaast negatief met SIRT1 (p < 0.1) en de verhouding DHEA/Cortisol correleerde negatief met HDAC2 (p < .01). Daarenboven vonden we verhoogde HDAC-aktiviteit (182 pmol/min/mg proteïne), wat aanzienlijk hoger ligt dan bij normatieve controles. HDAC correleerde ook negatief met leeftijd, wat verminderde aktiviteit naar gelang de leeftijd suggereert (p < .01). Cortisol correleerde positief met HDAC3 (p < .05) wat een mogelijke relatie tussen de twee parameters ondersteunt.

Voor dezelfde 9 individuen verkregen we FRAP-resultaten uitgedrukt als ascorbinezuur [vitamine-C] -equivalenten. De gemiddelde FRAP-waarde was 227,3 µm/l, wat uitgesproken lager is dan de typisch geobserveerde waarden van 400-800 µm/l bij gezonde of hypertensieve individuen van middelbare of oudere leeftijd. FRAP correleerde positief met DHEA (p < .01) en negatief met SIRT1 (p < .01).

4. Bespreking

Onze bevindingen suggereren dat in de context van verlaagd plasma-cortisol en verhoogd plasma-DHEA, vastgesteld in een geriatrisch staal patiënten met CVS, er verhoogde HDAC-expressie en aktiviteit is, samen met verminderd totaal anti-oxidant vermogen samenlopend met downregulering van het gen NR3C1. Hoewel deze bevinding validatie vereist bij een grotere en meer diverse groep individuen met CVS, kan het de klaarblijkelijke ontregeling van diurnale cortisol-secretie [men basseert zich dus best niet op één enkelvoudige meting] die wordt gevonden bij mensen met CVS helpen verklaren.

De akties van glucocorticoïden zijn complex. In het kort: bij vermeend gezonde volwassenen, zou men verwachten dat cortisol-binding op de GR een verhoging qua klasse-I HDAC aktiviteit zou initiëren. Een stijging van deze HDAC’s, in het bijzonder HDAC2, verhoogt DNA-winding en voorkomt inflammatoire gen-transcriptie. Deze verhoogde HDAC-aktiviteit lijkt het voornaamste mechanisme te bieden waardoor glucocorticoïden dan pro-inflammatoire gen-expressie onderdrukken. In deze studie, hebben een klaarblijkelijke ontregeling van dat mechanisme gevonden. We vonden verhoogde HDAC2/3 (klasse I) aktiviteit in aanwezigheid van gereduceerde waarden van hormoon en verminderde receptor-transcriptie. Dit impliceert dat andere mechanismen zouden kunnen dienen om verhoogde HDAC-aktiviteit te behouden. Hoewel cortisol significant correleerde met het HDAC3-niveau, vonden we een globale reductie qua plasma-cortisol vergeleken met dat gevonden in studies bij controles. Een bijkomende overweging is dat oxidatieve stress de neiging heeft HDAC-aktiviteit te reduceren, een werking die tegengesteld is aan deze gezien in onze bevindingen.

Een toename qua HDAC-2 expressie en -aktiviteit zou een algemene ontwrichting van belangrijke immunoregulerende mechanismen kunnen weerspiegelen. Eerdere studies hebben aangetoond dat HDAC mRNA’s verhoogd zijn in geaktiveerde immuun-cellen, wat er op wijst dat ze dienen als merkers van immuunsysteem-aktivatie en ook zouden fungeren als potentiële doelwitten voor behandeling. Verhoogde HDAC-2 aktiviteit is geassocieerd met neuronale sterfte bij een brede waaier aan neurologische aandoeningen die vormen van cellulaire oxidatieve stress omvatten en leidt tot een verminderde histoon/transcriptie-factor acetylatie en verhoogde transcriptionele repressie [Dit laatste is een essentieel mechanisme bij de precieze controle van gen-expressie. Transcriptionele repressor-proteïnen binden op hun ‘target’-genen – direct via een DNA-bindend domein of indirect door interaktie met andere DNA-gebonden proteïnen.]. Omgekeerd: HDAC-2 inhibitie werkt beschermend tegen door oxidatieve stress geïnduceerde neuronale sterfte door het verschuiven van het evenwicht tussen histoon-acetyltransferases (HAT) en HDAC ten voordele van HAT-aktiviteit; zodoende wordt de transcriptionele repressie verlicht, wat leidt tot verhoogde expressie van anti-apoptotische genen, zoals p21 en Hsp70 [een ‘heat-shock’ proteïne, beschermen cellen tegen de schadelijke effekten van oxidatieve stress zie ‘CVS * Oxidatieve Stress en Hsp bij inspanning’ & ‘‘Heat shock’ proteïnen en inspanning bij CVS] die gelinkt zijn met neuroprotektie. HDAC-inhibitie versterkt ook de interaktie van de transcriptie-factor Nrf2 op het anti-oxidant respons-element [ARE] ter upregulering van belangrijke anti-oxidante enzymes zoals glutathion-S-transferases, NAD(P)H, quinone-oxidoreductase-1 en haem-oxygenase-1 [expressie van deze genen beschermt cellen tegen oxidatieve schade en kan mutagenese & kanker voorkomen] die anti-oxidante en anti-inflammatoire effekten faciliteren. In samenhang met bovenstaande bevindingen, lijkt het dat CVS zou kunnen geassocieerd zijn met een onevenwichtige endogene anti-oxidante respons op oxidatieve stress, wat wordt weerspiegeld door de lagere FRAP-waarden bij de CVS-individuen.

Lagere cortisol-waarden worden dikwijls gevonden bij studies van mensen met CVS [bv. Nater UM, Youngblood LS, Jones JF, Unger ER, Miller AH, Reeves WC, Heim C. Alterations in diurnal salivary cortisol rhythm in a population-based sample of cases with Chronic Fatigue Syndrome. Psychosom. Med. (2008) 70: 298-305]. Eerder vonden wij een ontwrichting van het verwachte circadiaans secretie-patroon bij individuen met CVS. De huidige data demonstreren een patroon van downregulering van de NR3C1 gen-expressie in dit staal van mensen met CVS die verhoogde expressie van of HDAC2, HDAC3 en SIRT1 vertonen. De expressie van NR3C1 (het gen coderend voor de GR) was duidelijk gedownreguleerd. Interessant is dat studies hebben gevonden dat HDAC3 kan deacetyleren en dus transcriptie van NF-κB reduceren, waarvan is geweten dat het kan interfereren met GR-expressie en funktie [Nissen RM, Yamamoto KR. The glucocorticoid receptor inhibits NF-kappaB by interfering with serine-2 phosphorylation of the RNA polymerase II carboxyterminal domain. Genes. Dev. (2000) 15: 2314-2329]. Te samen met de bevinding van gedaald plasma-cortisol, biedt de gereduceerde expressie van het gen coderend voor de GR ondersteuning voor verdere research maar de werking van de HPA-as bij mensen met CVS.

Deze piloot-studie bleef beperkt tot een kleine groep en het gelimiteerd aantal onderzochte variabelen die de werking van de HPA-as beïnvloeden. Ook werd een beperkte set HDAC’s onderzocht en we keken niet naar de aktiviteit van histoon-acetyltransferase. We waren ook niet in staat een normatief controle-staal mee te nemen. De bevindingen ondersteunen evenwel ons concept voor een rol van epigenetische ontregeling van de Glucocorticoid Receptor bij het pathogenisch proces van CVS [zie ook ‘Genetica & epigenetica van vermoeidheid]. Het verder onderzoeken van de rol van HDAC’s bij CVS kan de variërende immunologische bevindingen die opdoken bij het bestuderen van CVS helpen verklaren. De bevindingen van deze studie dienen te worden gerepliceerd bij een groter staal en bij andere leeftijden van mensen met CVS.

december 14, 2010

Mogelijke Genetische Ontregeling bij Pediatrische CVS (NR3C1 & NF-kB)

Filed under: Endocrinologie,Genetica — mewetenschap @ 6:23 am
Tags: , , , , , ,

Eerder (zie ‘NR3C1 – Glucocorticoid receptor geassocieerd met CVS’) besloten we dat het verder bekijken van de interakties tussen de Glucocorticoid Receptor en ‘Nuclear Factor-κB’ de moeite waard zou zijn. Onderstaand stuk bevestigt dit nog eens. Onderzoekers zijn geïnteresseerd maar financiële middelen voor dergelijke research in de lage landen ontbreken…

 

Psychology, Vol.1 No.4, 2010, 247-251

Possible Genetic Dysregulation in Paediatric CFS

Leonard A. Jason1, Matthew Sorenson1, Nicole Porter1, Molly Brown1, Athena Lerch1, Constance Van der Eb1, Judy Mikovits2

