M.E.(cvs)-wetenschap

september 20, 2019

Bloed-volume bij M.E.(cvs) & verband met klachten

Filed under: Fysiologie — mewetenschap @ 1:48 pm
Tags: , , , ,

Er zijn reeds meerdere publicaties verschenen (ook op onze pagina’s) omtrent een verlaagd bloedvolume bij M.E.(cvs). Dit wordt in onderstaand artikel bevestigd. Het betreft een studie bij een kleine groep (omwille van de hoge kostprijs van de bloed-volume metingen) vrouwelijke patiënten. Er werd dan nog onderscheid gemaakt tussen mensen mét en zonder orthostatische intolerantie (OI) – wat bij andere studies niet werd gedaan. Bij het eerste groepje waren de resultaten significant lager dan bij het tweede. Het in acht nemen van symptomen van OI kan dus helpen bij het detekteren van een subgroep met gereduceerd bloed-volume.

De resultaten werden ook gepubliceerd in ‘Frontiers in Pediatrics’ (2018; Volume 6) met Peter C. Rowe van de ‘Johns Hopkins University’ als co-auteur: ‘Blood volume status in CFS/ME correlates with the presence or absence of orthostatic symptoms’. Daar heeft men het over 12 patiënten: het gemiddelde absolute bloed-volume was 59 (± 8) ml/kg (-11 (± 7) ml/kg onder het referentie bloed-volume). Bij de 8 patiënten met OI waren de absolute bloed-volumes ook significant lager dan bij de 4 zonder OI (56 vs. 66) en de verschillen met het referentie bloed-volume -14 vs. -4.

————————-

International Journal of Clinical Medicine (2018) 9: 809-819

Blood volume status in patients with Chronic Fatigue Syndrome: Relation to complaints

(Linda) M.C. van Campen, Frans C. Visser [cardioloog]

Stichting CardioZorg, Hoofddorp, The Netherlands

Samenvatting

Er zijn vier studies die een mogelijke daling qua volume circulerend bloed bij patiënten met Myalgische Encefalomyelitis/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (M.E./CVS) vergeleken met een gezonde populatie. Een andere studie toonde een correlatie aan tussen RBC-volume en orthostatische intolerantie bij patiënten met chronische OI zonder de diagnose van M.E./CVS. Het doel van de huidige studie was de gemeten bloed-, RBC- en plasma-volumes (absoluut & percentage) in verband te brengen met de klachten van orthostatische intolerantie bij M.E./CVS-patiënten. Bij de in de studie opgenomen 11 vrouwelijke M.E./CVS-patiënten was het percentage afname qua genormaliseerd bloed-, RBC- & plasma-volume gelijkaardig voor alle drie de componenten: 83% p/m 12%, 83% p/m 12% & 83% p/m 11%. Bij patiënten met een klinisch vermoeden van OI (n = 7) waren alle 3 de volume-componenten significant lager vergeleken met patiënten zonder klinisch vermoeden van OI (n = 4). Het verschil in percentage genormaliseerd bloed-volume was 77 (± 7) vs. 94 (± 10) (p < 0.02), het verschil in percentage genormaliseerd RBC-volume was 76 (± 7) vs. 96 (± 10) (p < 0.01) en het verschil in percentage genormaliseerd plasma-volume was 77 (± 7) vs. 93(± 10) (p < 0.05) bij OI aanwezig tegen afwezig. De plasma-volumes werden uitgezet tegen de RBC-volumes: het gevonden verband was RBC-volume = 0,99 x plasma-volume + 1,55 (p < 0.001). Overéénkomstig met literatuur-gegevens toont deze ‘pilot’-studie dat het totaal bloed-volume en z’n componenten RBC- & plasma-volume verminderd kunnen zijn bij M.E./CVS-patiënten, in het bijzonder bij aanwezigheid van een klinische vermoeden van OI.

1. Achtergrond

Myalgische Encefalomyelitis/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (M.E./CVS) wordt o.a. gekenmerkt door een persistente ernstige vermoeidheid, verminderde inspanning-tolerantie, post-exertionele malaise, spierpijn, slaap-aandoeningen, en geheugen- en concentratie-stoornissen. Bovendien is een prominent kenmerk dat patiënten met M.E./CVS dikwijls klagen over duizeligheid en/of lichthoofdigheid zowel bij inspanning als in rust. Meer dan in de algemene bevolking, ervaren patiënten syncope [flauwvallen of verlies van bewustzijn uitgelokt door een plotse vagale stimulatie die een onvoldoende doorbloeding van de hersenen uitlokt – een acute reflex-matige verlaging van de bloeddruk] of bijna-syncope [bv. Rowe PC et al. Is Neurally Mediated Hypotension an Unrecognised Cause of Chronic Fatigue? Lancet (1995) 345: 623-624]. Enkele studies toonden dat het circulerend bloed-volume van CVS-patiënten gedaald is in vergelijking met een gezonde populatie [Streeten DH et al. The Roles of Orthostatic Hypotension, Orthostatic Tachycardia, and Subnormal Erythrocyte Volume in the Pathogenesis of the Chronic Fatigue Syndrome. The American Journal of the Medical Sciences (2000) 320: 1-8 /// Farquhar WB et al. Blood Volume and Its Relation to Peak O2 Consumption and Physical Activity in Patients with Chronic Fatigue. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology (2002) 282: H66-H71 /// Hurwitz BE et al. Chronic Fatigue Syndrome: Illness Severity, Sedentary Lifestyle, Blood Volume and Evidence of Diminished Cardiac Function. Clinical Science (2010) 118: 125-135]. Belangrijk: Farquhar et al. toonden aan dat er een verband is tussen inspanning-capaciteit en de vermindering qua bloed-volume. Een andere studie vond een omgekeerde relatie [Newton JL et al. Reduced Cardiac Volumes in Chronic Fatigue Syndrome Associate with Plasma Volume but Not Length of Disease: A Cohort Study. Open Heart (2016) 3: e000381] tussen de ernst van de CVS-symptomen en de gereduceerde volumes rode bloedcellen (RBC) en plasma. Een Chinese studie [Lin CJ et al. RBC Volume Deficiency in Patients with Excessive Orthostatic Decrease in Cerebral Blood Flow Velocity. Journal of the Chinese Medical Association (2014) 77: 174-178] leverde bewijs voor een verband tussen RBC-volume deficiëntie en de aanwezigheid van orthostatische intolerantie bij patiënten met chronische orthostatische intolerantie en in het bijzonder bij mensen met posturale orthostatische tachycardie syndroom (POTS). Gezien deze observatie een meer algemene populatie [niet M.E.(cvs)] betrof, was de doelstelling van de huidige studie het relateren van de gemeten volumes bloed, RBC en plasma – alsook het verschil in percentage tussen de gemeten volumes en de genormaliseerde volumes – met de klachten van orthostatische intolerantie bij M.E./CVS-patiënten.

2. Patiënten, materialen & methodes

Er werden elf vrouwelijke M.E./CVS-patiënten bestudeerd (2010-2011). M.E./CVS werd als aanwezig beschouwd als de deelnemers voldeden aan de 1994 ‘International Chronic Fatigue Syndrome Study Group’ criteria voor CVS én de 2011 internationale consensus definitie voor M.E. Het klinisch vermoeden van orthostatische intolerantie (OI) werd gemaakt op basis van de gevoelens van het individu onder de volgende omstandigheden: tijdens het wachten in een rij, bij recepties, tijdens het winkelen of in het winkelcentrum, tijdens het gedurende lange tijd stil zitten en bij blootstelling aan warmte/stressvolle omstandigheden (bv. zomer-weer; na warme douches, baden en sauna’s; na episodes van angst, pijn of blootstelling aan bloed […]. Een klinisch vermoeden van OI werd niet gesteld als slechts enkele van deze symptomen maar zelden optrad of zonder een duidelijke basis. Er was informatie over het percentage van de maximale voorspelde VO2 piek bij een cardiopulmonaire inspanning test beschikbaar voor alle patiënten en deze werd gebruikt om het verband tussen bloed-volume en percentage voorspelde maximale VO2 piek (zoals gerapporteerd in een eerdere studie [zie Farquhar WB et al. hierboven]) te bestuderen.

De patiënten ondergingen de standaard tweevoudige isotopen erythrocyten labeling-techniek [51Na2CrO4 & 125I-humaan serum albumine] ter bepaling van het bloed-, erythrocyten- & plasma-volume […]. Dit werd gedaan op de afdeling nucleaire geneeskunde van het Vrije Universitair Ziekenhuis Amsterdam. De volumes werden uitgedrukt als percentage van de gemiddelde normale referentie-waarden […]. In de rest van dit artikel zal naar deze waarden worden gerefereerd als percentage genormaliseerd volume, voor bloed, rode bloedcellen en plasma. De volumes werden ook uitgedrukt als absolute waarden (totaal en per kg lichaamsgewicht). Dit werd gedaan om het mogelijk te maken een duidelijke vergelijking te maken met eerdere literatuur en bevindingen. […]

Statistische analyse

[…] Een p-waarde van < 0.05 werd als significant verschillend beschouwd. […]

3. Resultaten

Er namen 11 vrouwelijke M.E./CVS-patiënten deel aan de studie. De gemiddelde leeftijd was 33 ± 11 jaar, de mediane ziekteduur was 7 (6-10) jaar. Het percentage genormaliseerd bloed-, RBC- & plasma-volume was gelijkaardig, in de groep als geheel, voor alle drie de componenten: 83% ± 12%, 83% ± 12% & 83% ± 11%. De volumes totaal bloed, RBC & plasma waren 3.707 ± 818 ml, 1.280 ± 316 ml & 2.427 ± 509 ml. De bloed-, RBC- & plasma-volumes uitgedrukt als ml per kg [‘absolute waarden’] waren 59 ± 8 ml/kg, 20 ± 3 ml/kg & 39 ± 5 ml/kg. Wat betreft het verschil tussen gemeten en genormaliseerde volumes uitgedrukt als een percentage van het genormaliseerd volume voor bloed, RBC & plasma voor de ganse groep: van de 11 patiënten was er voor 4 geen klinisch vermoeden van OI-klachten terwijl er voor 7 een klinisch vermoeden van OI-klachten aanwezig was. Die 7 patiënten met een klinisch vermoeden van OI waren huis-gebonden en de 4 patiënten zonder klinisch vermoeden van OI niet. Van de 7 patiënten met een klinisch vermoeden van OI, hadden er slechts 2 POTS (posturale orthostatische tachycardie syndroom), geen enkele patient vertoonde orthostatische hypotensie, vasovagale syncope [tijdelijk en omkeerbaar bewustzijnsverlies (syncope) veroorzaakt door een verwijding van de bloedvaten door stimulatie van de nervus vagus, waardoor de bloeddruk sterk daalt] of neuraal gemedieerde syncope [stoornis van de autonome regulering van de houding, resulterend in hypotensie, verlaagde hartslag en bewustzijnsverlies].

Wat betreft de ‘baseline’ gegevens en de gegevens omtrent bloed-volume componenten bij patiënten zonder (n = 4) en mét (n = 7) een klinisch vermoeden van OI: er werden geen verschillen gevonden tussen de twee groepen met betrekking tot lengte, gewicht en ziekteduur. De patiënten met OI waren wel significant jonger (p < 0.05). Wanneer de volumes werden gemeten en uitgedrukt per kg bleek een significant verschil in bloed-volume (66 ± 9 vs. 55 ± 4: p < 0.05) en in RBC-volume (23 ± 3 vs. 19 ± 1: p < 0.05). Er werd een trend getoond voor het plasma-volume per kg (43 ± 6 vs. 37 ± 9: p = 0.09). De patiënten met een klinisch vermoeden van OI bleken lagere waarden te vertonen terwijl patiënten zonder een klinisch vermoeden van OI hogere waarden hadden. Wanneer deze verschillen tussen gemeten en genormaliseerde volumes werden uitgedrukt als percentages van dat genormaliseerde volume, werd een significant verschil gevonden wanneer de individuen met én zonder OI werden vergeleken voor alle 3 genormaliseerde volume-componenten: bloed-volume (94% ± 10% vs. 77% ± 7%: p < 0.02), RBC-volume (96% ± 10% vs. 76% ± 7%: p < 0.01) & plasma-volume (93% ± 10% vs. 77% ± 7%: p < 0.05). De gemeten volume-componenten in ml/kg, alsook de verschillen tussen gemeten en genormaliseerde volume-componenten uitgedrukt als percentage van genormaliseerde volumes, werden beide gevisualiseerd. Er werd geen significante correlatie gevonden tussen de ziekteduur en het percentage genormaliseerde volume-componenten of de absolute gemeten volume-componenten. De plasma-volumes werden uitgezet tegen de RBC-volumes. Het wiskundig verband wordt weergegeven door de volgende formule: RBC-volume = 0,99 x plasma-volume + 1,55 (p < 0.001). [regressie-coëfficient 0.90; dus nagenoeg rechtlijnig].

Er werd geen significante correlatie gevonden tussen bloed-volume in ml/kg en het percentage piek VO2. Wanneer echter het gemeten bloed-volume werd uitgedrukt als percentage van een berekend genormaliseerd bloed-volume, werd wel een significant verband gevonden. Aangezien de patiënten met een klinisch vermoeden van OI aan huis gebonden waren, werd dit verschil (vergeleken met degenen zonder een klinisch vermoeden van OI) qua ernst bevestigd door een significant verschil in percentage van voorspelde piek VO2 (95% ± 10% in de groep zonder OI vs. 67% ± 17% in de groep met OI, p < 0.02).

4. Bespreking

De kenmerkende elementen van patiënten die lijden aan Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS) zijn vermoeidheid, orthostatische intolerantie en talrijke somatische klachten. De afwezigheid van een detekteerbare routine laboratorium-test om de diagnose van M.E./CVS te stellen, heeft geleid tot veronderstellingen dat CVS een triviale ziekte of een psychosomatische aandoening zou zijn. Metingen van het bloed-volume worden traditioneel aangewend bij het management van polycytemie [abnormale toename van het aantal rode bloedcellen in het bloed] maar niet bij de evaluatie van CVS. Er werd slechts een beperkt aantal studies aangaande bloed-volume uitgevoerd bij M.E./CVS-patiënten. De belangrijkste bevinding van deze studie was dat een significant lager gemeten bloed-volume per kg en RBC-volume per kg, alsook genormaliseerd percentage bloed-, RBC- & plasma-volumes werden gevonden bij patiënten met een klinisch vermoeden van OI t.o.v. patiënten zonder een klinisch vermoeden van OI. De gegevens omtrent RBC-volumes zijn gelijkaardig met een studie waar enkele OI-patiënten werden onderzocht [zie Lin CJ et al. hierboven]. Deze onderzoekers vonden een RBC-volume tussen 78% (POTS-patiënten) en 85% (non-POTS patiënten), vergeleken met een referentie RBC-volume van 100%. Een daling van het RBC-volume bij OI komt overéén met onze studie waar patiënten met OI een genormaliseerd RBC-volume van 77% hadden.

Een andere bevinding van onze studie was het significant verband tussen gemeten bloed-volume uitgedrukt als percentage van een genormaliseerd bloed-volume en het percentage van voorspelde piek VO2. Dit bevestigde de beinding van Farquhar et al. [ref. zie hierboven] Zij vonden een trend naar lager bloed-volume bij 17 CVS-patiënten versus 17 controles, maar dit bereikt geen significantie (p = 0.08). De bloed-volumes die werden gevonden voor controle-individuen (64,2 ± 2,5 ml/kg) kwamen overéén met deze in de groep M.E./CVS-patiënten zonder OI (66 ± 9 ml/kg), en het bloed-volume van CVS-patiënten in die proef (58,3 ± 2,1 ml/kg) was gelijkaardig met de bevinding in onze studie bij CVS-patiënten met OI (55 ± 4 ml/kg). Dit kwam overéén met bevindingen van twee andere gepubliceerde studies die deze bevinding beschreven bij gezonde vrouwelijke individuen en bij gezonde mannelijke individuen. Deze beide proeven bij gezonde individuen vond een afname qua total bloed-volume bij stijgende leeftijd. Dit werd reeds in 1937 […] beschreven. Het feit dat we een significant lager bloed-volume vonden bij de patiënten met symptomen van orthostatische intolerantie, die jonger waren dan de patiënten-groep zonder een klinisch vermoeden van OI, zou kunnen suggereren dat het absoluut verschil qua bloed-volume groter geweest zou kunnen zijn, als de patiënten gematcht zouden geweest zijn voor leeftijd. [Het bloed-volume lijkt in de literatuur stabiel te zijn of af te nemen met het ouder worden.]

Streeten et al. [zie hierboven] vond dat RBC-volumes lager waren bij 12 vrouwelijke CVS-patiënten t.o.v. RBC-volumes bij vrouwelijke controle-individuen. In tegenstelling daarmee bleken de volumes van plasma en totaal bloed niet significant verschillend van die van controle-individuen. Het door hen gemeten bloed-volume […] was gelijkaardig als bij ons […]; net zoals het RBC-volume […] en het plasma-volume […]. Informatie aangaande klinische symptomen van orthostatische intolerantie werden niet duidelijk vermeld, informatie over bloeddruk tijdens langdurig staan (tot 84 minuten) suggereerde echter orthostatische hypotensie (systolisch bloeddruk daling ≥ 20 mmHg), zonder klachten tijdens staan of voorgeschiedenis bij 7 op 12 patiënten.

Hurwitz et al. [zie hierboven] vonden dat bij 30 patiënten met ernstige CVS en 26 niet ernstige CVS, het totaal bloed-volume (TBV), RBC- & plasma-volume niet significant verschillend waren van 21 sedentaire […].  Dit is gelijkaardig met de bevindingen van de onderhavige studie waar het gemiddeld TBV 59 ± 8, het gemiddeld PV 39 ± 5 & het gemiddeld RBCV 20 ± 3 ml/kg was. Wanneer echter het verschil met ideale volumes werd herberekend, waren het percentage totaal bloed-volume, percentage plasma-volume en percentage RBC-volume significant verschillend van sedentaire controles en ook lager bij patiënten met ernstige CVS, vergeleken met patiënten met minder ernstige CVS […]. In onze studie waren de verschillen qua percentage van genormaliseerde volumes veel groter bij de patiënten met een klinische- vermoeden van OI. Hurwitz et al. [zie hierboven] keken ook naar maximaal-verbruik bij inspanning maar vonden geen verschil voor de drie groepen (met een verschil voor voorspelde VO2 max van -25,1 ± 3,2 vs. -32,7 ± 2,9 vs. -25,7 ± 3,3 bij ernstige CVS, niet-ernstige CVS en sedentaire controles respectievelijk). Dit is in tegenstelling met de onderhavige studie. Hoewel de aantallen werden uitgedrukt op een gelijkaardige manier (verschil met voorspelde piek VO2 van 100%): -6% ± 9% bij de patiënten zonder klinisch vermoeden van OI en -33% ± 16% in de groep met een klinisch vermoeden van OI. Ze vergeleken de resultaten van het zuurstof-verbruik niet met de volume-resultaten.

Newton et al. [zie hierboven] toonden enkel een trend naar lagere bloed-volumes t.o.v. controles. Ze vonden echter dat 68% van een groep van 41 CVS-patiënten een genormaliseerd RBC-volume onder de ondergrens van de normaal-waarde van < 95% had. Een genormaliseerd plasma-volume onder de ondergrens van de normaal-waarde van < 95% was aanwezig bij 32% van de bestudeerde 41 CVS-patiënten. Dit suggereert een verschil in afname tussen plasma- en RBC-volumes. In de huidige studie was de reductie gelijkaardig voor RBC- en plasma-volumes. De curve van de lineaire regressie tussen plasma- en RBC-volumes was nagenoeg identiek. Verder: in de huidige studie had slechts één een RBC-volume > 95%. Dit laag aantal kan te wijten zijn aan de beperkte grootte van het staal in de studie. Het TBV in de studie was 4.236 ± 139 ml bij de 41 CVS-patiënten en 4.396 ± 180 ml bij 10 gezonde controles. Dit komt overéén met de TBV-waarde van patiënten zonder een klinisch vermoeden van OI in onze studie (4.281 ± 821). Het TBV bij de patiënten met een klinisch vermoeden van OI was significant lager (3.380 ± 609 ml). Deze studie toonde dat er geen correlatie tussen ziekteduur en hart-volumes bestond, wat suggereert dat deconditionering niet de oorzaak was van die abnormaliteiten. Dit komt overéén met de bevinding van onze studie wat betreft de ziekteduur en volume-metingen. In geen enkele van de hierboven vermelde studies werd een verband tussen de volume-componenten met OI-symptomen onderzocht.

Beperkingen

In deze studie werden geen gematchte controle-individuen beoordeeld via metingen van circulerend bloed-volume en dus dienen de dit te worden beschouwd als een preliminair rapport. Aangezien een significante reductie van het totaal en RBC bloed-volume één van de weinige objectief aantoonbare laboratorium-abnormaliteiten zou kunnen zijn bij een meerderheid van de M.E./CVS-patiënten met een klinisch vermoeden van OI of wanneer dit werd aangetoond d.m.v. een ‘tilt-table’ [kantel-tafel] test, geloven we dat verdere studies gerechtvaardigd zijn. [Grotere groep patiënten!]

5. Besluit

Overéénkomstig met gegevens in eerdere literatuur, toont deze ‘pilot’-studie dat totaal bloed-volume en z’n componenten – RBC- & plasma-volume – gedaald kunnen zijn bij CVS-patiënten. We bevestigden de bevinding dat er een verband is tussen bloed-volume en percentage voorspelde piek VO2. Dit werd ondersteund door de bevinding dat een lager bloed-volume leidde tot slechtere uitkomsten van een cardiopulmonaire inspanning test. Eén andere studie bekeek het verband tussen bloed-volume en orthostatische intolerantie en de resultaten komen overéén met die van ons, hoewel de bestudeerde patiënten-populatie er één was met chronische orthostatische incompetentie, met gelijkaardige klachten als bij M.E./CVS, maar zonder dat de diagnose van M.E./CVS was gesteld [zie Lin CJ et al. hierboven]

Advertenties

april 27, 2019

Chronotropische incompetentie bij M.E.(cvs)

Onderstaande meta-analyse (uitgevoerd door onderzoekers van de ‘Workwell Foundation’) toont dat veranderingen in het hartritme bijdragen tot de aktiviteit-intolerantie die gekend is bij mensen met M.E.(cvs). Ze steunden daarbij op 20 jaar studies die gebaseerd zijn op info verkregen uit van via cardiopulmonaire inspanning-testen en vergeleken de hartslag-gegevens van M.E(cvs)-patiënten en gematchte controles.

Een verhoogde hartslag is een normale reaktie bij inspanning. Chronotropische incompetentie (CI) is wanneer het hart het tempo niet kan volgen bij hogere (metabole) vereisten. Aangezien een verhoging van de ‘output’ van het hart (bij inspanning) afhankelijk is van het slag-volume en de hartslag (zie artikel voor meer uitleg), ligt bij mensen met CI de piek lager en dus ook de aktiviteit-capaciteit. Dit leidt tot inspanning-intolerantie. Het onderzoek toont dat CI courant wordt gevonden bij mensen met M.E.(cvs). In hun persbericht spreken de auteurs over “overweldigend bewijs”. De studie bevestigt ook nog maar eens de bevindingen omtrent een tweede inspanning-test (herhaald na 24h; zie ‘Dubbele fietstest’ & ‘M.E./CVS-patiënten niet in staat maximale VO2 te herhalen bij 2daagse fietstest) als diagnostisch instrument M.E.(cvs). De grootte-orde van de CI bleek ook afhankelijk van de ziekte-ernst.

De onderzoekers hypothiseren dat de abnormale hartslag-respons op inspanning waarschijnlijk te wijten is aan een verstoorde autonome regulering van het hart.

————————-

Frontiers in Pediatrics (March 2019) Volume 7 Article 82

Chronotropic incompetence: An overlooked determinant of symptoms and activity limitation in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome?

Todd E. Davenport (1), Mary Lehnen (1), Staci R. Stevens (2), J. Mark VanNess (2,3), Jared Stevens (2), Christopher R. Snell (2)

1 Thomas J. Long School of Pharmacy and Health Sciences, University of the Pacific, United States

2 Workwell Foundation, United States

3 Department of Health, Exercise, and Sport Sciences, College of the Pacific, University of the Pacific, United States

Samenvatting

Post-exertionele malaise (PEM) is het belangrijkste klinisch kenmerk van Myalgische Encefalomyelitis/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (M.E./CVS). PEM omvat een constellatie van substantieel invaliderende tekenen en symptomen die optreden in respons op lichamelijke en mentale over-inspanning. Omdat PEM optreedt in respons op over-inspanning, blijken fysiologische metingen verkregen tijdens gestandardiseerde exertionele paradigmas beloftevol wat betreft sterke bijdragen tot het begrijpen van de cardiovasculaire, pulmonaire en metabole toestanden die aan de basis van PEM liggen. Informatie verkregen uit gestandardiseerde exertionele paradigmas kan op z’n beurt richting geven aan patho-etiologische studies en strategieën voor analeptisch management [herstel-bevordering] bij mensen met M.E./CVS. Er werden meerdere studies gepubliceerd die fysiologische responsen op inspanning beschrijven bij mensen met M.E./CVS, gebruikmakend van maximale cardiopulmonaire testen (CPET) als een gestandardiseerde fysiologische stressor. Bij zowel niet-geïnvalideerde mensen als personen met een brede waaier aan gezondheid-aandoeningen, is het verband tussen inspanning-hartslag (HR) en inspanning-belasting tijdens maximale CPET positief lineair en reproduceerbaar. Er worden echter consistent kleinere of gedaalde toenames qua hartslag tijdens CPET gezien bij M.E./CVS. Deze afgestompte toename van de hartslag wordt chronotropische incompetentie (CI) genoemd. CI weerspiegelt een onvermogen tot gepaste stijging van cardiale output [hoeveelheid bloed die per minuut door het hart wordt voortgestuwd] omwille van kleiner-dan-verwachte toenames van de hartslag. De betrachtingen van dit overzicht zijn: (1) het definiëren van CI en z’n toepassingen op klinische populaties bespreken; (2) het samenvatten van bestaande gegevens betreffende hartslag-responsen op inspanning verkregen tijdens maximale CPET bij M.E./CVS-patiënten die werden gepubliceerd in de ‘peer-reviewed’ literatuur via systematische bespreking en meta-analyse; en (3) bespreken hoe in de literatuur geobserveerde trends gerelateerd met CI bij M.E./CVS toekomstige patho-etiologische research-ontwerpen en de klinische praktijk dienen te beïnvloeden.