1 DePaul University, Chicago, USA

2 The Whittemore Peterson Institute for Neuroimmune Disease, Reno, Nevada

SAMENVATTING

Hypocortisolisme is een frequente bevinding bij mensen met het Chronisch Vermoeidheid Syndroom (CVS) en zou een verklarende rol kunnen spelen in de ontwikkeling van de ziekte-symptomen. Het etiologisch [ziekte-veroorzakend] mechanisme achter deze bevinding zou de genetische variatie in expressie van de glucocorticoid receptor (GR) of verhoogde weerstand tegen de effekten van glucocorticoïden kunnen zijn. Verschillende onderzoekers zijn van mening dat allel-variatie in een GR (NR3C1) de expressie van chronische vermoeidheid medieert, mogelijks via een invloed op de werking van de hypothalamus-hypofyse-bijnier (HPA)-as [Rajeevan MS, Smith AK, Dimulescu I, Unger ER, Vernon SD, Heim C, Reeves WC. Glucocorticoid  Receptor Polymorphisms and Haplotypes Associated with Chronic Fatigue Syndrome. Genes, Brain & Behavior (2007) 6(2): 167-176; zie ‘NR3C1 – Glucocorticoid receptor geassocieerd met CVS); en ook Bhattacharjee M, Botting CH, Sillanpaa MJ. Bayesian biomarker identification based on marker-expression proteomics data. Genomics (2008) 92:384-392]. Daarnaast zijn verschillende immunologische variabelen geassocieerd met CVS. Het NF-κB mechanisme [zie: ‘Samenspel tussen de Glucocorticoid Receptor en Nuclear Factor-κB’ & ‘NF-κB en Inspanning] is nauw betrokken bij cellulaire transcriptie en regulering, en bleek geassocieerd te zijn met de ontwikkeling van CVS. Het NF-κB mechanisme wordt direct gereguleerd door en beïnvloedt de aanwezigheid van de GR. Onze studie concentreerde zich op de beoordeling of een dergelijke inflammatoire transcriptie optreedt tijdens de adolescentie. Bevindingen gaven verminderde expressie van NFKB1, NFKB2 en NR3C1 aan. Een daling qua expressie van deze genen kan effekten hebben op de werking van immuuncellen en op cytokine-produktie die de immunologische bevindingen die worden gezien bij mensen met CVS zouden kunnen verklaren.

 

1. Inleiding

Bij volwassen populaties bleek de ontregeling van de hypothalamus-hypofyse-bijnier (HPA-as) geassocieerd met CVS. Volwassenen met CVS neigen lagere cortisol-waarden te vertonen, het belangrijkste signalering-hormoon van de HPA-as. De literatuur staat vol met de bevindingen die HPA-as ontregeling impliceren bij CVS, hetzij door een lagere basale cortisol, een gebrek aan responsiviteit van de HPA-as, een patroon van glucocorticoid-resistentie of verstoring/ontregeling van het verwachte dagelijkse cortisol-patroon. [Er is echter geen volledige eensgezindheid: zie ‘Cortisol bij CVS – verband met pijn en vermoeidheid]

Een gen coderend voor een defekt cortisol-bindend eiwit bleek geassocieerd met CVS [Torpy DJ & Ho JT. Corticosteroid-Binding Globulin Gene Polymorphisms: Clinical Implications and Links to Idiopathic Chronic Fatigue Disorders. Clinical Endocrinology (2007) 67(2): 161-167]. Dit defekt cortisol-bindend eiwit kan het vermogen om te reageren op cortisol verminderen. Smith et al. [Polymorphisms in Genes Regulating the HPA Axis Associated with Empirically Delineated Classes of Unexplained Chronic Fatigue. Pharmacogenomics (2006) 7(3): 387-394] vonden dat verhoogde expressie van genen die de HPA-as beïnvloeden en cortisol-produktie veranderen, de prevalentie voorspelden van onverklaarde chronische vermoeidheid. In een gen-studie door Rajeevan et al.. [zie hierboven] bleek cortisol ook betrokken bij CVS: er werden ‘single nucleotide’ polymorfismen gevonden in het glucocorticoid receptor (GR) gen (meerdere dergelijke allelen waren geassocieerd met verhoogd risico op CVS). Cortisol-binding wordt beïnvloed door elementen van de neuro-endocriene mechanismen.

Complexe interakties van neurologische, immuun- en endocriene systemen, vertrekkend vanuit de genetica van het individu, werken in combinatie met omgeving-factoren om het begin van CVS en het beloop ervan te beïnvloeden. In het bijzonder is een veranderde werking van de HPA-as betrokken bij het verminderd vermogen om reakties op stress te reguleren, zoals te zien bij aandoeningen zoals CVS. Variatie in de expressie van genen gelinkt met de HPA-as funktie is geassocieerd met CVS bij volwassen populaties. Eerder werk heeft variatie in de expressie van GR (NR3C1) gevonden bij personen met CVS, vergeleken met controles [Smith et al.; zie eerder]. Mensen met CVS zouden een verminderde gevoeligheid voor de effekten van cortisol kunnen hebben ten gevolge een downregulering van de GR.

Het is duidelijk dat een zekere mate van HPA-as dysfunktie betrokken is bij het pathogenetisch proces van CVS bij volwassenen en het is mogelijk dat soortgelijke variabelen het bestaan van HPA-as dysfunktie kunnen voorspellen bij pediatrische CVS-gevallen waarbij kinderen, adolescenten en jonge volwassenen betrokken zijn. Er werd bv. gevonden dat de aanwezigheid van HPA-as ontregeling in de adolescentie deze ziekte kan voorspellen. Japanese onderzoekers vonden dat cortisol-secretie was gereduceerd in een pediatrische populatie met CVS in vergelijking met de controle-groep. Anderen vonden een subtiele verandering in de bijnier-werking bij adolescenten met CVS, wat een vermindering van de centrale stimulatie van de bijnieren suggereert, waarbij meisjes een meer verzwakte respons op ACTH vertonen dan jongens. Er is consistente literatuur die ontregeling van glucocorticoid-funktie heeft gevonden in verband met CVS bij zowel volwassen als adolescente populaties.

De huidige studie richt zich op expressie van de steroid-receptor expressie in een pediatrische populatie met CVS en we onderzochten de aanwezigheid van meerdere specifieke genen geassocieerd met de ontwikkeling van CVS bij volwassenen. Eén van de primaire hypothesen die ten grondslag liggen van het voorgestelde werk, is dat een patroon van hypocortisolisme gezien bij volwassenen met CVS [Torres-Harding SR, Sorenson M, Jason L, Reynolds N, Brown M, Mahe  K, Fletcher MA. The Associations between Basal Salivary Cortisol and Illness Symptomatology  in Chronic Fatigue Syndrome. Journal of Applied Biobehavioral Research (2008) 13(3): 157- 180 * zie ‘Cortisol bij CVS – verband met pijn en vermoeidheid], zich zou manifesteren in een pediatrische populatie met dezelfde ziekte. Daarnaast is NR3C1 één van de belangrijkste transcriptionele regulatoren van de GR en polymorfismen van het NR3C1 gen bleken geassocieerd met CVS bij volwassenen. We hebben ook NFKB1 en NFKB2, geassocieerd met inflammatoire responsen die gerelateerd zijn met de ontwikkeling van CVS bij volwassenen, gemeten. De initiatie van inflammatoire veranderingen kan verscheidene jaren voorafgaan aan de ontwikkeling van de vermoeidheid-symptomatologie. Daarom wilden we bepalen of een dergelijke inflammatoire transcriptie voorkwam tijdens de adolescentie.

2. Methode

[…] adolescenten met CVS (n = 6) […] gemiddelde leeftijd was 17,8 jaar (16 tot 21). Alle kregen de diagnose CVS door een arts die bekend was met deze ziekte. [Duidelijke karakterisatie van de CVS-populatie ontbreekt…]

[…] analyse van de gewenste mRNA-transcripten met behulp van een QuantiGene Plex System (Panomics Inc; Fremont, CA) […] berekend in verhouding tot het gemiddeld signaal van glyceraldehyde-3-fosfaat-dehydrogenase (GAPDH) [een ‘huishoudelijk’ gen; makkelijk te amplificeren en als controle gebruikt bij PCR].