INLEIDING

[…] Het belangrijkste klinisch kenmerk van M.E./CVS is post-exertionele malaise (PEM): een constellatie van substantieel beperkende tekenen en symptomen die optreden in respons op lichamelijke en mentale over-inspanning. Er bestaan een aantal criteria voor M.E./CVS voor klinische en research-doeleinden. Criteria die PEM omvatten, lijken het meest valide te zijn om M.E./CVS te onderscheiden van andere vermoeiende gezondheid-aandoeningen. De diepgaande aard van PEM bij M.E./CVS heeft er toe geleid dat enkele werkgroepen de diagnostische criteria voor M.E./CVS herzien om de nadruk te leggen op de multi-systemische gebreken die geassocieerd zijn met inspanning-intolerantie.

Het belang van PEM bij M.E./CVS beklemtoont de waarde van studies die abnormaliteiten qua inspanning-respons documenteren om een beter begrip te krijgen van de patho-etiologie, potentiële biomerkers en funktionele invaliditeit geassocieerd met M.E./CVS. De hartslag is één objectieve meting, die op een betrouwbare manier kan worden verkregen via draagbare biometrische technologie. Er bestaat reeds een grote hoeveelheid literatuur die hartslag-responsen op inspanning bij M.E./CVS en andere vermoeiende gezondheid-aandoeningen documenteert. De steeds groter wordende beschikbaarheid en betaalbaarheid van draagbare biometrische technologie heeft geleid tot de observatie dat draagbare apparaatjes kunnen worden aangewend voor het opvolgen van aktiviteit en voorspellen van PEM, gebruikmakend van de hart-funktie als een vroege vertegenwoordiger voor toekomstige symptomen. Onze doelstellingen hier zijn dus: (1) het bespreken van de mechanismen voor cardiale [hart] controle tijdens inspanning; (2) het bespreken van de literatuur gerelateerd met hartslag-responsen en inspanning bij M.E./CVS; en (3) het bediscussiëren van de potentiële implicaties van afwijkende hartslag-responsen bij M.E./CVS en interpretatie van de resultaten van inspanning-testen en analeptisch aktiviteit-management.

HET VERBAND TUSSEN HARTSLAG EN BELASTING IS REPRODUCEERBAAR EN VOORSPELBAAR

Onder normale omstandigheden verloopt het verband tussen hartslag en belasting lineair in stijgende lijn. De betrouwbaarheid van een meting is een voorbode voor validiteit. Hartslagen bij maximale inspanning en ventilatoire [via ademhalingsanalyse vastgestelde] anaërobe drempel (VAT) [‘anaerobic threshold’ (AT) is het punt (wanneer de belasting zo zwaar is dat het lichaam niet meer in staat is de hoeveelheid gevraagde energie te leveren door verbranding van vetten of suikers) waarop wordt overgeschakeld van de verbranding van suikers (aëroob, d.m.v. zuurstof) naar anaërobe (zonder zuurstof) omzetting naar lactaat]) zijn sterk reproduceerbaar voor zowel niet-geïnvalideerde individuen en mensen met verscheidene gezondheid-aandoeningen. Daarnaast is de relatie tussen belasting en hartslag normaal zeer reproduceerbaar. Het is te zeggen: de correlatie is onderhevig aan een zeer lage fouten-variantie. Deze observaties suggereren dat afwijkingen wat betreft de stapsgewijze toename van de hartslag (in respons op elke eenheid stijging van de belasting) een pathologie kan suggereren. Met andere woorden: de variatie in metingen tijdens cardiopulmonaire inspanning testen (CPET) bij mensen van M.E./CVS kan echte biologische variantie weerspiegelen die funktioneel relevant kan zijn en belangrijke patho-etiologische aanwijzingen kan bieden aangaande de aard van M.E./CVS. Bij gezonde mensen weerspiegelt de piek VO2 een 4-voudige toename t.o.v. de VO2 in rust, wat wordt bekomen door een 2,2-voudige stijging van de hartslag, een 0,3-voudige toename van het slag-volume [volume bloed dat per contractie door het linker hart-ventrikel wordt gepompt] en een 1,5-voudige stijging van het verschil in zuurstof tussen arterieel en veneus bloed. De verhoging van iemand’s hartslag levert de grootste bijdrage tot zowel VO2 en het vermogen om inspanning bij maximale belasting aan te houden. Verder is een toename qua hartslag een variabele die van groot belang is voor klinici en researchers bij de observatie van abnormale responsen op inspanning en het voorspellen van mogelijke consequenties te wijten aan die abnormale responsen. Een normaal en intact patroon van de hartslag-respons bij inspanning is noodzakelijk omdat cardiale output (hartslag x slag-volume) gematcht moeten zijn met de metabole vereisten voor de duur van de inspanning.

VERSTORING VAN DE CHRONOTROPISCHE RESPONS IS MEETBAAR

Chronotropische intolerantie (CI) wordt gedefinieerd via verschillende criteria, inclusief onvermogen tot het bereiken van leeftijd-voorspelde maximale hartslag, vertraging wat betreft het bereiken van leeftijd-voorspelde maximale hartslag, ontoereikende hartslagen bij sub-maximale belastingen, vertraagd post-exertioneel herstel van de hartslag of hartslag-schommelingen. De prevalentie van CI is niet goed gekend omwille van het feit dat het niet uniform wordt gedefinieerd. Er werd een prevalentie van CI tussen 3,1 tot 11% gerapporteerd bij patiënten die worden doorverwezen voor een inspanning-test, > 40% in een populatie patiënten met pacemakers en tot 60% van patiënten met atrium [voorkamer] -fibrillatie [te snel en onregelmatig samentrekken]. Deze variatie qua prevalentie biedt verder bewijs ter ondersteuning van de noodzaak aan een duidelijke definitie en een gestandardiseerde set criteria opdat de diagnose van of CI op een gepaste manier kan worden gesteld en populaties kunnen worden vergeleken.

CI wordt dikwijls gediagnostiseerd gebruikmakend van een percentage als de ‘cut-off’ voor het onderscheiden tussen normale en abnormale hartslag-responsen op stapsgewijze stijgingen van de belasting tijdens een inspanning-test. De meest gebruikte percentages voor leeftijd-voorspelde maximale hartslag variëren tussen 70 en 85%. CI kan ook worden voorgesteld als een meting van de hartslag-reserve [verschil tussen maximale hartslag en rustpols], de verandering in hartslag van rust naar piek-inspanning gemeten tijdens een inspanning-test. Aangezien de hartslag-reserve vergelijking echter afhankelijk is van de hartslag in rust, kan men een niveau verder gaan zodat het de hartslag-respons van een individu beter voorstelt. Met andere woorden: de chronotropische respons kan worden berekend als een fractie van de hartslag-reserve bereikt bij maximale inspanning: ΔHRrust->piek / (220-leeftijd) – HRpiek. Onvermogen om ≥ 80% van de aangepaste hartslag-reserve tijdens een oplopende inspanning test te bereiken, is het meest courante criterium dat wordt gebruikt om CI te onderscheiden. Sommige onderzoekers verkiezen een meer vastgelegde weg bij het meten van inspanning. De verhouding van het geproduceerd volume koolstof-dioxide op het volume verbruikte zuurstof, of de ‘respiratory exchange ratio’ [RER; verhouding tussen het volume afgegeven CO2 en het volume opgenomen O2 = ca. 0,8 bij rust; kan groter dan 1 worden bij intense inspanning], vertegenwoordigt een objectieve meting voor fysiologische inspanning. Er wordt algemeen aanvaard dat een ‘respiratory exchange ratio’ van > 1,15 indicatief is voor intense, maximale inspanning; terwijl een verhouding van < 0,82 indicatief is voor een rust-toestand. Als een ‘respiratory exchange ratio’ van een individu < 1,05 is bij piek-inspanning, suggereert research dat dit wijst op een sub-maximaal niveau van inspanning of een voortijdige beëindiging van de inspanning-test, en zou deze omzichtig dienen te worden geanalyseerd. Er werd ook geprobeerd de diagnose van CI op een meer objectieve manier te stellen, door het gebruik van het metabool-chronotropisch verband of de chronotropische index: de verhouding tussen hartslag-reserve en metabole reserve bij sub-maximale belasting. Deze methode werd gekozen omdat er een aanpassing is voor leeftijd, fitness-niveau, funktionele capaciteit en niet wordt beïnvloed door de keuze wat betreft inspanning-test of protocol door de onderzoeker. Onder normale omstandigheden bij gezonde individuen, zou het percentage van de hartslag-reserve moeten overéénkomen met het percentage van de metabole reserve bereikt tijdens inspanning gelijk aan een chronotropische index van 1,0 met 95% betrouwbaarheid-intervallen van 0,8 en 1,3. Daarom: als de metabool-chronotropische relatie, of chronotropische index ≤ 0.8 is voor een bepaalde curve of enkelvoudige waarde in een bepaald stadium van een inspanning-test, dan wordt dit beschouwd als CI. Dit model voor CI wordt bepaald als: HRstadium = [(220-leeftijd) – HRrust] * (METsstadium – 1) / (METspiek – 1) + HRrust, en is afhankelijk van leeftijd, hartslag in rust, leeftijd-voorspelde maximale hartslag, leeftijd-voorspelde hartslag-reserve, maximale hartslag tijdens inspanning, volume verbruikt zuurstof (VO2 – uitgedrukt als MET [metabool equivalent; hoeveelheid energie die een bepaalde fysieke inspanning kost t.o.v. de hoeveelheid benodigde energie in rust] -waarden; 3,5 ml/kg/min) tijdens elk stadium en bij piek-inspanning, en ‘respiratory exchange ratio’. Verder kan deze vergelijking worden gecombineerd met de eerder besproken methodes leeftijd-voorspelde maximale hartslag, aangepaste hartslag-reserve en ‘respiratory exchange ratio’ om te bepalen of CI al dan niet aanwezig is. Bijvoorbeeld: de chronotropische index kan worden aangewend als een beslissende factor als een individu een piek ‘respiratory exchange ratio’ van > 1,09 bereikt maar niet in staat is ≥ 80 of 85% van de aangepaste hartslag-reserve of leeftijd-voorspelde maximale hartslag te bereiken, of als een individu een piek ‘respiratory exchange ratio’ van < 1,09 haalt. Men kan zien dat er een aantal methodes zijn om het onderscheid te maken tussen een normale chronotropische respons en CI, die afhankelijk is van een handvol variabelen. Het is dringend noodzakelijk dat researchers samenwerken om een definitie en criteria te creëeren die duidelijk gedefinieerd zijn om CI op een consistente manier te identificeren.

VERMOEIENDE GEZONDHEID-AANDOENINGEN OMVATTEN VERSTOORDE CHRONOTROPISCHE RESPONSEN

Onderzoekers onderzochten de prognostische implicaties van CI bij 1.575 asymptomatische mannelijke deelnemers aan de ‘Framingham Offspring Study’ [langlopende epidemiologische cardiovasculaire studie]. Om als asymptomatisch te worden bestempeld moesten de deelnemers een inspanning-test op een loopband uitvoeren. De researchers volgden de deelnemers gedurende gemiddeld 7,7 jaar om elke oorzaak van mortaliteit en coronaire hart ziekte (inclusief angina pectoris, coronaire insufficiëntie, myocard-infarct, elk type sterfte door coronaire hart ziekte en coronaire re-vascularisatie) te onderzoeken. De inspanning-test werd beëindigd wanneer de deelnemers 85% van de leeftijd- en geslacht-voorspelde maximale hartslag bereikten. Er werd vermeld ook dat de loopband-testen werden stopgezet bij “verzoek van de deelnemer, beperkend ongemak op de borst, dyspnoea, vermoeidheid, ongemak aan de benen, hypotensie, een bovenmatige toename van de systolische bloeddruk (piek systolische druk ≥ 250 mmHg), ≥ 2 mm ST-segment [deel van het ECG] verlaging of significante ventriculaire ectopie [hartritmestoornis waarbij hartslagen voortkomen uit andere impulsen dan deze gegenereerd door de gewone zenuwknopen]”. De onderzoekers maakten het onderscheid tussen normale en abnormale chronotropische responsen gebruikmakend van drie variabelen – het vermogen of onvermogen om 85% van de leeftijd- en geslacht-voorspelde maximale hartslag, toename van de hartslag (rust tot piek) en de chronotropische index [zie hierboven] te bereiken. 1.248 deelnemers (79%) bereikten 85% van de leeftijd- en geslacht-voorspelde, terwijl de resterende 327 (21%) dat niet deden. De deelnemers die niet in staat waren de ‘target’-hartslag te bereiken hadden ook een verhoogd risico op een ischemische ST-segment respons [ischemie = zuurstof-gebrek], een lagere inspanning-capaciteit en waren gerelateerd met meer ‘all-cause’ mortaliteit en coronaire hart ziekte. De researchers vonden dat stijgingen van de hartslag bij inspanning omgekeerd gerelateerd waren met mortaliteit-risico en een verstoorde chronotropische respons index was ook een voorspeller voor mortaliteit.

EMPIRISCHE GEGEVENS SUGGEREREN AANWEZIGHEID VAN CHRONOTROPISCHE VERSTORING BIJ MENSEN MET M.E./CVS

Onze groep [Snell CR et al. Discriminative validity of metabolic and workload measurements for identifying people with Chronic Fatigue Syndrome. Phys Ther. (2013) 93: 1484-92 /// VanNess JM et al. Subclassifying Chronic Fatigue Syndrome through exercise testing. Med Sci Sports Exerc. (2003) 35: 908-13] en anderen [Keller BA et al. Inability of Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome patients to reproduce VO2 peak indicates functional impairment. J Transl Med. (2014) 12: 104 /// Sargent C et al. Maximal oxygen-uptake and lactate metabolism are normal in Chronic Fatigue Syndrome. Med Sci Sports Exerc. (2002) 34: 51-6] hebben hartslag-responsen bij inspanning gemeten bij M.E./CVS via CPET-methodologie die zorgvuldige karakerisatie toelaat bij piek-inspanning en VAT. Het specifiek protocol die onze groep reeds gedurende 20 jaar gebruikt, werd ontwikkeld om het verschil qua onderliggende fysiologie tussen de gemiddelde symptomatische toestand en potentiële cardiovasculaire, pulmonaire en metabole tekortkomingen kenmerkend voor PEM te vatten [Davenport TE et al. Diagnostic accuracy of symptoms characterising Chronic Fatigue Syndrome. Disabil Rehabil. (2011) 33: 1768-75 /// Davenport TE et al. Conceptual model for physical therapist management of Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis. Phys Ther. (2010) 90: 602-14 /// VanNess JM et al. Post-exertional malaise in women with Chronic Fatigue Syndrome. J Womens Health (2010) 19: 239-44]. Om te beginnen krijgen patiënten de instructie zo veel mogelijk te rusten vóór het uitvoeren van de eerste CPET, die een ‘baseline’ van het individu meet en een fysieke stressor betekent om PEM te induceren. Een tweede CPET uitgevoerd 24 h na de eerste dient om de respons van het individu op inspanning te meten wanneer deze in een post-exertionele toestand verkeert. Sedentaire maar anderzijds niet-geïnvalideerde individuen vertonen hoge waarden qua reproduceerbaarheid tussen de testen. Zelfs individuen met verscheidene gezondheid-aandoeningen die gepaard gaan met vermoeidheid vertonen reproduceerbare CPET-metingen. De fysiologische correlaten van PEM, die typisch verslechteren door inspanning, worden echter dikwijls aangeduid door variatie buiten verwachte intervallen in opéénvolgende inspanning-testen. Daarom hebben de veranderingen geen verband met slechte betrouwbaarheid (“fouten-variantie”) maar eerder met de biologische variantie die geassocieerd is met M.E./CVS.

We voerden een systematische ‘review’ uit om belangrijke research-artikels te vinden die werden gepubliceerd in de ‘peer-reviewed’ en zogenaamde ongepubliceerde “grijze literatuur” [buiten de traditionele academische publicatie- en distributie-kanalen] die chronotropische responsen op inspanning tijdens maximale cardiopulmonaire inspanning testen bij M.E./CVS-patiënten beschrijft, met of zonder vergelijking met gematchte controle-individuen. Er werd gekozen voor maximale cardiopulmonaire inspanning testen omdat er uniforme criteria beschreven zijn voor het afnemen van de test en gedocumenteerde criteria bestaan om fysiologische prestaties te identificeren bij de ‘ventilatory anaerobic threshold’ (VAT [zie hierboven]), het punt waar het niet-oxidatief of anaëroob metabolisme significant begint bij te dragen aan het energie-metabolisme bij toenemende belastingen. Artikels die de gemiddelde leeftijd van de deelnemers en hartslag bij piek-inspanning of VAT rapporteerden, werden opgenomen voor de kwantitatieve analyse. […] De systematische ‘review’ onthulde 36 artikels […].

[gedetailleerde omschrijving van de gevonden studies.]

Beoordelingen: (1) vergelijking van chronotropische response op inspanning bij M.E./CVS-patiënten t.o.v. gematchte controle-individuen, (2) evaluatie van het effekt van geslacht op HR-responsen […], (3) bepaling van het effekt van seriële CPET op de chronotropische responsen […] & (4) schatting van het effekt van cardiovasculaire stoornissen op de chronotropische respons […]. Statistische technieken […] werden aangewend om de grootte-orde van effekten te schatten. […]

Vergelijkingen tussen M.E./CVS-patiënten en gematche controle-individuen

Er waren 36 studies die rapporteerden over hartslag-responsen bij piek-inspanning bij individuen met M.E./CVS (n = 2.270) en bij 21 studies waren gematchte controles betrokken (n = 594). De controle-individuen leverden prestaties aan 94,0% van de leeftijd-voorspelde maximum HR, terwijl de individuen met M.E./CVS presteerden aan 82,2% van de leeftijd-voorspelde maximum HR (p < 0.0001). Bijna alle studies stelden een gedaalde piek-HR vast bij individuen met M.E./CVS. Het gestandardiseerd gemiddeld verschil was -1,37, wat wijst op een zeer groot effekt, en 92% van de M.E./CVS-groep had een hartslag bij piek-inspanning die onder deze van de gematchte controles lag. Dit correspondeerde met een ongestandardiseerd gemiddeld verschil van 11,2 minder bpm [‘beats per minute’ = slagen per min] bij M.E./CVS-patiënten vergeleken met gematchte controles. Er werd significante heterogeniteit vastgesteld bij de beschikbare studies […], dus deze verzamelde geschatte verschillen moeten voorzichtig worden geïnterpreteerd. Ondanks de heterogeniteit voor elke effect-schatting, biedt het hoog aantal opgenomen studies en staal-grootte substantiële statistische ‘power’. Mogelijke bronnen van variabiliteit omvatten verschillen qua definities gebruikt voor M.E./CVS, fitness-niveaus van de gematchte controles t.o.v. de M.E./CVS-patiënten, test-modaliteiten (loopband vs. fiets) en statistische ruis door de betrouwbaarheid van de criteria om piek-prestaties te selekteren tussen studies. Ondanks deze methodologische verschillen, duiden de gepubliceerde gegevens op de aanwezigheid van statistisch significante en klinisch relevante stoornissen qua chronotropische respons bij piek-inspanning bij individuen met M.E./CVS vergeleken met gematchte controle-individuen.

Er waren 12 gegevens-sets uit 9 studies die chronotropische responsen bij VAT documenteerden bij individuen met M.E./CVS (n = 795) t.o.v. controles (n = 353). Globaal leverden de controles prestaties aan 107,0% en individuen met M.E./CVS aan 97,9% van hun leeftijd-voorspelde hartslagen (p < 0.0001). Deze bevinding geeft aan dat M.E./CVS-patiënten, gemiddeld, relatief beperkt bleven vergeleken met voor leeftijd en geslacht gematchte controles. 7 op 9 studies omtrent chronotropische response bij VAT toonden een daling bij M.E./CVS-patiënten t.o.v. gematchte controles, terwijl de andere 2 studies lichte toenames vonden. Globaal was het gestandardiseerd gemiddeld verschil voor deze gegevens -0,53, wat wijst op een matig effekt. 63% van de M.E./CVS-patiënten had lagere hartslagen bij VAT dan gematchte controles in de context van een enkelvoudige test. Deze bevindingen corresponderen met een ongestandardiseerd gemiddeld verschil van 5,4 minder bpm bij M.E./CVS-patiënten t.o.v. gematchte controles. Er was een matige heterogeniteit aanwezig in de beschikbare studies […]. Zoals bij de analyse van de piek-inspanning, bood de relatief grote groep substantiële statistische ‘power’. Het valt echter op te merken gegevens die de hartslag evalueerden bij VAT [Vermeulen RC. Decreased oxygen extraction during cardiopulmonary exercise test in patients with Chronic Fatigue Syndrome. J Transl Med. (2014) 12: 20] meer dan 20%-punten verschillen bij M.E./CVS-patiënten (105,1 & 85,6%, respectievelijk) en een grote invloed uitoefenen op de gemiddelden voor de geobserveerde hartslag en percentage van de voorspelde hartslag omwille van de grote groepen (n = 427 & n = 204, respectievelijk). Deze observatie benadrukt de noodzaak om de unieke fysiologische karakteristieken van individuele patiënten met M.E./CVS in aanmerking te nemen. Een deel van de variatie kan ook toegeschreven worden aan de heterogene methoden die in de literatuur worden gebruikt om VAT te selekteren, wijzend op de noodzaak om uniforme methoden voor CPET-analyse te identificeren [Stevens S et al. Cardiopulmonary exercise test methodology for assessing exertion intolerance in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome. Front Pediatr. (2018) 6: 242].

Vergelijkingen tussen vrouwen en mannen met M.E./CVS

Artikels die 2 studies over CPET-metingen bij individuen met M.E./CVS beschreven, lieten abstractie van gegevens op basis van geslacht toe: 1.104 vrouwen & 58 mannen met metingen bij piek-inspanning, en 41 mannen & 195 vrouwen met metingen bij VAT. De mannen bleken significant meer de leeftijd-voorspelde maximum hartslag bij piek-inspanning te bereiken (vrouwen: 83,0% – mannen: 87,5%; p < 0.0001) maar niet bij VAT (vrouwen: 88,6% – mannen: 87,5%; p = 0.476). Deze gegevens suggereren dat, hoewel er belangrijke geslacht-gerelateerde kenmerken bij M.E./CVS kunnen zijn, de expressie van CI bij M.E./CVS homogeen lijkt tussen de geslachten bij sub-maximale belastingen. Bijkomende studies aangaande een geslacht-gerelateerd verschil qua CI bij piek-inspanning zijn aangewezen, omdat mannelijke M.E./CVS-patiënten ondervertegenwoordigd lijken te zijn in de literatuur tot hier toe.

Vergelijkingen tussen metingen verkregen tijdens seriële CPETs

Er waren 3 studies met betrekking tot 2 CPETs met een tussentijd van 24 h, deze omvatten 47 patiënten met M.E./CVS en 35 gematchte controle-individuen. Tijdens de eerste CPET bij maximale inspanning vertoonden individuen met M.E./CVS een significant lagere hartslag-respons, nl. 87,9% van de leeftijd-voorspelde, vergeleken met controles (90,0%; p < 0.01). Tijdens de tweede CPET bij piek-inspanning behielden de controle-individuen de hartslag-respons (90,6%) maar M.E./CVS-patiënten vertoonden een significante afname t.o.v. de controles (84,3%; p < 0.05). Hoewel een piek-inspanning niet courant is in het dagelijks leven, is de sympathische autonome impuls maximaal tijdens piek-inspanning, zodat dit vastgesteld verschil de subtiele verminderingen qua sympathische autonome prikkels kan vergroten die misschien slechts inconsistent worden gezien tijdens lagere niveaus van lichamelijke inspanning.

Tijdens de eerste CPET bij VAT bereikten individuen met M.E./CVS 92,4% van de voorspelde hartslag en controles 95,0%, wat niet significant verschillend was (p = 0.387). Tijdens de tweede CPET bij VAT was er echter een lichte daling bij M.E./CVS (90,6%), terwijl bij gematchte controle-individuen er een stijging was (101,1%), resulterend in een significant verschil qua percentage van de voorspelde HR (p < 0.01). De geobserveerde vermindering van 10 bpm bij de M.E./CVS-patiëtenen t.o.v. gematchte controles de post-exertionele toestand lijkt ook klinisch belangrijk, omdat het een vermindering qua herhaald sub-maximaal funktioneren vertegenwoordigt dat consistent is met de relatief enge fysiologische marge voor veel gewone dagelijkse aktiviteiten. De relatief kleine verzamelde groepen in deze analyse suggereert de noodzaak dat toekomstige studies test/her-test effekten qua chronotropische en andere responsen op inspanning onderzoeken, in de context van metingen verkregen tijdens gestandardiseerde maximale CPET methodologieën. De heterogeniteit van de bevindingen bij VAT tijdens seriële CPET beklemtoont ook de noodzaak om vast te houden aan strikte patiënten-selektie standaarden en een uniforme methodologie voor het uitvoeren van CPET en het selekteren van VAT bij toekomstige studies.

Vergelijkingen tussen ziektegraad bij M.E./CVS

Eén artikel bevatte gegevens van 179 individuen met M.E./CVS wat een analyse toeliet van de chronotropische respons gebaseerd op cardiovasculaire stoornis. In deze studie werden individuen geklassificeerd volgens de richtlijnen van de ‘American Medical Association’ (AMA) voor de evaluatie van permanente invaliditeit, waarbij het niveau van de beperking gebaseerd is op piek-volume verbruikte zuurstof (VO2). De klassificatie omvat: geen beperking (n = 20), milde beperking (n = 67), matige beperking (n = 72) en ernstige beperking (n = 20). Bij maximale inspanning bereikten individuen zonder deficit 91,1% van de leeftijd-voorspelde maximum HR. Er was een algemene trend in de richting van een afnemend percentage van de leeftijd-voorspelde maximum HR als het AMA-handicap niveau stijgt. Individuen met M.E./CVS en milde AMA-handicap bereikten 83,1% van de leeftijd-voorspelde maximum HR, terwijl dat voor deze met matige AMA-handicap 75,1% was, en voor individuen met ernstige AMA-handicap slechts 67,6%. Deze gegevens suggereren de mogelijke aanwezigheid van een klinisch belangrijke interaktie tussen cardiovasculaire stoornis en CI, waarbij funktionele beperking categorieën gerelateerd kunnen zijn met stijgend autonoom deficit.