Rationale voor de selektie van cortisol en mRNA-transcripten:

We zochten naar de aanwezigheid van boodschapper-RNA transcripten die van invloed kunnen zijn op receptor-expressie. De reden voor de selektie van de onderzochte transcripten (NR3C1, NFKB1, NFKB2) was gebaseerd op eerdere bewijzen waaruit een mogelijke relatie tussen deze transcripten en CVS blijkt, samen met een evaluatie van hun bekende biologische aktiviteit. Op basis van eerdere bevindingen bij volwassen populaties, kozen we ook om cortisol-waarden in deze populatie te onderzoeken. Het NR3C1 gen codeert voor een proteïne-receptor voor glucocorticoïden. Dit proteïne kan binden aan DNA en andere eiwitten en zo transcriptionele regulering beïnvloeden. Mutaties in de struktuur van dit proteïne kunnen glucocorticoid-binding beïnvloeden, resulterend in een zekere mate van weerstand tegen de werking van glucocorticoïden.

Het NF-κB mechanisme is één van de belangrijkste regulatoren van de inflammatoire respons bij meerdere cel-populaties. Dit mechanisme beïnvloedt en wordt beïnvloed door het vrijkomen van cytokinen en andere inflammatoire mediatoren. NFKB1 is betrokken bij de cel-differentiatie en pro-inflammatoire immuun-respons. NFKB2 is ook betrokken bij de cel-differentiatie en pro-inflammatoire immuun-respons, maar heeft een sterkere rol op B-cellen en apoptose (geprogrammeerde cel-dood). De expressie van de nucleaire receptor familie NFKB1 (nucleire factor kappa licht polypeptide) en NFKB2 (nucleaire factor kappa lichte polypeptide gen-‘enhancer’) worden ook direct gereguleerd door en beïnvloeden de aanwezigheid van GR [De Brosscher K, Vandenberghe W, Haegeman G. The Interplay between the Glucocorticoid Receptor and Nuclear Factor-kb or Activator Protein-1: Molecular Mechanisms for Gene Repression. Endocrine Reviews (2003) 24(4): 488-522 * zie: ‘Samenspel tussen de Glucocorticoid Receptor en Nuclear Factor-κB]. Het bepalen van de niveaus van NFKB1 en NFKB2 biedt een manier om de relatieve efficiëntie van GR-funktie te bepalen en een inzicht te krijgen in de regulering van deze receptor in een adolescente populatie met vermoeidheid. In deze verkennende studie hebben we ervoor gekozen om ons te concentreren op deze waarvan is aangetoond dat ze bij volwassenen zijn geassocieerd met CVS. Zo onderzochten we de variatie in expressie van factoren die betrokken zijn bij de regulering en expressie van componenten van het immuunsysteem in een populatie van adolescenten met CVS.

3. Resultaten

De verkregen stalen vertoonden lage gemiddelde cortisol-waarden (56,73 ng/ml, SD = 24,73). Deze pediatrische CVS waarden zijn aanzienlijk lager dan die gevonden bij de pediatrische controle-stalen (6-16 jaar: 91,0 ng/ml, SD = 19) en ondersteunen de aanwezigheid van hypocortisolisme bij pediatrische stalen met CVS. [Cortisol-meting was éénmalig ’s morgens…]

Daarnaast werden de zes stalen naar de test-dienst van Panomics (Fremont, CA) gestuurd voor de bepaling van de drie afzonderlijke genen passend in het concept voor de ontwikkeling van CVS: NRC31, NFKB1 en NFKB2. Resultaten werden genormaliseerd t.o.v. GAPDH en de expressie-ratios afgeleid. […] De gegevens tonen een patroon van downregulering van gen-expressie in het pediatrisch staal met CVS, gelijktijdig met verminderde cortisol-waarden.

4. Bespreking

De belangrijkste bevindingen van de studie waren hypocortisolisme en de ge-downreguleerde expressie van NR3C1 (het gen dat codeert voor de GR), NFKB1 en NFKB2. De verlaagde expressie van het gen coderend voor de GR levert bewijs voor dysfunktie van de HPA-as bij mensen met CVS. De expressie van NF-κB wordt geassocieerd met pro-inflammatoire immuun-responsen en wordt veroorzaakt door stimuli, zoals reaktieve zuurstof soorten, mitogenen, cytokinen TNF-α en IL-1. In ons pedriatisch staal was er een duidelijke downregulering van NFKB1 en NFKB2. Er kan echter worden verwacht dat, in respons op ge-downreguleerde endogene glucocorticoïden, de transcriptie van inflammatoire genen door NF-κB ge-upreguleerd zijn. Glucocorticoïden hebben aanzienlijke onderdrukkende effekten op de expressie van NF-κB, een aktie die gebeurt door middel van ligand-binding van de glucocorticoid receptor. In aanwezigheid van downregulering van de glucocorticoid receptor, is het mogelijk dat onderdrukking van NF-κB inaktief is. Een andere mogelijkheid is een verstoring van een geassocieerde co-receptor of molekule die adequate GR-binding inhibeert, wat leidt tot een toestand waarin NF-κB en NR3C1 waarden beiden zijn verlaagd.

NF-κB is een pro-inflammatoire transcriptie-factor, en voorkomt apoptose en onderdrukking van het immuunsysteem die typisch worden aangetoond door ge-upreguleerde CD8+. In een studie bij meisjes met CVS, vonden Ter Wolbeek et al. [Longitudinal Analysis of Pro- and Anti-Inflammatory Cytokine Production in Severely Fatigued Adolescents. Brain, Behavior and Immunity (2007) 21(8):1063- 1074] ook verlaagde waarden van de pro-inflammatoire cytokinen IL-6 en TNF-α maar verhoogde waarden van de anti-inflammatoire cytokinen IL-10 en interferon (IF)-γ. Aanwijzingen voor een proces van anti-inflammatoire transcriptie of onderdrukking van het immuunsysteem zou echter worden ondersteund door een overwicht van Th2-type immuun-respons en verhoogde cortisol-waarden [2].

Een mogelijke verklaring voor deze downregulering van alle drie de genen is een bi-directionele competitieve inhibitie of trans-repressie op NFKB1/NFKB2 en NR3C1, op elkaar uitgeoefend. Dit proces kan het eind-resultaat zijn van een langdurige aktivatie van het NF-κB mechanisme, zodat de expressies van NFKB1/NFKB2 zijn uitgeput via de produktie van hun eigen remmer Ik-Bα na translocatie naar de kern. Ik-Bα (een lid van de IK-B familie van inhiberende eiwitten) creëert een feedback controle-circuit dat voorkomt dat NF-κB waarden te hoog oplopen en overmatige inflammatie veroorzaken. Ik-Bα zal pro-inflammatoire transcriptie van NF-κB inhiberen via negatieve feedback, wat eventueel de downregulering van NFKB1and NFKB2 genen zou kunnen verklaren. Het initiëren van de triggering van het NF-κB mechansime wordt waarschijnlijk geregisseerd door de aanwezigheid van meerdere factoren: mitogenen, bakterieën, UV-straling, virussen, cytokinen IL-1 en TNF-α, samen met andere pro-inflammatoire molekulen en reaktieve zuurstof soorten (die allemaal het potentieel hebben om inflammatie te triggeren en cortisol-waarden te onderdrukken). Het is mogelijk dat een langdurige aktivatie van dit inflammatoir mechanisme heeft geleid tot de downregulering van de produktie van NFKB1 en NFKB2 door hun inhibitor Ik-Bα. Deze inhibitie zou dan de cel in een anti-inflammatoire toestand achterlaten, wat kan leiden tot de downregulering van het NR3C1 gen dat codeert voor de GR, aangezien de expressie ervan niet nodig zou zijn wanneer de cel zich in een anti-inflammatoire of onderdrukte toestand bevindt.

Een tweede mogelijke verklaring waarom alle drie de genen zijn ge-downreguleerd is competitie tussen NF-κB en de GR voor beperkte hoeveelheden van de volgende co-aktivatoren: steroid receptor co-aktivator-1 (SRC-1) en CREB-bindend eiwit (CBP). Beide co-activatoren binden aan NR3C1 en NF-κB, en zijn noodzakelijk voor de trans-aktivatie (transport naar de kern waar transcriptie wordt uitgevoerd) van zowel NF-κB en de GR [De Bosscher K, Schmitz ML, Vandenberghe W, Plaisance S, Fiers W, Haegeman G. ‘Glucocorticoid-Mediated Repression of Nuclear Factor-KappaB-Dependent Transcription Involves Direct Interference with Transactivation. Proceedings of the National Academy of Science USA (1997) 94 (25): 13504-13509]. Ontoereikende toelevering of onvoldoende hoeveelheden van deze co-activatoren kunnen leiden tot de ge-downreguleerde expressie van elk van de drie genen die coderen voor transcriptie-factoren. Het is ook mogelijk dat NFKB1 en NFKB2 betrokken zijn bij het beïnvloeden van de mate waarin de glucocorticoid receptor (GR) sensitiviteit voor zijn ligand (cortisol) vertoont. Zowel de expressie en gevoeligheid van de GR voor zijn ligand kan worden beïnvloed door een aantal factoren, waaronder maar niet beperkt tot: post-translationele modificaties, de effekten van signalisering-cascades, verminderde of veranderde expressie van heat-shock proteïnen, DNA-‘bending’ [buigingen (en ook verdraaiingen/lus-vormingen in het DNA) reguleren transcriptie], variaties in het receptor-proteïne, dimerisatie van een alternatieve receptor, receptor chaperone defekt [chaperones: eiwitten die helpen om andere eiwitten in een goede vorm te brengen of te houden, die helpen bij het modelleren en vouwen].