BELANG VAN CI VOOR PATHO-ETIOLOGISCHE STUDIES BIJ M.E./CVS

Chronotropische responsen tijdens inspanning zijn het resultaat van een evenwicht tussen neurale en humorale invloeden op de intrinsieke mate van aanvuren van de cellen van de sino-atriale (SA) [sinusknoop, in de wand van de rechter hart-boezem, groep cellen die het periodiek aanzet om een contractie uit te voeren] en atrio-ventriculaire (AV) [in het niet-geleidende tussenschot tussen hart-boezems en -kamers, geleidt de elektrische prikkel van de sinusknoop door naar de hart-kamers] knopen. De normale ontlading-frequentie van sino-atriale knoop cellen levert 100 bpm. In rusttoestand onderdrukt de invloed van parasympathische vezels van de nervus vagus [10e craniale zenuw] de hartslag tot normaalwaarden van 60-100 bpm. Parasympathische effekten van de SA- en AV-knopen worden gemedieerd via cholinergische input [cholinerg systeem = gebaseerd op de werking van de neurotransmitter acetylcholine]. Acetylcholine bindt op muscarine-receptoren van de hartspier, SA-knoop en AV-knoop. Sympatho-adrenale-medullaire responsen [de sympatho-adreno-medullaire-as (SAM-as) zorgt voor de communicatie tussen het sympathisch zenuwstelsel en het bijnier-merg; aktivatie leidt tot afgifte van (nor)adrenaline/epinefrine] mediëren de stijging van de hartslag evenredig met belasting. Sympathische vezels bezenuwen het myocard, geleiding-systeem, SA-knoop en AV-knoop, die inwerken op hart-strukturen via de afgifte van epinefrine in de neuromusculaire verbinding [synaps tussen een motor-neuron en een spiervezel waar signaal-overdracht zorgt voor spier-contractie]. Daarnaast reageren hart-strukturen op circulerende catecholaminen in het bloed (epinefrine). ß1-adrenoreceptoren en ß2-adrenoreceptoren zijn gelokaliseerd op het myocard, geleiding-systeem, SA- en AV-knoop; deze binden epinefrine en norepinefrine. Het netto effekt van de adrenerge input is het doen stijgen van de hartslag tot boven 100 bpm, zoals tijdens periodes van nood of inspanning. Na de adrenerge/cholinerge binding op hart-strukturen is lokale signaal-transductie verantwoordelijk voor de hartslag-veranderingen.

Het evenwicht van cardiale neurale controle noodzakelijk voor normale inspanning-gerelateerde veranderingen qua hartslag impliceert het potentieel belang van verstoorde cardiale neurale controle als verklaring voor stoornissen in de inspanning-gerelateerde hartslag-veranderingen [Light KC et al. Genetics and gene expression involving stress and distress pathways in fibromyalgia with and without co-morbid Chronic Fatigue Syndrome. Pain Res Treat. (2012) 2012: 427869]. Specifiek: afgestompte veranderingen qua inspanning-gerelateerde hartslag zouden gelinkt kunnen zijn met 4 majeure abnormaliteiten van de cardiale neurale regulering. Downregulering van ß1 en/of ß2 adrenoreceptoren zou kunnen resulteren in adrenerge ongevoeligheid en beperkte stijging van de hartslag tijdens inspanning. Ten tweede: dysfuktie van sympathische vezels zou kunnen resulteren in verminderde norepinefrine-output, die dan de adrenerge effekten op hart-strukturen en inspanning-gerelateerde veranderingen van de hartslag zou doen dalen. Ten derde: verminderde sympatho-adrenale-medullaire aktivatie zou kunnen resulteren in kleinere toenames van epinefrine. En ten slotte: een relatieve dominantie van vagale (cholinergische) input inhibeert de invloed van epinefrine en norepinefrine op lokale hart-strukturen, en veroorzaakt daardoor afgestompte hartslag-verhogingen bij stijgende belastingen.

Deze “cholinergische dominantie” hypothese lijkt overéén te komen met bestaand conceptueel werk door VanElzakker MB [Chronic Fatigue Syndrome from vagus nerve infection: a psychoneuroimmunological hypothesis. Med Hypotheses. (2013) 81: 414-23]. De specifieke mechanismen die CI veroorzaken of voorbestemmen zijn echter nog grotendeels onduidelijk. Intolerantie qua sympathische autonome endocriene signalisering, myocard, SA-knoop, AV-knoop en geleiding-systeem werden allemaal bij CI geïmpliceerd bij verscheidene pathofysiologische aandoeningen, en werden ook gesuggereerd als een oorzaak voor PEM bij M.E./CVS [Arroll MA. Allostatic overload in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome (ME/CFS). Med Hypotheses. (2013) 81: 506-8 /// Pagani M, Lucini D. Chronic Fatigue Syndrome: a hypothesis focusing on the autonomic nervous system. Clin Sci (Lond). (1999) 96: 117-25].

RELEVANTIE VAN CI VOOR INSPANNING-TESTEN EN ANALEPTISCH MANAGEMENT VOOR M.E./CVS

Een benadering om mogelijke uitdagingen geassocieerd met maximale inspanning testen te omzeilen, is het gebruik van sub-maximale inspanning testen. Sub-maximale inspanning paradigmas warden voorgesteld als een veiliger alternatief voor maximale cardiopulmonaire inspanning testen [Ratter J et al. Several submaximal exercise tests are reliable, valid and acceptable in people with chronic pain, fibromyalgia or chronic fatigue: a systematic review. J Physiother. (2014) 60: 144-50] omdat wordt gedacht dat het minder waarschijnlijk is dat dit ernstige, langdurige symptomen zal geven bij in M.E./CVS-patiënten. Eén voorbeeld van een sub-maximale test paradigma heeft betrekking op een volgehouden 25 min inspanning aan 70% van de leeftijd-voorspelde maximum hartslag. Dit type “sub-maximale” fysiologische stressor werd gebruikt in een aantal studies met M.E./CVS-patiënten. De aanwezigheid van abnormale hartslag-responsen op inspanning bij mensen met M.E./CVS suggereert echter een mogelijke overschatte belasting op basis van voorspelde hartslag, wat op z’n beurt zorgt voor een risico dat individuen zich harder gaan inspannen dan de bedoeling was bij testen die als “sub-maximaal” werden bestempeld.

Hoewel deelnemers met M.E./CVS in studies die gebruikmaken van sub-maximale inspanning testen over het algemeen gemiddelde inspanning-hartslagen vertonen die statistisch gelijkaardig zijn met die van controle-individuen, is het opvallend dat deelnemers statistische analogie vertonen bij significant lagere gemiddelde belastingen en VO2. Omdat cardiale, pulmonaire en metabole metingen gebruikmakend van sub-maximale protocollen niet tot piek-inspanning gaan, is het onmogelijk om de AMA-handicap categorie te bepalen of VAT te evalueren voor elk individu, wat de schatting van potentiële effekten van CI op feitelijke inspanning voor M.E./CVS-patiënten bemoeilijkt. Daarnaast is het mogelijk dat minstens enkele M.E./CVS-patiënten in studies op basis van sub-maximale inspanning paradigmas eigenlijk maximale testen zouden hebben uitgevoerd. Bijvoorbeeld: Onderzoekers [Cook DB et al. Neural consequences of post-exertion malaise in Myalgic Encephalomyelitis/ Chronic Fatigue Syndrome. Brain Behav Immun. (2017) 62: 87-99] publiceerden gegevens omtrent RER-waarden van M.E./CVS-patiënten en controles. De gerapporteerde 99% betrouwbaarheid voor gemiddelde ‘respiratory exchange ratio’ was 1,1 voor mensen met M.E./CVS maar niet voor controles. Deze observatie suggereert de mogelijkheid van maximale inspanning bij sommige deelnemers met M.E./CVS maar niet bij controle-individuen, omdat RER-waarden > 1,15 een criterium zijn voor het bepalen van een maximale CPET. Deze gegevens duiden op het belang van omzichtigheid omtrent het extrapolatie van het idee van sub-maximale testen naar mensen met M.E./CVS zonder geïndividualiseerde meting en analyse.

Het overwegen van CI tijdens sub-maximale inspanning is cruciaal om de resultaten van inspanning-studies te begrijpen, gebruikmakend van deze vermoedelijk sub-maximale methodologieën. De aanwezigheid van CI suggereert dat het moeilijk te bepalen is of elke deelnemer met M.E./CVS een gestandardiseerde dosis van de fysiologische stressor onderdaad. Inderdaad: de eerder geobserveerde trend voor CI maakt het mogelijk dat de deelnemers met M.E./CVS die meer aangetast zijn een proportioneel grotere stressor hebben kunnen ondergaan dan deelnemers die minder aangetast zijn. Bijvoorbeeld: individuen die werden geklassificeerd zonder AMA-handicap zouden een sub-maximale inspanning kunnen hebben geleverd aan ca. 70% van de leeftijd-voorspelde hartslag, maar individuen met matige tot ernstige AMA-handicap zouden feitelijk een supra-maximale inspanning kunnen hebben geleverd. Gezien het relatief laag aantal deelnemers met M.E./CVS in studies gebruikmakend van sub-maximale inspanning, lijkt zorgvuldige standardisering van de inspanning-stressor belangrijk om te verzekeren dat metingen van bloed-chemie, beeldvorming en cognitief-perceptuele gegevens geen uitschieters vertonen. Uniformiteit qua staal-karateristieken en inspanning-stressor is des te belangrijker gezien het feit dat noch berekeningen van de staal-grootte noch testen voor gegevens-normaliteit courant worden gerapporteerd in studies op basis van sub-maximale methodes.

Het volume verbruikte zuurstof (VO2) hangt af van een robuuste chronotropische respons omdat toename van de hartslag tijdens inspanning de cardiale output doet stijgen, en daardoor de hoeveelheid zuurstof beschikbaar voor de weefsels. CI kan zodoende de lage VO2 bij piek-inspanning en VAT verklaren, bijzonderlijk bij een tweede CPET. Deze gegevens suggereren een interaktie-effekt tussen groep en test bij VAT, waarbij er een grotere daling qua VO2 bij VAT is bij mensen met M.E./CVS dan bij gematchte, sedentaire controle-individuen. Wij maten een verschil van 19,4% VO2 bij VAT bij een tweede CPET, wat volgens ons een klinisch significante daling qua capaciteit voor normale dagelijkse aktiviteiten (ADLs) weerspiegelt.

Bij mensen met M.E./CVS worden veel ADLs uitgevoerd boven VAT, wat hen voorbestemt tot het ontwikkelen van PEM. Eén enkele inspanning kan de VO2 bij een tweede test verlagen, wat er voor zorgt dat nog meer ADLs boven VO2 bij VAT gaan in de post-exertionele toestand. Deze observatie is relevant omdat energie-verbruik bij of dichtbij VAT, een forse aktiviteit vertegenwoordigt en slechts korte tijd kunnen worden volgehouden. De ‘International Labor Organization’ beschouwen 30% of minder van de maximale VO2 als drempel voor aanvaardbare fysiologische vereisten gedurende een werkdag van 8 h. Voor een werkdag van 12 h wordt dit verminderd tot 23% of minder en beperkt tot fysiek lichte arbeid. Langere werk-uren zijn niet aan te raden wanneer de job-gerelateerde mentale of emotionele stress hoog is. Het geschat energie-verbruik voor de meeste beroepen en aktiviteiten kan worden gevonden in het online ‘Compendium of Physical Activities’.

BESLUIT

Deze synthese ondersteunt de aanwezigheid van abnormaal afgestompte HR-responsen op aktiviteit bij mensen met M.E./CVS, zowel bij maximale inspanning als bij sub-maximale VAT. Pathofysiologische processen consistent met autonome ontregeling zouden prioriteit moet krijgen in etiologische studies naar M.E./CVS, onafhankelijk van verder-liggende pathogene oorzaken en dichter-liggende multi-systeem effekten. De abnormale hartslag-respons op inspanning bij mensen met M.E./CVS geeft aan dat inspanning-testen gebaseerd op een percentage van maximale hartslag kan niet als “sub-maximaal” worden beschouwd bij mensen met M.E./CVS en betekent een duidelijk risico op supra-maximale inspanning tijdens “sub-maximale” inspanning-taken bij de sterkst aangetaste individuen. Pacing zelf-management op basis van leeftijd-voorspelde hartslag-drempels zouden zorgvuldig moeten worden behandeld, omdat de chronotropische respons verstoord is bij M.E./CVS-patiënten. Drempel-hartslagen voor doeltreffend analeptisch management en de etiologie van de CI vastgesteld bij mensen bij M.E./CVS zou formeel moeten worden vastgelegd d.m.v. studies met voldoende ‘power’ en seriële maximale CPETs.

————————-

In het stuk ‘Verminderde cardiale vagale modulatie heeft een impact op cognitieve prestaties bij CVS’ vermeldden we ook al bevindingen die een verband onthulden tussen verminderde cardiale vagale tonus en cognitieve stoornissen bij CVS, en die andere rapporten over gedaalde vagale aktiviteit bevestigen…

januari 26, 2019

Vervormbaarheid van rode bloedcellen verminderd bij M.E.(cvs)-patiënten

Filed under: Fysiologie — mewetenschap @ 7:48 am
Tags: , , , , ,

Ronald W. Davis (Professor Biochemie & Genetica aan de Stanford Universiteit, directeur van het ‘Stanford Genome Technology Centre’; vader van een M.E.(cvs)-patient) voerde met een team van de San Jose State University een studie uit waarbij de hypothese wordt getest dat de vervormbaarheid van rode bloedcellen bij M.E.(cvs) nadelig beïnvloed is. Deze wordt gepubliceerd in het tijdschrift Blood (‘Erythrocyte deformability as a potential biomarker for Chronic Fatigue Syndrome’; Vol 132, Supp1 1, p 4874). De studie werd gefinancierd door de ‘Open Medicine Foundation’. We geven hier een verkorte versie mee die ook in een ander tijdschrift (Clinical Hemorheology and Microcirculation) werd afgedrukt.

Erythrocyten (rode bloedcellen) zijn krachtige opruimers van oxidatieve stress, en hun vorm verandert merkbaar in respons op oxidatieve stress en bepaalde inflammatoire aandoeningen zoals obesitas & diabetes. De vorm van erythrocyten kan variëren van biconcaaf (platte, ronde vorm met in het midden aan beide zijden een indeuking) schijf-vormig naar een ellipsoïde (ovaal) door de ‘shear flow’ (‘schuif-stroom’; de ‘flow’ geïnduceerd door een kracht (in een vloeistof) waarbij de lagen parallel t.o.v. elkaar bewegen met verschillende snelheden) in microcapillairen (haarfijne bloedvaten). Deze verandering van de vorm laat een continue flow toe die niet wordt vertraagd doordat minder cellen per keer kunnen passeren, en biedt een grotere specifieke oppervlak/volume-verhouding voor optimale microvasculaire perfusie en zuurstof-bevoorrading (oxygenatie) van weefsels. Niet enkel de totale haematocriet (volume van het bloed dat door de rode bloedcellen wordt ingenomen, uitgedrukt als deel het totaal bloed-volume) maar ook het vermogen tot grote fysiologische vervormingen is dus belangrijk.

Uit de studie blijkt dat rode bloedcellen van mensen met M.E.(cvs) minder vervormbaar (stijvere cel-membranen) zijn. De bloeddoorstroming is verminderd, wat kan leiden tot een gebrekkige zuurstof-levering. De auteurs stellen dat dit mogelijks een eerste-lijn merker voor de ziekte (die weliswaar bij enkele andere ook voorkomt) zou kunnen worden (om het onderscheid met gezonde personen te maken) als men er in slaagt het hier gebruikte apparaatje (een soort van kunstmatig capillair dat nabootst hoe onze erythrocyten zich in haarvaten gedragen) – na integratie met een ‘chip’ en beeldverwerkend toestel – verder klinisch te testen. Voorheen keek met naar de vorm van de rode bloedcellen maar die is moeilijk te kwantificeren. Het doel is: het meten van hun vermogen om te vervormen (van vorm te veranderen) terwijl ze door een capillair passeren.

We merken op dat een Australisch research-team eerder “geen significante verandering qua vervormbaarheid” vond (zie ‘Immuniteit- en haemorheologische wijzigingen bij CVS’). Misschien ligt dat aan een verschillende methodologie. Anderzijds liggen de resultaten van deze (preliminaire) studie hier in lijn met wat de Nieuw-Zeelandse arts Les Simpson publiceerde (Non-discocytic erythrocytes in Myalgic Encephalomyelitis. N Z Med J. (1989) 102: 126-7). Dr Charles Shepherd (adviseur van de Britse ‘ME Association’) laat optekenen dat het aantal onderzochte individuen klein is (Prof. Davis geeft aan dat ze wel telkens honderden cellen hebben opgemeten) en dat onafhankelijke bevestiging noodzakelijk is; alsook vergelijking met mensen met bv. Multipele Sclerose, Reumatoïde Artritis, depressie.

————————-

Clinical Hemorheology and Microcirculation 1 (2018) 1-4

Red blood cell deformability is diminished in patients with Chronic Fatigue Syndrome

Amit K. Sahaab, Brendan R. Schmidta, Julie Wilhelmyb, Vy Nguyena, Abed Abugherira, Justin K. Doa, Mohsen Nemat-Gorganib, Ronald W. Davisb & Anand K. Ramasubramaniana

(a) Department of Chemical and Materials Engineering, San Jose State University, San Jose, CA, USA

(b) Stanford Genome Technology Centre, Stanford University School of Medicine, Palo Alto, CA, USA

Samenvatting

Achtergrond […] Hoewel de etiologie van de ziekte nog onderwerp van discussie is, suggereert bewijsmateriaal oxidatieve schade aan immune en haematologische systemen als één van de pathofysiologische mechanismen. Aangezien rode bloedcellen (RBCs) goed-gekende opruimers van oxidatieve stress zijn, en cruciaal voor microvasculaire perfusie en weefsel-oxygenatie, hypothiseerden we dat vervormbaarheid van RBCs nadelig wordt beïnvloed bij M.E./CVS.

Methodes We gebruikten een microfluïdisch platform en hoge-snelheid microscopie om het verschil in vervormbaarheid van RBCs van M.E./CVS-patiënten en voor leeftijd gematchte gezonde controles te bepalen.

Resultaten & besluit Op basis van verscheidene metingen zagen we dat de RBCs geïsoleerd bij M.E./CVS-patiënten significant stijver waren dan die van gezonde controles. Onze observaties suggereren dat het transport van RBCs door microcapillaire vaten, ten minste gedeeltelijk, het M.E./CFS-fenotype kan verklaren, en beloftevol is als een nieuwe eerste-lijn diagnostische test.

1. Inleiding

[…] Hoewel een abnormaal profiel van circulerende pro-inflammatoire cytokinen, en de aanwezigheid van chronische oxidatieve en nitrosatieve stress werden geïdentificeerd, en correleerden met de ernst van M.E./CVS [bv. Montoya JG et al. Cytokine signature associated with disease severity in Chronic Fatigue Syndrome patients. PNAS (2017) 114: E7150-8], zijn er geen molekulaire of cellulaire biomerkers voor de ziekte. Bijgevolg kan er, zonder enige definitieve of zelfs niet-specifieke diagnose, sprake zijn van mis-diagnose of blijft de ziekte gedurende lange tijd vermomd. Van belang is: de vorm en grootte van de rode bloedcellen (RBC) veranderen merkbaar in respons op oxidatieve en inflammatoire stress [Richards RS et al. Erythrocyte oxidative damage in Chronic Fatigue Syndrome. Arch Med Res. (2007) 38: 94-8]. De gebruikelijke vorm van RBC is biconcaaf schijf-vormig, wat een specifieke oppervlakte/volume-ratio biedt die grote omkeerbare vervormingen naar elke willekeurige vorm vergemakkelijkt; wat de verplaatsing door microvaatjes mogelijk maakt voor optimale weefsel-oxygenatie. De vervorming van RBCs onder fysieke krachten werd onderzocht als een mogelijke diagnostische biomerker voor sikkelcel-ziekte [rode bloedcellen hebben een abnormale vorm door abnormaal haemoglobine], malaria en Golf Oorlog ziekte. In deze studie testten we de hypothese dat de vervormbaarheid van RBCs significant gewijzigd is bij M.E./CVS vergeleken met de normale populatie, gebruikmakend van een ‘high-throughput’ microfluïdisch apparaat en hoge-snelheid microscopie.

2. Materialen & methodes

M.E./CVS-patiënten die eerder de diagnose kregen op basis van de Canadese Consensus Criteria werden voor de studie geselekteerd (n = 16 paren patiënten met voor leeftijd gematchte gezonde controles).[…] De gemiddelde leeftijd was 52 ± 7,7 voor de gezonde controles (HC) en 52 ± 6,7 voor de M.E./CVS-patiënten. De invaliditeit-scores waren 94 ± 5,4% voor de HC en 44 ± 19% voor de patiënten. De verhouding vrouwen/mannen was 9/7 voor de gezonde groep en 11/5 voor de M.E./CVS-groep. Alle experimenten warden uitgevoerd binnen 3-6 h na bloed-afname (kamer-temperatuur) en de exacte timing had geen invloed op de resultaten. Vol bloed werd gecentrifugeerd […] om de RBC-fraktie te verkrijgen. Er werd een verdunning (ca. 1% haematocriet) van 107 RBCs/ml gemaakt […] die door de kanalen van het microfluïdisch apparaat werden gestuurd […]. De kanalen werden voordien gewassen […] om niet-specifieke cel-adhesie te vermijden. De RBCs bewogen door steeds smaller wordende kanalen (1 mm tot 20 µm) vooraleer de 5 µm× 5 µm test-kanalen binnen te gaan. De doorstroming van RBCs door de 5µm test-kanalen werd gevisualiseerd (vergroting 40× & 4000 fps [voet per sekonde; hoge snelheid]). De videos werden off-line geanalyseerd om drie parameters voor de vervormbaarheid te kwantificeren: intrede-tijd (tijd die de cellen nodig hebben om de 5 µm test-kanalen volledig binnen te komen), [gemiddelde] transit-snelheid (snelheid van RBCs die zich 100 µm door de test-kanalen verplaatsen) en elongatie-index (verhouding van de [grootste] diameter van de RBCs in het test-kanaal op de lengte vóór het binnenkomen).

3. Resultaten & bespreking

We valideerden eerst het vermogen van het microfluïdisch platform om veranderingen in RBC-vervormbaarheid te detekteren. RBCs van gezonde vrijwilligers werden behandeld met glutaraaldehyde [reaktieve molekule die gemakkelijk interakties aangaat met proteïnen], aangezien deze behandeling een cel-verstijvend effekt heeft. Consistent met gepubliceerde studies zagen we dat de cellen een significant hogere intrede-tijd (ca. 49%), lagere transit-snelheid (ca. 47%) en lagere elongatie-index (ca. 7%) vertonen, in vergelijking met onbehandelde RBCs (p < 0.0001, n = 3). Daarnaast stuurden we RBCs van gezonde controles en M.E./CVS-patiënten door de kanalen. We zagen dat de diameter van de RBCs voor het binnengaan van de test-kanalen bij M.E./CVS-patiënten ca. 10% hoger was dan bij HC. De RBCs van M.E./CVS-patiënten vertoonden een bredere verdeling vergeleken met de HC en een opvallende populatie van de RBCs (ca. 20%) van M.E./CVS-patiënten waren ongewoon groter (> 12 µm), suggestief voor de variërende impact van de ziekte op RBCs geïsoleerd bij verschillende patiënten. Daarna zagen we een daling van ca. 15% van de elongatie-index van RBCs van M.E./CVS-patiënten vergeleken met die van HC. De distributie van de elongatie-indexen toont dat de meeste cellen (> 70%) van M.E./CVS-patiënten niet vervormen na het binnenkomen in de test-kanalen, terwijl de meerderheid van de cellen van HC minstens 10-25% vervormden. Bij vergelijking van de verandering qua cel-diameter genormaliseerd voor de breedte van het test-kanaal vóór (L1/d) en (L2/d) binnenkomen, zien we duidelijk dat RBCs van M.E./CVS-patiënten 7 keer minder vervormen vergeleken met die van de HC. De cellen van M.E./CVS-patiënten hebben ca. 14% meer tijd nodig om de test-kanalen binnen te komen en daarna bewegen ze ca. 18% trager dan die van HC. De verdelingen van de intrede-tijd en transit-snelheid hellen naar lagere waarden voor HC en hogere waarden voor die van M.E./CVS-patiënten. Omwille van de aard van de ziekte, kregen de meeste patiënten dikwijls een brede waaier aan medicijnen en supplementen voorgeschreven afhankelijk van hun afzonderlijke symptomen en conditie. Deze omvatten bv. Rituxan [monoclonaal antilichaam Rituximab] en loratadine [anti-allergie medicijn] of lage-dosis naltrexon, vitamine-D3, enz. Op basis van een uitgebreide literatuur-zoektocht, vonden we slechts één medicijn, colchicine [geneesmiddel tegen jicht], voorgeschreven aan één patient, dat de cellulaire vervormbaarheid lichtjes bleek te beïnvloeden. De vervormbaarheid-parameters voor deze bepaalde patiënten lag echter zeker binnen de waarden van andere patiënten. De patiënten en vrijwilligers identificeerden zichzelf als niet-rokers.

Alles tesamen tonen de verscheidene metingen dat de RBCs van M.E./CVS-patiënten significant minder vervormbaar zijn dan die van HC. [Uit de samenvatting van het langer artikel: “Ter bevestiging van onze bevindingen hebben we ook de erythrocyten-sedimentatie-snelheid (ESR) gemeten en dit toonde dat dat de RBCs van M.E./CVS-patiënten lagere (~40%, p < 0.01) sedimentatie-snelheden hadden.” & “Deze vervormbaarheid kan z’n oorsprong kan vinden in oxidatieve stress, en suggereert dat de gewijzigde microvasculaire perfusie een mogelijke oorzaak kan zijn voor M.E./CVS-symptomen.] Onze observaties kunnen een opportuniteit bieden voor een aanvankelijke diagnostische test voor M.E./CVS op basis van een vingerprik bloedstaal, met het voorbehoud dat de test niet noodzakelijk specifiek is aangezien andere inflammatoire aandoeningen of bestaande co-morbiditeiten de RBC-vervormbaarheid kunnen wijzigen, en in de context van andere klinische beelden dient te worden geplaatst. We speculeren dat de grotere en minder vervormbare RBCs bij M.E./CVS-patiënten mogelijks gedeeltelijk de musculoskeletale pijn en vermoeidheid bij de pathofysiologie van M.E./CVS kunnen verklaren omwille van de verstoorde microvasculaire perfusie en weefsel-oxygenatie.