Deze gegevens tonen aan dat in een pediatrische populatie met CVS, er verminderde expressie is van het gen dat codeert voor de GR. In een adolescente populatie kan er een verhoogd niveau qua kwetsbaarheid voor verstoringen van de HPA-as aanwezig zijn. In een kwetsbare populatie kunnen dergelijke verstoringen eind-effekten hebben op de cognitieve mechanismen en levenslange neuro-endocriene responsiviteit. Hoewel veel van de speculaties betreffende de effekten van cortisol de neiging had om de gevolgen van hypercortisolisme te onderzoeken, kan het gebrek aan toereikend hormoon net zo verstorend zijn. Deze gegevens benadrukken het belang van het onderzoeken van dit mechanisme in een adolescente populatie. Deze bevindingen moeten als preliminair worden beschouwd gezien de beperkte grootte van het staal, en er is een nood aan replicatie bij een grotere groep.

december 28, 2009

Cortisol bij CVS – verband met pijn en vermoeidheid

Filed under: Diagnostiek,Endocrinologie — mewetenschap @ 7:12 am
Tags: , , , , , ,

De publicaties betreffende de HPA-as en/of cortisol bij M.E.(cvs) zijn legio. De resultaten zijn echter zeer heterogeen… Ook de resultaten van de studie door de groep van Prof. Jason (Chicago) komen niet altijd overeen met wat door anderen werd gevonden. De reden waarom we er hier nu toch melding van maken is omdat werd getracht te verduidelijken dat men zich best niet op één enkelvoudige meting baseert en dat men dient onder te verdelen in subgroepen…

Journal of Applied Biobehavioral Research (2008) Vol. 13, #3, pp. 157-180

The associations between basal salivary cortisol and illness symptomatology in Chronic Fatigue Syndrome

Susan Torres-Harding (1), Matthew Sorenson (2), Leonard Jason (2), Nadia Reynolds (2), Molly Brown (2), Kevin Maher (3), Mary Ann Fletcher (3)

1 Roosevelt University / 2 DePaul University / 3 University of Miami

Samenvatting

Hypocortisolisme [te lage hoeveelheden cortisol in het bloed] werd reeds gerapporteerd bij Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS) maar de significantie hiervan voor de ziekte-etiologie is onduidelijk. Deze studie onderzocht cortisol-waarden en hun relaties met symptomen in een groep van 108 individuen met CVS. De CVS-symptomen die werden bestudeerd waren vermoeidheid, pijn, slaap-problemen, neurocognitieve funktie en psychiatrische toestand. Veranderingen in cortisol-waarden werden onderzocht door berekening van het gemiddeld dagelijks cortisol en de variatie in cortisol-funktie werd bestudeerd d.m.v. een regressie-curve. Daarenboven werd de afwijking van het verwacht diurnaal patroon [volgens slaap/waak-ritme, aktief gedurende de dag] van cortisol bepaald via klinische beoordeling. De resultaten wezen er op dat vermoeidheid en pijn geassocieerd waren met cortisol-waarden in speeksel. In het bijzonder was de variantie van het verwacht cortisol-patroon verbonden met verhoogde vermoeidheid. De implicaties van deze bevindingen worden besproken.

[…] De oorzaken van CVS zijn momenteel onbekend en, tot op heden, is er geen duidelijke diagnostische merker voor deze ziekte opgedoken. Fysiologische studies hebben de aanwezigheid gesuggereerd van ontregeling van de immuun-, endocrien en neurologische systemen, en researchers hebben talrijke abnormaliteiten in deze systemen gevonden. Vele van deze fysiologische abnormaliteiten werden echter nog niet bevestigd bij andere studies, en een verwarrend beeld bestaat nog betreffende de pathofysiologie van deze ziekte. Er werd gesuggereerd dat individuen met CVS een heterogene populatie vormen en het feit dat er weinig vooruitgang werd geboekt in het duidelijk aflijnen van de fysiologie van deze ziekte, zou het resultaat kunnen zijn van de aanwezigheid van afzonderlijke subgroepen binnen de grotere paraplu-diagnose [Jason LA, Corradi K, Torres-Harding S, Taylor RR & King C. Chronic Fatigue Syndrome: The need for subtypes. Neuropsychology Review (2005) 15, 29-58].

Enkele abnormaliteiten werden echter meer consistent gerapporteerd bij een subset van individuen met CVS. Een bevinding die frequent wordt gemeld, is een dysfunktie van de hypothalamus-hypofyse-bijnier (HPA) as met daaruit voortvloeiend hypocortisolisme [bv. Cleare AJ. Neuro-endocrine dysfunction. In L.A. Jason, P.A. Fennell & R.R. Taylor (Eds.), Handbook of Chronic Fatigue Syndrome (2003) Hoboken, NJ: John Wiley & Sons]. Cortisol, een glucocorticoid, is het belangrijkste eind-produkt van de HPA-as en is betrokken bij de regulering van meerdere lichaam-systemen. Enkele onderzoekers hebben opgemerkt dat ca. 20%-25% van de individuen met CVS en aanverwante aandoeningen – zoals fibromyalgie (FM) of post-traumatische stress aandoening (PTSD) – hypocortisolisme en downregulering van de HPA-as vertoonden. Cleare vond bij een literatuur-‘review’ betreffende HPA-dysfunktie bij CVS dat vele – maar niet alle – studies over cortisol bij CVS lagere ‘baseline’ cortisol-waarden en veranderingen qua sensitiviteit van de HPA-as in ten minste sommige patiënten met CVS. Daarenboven vond men verlaagde cortisol-responsen bij het ontwaken bij individuen met CVS [Roberts ADL, Wessely S, Chalder T, Papadopoulos A & Cleare AJ. Salivary cortisol response to awakening in Chronic Fatigue Syndrome. British Journal of Psychiatry (2004) 184, 136-141].

Er is mogelijks een daling van de globale cortisol-secretie bij individuen met CVS en er zouden ook wijzigingen qua sensitiviteit of responsiviteit van de HPA-as kunnen zijn geassocieerd met vermoeidheid. Veranderingen in de responsiviteit van de HPA-as, een belangrijke arm van de stress-respons, zou een verhoogde of gedaalde stress-respons kunnen impliceren. Dit is vergelijkbaar met literatuur die CVS karakteriseert als een stress-gerelateerde aandoening in de zin dat veel individuen met CVS meer symptomen en/of opflakkeringen of herval na perioden van ernstige stress meldden, en stress werd door enkele researchers voorgesteld als oorzaak voor dysfunktie van in het endocrien én het immuunsysteem bij CVS. Hypocortisolisme bleek voor te komen bij meerdere fysiologische en psychologische aandoeningen, inclusief CVS, FM, chronische bekken-pijn, prikkelbare darm syndroom en PTSD. Dit heeft enkelen er toe geleid een gemeenschappelijk endocrinologisch mechanisme voor te stellen dat aan de basis zou kunnen liggen van de ontwikkeling van ‘stress-gerelateerde’ aandoeningen en dat mogelijks gemeenschappelijke symptomen van verhoogde stress-gevoeligheid, vermoeidheid en pijn zou kunnen helpen verklaren.