[In de samenvatting van het langere artikel lezen we nog: Om de basis voor de verschillen qua vervormbaarheid te begrijpen, onderzochten we de veranderingen in de fluïditeit van het membraan d.m.v. een laterale diffusie test [beweging van lipiden horizontaal door het membraan] […] en zagen dat RBCs van M.E./CVS-patiënten een lagere membraan-fluïditeit (~30%, p < 0.01) hebben. Naast de fluïditeit, toonden metingen van het zeta-potentiaal [elektrisch potentiaal in de laag rond een geladen deeltje in suspensie] dat M.E./CVS-patiënten een lagere netto negatieve oppervlakte-lading op het RBC plasma-membraan (~18%, p < 0.0001) hadden. Er werden ook hogere waarden qua reaktieve zuurstof-soorten (ROS) in RBCs van M.E./CVS-patiënten (~30%, p < 0.008) geobserveerd, t.o.v. van gezonde controles. Gebruikmakend van scanning-elektronen-microscopie (SEM) zagen we ook veranderingen qua RBC-morfologie tussen M.E./CVS-patiënten en gezonde controles (aanwezigheid van verschillende morfologische subklassen – biconcave schijven, leptocyten [‘sombrero-cellen’; dunne of platte erythrocyten met haemoglobine centraal en aan de rand, en een middenste heldere zone], acanthocyten [‘spur- of stekel-cellen’; erythrocyten met onregelmatig verdeelde (doornachtige) uitsteeksels op het cel-oppervlak] & burr-cellen [echinocyten; erythrocyten met talrijke kleine uitsteeksels] – oppervlakte/aspect, en mate van RBC-aggregatie). Ondanks deze veranderingen qua RBC-fysiologie, bleef het haemoglobine-gehalte tussen gezonde individuen en M.E./CVS-patiënten vergelijkbaar. Ten slotte: preliminaire studies tonen dat RBCs van herstellende M.E./CVS-patiënten geen dergelijke verschillen qua cellulaire fysiologie vertonen, wat suggestief is voor een verband tussen RBC-vervormbaarheid en ziekte-ernst.]

————————-

Lees ook ‘Lage omega-3 index & poly-onverzadigde vetzuren bij M.E.(cvs)’, ‘Orthostatische hypotensie/tachycardie & veneuze pooling bij CVS’ & ‘Bloed-circulatie abnormaal bij mensen met CVS’. Op onze pagina’s werden overigens al meermaals suggesties gemaakt over mogelijke hulpmiddelen in deze context…

juli 1, 2018

Circadiaans ritme abnormaliteiten & autonome dysfunktie bij M.E.(cvs)

Filed under: Fysiologie — mewetenschap @ 7:05 am
Tags: , , , ,

In het stuk ‘Overzicht – Vermoeidheid, autonome dysfunktie & slaap-ritme’ bespraken we een ‘review’ door een Japans team dat gewag maakt over een “rol van slaap en circadiaans ritme bij vermoeidheid-herstel”. Daarin komt ook de diurnale (de dagelijkse cyclus, het slaap/waak-ritme volgende) sympathische aktiviteit aan bod.

We hadden het hier ook reeds over enkele (van de vele) lichaam-systemen gelinkt aan et circadiaans (dag-nacht) ritme, de cyclus van ca. 24 uur die biochemische, fysiologische of gedrag-processen van levende wezens bepaalt, de biologische klok

Onderstaande studie door een Spaans team (geleid door Prof. Dr José Alegre-Martin, een lid van EUROMENE (‘European ME Network’; een non-profit research-organisatie) betreft een onderzoek omtrent de circadiaanse patronen van rust en aktiviteit, in relatie tot de huid-temperatuur. Er worden (weerom, zie bv. Nervus vagus infektie hypothese voor CVS) suggesties gedaan naar een betrokkenheid van een dysfunktie van het autonoom zenuwstelsel bij M.E.(cvs).

————————-

PLoS One Vol 13, #6, p e0198106 (juni 2018)

Circadian rhythm abnormalities and autonomic dysfunction in patients with Chronic Fatigue Syndrome/ Myalgic Encephalomyelitis

Trinitat Cambras (1), Jesus Castro-Marrero (2), Maria Cleofe Zaragoza (2,3), Antoni Diez-Noguera (1), Jose Alegre (2)

1 Chronobiology Group, Department of Physiology and Biochemistry, Faculty of Pharmacy and Food Sciences, Universitat de Barcelona, Barcelona, Spain

2 CFS/ME Unit, Vall d’Hebron University Hospital Research Institute, Universitat Autonoma de Barcelona, Barcelona, Spain

3 Clinical Research Department, Laboratorios Viñas [farmaceutisch bedrijf], Barcelona, Spain

Samenvatting

Patiënten met Chronische Vermoeidheid Syndroom/ Myalgische Encefalomyelitis (CVS/M.E.) vertonen dikwijls autonome symptomen die geassocieerd kunnen zijn met een hypothalamus-dysfunktie. Deze studie had als doel het verkennen van circadiaans ritme patronen bij rust en aktiviteit, en ‘distal skin temperature’ (DST), en hun verband met zelf-gerapporteerde uitkomst-metingen, bij CVS/M.E.-patiënten en gezonde controles, op 2 verschillende tijdstippen. Er werden 10 vrouwen die voldeden aan de 1994 CDC/Fukuda definitie én de 2003 Canadese criteria voor CVS/M.E. opgenomen in de studie, samen met 10 gezonde controles gematcht voor leeftijd, geslacht en BMI. Er werden zelf-gerapporteerde metingen gebruikt om vermoeidheid, slaap-kwaliteit, angst en depressie, autonome funktie en met gezondheid gerelateerde levenskwaliteit te beoordelen. We gebruikten een actigraaf [toestel om de rust/aktiviteit cycli te monitoren] om aktiviteit, DST en licht-intensiteit te registreren, met een interval van één minuut over 7 opéénvolgende dagen. Er werden slaap-variabelen verkregen via actigrafische analyse en een subjectief slaap-dagboek. De circadiaanse variabelen en de spectrale analyse van de ritmes werden berekend. Er werd lineaire regressie analyse aangewend om het verband tussen de ritmische variabelen en klinische kenmerken te evalueren. De registraties gebeurden in de winter en in de zomer.

De resultaten toonden geen verschillen qua ritme-stabiliteit, slaap-latentie of aantal ontwakingen tussen de groepen (gemeten d.m.v. de actigraaf). De dagelijkse aktiviteit, de relatieve amplitude en de stabiliteit van het aktiviteit-ritme was echter lager bij CVS/M.E.-patiënten dan bij controles. De DST was gevoelig voor omgeving-temperatuur en vertoonde lagere nachtelijke waarden bij de CVS/M.E.-patiënten t.o.v. de controles (enkel tijdens de winter.) Een spectrale analyse toonde geen verschillen qua fase of amplitude voor het 24h-ritme, maar de ‘power’ van de tweede harmoniek (12h), onthulde verschillen tussen de groepen (de controles vertoonden na de lunch een aktiviteit-dip een een DST-piek, terwijl dat niet zo was voor de CVS/M.E.-patiënten) en correleerde met de klinische kenmerken. Deze bevindingen suggereren dat bij CVS/M.E. de circadiaanse regulering van de vasodilatie-responsen in huid een rol kunnen spelen.

Inleiding

[…]

De etiologie van CVS/M.E. blijft onduidelijk. Hoewel de spier-funktie bij deze aandoening veranderd is, is er nu steeds meer literatuur die autonome dysfunktie met ontregeling van de hypothalamus-hypofyse-bijnier in verband brengt.

Bovendien zijn slaap-stoornissen en slapeloosheid zeer courant, met een patroon van rusteloosheid en moeilijkheden om in slaap te vallen en te blijven slapen. Er wordt ook een hoog percentage dutjes geconstateerd, gerelateerd met strategieën om de pijn te verzachten of als compensatie voor het gebrek aan slaap ‘s nachts.

Circadiaanse ritmes staan op de voorgrond bij de regulering van veel fysiologische processen die cruciaal zijn voor de gezondheid. Er worden bij patiënten met CVS/M.E. aanwijzingen gezien voor verstoringen van het circadiaans ritme maar er werden nog geen duidelijke resultaten dienaangaande gevonden. Er werden bv. variaties qua amplitude en fase van het ritme van de interne lichaam-temperatuur bij kinderen en adolescenten gevonden, maar andere researchers vonden geen verschillen in de ritmische manifestaties. Andere studies suggereren een ontkoppeling van het lichaam-temperatuur ritme en de mate van melatonine-sekretie bij CVS/M.E.-patiënten; hoewel ze niet besluiten of dit endogeen is of te wijten aan verschillen qua levensstijl van de patiënten. Dit alles suggereert dat de circadiaanse ritmes bij deze patiënten dient te worden onderzocht, in het bijzonder aangezien het evenwicht tussen het sympathisch en parasympathisch zenuwstelsel, indicatief voor de autonome funktie, hoofdzakelijk wordt gereguleerd door circadiaanse controle van de supra-chiasmatische kernen [kleine groepen neuronen in de hypothalamus; belangrijke schakelfactor bij het bioritme].

Actigrafie is een gevalideerd, niet-invasief en objectief instrument voor het bestuderen van circadiaanse patronen onder natuurlijke omstandigheden, waarbij individuen hun normale routine volgen in hun vertrouwde omgeving. De aktiviteit die wordt gedetekteerd met de accelerometer [toestel dat de versnelling van het lichaam meet] correleert goed met de parameters verkregen uit polysomnografie, zoals slaap-efficiëntie en -fragmentatie. Actigrafie-rapporten bij CVS/M.E. illustreren op een objectieve manier de voor de aandoening kenmerkende daling van de aktiviteit, met een lagere aktivititeit overdag bij CVS/M.E.-patiënten t.o.v. gezonde controles [Tryon WW et al. Chronic Fatigue Syndrome impairs circadian rhythm of activity level. Physiol Behav. (2004) 82: 849-853].

Naast aktiviteit wordt ook de dagelijkse variatie qua ‘Distal Skin Temperature’ (DST) [temperatuur gemeten aan handen of voeten] alom gebruikt als meting voor het circadiaanse ritme. Deze variabele vertegenwoordigt een zeer robuust ritmisch patroon met een circadiaans profiel dat praktisch het omgekeerde is van de centrale temperatuur [kern-temperatuur, temperatuur van romp/organen]. De DST-waarde verhoogt ‘s nachts; is laag overdag, hoewel ze ook verhoogt tijdens slaap gedurende de dag. In feite zijn slaap-patronen meer geassocieerd met de toename van de perifere temperatuur dan met de nachtelijke verlaging van de centrale temperatuur. Aangezien de DST op een indirecte manier de mate van huid-vasodilatatie [verwijding van de bloedvaten] weerspiegelt, zou die aangewend kunnen worden als een indicator voor autonome dysfunktie, een belangrijke component bij de pathofysiologie van CVS/M.E. We hypothiseerden dat gewijzigde variabelen van het circadiaans ritme kunnen bijdragen tot het risico op CVS/M.E.

De doelstellingen van de huidige studie zijn dus: 1) evalueren van mogelijke ontwrichtingen van de autonome funktie bij een Spaanse CVS/M.E.-groep via het bestuderen van de circadiaanse profielen van rust/aktiviteit, DST en blootstelling aan licht; en 2) bepalen of wijzigingen in circadiaanse ritmes correleren met een verergering van de klinische symptomen. Aangezien de omgeving-temperatuur zou kunnen interfereren met de resultaten, voerden we het experiment uit in de winter en de zomer.

Materialen en methodes

Deelnemers

[…] 10 vrouwen met CVS/M.E. en 10 niet-vermoeide gezonde controles gematcht voor leeftijd (48,7 ± 2,8 jaar), geslacht en BMI (25,07 ± 0,97 kg/m2) […]. De patiënten werden in de studie opgenomen als ze voldeden aan de 1994 CDC/Fukuda-definitie en de 2003 Canadese criteria voor CVS/M.E. […]

De deelnemers werden onderworpen aan strikte exclusie-criteria […]: eerdere of huidige diagnose van een auto-immune aandoening, Multipele Sclerose, psychose, majeure depressie, hart-ziekte, hematologische aandoeningen, infektie-ziekten, sleep-apneu of schildklier-gerelateerde aandoeningen; zwangerschap of borstvoeding; roken; sterke hormoon-gerelateerde medicijnen; en symptomen van CVS/M.E. die niet overéénkomen met de hier gebruikte CVS/M.E.-criteria.

De gemiddelde ziekte-duur in de CVS/M.E.-groep was 8,4 ± 2,6 jaar. […] De medicatie van de patiënten werd niet gestopt tijdens de studie, aangezien dit ongetwijfeld de circadiaanse ritmes zou hebben gewijzigd. […] Geen van de deelnemers nam melatonine of slaapmiddelen gedurende de studie.