De oorzaak van hypocortisolisme bij sommige patiënten met CVS blijft echter onduidelijk. Sommig bewijsmateriaal suggereert dat het zou kunnen worden veroorzaakt door signalisering van het central zenuwstelsel naar de bijnieren, zoals beperkte output van adrenocorticotroop hormoon (ACTH) [corticotropine; hormoon gesecreteerd door de hypofyse dat inwerkt op de bijnier-schors en de aanmaak van corticosteroïden zoals cortisol stimuleert]; verminderde grootte van de bijnieren; compenserende verschuiving naar hypocortisolisme na een periode van of hyper-aktiviteit van de HPA-as volgend op chronische stress; en versterkte negatieve feedback van de HPA-as en gedaalde respons van ACTH vergezeld van normale cortisol-release na HPA-stimulatie, suggestief voor een gedaalde afgifte van corticotropine-afgevend hormoon (CRH) [vrijgegeven door de hypothalamus bij stress; stimuleert o.a. de adenohypofyse tot het aanmaken van ACTH] op centraal niveau. Deze dysfunktie lijkt niet verbonden met perifere veranderingen qua vrij cortisol, zoals verhoogde synthese van cortison uit cortisol. [zie ook: ‘NR3C1 – Glucocorticoid receptor geassocieerd met CVS’]

De klinische betekenis van hypocortisolisme en/of een abnormaal afgeplat diurnaal patroon is onduidelijk. Bij onderzoek uitgevoerd bij niet-klinische stalen óf bij individuen met andere chronische, medische of psychiatrische aandoeningen werden echter van wijzigingen qua HPA-funktie aangetoond dat ze gerelateerd zijn met andere fysiologische en psychiatrische symptomen, zoals slaap-patronen, cognitieve veranderingen, depressie, pijn. Hypocortisolisme zou kunnen geassocieerd zijn met de cognitieve funktie. De associatie tussen neuro-endocriene funktie en neurocognitieve funktie werd bv. onderzocht bij een groep van 50 vrouwen met FM, een verwante aandoening. De researchers vonden dat lager cortisol geassocieerd was met slechtere prestatie bij testen van het visuele onmiddellijke en vertraagde her-oproepen, en van het vertraagde verbale her-oproepen. Ze vonden ook dat depressieve symptomen verbonden waren met geheugen-dysfunktie. Ze besloten dat hypocortisolisme en depressieve symptomen een impact zouden kunnen hebben op cogniteive dysfunktie in. In een andere ziekte-groep (Multipele Sclerose) was HPA-werking – gemeten d.m.v. baseline cortisol – gerelateerd met cognitieve stoornissen in een groep van 15 patiënten.

Daarenboven staan bijnier-corticosteroïden bekend om hun associatie met slaap. Enkele onderzoekers merken op dat acute cortisol-toediening ‘slow-wave’ slaap [diepe slaap met patroon van trage golven op het EEG; spieren zijn compleet ontspannen, hartritme (en dus ook bloeddruk) daalt, ademhaling is regelmatig en lichaamstemperatuur daalt] verhoogt en REM-slaap inhibeert. Cortisol heeft ook een circadiaans ritme [cyclus van ca. 24 uur in de biochemische, fysiologische of gedrag-processen van levende wezens; biologische klok], met de hoogste waarden bij het ontwaken, met een piek an het wakker-worden en dalend met het verloop van de dag. Slaap-onthouding is verbonden met aktivatie van de HPA-as, en slaap-fragmentatie of nachtelijke ontwakingen bleken geassocieerd met pulsatiele cortisol-afgifte. Het is dus mogelijk dat de slaap-problemen gezien bij CVS zouden kunnen gelinkt zijn met dagelijkse variaties van baseline cortisol-waarden.

Hypocortisolisme zou ook gerelateerd kunnen zijn met pijn-symptomen. In een studie bij 131 individuen met FM, individuen met risico voor het ontwikkelen van chronische pijn en gezonde controles, werden individuen met FM en risico op het ontwikkelen van FM lagere cortisol-waarden gevonden dan bij de controle-groep. Cortisol-waarden in het speeksel waren echter niet verbonden met andere psycho-sociale factoren (inclusief zelf-gerapporeerte slaap-problemen, een meting van algemeen leed, somatische symptomen, ziekte-gedrag en gezondheid-angst), noch met de aanwezigheid recente stressvolle levensgebertenissen. Ook anderen vonden dat pijn en cortisol-waarden in het speeksel geassocieerd waren bij 28 patiënten met FM.

Ten slotte: co-morbide depressieve symptomen bij CVS liggen 50% hoger vergeleken met andere chronische medische aandoeningen. Bij CVS, waar hypocortisolisme frequent word gemeld, is het verband tussen cortisol-dysfunktie en depressie onduidelijk. Inderdaad: vele studies i.v.m. hypocortisolisme en CVS verklaren de depressieve symptomen niet en dit zou gedeeltelijk verantwoordelijk kunnen zijn voor de negatieve bevindingen die door sommige researchers werden gerapporteerd bij het vergelijken van cortisol-waarden tussen CVS-patiënten en controles. Eén studie vond dat individuen met CVS met of zonder ernstige depressie (gemeten d.m.v. de ‘Beck Depression Inventory’) lagere serum cortisol-waarden hadden vergeleken met gezonde controles. Bij deze studie werd de associatie tussen depressie en cortisol-waarden zelf echter niet onderzocht, dus is het niet gekend of de aanwezigheid of de ernst van depressie zou kunnen geassocieerd zijn met cortisol-waarden. Van andere variabelen zoals leeftijd en sexe werd gemeld dat ze een impact hebben op cortisol-waarden en deze kunnen potentieel verwarrende variabelen zijn.

Ons onderzoek exploreerde de verbanden tussen cortisol-waarden in speeksel, symptomen van CVS en psychiatrische status. Er werd verwacht dat individuen met CVS waarbij bewijs werd gevonden voor abnormale basale cortisol-waarden of hypocortisolisme meer vermoeidheid, meer pijn en slaap-moeilijkheden zouden vertonen vergeleken met individuen met CVS met hogere cortisol-waarden. Verder werd er verwacht dat basale cortisol-waarden zouden geassocieerd zijn met psychiatrische status, inclusief het hebben van een depressie of PTSD, en met algemene depressie- en angst-waarden.

Methode

Alle gegevens werden verzameld in de context van een grotere studie die de effektiviteit onderzocht van cognitieve gedrag therapieën bij individuen met CVS [Jason LA, Torres-Harding S, Friedberg F, Corradi K, Njoku MG, Donalek J et al. Non-pharmacologic interventions for CFS: A randomized trial. Journal of Clinical Psychology in Medical Settings (2007) 14, 275-296]. […] Alle deelnemers moesten ten minste 18 jaar oud zijn, niet zwanger en in staat engels te lezen en spreken, en geacht fysiek in staat te zijn om de geplande sessies bij te wonen. […] Omdat CVS een uitsluiting-diagnose is, werden toekomstige deelnemers gescreend op identificeerbare psychiatrische en medische aandoeningen die CVS-achtige symptomen kunnen verklaren. […]

Alle mogelijke deelnemers kregen een medisch onderzoek bij de studie-arts om de diagnose van CVS te bevestigen. Nadat werd bevestigd dat het individu volledig aan de criteria voor CVS volgens Fukuda et al. (1994) definitie voldeed, werden de individuen onderworpen aan een batterij baseline metingen (zie verder). Ze werden ook willekeurig ingedeeld bij één van vier behandel-condities en ondergingen metingen op drie follow-up tijdstippen. Enkel de data verkregen bij baseline werden echter in overweging genomen bij het huidig onderzoek. Een totaal van 114 individuen werd uitgekozen; […]. Van deze 114 deelnemers, waren er 108 die het staalname-protocol voor speeksel-cortisol vervolledigden en de huidige studie onderzoekt de resultaten van deze deelnemers. […].

Metingen

De CVS-vragenlijst

[zie ‘Energie Enveloppe Theorie’ en ‘Energie Quotient’ bij M.E.(cvs)] Voor elk symptoom van de Fukuda et al. (1994) definitie gaven de deelnemers de intensiteit op een a schaal van 0 tot 100, waarbij 0 = geen probleem en 100 = het ergst mogelijke probleem.

Het gestruktureerd klinisch interview voor DSM-IV as I

Dit interview werd gebruikt om psychiatrische diagnosen te stellen. […] laat klinische beoordeling toe bij het toewijzen van symptomen aan psychiatrische of medische categorieën, een cruciaal onderscheid bij het bepalen van symptomen die overlappen bij CVS en psychiatrische aandoeningen […].

Medisch onderzoek

De screening-evaluatie door de arts omvatte een algemeen en neurologisch fysisch onderzoek. De batterij laboratorium-testen omvatte het minimum nodig om andere ziekten uit te sluiten (Fukuda et al. 1994). […]

Vermoeidheid-graad

Krupp, LaRocca, Muir-Nash en Steinberg’s (1989) ‘Fatigue Severity Scale’ (FSS) werd gebruikt om vermoeidheid te meten. Deze schaal bestaat uit 9 items telkens op een schaal met 7 punten en is gevoelig voor verschillende aspekten en gradaties van vermoeidheid. […] Een studie door Taylor, Jason en Torres (2000) vond dat, in een CVS-achtige groep, de ‘Fatigue Severity Scale’ geassocieerd was met de graad voor de acht Fukuda et al. CVS-symptomen.

Beck’s depressie-inventaris II

[…] Depressie-symptomen werden gemeten met de BDI-II (Beck, Steer & Brown 1996), een zelf-rapportering instrument met 21 items met goed vastgestelde psychometrie. […].

Korte pijn-inventaris

De ‘Brief Pain Inventory’ (BPI; Cleeland & Ryan, 1994) werd toegepast voor het meten van de pijn-intensiteit (pijn-ernst) en de interferentie van pijn in het dagelijks leven van patiënten (pijn-interferentie).

Beck’s angst-inventaris

Angst-symptomen werden gemeten met de ‘Beck Anxiety Inventory’ (BAI), een zelf-rapportering instrument met 21 items met vastgestelde en herhaalde validiteit. […]

‘California Verbal Learning Test – Second Edition’

Deze CVLT (Delis, Kramer, Kaplan & Ober 2000) is een meting van het vermogen van de deelnemer om verbale informatie te leren en te herinneren. Het houdt in dat de deelnemer een woordenlijst met 16 items leert en onthoudt na herhaalde voorstellingen, onmiddellijk erna en met een vertraging van ca. 20 minuten. Deze test omvat ‘free recall’ [spontaan her-oproepen], ‘cued recall’ [her-oproepen na een hint] en woord-herkenning. […]

‘Digit-span’

Dit is één van de sub-tests van de ‘Wechsler Adult Intelligence Scales-Third Edition’ (WAIS-III). Deze test meet aandacht en korte-termijn aandacht. Deze sub-test omvat twee delen: cijfers voorwaarts en cijfers achterwaarts. […]

Rey-Osterreith figuur-tekenen

De ‘Rey-Osterreith Complex Figure’ (ROCF) teken-test omvat het reproduceren van een abstracte visuele stimulus. Het houdt in dat een complexe figuur met de hand wordt gecopieerd. Daarna wordt de deelnemer gevraagd de figuur uit het hoofd te reproduceren onmiddellijk erna en een derde keer 30 minuten na de eerste poging. Deze test meet visuo-spatiaal, visueel-organisationeel en integratie-vermogen, motor-capaciteiten, en instant en vertraagd geheugen voor complexe visuele stimuli (Lezak 1995).

‘Neurobehavioral Evaluation System’ continue prestatie test

Het ‘Neurobehavioral Evaluation System’ (NES-2) continue prestatie test is een sub-test van de NES (Letz & Baker 1988), een computer-test voor neurocognitieve funktie die uitvoerig wordt gebruikt bij beroepsgezondheid-studies (Arcia & Otto 1992). Deze bestaat uit een test waarbij letters kort oplichten op het scherm (ca. 50 ms), à rato van één per seconde. De deelnemer moet op de respons-knop drukken als de letter ‘S’ op het scherm komt maar niet bij om het even welke andere letter. Cognitieve mogelijkheden die hier worden gemeten zijn respons-snelheid en aandacht. […].

‘Trailmaking’-test, trajekt A en B’

Dit is een korte, makkelijk af te nemen test voor aandacht, aaneenschakeling, mentale flexibiliteit, visueel zoeken en motor-funktie (Spreen & Strauss 1998). Ze bestaat uit twee delen, A en B. De deelnemer moet eerst opeenvolgende genummerde cirkels verbinden op een werk-blad (deel A) en wordt dan gevraagd om de opeenvolgende verbonden genummerde en geletterde cirkels afwisselend volgens nummers en letters te ordenen (deel B). De deelnemer wordt aangemoedigd zo snel mogelijk te werken. […]

Gegroefd gaatjesbord

Dit is een manipulatieve handigheid-test. Ze bestaat uit een bord met 25 openingen en het individu moet de pinnen in willekeurig geplaatste openingen in het bord plaatsen. Hier wordt de complexe visuele motor-coördinatie, manuele vaardigheid en verwerking-snelheid gemeten. De test wordt twee keer uitgevoerd: één keer per hand. […]

Slaap-moeilijkheden

Slaap-stoornissen werden onderzocht d.m.v. de ‘Pittsburgh Sleep Quality Index’ (PSQI), die werd ontwikkeld om de slaap-kwaliteit te meten in psychiatrische research (Buysse, Reynolds, Monk, Berman & Kupfer 1989). Deze index meet slaap-verstoringen en slaap-kwaliteit. Er zijn 19 vragen (op een 0-3 schaal) die een globale score opleveren. […]

Cortisol-variabelen

Speeksel-cortisol

Individuen leverden vijf speeksel-stalen af voor cortisol-bepaling. In het verloop van één dag werden stalen afgenomen onmiddellijk na het eerste ontwaken en 45 minuten daarna. Cortisol-waarden bij ontwaken werden gemeten omdat werd aangetoond dat de bepaling onder verschillende omstandigheden kan gebeuren, de afname niet-invasief is en makkelijk in gebruik is. Tevens heeft het gebruik van orale contraceptiva, roken, moment van ontwaken en slaap-duur geen sterke impact op de concentraties vrij cortisol na ontwaken, wat suggereert dat dit een bijzonder robuste meting van vrij cortisol in het speeksel kan zijn. Daarnaast werd speeksel-cortisol bepaald om 9:00., 16:00 en 21:00. Deze afname op vaste tijden werd aangewend om de mogelijkheid te voorzien morgen, namiddag en avond cortisol-waarden in speeksel te bepalen en vergelijken. […]

De kit voor speeksel-afname bestond uit watten-staafjes in kleine plastiek tubes […]. Er werd de patiënten aangeleerd hoe de speeksel-stalen correct af te nemen. Er werd hen eerst getoond hoe ze het watten-staafje in hun mond morsten plaatsen en dan 30-45 seconden voorzichtig te kauwen. Er werd de deelnemers uitgelegd het bevochtigde watten-staafje te deponeren in zijn plastiek tube en de tube in de container te plaatsen. De container nam de exacte tijd op dat ze de tube er in plaatsten. De stalen werden verstuurd naar het ‘E.M. Papper Clinical Immunology Laboratory’ van de ‘University of Miami’ voor laboratorium-analyse […]. Alle deelnemers leverden vier of vijf speeksel-stalen af […]. Omdat het doel van de studie was om natuurlijk voorkomende baseline-waarden van cortisol aan het licht te brengen, werd de individuen onderricht stalen af te nemen op een ‘typische’ dag of op een dag waarop ze geen ongewone stress ervaarden of waarop er geen verandering in hun routine optrad. Twee deelnemers […] vervolledigden hun staalname op een andere dag en deze tweede staalname werd hier gebruikt. […]

Totaal gemiddeld cortisol

Het gemiddelde van de cortisol-waarden over het verloop van de dag werd berekend. […]

Cortisol-curve

Een ruwe curve [regressie-lijn] werd geconstrueerd door de gegevens per individu te verbinden. Dit gaf een aanwijzing van hoe cortisol-waarden veranderden met het verloop van een dag. Een hogere waarde [van de regressie-factor] – een positieve curve – wees op stijgende waarden (laagst ‘s morgens). Een negatieve waarden – een negatieve curve – wees er op dat de cortisol over het algemeen daalde. Ideaal wordt verwacht dat cortisol-waarden bij gezonde populaties een negatieve curve vertonen omdat cortisol-waarden het hoogst zijn ’s morgens en het laagst ‘s avonds. Een afgeplatte curve suggereert abnormale produktie; cortisol-waarden bij een afgeplatte curve [regressie-factor bij benadering 0] wijst op relatief weinig verandering gedurende de dag.

Klinische klassificatie

De cortisol-waarden van elk individu werden beoordeeld door een arts die het cortisol-patroon onderzocht en bepaalde of dit ‘patroon’ (klinisch) normaal of abnormaal was. Deze had een grote privé-praktijk met CVS-individuals en was niet op de hoogte van de identiteit van een deelnemer. Cortisol-patronen werden beoordeeld op variatie van het verwachtte piek-patroon, samen met de algemene curve, in vergelijking met verwachtte patronen van diurnale variatie. Dagelijkse cortisol-patronen of resultaten die uiteenlopende piek-tijden, dalingen van de cortisol-waarde gevolgd door plotse stijgingen of algemene vermindering van patroon vertoonden, werden als ‘abnormaal’ geklassificeerd. Patronen die overeenkwamen met het verwachtte diurnaal patroon werden als ‘normaal’ geklassificeerd. Deze manier van klassificatie voor diurnale cortisol-patronen werd reeds bij andere research-studies en in een klinische setting gebruikt. Deze klassificatie gebeurde om te bepalen of klinische beoordelingen ‘normaal’ of ‘abnormaal’ voor een set dagelijkse cortisol-resultaten op een betekenisvolle manier patiënten differentiëren.

Resultaten

Preliminaire analyses

De klinische klassificatie-methode toonde dat 51 deelnemers (47,2%) gerangschikt werd met een abnormaal dagelijks baseline cortisol-patroon. 57 (52,8%) deelnemers werden als normaal geklassificeerd. De resultaten van twee individuen werden niet in de analyses opgenomen omwille van verhoogde cortisol-waarden (hoger dan 5 µg/ml), zodat al hun cortisol-waarden extremen bleken. Potentieel verwarrende variabelen werden onderzocht om te bepalen of ze de resultaten van de cortisol uitkomst-metingen (totaal gemiddeld cortisol, cortisol-curve en klinische groep) zouden kunnen voorspellen. Kirschbaum et al. (1999) merkte op dat speeksel-cortisol resultaten beïnvloed kunnen worden door orale contraceptiva of hormoon-vervanging therapie, gebruik van antidepressiva, roken en de demografische variabelen (leeftijd en geslacht). Een serie afzonderlijke statistische testen werd uitgevoerd om het verband te onderzoeken tussen de speeksel-cortisol variabelen (curve, gemiddelde) en de onafhankelijke variabelen: geslacht, medicatie-gebruik, gebruik van antidepressiva, gebruik van hormonale behandelingen of schildklier-medicatie, en huidige rook-status. […]

Uit deze analyses bleek dat geslacht een significante voorspeller is voor gemiddelde cortisol-waarden (p=.01). […] Daarnaast bleek het gebruik van antidepressiva significant gerelateerd met de cortisol-curve (p<.01) en de klinische variabele (p<.01). Daarom werden deze twee opgenomen als co-variabelen bij alle analyses […]. Leeftijd, hormonale behandeling/medicatie en roken waren niet geassocieerd met eender welke cortisol uitkomst-meting.

Hoofd-analyses

[…] Het significantie-niveau werd vastgesteld op p < .01.

Vermoeidheid

De associatie tussen elk van de cortisol-metingen en de ‘Fatigue Severity Scale’ van Krupp, en zelf-gerapporteerde vermoeidheid-graad (0-100) werd onderzocht. […] De variabele klinische groep was significant gerelateerd met zelf-gerapporteerde vermoeidheid-graad (p<.01). Die deelnemers die als ‘abnormaal’ werden beoordeeld qua dagelijks cortisol-patroon rapporteerden zelf hogere gemiddelde waarden voor vermoeidheid vergeleken met individuen met normale cortisol-waarden.

Pijn

Een reeks analyses onderzocht de verbanden tussen scores voor pijn-ernst en pijn-interferentie (gemeten met de BPI en de cortisol-variabelen. […] Er werd statistische significantie gevonden voor de associatie tussen scores voor pijn-ernst en de curve-variabele (p<.01) […]. Daarnaast werden ook statistisch significante resultaten gevonden voor het behoren tot een klinische groep (p<.01) […]. Individuen met meer positieve scores, suggestief voor een atypisch patroon qua cortisol-verandering gedurende de dag, bleken frequenter ernstige pijn te rapporteren. Daarnaast meldden individuen die als abnormaal werden geklassificeerd na klinische beoordeling, significant meer ernstige pijn. De associatie tussen pijn-interferentie en de curve benaderde maar bereikte geen statistische significantie (p=.04).

De graad van zelf-gerapporteerde pijnlijke keel, spier-pijn, gewricht-pijn, hoofdpijn en pijn in de lymfeklieren werden ook onderzocht om vast te stellen of er een verband bestond tussen baseline speeksel-cortisol en zelf-gerapporteerde variabelen voor pijn op een schaal van 0-100. […] Geen enkele van pijn-symptomen was significant geassocieerd met de cortisol-metingen.

Slaap

De relaties tussen slaap-moeilijkheden en de cortisol-metingen werden bekeken. De PSQI totale score en zelf-gerapporteerde niet-verfrissende slaap (schaal van 0 tot 100) werden uitgezet t.o.v. […] de cortisol-curve of cortisol-gemiddelden […]. Geen enkele van deze analyses was statistisch significant.

Neurocognitieve funktie

Het verband tussen cortisol uitkomst-variabelen en de neurocognitieve funktie werd onderzocht. Uitkomsten […] werden vergeleken met de cortisol-curve of cortisol-gemiddelde […]. Voor deze analyses was er geen enkele statistische significantie […].

Psychiatrische toestand

Ten slotte werd de associatie tussen cortisol-waarden in speeksel en psychiatrische status bekeken. […] Bij alle analyses waren er geen statistisch significante verbanden […].

Bespreking

Deze studie vergeleek de associaties tussen een reeks CVS-symptomen en psychiatrisch funktioneren, en dagelijkse cortisol-waarden in het speeksel (metingen van dagelijkse gemiddelde waarden, cortisol-curve of verandering qua cortisol-waarden met het verloop van de dag, en een klassificatie abnormaal/normaal van het globale dagelijks patroon van cortisol-waarden van een  individu). Resultaten van deze studie suggereren dat er meerdere mogelijke associaties waren tussen dagelijkse cortisol-produktie, vermoeidheid en pijn.

Ten eerste werd een verband gevonden tussen ernst-scores voor zelf-gerapporteerde vermoeidheid en of een individu een abnormal of normaal cortisol-patroon had. Dysfunktie van de HPA-as werd door enkelen gesuggereerd aan de basis te liggen voor de symptomen van CVS, inclusief vermoeidheid maar tot op heden bevat de CVS-literatuur tegenstrijdige opinies betreffende de kwestie of de ernst van de vermoeidheid gelinkt is met wijzigingen van cortisol-waarden; sommige researchers rapporteren negatieve bevindingen [Gaab et al. 2004; Rubin, Hotopf, Papadopoulos & Cleare 2005; ter Wolbeek, van Doornen, Coffeng, Kavelaars & Heijnen 2007 * referenties beschikbaar voor geïnteresseerden]. Verschillen qua resultaten zouden echter te wijten kunnen zijn aan variabiliteit in de manieren waarop cortisol werd gemeten. Bij de studie van ter Wolbeek et al. bv. werd geen associatie gevonden tussen cortisol-waarden en vermoeidheid-graad bij adolescente vrouwen met chronische vermoeidheid. Bij de studie van Gaab et al. was vermoeidheid-graad gecorreleerd met ACTH maar het verband bleek niet statistisch significant. Bij het onderzoek van Rubin et al. werd cortisol niet als een voorspeller voor post-operatieve vermoeidheid bevonden. In tegenstelling daarmee was bij onze studie, waarbij baseline cortisol werd gemeten op drie verschillende manieren bij volwassenen, enkel het behoren tot de klinische klassificatie-groep geassocieerd met vermoeidheid-graad.

Resultaten van het huidig onderzoek suggereren dat het bekijken van de algemene dagelijkse patronen en of cortisol-waarden binnen of buiten verwachte grenzen vallen, wellicht zeer belangrijk zijn, waarbij enkel de individuen die de meest atypische patronen vertonen meer vermoeidheid ervaren. Lage cortisol-waarden of atypische of ‘afgeplatte’ curves bleken geassocieerd met vermoeidheid bij andere ziekte-groepen, zoals bij vitale uitputting and personen die borst-kanker overleefden, maar niet bij FM. Meer onderzoek zou zich moeten focussen op de associatie tussen vermoeidheid-graad en de dagelijkse cortisol-patronen bij CVS om deze mogelijke link verder te exploreren.

Ten tweede werd een verband gevonden tussen ernst van de pijn, gemeten via de BPI, en behoren tot cortisol-groep (normaal vs. abnormaal) én cortisol-curve. De curve-variabele mat de verandering qua cortisol over het verloop van een dag, en individuen met positieve (een stijging van de cortisol-produktie gedurende de dag) óf meer afgeplatte patronen (d.w.z. weinig verandering qua cortisol met het verloop van de dag), rapporteerden ernsitger pijn dan individuen met een negatieve curve qua dagelijks cortisol (hoogste waarden ‘s morgens, laagste ‘s avonds). Allebei deze patronen (positieve en afgeplatte curves) zijn atypisch en kunnen wijzen op een dysfunktie van de HPA-as. Deze resultaten zijn consistent met resultaten die werden gevonden bij mensen met FM. Gezien de overlapping van symptomen en de hoge co-morbiditeit van symptomen bij CVS en FM, is het mogelijk dat een gelijkaardige associatie tussen gewijzigde cortisol-funktie en pijn-ernst kan bestaand bij deze overlappende, maar toch afzonderlijke, syndromen.

In tegenstelling tot onze hypothese bleken cortisol-gemiddelde, cortisol-curve en abnormale cortisol-waarden niet gerelateerd met neurocognitieve symptomen, psychiatrische toestand of slaap-moeilijkheden. Wat betreft neurocognitieve waarden: hoewel enkele analyses significantie benaderden, waren er geen statistisch significante associaties tussen cognitieve funktie, gemeten d.m.v. een korte cognitieve test-batterij, en baseline cortisol-waarden in het speeksel. Deze niet-significante bevindingen contrasteren met die van een groep die verbanden vonden tussen cortisol en geheugen bij een groep FM-patiënten. De verschillen tussen de twee studies zouden echter te wijten kunnen zijn aan het feit dat het huidig onderzoek CVS betrof, overlappend met FM maar toch afzonderlijke patiënten-groepen. De huidige studie mat ook geen speeksel cortisol-waarden op dezelfde dag als waarop de neurocognitieve metingen werden afgenomen en het is mogelijk dat onderzoek naar de verbanden tussen cortisol-waarden en neurocognitieve funktie op gelijktijdige tijdstippen associaties kunnen opleveren die per dag of per uur kunnen optreden. Het is echter ook mogelijk dat cortisol-waarden in het speeksel en algemene neurocognitieve werking niet direct zijn verbonden bij CVS.

Daarenboven waren cortisol-waarden niet geassocieerd met de psychiatrische status – gemeten via een anamnese óf huidige diagnose van een depressieve aandoening of PTSD, of met huidige depressie en angst. CVS komt frequent samen voor met depressie. Een eerdere of huidige depressieve aandoening bleek echter niet geassocieerd met wijzigingen qua baseline cortisol. Een reden voor het ontbreken van een verband zou kunnen zijn dat het type depressie voorkomend bij CVS verschillend is van individuen met een primaire depressieve aandoening, zoals melancholische depressie. Bijvoorbeeld: CVS-patiënten bleken minder de zelf-verwijt items van de BDI te onderschrijven en meer items te onderschrijven die wijzen naar somatische depressie-klachten (d.i. slapeloosheid, etenslust-/gewicht-wijziging) die worden verward met de symptomen van CVS. Er was ook geen verschil qua cortisol-waarden bij individuen met een geschiedenis van huidige of eerdere PTSD. Gezien het feit echter dat CVS én PTSD geassocieerd zijn met lage cortisol-waarden en hypo-funktie van de HPA-as, is het mogelijk dat verdere verergeringen of veranderingen qua hypercortisolisme niet bleken als iemand CVS én een geschiedenis van PTSD had, vergeleken met enkel CVS.

Tenslotte waren er geen statistisch significante verbanden tussen slaap-moeilijkheden en cortisol-waarden bij CVS. Deze bevinding was onverwacht, gezien de ernstig verstoorde slaap-patronen die sommigen met CVS melden. Deze individuen rapporteren frequent heel wat variabiliteit betreffende hun ontwaak-tijden en er zou kunnen worden verwacht dat dit het diurnaal patroon van de cortisol-secretie zou kunnen wijzigen. Bij het bekijken van de algemene produktie (gemiddeld), wijziging met het verloop van de dag (curve) en de globale normaliteit van het patroon van speeksel-cortisol (beoordeeld door een studie-arts), werd echter geen associatie gevonden. Buckley and Schatzberg (2005) suggereren dat nachtelijke ontwakingen gelinkt kunnen zijn met verhoogde pulsatiele cortisol-waarden maar dat nachtelijke ontwakingen geen impact zouden kunnen hebben op cortisol-waarden bij het wakker worden. Daarnaast is het mogelijk dat het meten van veranderingen qua cortisol-waarden gedurende de dag, de nachtelijke waarden – die mogelijks meer aangetast zijn door slaap-vertoringen – niet zou kunnen omvatten. Daarenboven werd in deze studie enkel de algemene slaap-kwaliteit gemeten en cortisol-produktie zou kunnen geassocieerd zijn met specifieke aspekten van slaap-dysfunktie, zoals de duur van de ‘slow-wave’ slaap.

Mogelijke beperkingen van deze studie omvatten het feit dat enkel baseline cortisol gedurende 1 dag werd gemeten en er mogelijks inter-individu variabiliteit is geweest die niet werd gemeten omwille van de deze staalname-methodologie. Bij het meten van variabiliteit tussen individuen werd echter gevonden dat de consistentie van resultaten van verschillende staalname-protocollen voor de meting van cortisol in speeksel varieerde van 1 dag tot 24 dagen. Het is dus te verwachten dat het gebruik van inter-individu vergelijkingen bij de huidige onderzoeken over het verloop van 1 dag geschikt is. Cleare (2003) noteerde dat het onderzoeken van de aktivatie van de HPA-as na blootstelling aan stress belangrijke informatie kan opleveren betreffende de HPA-funktie bij CVS; HPA-as reaktiviteit na stress kon echter niet worden afgeleid uit de huidige studie omdat enkel baseline cortisol-metingen werden gebruikt.

Een andere beperking was dat de metingen van cortisol in het speeksel en ander metingen niet op dezelfde dag gebeurden en soms was er een periode van dagen of weken tussen cortisol-staalname en het afwerken van andere metingen. Zodoende kon geen directe samenhang in de tijd tussen speeksel cortisol en andere fysiologische variabelen, zoals neurocognitieve funktie, niet kon worden gemeten en er kon geen richting voor oorzakelijkheid worden vastgesteld. […] De analyses voorgesteld in dit onderzoek zouden echter moeten worden beschouwd als verklarend en herhaling van deze resultaten bij andere stalen van mensen met CVS zou ondersteuning kunnen bieden voor de the validiteit van deze bevindingen.

Samengevat: baseline waarden van speeksel-cortisol bleken geassocieerd te zijn met ziekte-parameters bij CVS, inclusief vermoeidheid-graad en pijn. Deze bevindingen zijn bijzonder belangrijk gezien het feit dat vermoeidheid en pijn twee kenmerkende symptomen van CVS zijn. Deze bevindingen zijn consistent met de hypothese dat hypocortisolisme aan de basis kan liggen van enkele van de frequent gerapporteerde aspekten van CVS. Toekomstige research zou moeten focussen op het afbakenen van de connecties tussen de waarden beschikbaar cortisol en mogelijke effekten op neurologische en immunologische systemen. Daarnaast moet aandacht worden geschonken aan die individuen die diurnale ontregeling van cortisol vertonen omdat deze individuen degenen kunnen zijn die meest waarschijnlijk significante CVS-symptomen van vermoeidheid en pijn ervaren.

In het ‘IACFS/ME Bulletin’, Vol 16: 3 van 2008 (www.iacfsme.org) vonden we van dezelfde groep een artikel getiteld ‘Evidence for T-helper 2 Shift and Association with Illness Parameters in Chronic Fatigue Syndrome (CFS)’ – waarom dit niet werd publiceerd in een wetenschappelijk tijdschrift is onduidelijk… Hier toch de samenvatting:

Er werden weinig immunologische merkers consistent gerapporteerd bij CVS. Er is echter de hypothese voor een verschuiving naar T-helper 2 (Th2) type immuun-respons bij individuen met CVS. De huidige studie onderzocht of individuen met CVS die een sterkere verschuiving naar een Th2 type immuun-respons vertoonden, ook ernstiger symptomen, slechtere neurocognitieve, fysieke en psychosociale funktie zouden hebben. We maten het percentage Th1-achtige en Th2-achtige geheugen-cellen d.m.v. cel-oppervlakte flow-cytometrie bij 114 individuen met CVS. De associaties tussen de verhouding Th1/Th2 geheugen-cellen en verscheidene ziekte-parameters, inclusief symptoom-ernst, psychiatrische funktioneren, neurocognitieve funktie, cortisol-waarden in speeksel en chronische pijn, werden dan onderzocht. De resultaten wezen er op dat individuen die een sterkere verschuiving naar een Th2 immuun-respons vertoonde, ook een slechtere slaap en hogere basale cortisol-waarden in het speeksel hadden.

Niettegenstaande de meest frequent gerapporteerde endocriene abnormaliteit bij CVS verlaagde cortisol-produktie is; blijkt hier dat een hogere, níet lagere, cortisol-output verbonden is met immune veranderingen. Dit wijst nogmaals op de heterogeniteit van de CVS-diagnose.

Blog op WordPress.com.