[…]

Ethische verklaring

[…]

Algemene procedure

[…] Er werd de deelnemers gevraagd continu (gedurende 7 dagen; uitgezonderd bij het douchen of zwemmen) een draagbaar apparaatje, een actigraaf, aan de pols van de niet-dominante arm te dragen. Dit toestelletje verzamelde gegevens over bewegingsaktiviteit (accelerometer), huid-temperatuur (°C) en licht-intensiteit (lux) met een interval van één minuut. […] Er werd ook gevraagd elke 10 min. de temperatuur van hun omgeving te registreren, gedurende de dag en ‘s nachts, d.m.v. een temperatuur-sensor. […] Er werd de individuen ook gevraagd een slaap-dagboek bij te houden (informatie over het tijdstip wanneer ze naar bed gingen, tijdstippen van de aanvang en einde van de slaap, mogelijke dutjes en periodes van wakker-zijn tijdens de geplande slaap-episode). De perceptie van slaperigheid en stemming werd geëvalueerd d.m.v zelf-rapportering op 3 tijdstippen (9:00 am, 3:00 pm & 9:00 pm; ‘Karolinska Sleepiness Scale’ (KSS). […]

Metingen

[…] Veranderingen qua vermoeidheid-perceptie, slaap-stoornissen, angst en depressie, autonome symptomen en gezondheid-gerelateerde levenskwaliteit werden beoordeeld d.m.v. zelf-rapportering vragenlijsten […].

Vermoeidheid-perceptie

Vermoeidheid werd gemeten via de ‘Fatigue Impact Scale’ (FIS-40): een vragenlijst met 40 items; 3 sub-schalen omtrent het ervaren effekt van vermoeidheid: cognitieve (10 items), fysieke (10 items) & psychosociale (20 items) funkties – met telkens een score van 0 (geen vermoeidheid) tot 4 (ernstige vermoeidheid). […]

Slaap-kwaliteit

Slaap-stoornissen werden bepaald via de ‘Pittsburg Sleep Quality Index’ (PSQI; 19 items). Daarbij worden scores gegeven voor elk van de 7 componenten van slaap-kwaliteit: subjectieve slaap-kwaliteit, slaap-latentie, duur van de slaap, gewoonlijke slaap-efficiëntie, slaap-verstoringen, gebruik van slaap-medicatie en dysfunktie tijdens de dag. Elke component krijgt een score van 0 tot 3 (0 = geen slaap-problemen & 3 = ernstige slaap-problemen). […].

Angst en depressie

‘Hospital Anxiety and Depression Scale’ (HADS) […].

Autonome funktie

Alle deelnemers kregen de ‘Composite Autonomic Symptom Scale’ (COMPASS-31) voorgeschoteld: een vragenlijst met 31 items die is ontworpen om de frequentie en ernst van autonome symptomen te bepalen, gegroepeerd in 6 domeinen: orthostatische intolerantie, vasomotorische [bloedvat-vernauwende of -verwijdende], secretomotorische [inductie van klieren tot afgifte van een substantie], gastro-intestinale, blaas- en pupillomotor [veranderingen van oog-pupil] systemen. […].

‘Short Form 36-item Health Survey’ (SF-36)

Bepaling van de gezondheid-gerelateerde levenskwaliteit. Vragenlijst met 36 items aangaande lichamelijk en mentaal funktioneren. […].

Beoordeling van de slaap

De slaap werd gemeten via actigrafie en slaap-dagboeken. Het eerste leverde een schatting van de gemiddelde slaap-latentie (gedefinieerd als de tijd tussen het naar bed gaan en het tijdstip van slaap-aanvang), slaap-aanvang, periodes van wakker-zijn, totale slaaptijd en ‘wake after sleep-onset’ (WASO [totale tijd dat men wakker ligt, tussen het moment van in slaap vallen en de laatste keer wakker worden; weerspiegeling van de slaap-fragmentatie]), slaap-efficiëntie (gedefinieerd als het percentage van de totale slaap-tijd/totale tijd in bed) en aantal ontwakingen. […]. Aangezien de CVS/M.E.-patiënten meldden dat ze langer in bed lagen zonder te slapen dan de gezonde controles, werd de aanvang van de slaap geschat d.m.v. de tijd dat de lichten werden gedoofd (licht-intensiteit gemeten via actigrafie) […].

Gegevens-analyse

Actigrafie-gegevens: aktiviteit, huid-temperatuur & licht-intensiteit […] De ritmische variabelen mesor [‘midline estimating statistic of rhythm’; gemiddelde waarde gebaseerd op de verdeling van waarden over de cycli van het circadiaans ritme], amplitude, acrofase [tijdsperiode in een cyclus (circadiaans patroon of ander biologisch ritme) tijdens dewelke de cyclus piekt] werden bepaald door de gegevens uit te zetten op een 24h cosinusoïdale curve [golflijn-grafiek]. Voor elke variabele (aktiviteit, DST en licht) berekenden we dus de gemiddelde 24-uur waarde, de fase van het ritme (acrofase) en de amplitude van het aangepast 24h-ritme. […]

Om de tijdstippen te bepalen waar de verschillen in aktiviteit en temperatuur significant waren, werd de curve (1440 min = 24h) voor elk individu per 2h het gemiddelde berekend. […]

Om het patroon van de golf van de 24h te bestuderen, werd een spectrale analyse uitgevoerd. Deze toont de voornaamste terugkerende intervallen (harmonieken) die het 24h-ritme vormgeven. Een wiskundige analyse van de dagelijkse gegevens voor elk individu leverde de fase en de ‘power content’. […] Hoe hoger de ‘power’ van een harmoniek, hoe relevanter voor het patroon.

[…]

Resultaten

Deelnemers en klinische karakteristieken

Er werden geen verschillen gevonden wat betreft leeftijd of BMI. Met betrekking tot de klinische kenmerken beoordeeld via zelf-rapportering waren er statistisch significante verschillen tussen de groepen wat betreft de globale scores en op de meeste sub-schalen van de FIS-40, COMPASS-31, SF-36 & PSQI. […]

Omgeving-factoren: licht en temperatuur

Licht en temperatuur werden gemeten per seizoen. Daarom analyseerden we deze 2 factoren om verschillen tussen de groepen te beoordelen. Er werden geen verschillen gevonden qua gemiddelde omgeving-temperatuur, noch wat betreft de laagste nachtelijke waarden. Enkel in de winter tussen 12:00 am & 6:00 pm maten gezonde controles hogere omgeving-temperaturen dan patiënten (22°C vs. 19°C). […]

[…]

Subjectieve slaperigheid en stemming

De waarden voor het subjectief humeur en de slaperigheid, gemeten op 3 tijdstippen, verschilden. Een statistische bewerking voor seizoen en tijdstip gaf aan dat stemming altijd lager was bij CVS/M.E. (p = 0.009). Er bleek meer slaperigheid bij CVS/M.E.-patiënten (p = 0.001). Er werden geen globale effekten per seizoen of tijdstip van de dag gedetekteerd, hoewel post-hoc testen aangaven dat gezonde controles (HC) een beter humeur vertoonden in de zomer dan in de winter (p = 0.043). De globale analyse gaf aan dat de slaperigheid hoger was bij de CVS/M.E.-patiënten (p = 0.001), terwijl de stemming lager was CVS/M.E. (p = 0.009). […]

Slaap-dagboek

De CVS/M.E.-patiënten en de HC rapporteerden verschillende slaap-patronen. HC meldden in slaap te vallen na gemiddeld 8 min, terwijl dat mensen met CVS/M.E. rapporteerden 1 tot 3 uren in bed te liggen vooraleer in slaap te vallen (gemiddelde subjectieve latentie: 93 ± 25 min). Hoewel de tijd in bed verschilde, was dit niet het geval voor subjectieve slaap-tijd. In de winter gaven de HC geen dutjes aan, terwijl meerdere CVS/M.E.-patiënten dat wel deden […].CVS/M.E.-patiënten doen gemiddeld 1,5 uur dutjes […]. […]

Slaap-parameters gemeten via de actigraaf

Om de slaap-efficiëntie te bestuderen via actigrafie, definieerden we de tijd in bed op basis van merkers: de eerste, slaap-aanvang, viel samen met het doven van de lichten (gemeten d.m.v. de actigraaf) en de tweede, slaap-beëindiging, wanneer de lichten aan gingen. Op basis van deze tijdstippen geven de resultaten aan dat CVS/M.E.-patiënten meer tijd in bed spendeerden maar dat hun slaap-efficiëntie minder was en ze vertoonden meer ontwakingen. De WASO verschilde tussen de groepen maar wanneer dit werd gedefinieerd per uur slaap werden geen verschillen gevonden (p = 0.06).

Circadiaanse analyse van de actigrafische metingen (aktiviteit en DST)

De dubbele uitgezette actogrammen [grafische weerave van de aktiviteit] van de individuen toonden geen verschillen tussen werkdagen en weekend. De dagelijkse profielen van aktiviteit en huid-temperatuur geven verschillen tussen de groepen en de seizoenen aan.

De analyse van de circadiaanse variabelen geeft aan dat bij aktiviteit, de gemiddelde waarden significant hoger waren bij HC, zoals ook de maximum waarden gedurende de dag. Wat betreft huid-temperatuur, waren de maximum nachtelijke waarden lager bij CVS/M.E. tijdens de winter (p = 0.02).

Segmenten-analyse

[…] Tijdens de winter vertoonden HC meer aktiviteit dan CVS/M.E.-individuen tussen 8:00 am & 10:00 am, en tussen 8:00 pm & 12:00 am (p < 0.05). Tijdens de zomer lag de aktiviteit hoger bij HC tussen 05:00 & 10:00 am, en tussen 4:00 & 6:00 pm. De temperatuur lag hoger bij HC tussen 12:00 & 2:00 AM, 4:0 & 6:00 am, en 8:00 & 10:00 am. Tijdens de zomer verschilde de huid-temperatuur niet voor geen enkel segment.

Spectrale analyse

Om het 24h-patroon van de 2 groepen te vergelijken, beoordeelden we de ‘power-content’ van de verschillende harmonieken [zie ‘Gegevens-analyse’] van het spectrum. De ‘power’ en de fases van de eerste 3 harmonieken van het spectrum werden vergeleken. De belangrijkste resultaten waren dat de ‘power’ van H2 (de ‘power’ van het 12h-ritme) hoger was bij HC (p < 0.05) voor temperatuur- en aktiviteit-profiel, en dat de fases van deze harmoniek ook verschilden tussen de groepen. Het karakteristiek ritmisch patroon van beide groepen kan dus worden gereconstrueerd via een model met 2 harmonieken, dat makkelijke het vergelijken van de profielen toelaat.

Correlaties tussen ritmische variabelen en uitkomst-metingen

Om mogelijke verbanden tussen variabelen te onderzoeken, voerden we een correlatie-analyse tussen de ritmische variabelen en de uitkomst-metingen (klinische kenmerken) uit, inclusief de correlaties voor elk domein van de vragenlijsten. […] Bij beschouwing van alle waarden (zomer en winter, voor beide groepen), waren de ritmische variabelen die het best correleerden met de meeste van de klinische kenmerken: de gemiddelde waarde, R_cos [relatieve amplitude], IV [intra-dagelijkse variabiliteit], PV [variantie] & P2 [correlatie-coëfficient] voor aktiviteit; P2 voor temperatuur. In alle gevallen correleerden ze negatief met FIS-40, HADS, COMPASS-31, PSQI en positief met SF-36. Wanneer de analyse afzonderlijk werd uitgevoerd voor de beide seizoenen werden bepaalde verschillen gezien. Tijdens de winter, voor alle deelnemers: a) met betrekking tot aktiviteit correleerde de gemiddelde aktiviteit negatief met FIS-4, PSQI, COMPASS-31 (globaal en alle domeinen uitgezonder vasomotor en secretomotor) en positief met SF-36. […] Tijdens de zomer waren aktiviteit, R_cos & IV de variabelen die correleerden met de klinische kenmerken. […]

Bespreking

Deze studie levert het eerste bewijs dat het circadiaans profiel veranderd is bij CVS/M.E.-patiënten en dat dit ritmisch patroon, gemeten via de manifestatie van de tweede harmoniek van het ‘power’-spectrum, een indicator voor deze aandoening kan zijn. Eén van de beperkingen bij deze verkennende studie is de beperkte grootte van de groepen; deze waren echter goed gedefinieerd, op basis van de beoordeling van de klinische kenmerken door een CVS/M.E.-specialist en de antwoorden op de psychologische en welzijn-vragenlijsten, en kunnen daarom worden als representatief worden beschouwd. Bovendien is dit het eerste rapport dat circadiaanse variabelen en hun correlatie met klinische karakteristieken bestudeert en dat op 2 verschillende tijdstippen in het jaar. Het feit dat de studie bij dezelfde individuen plaatsvond in de zomer en de winter, liet ons toe de variabelen te registreren die relevant waren voor de groep, en circadiaanse variabelen te detekteren die gemaskeerd geweest zou kunnen zijn door verschillende omgeving-factoren tijdens de 2 seizoenen.

Alle deelnemers aan de huidige studie hielden relatief regelmatige slaap-gewoontes aan, met weinig variatie tussen weekends en weekdagen. De gerapporteerde slaapschema’s in de slaap-dagboeken gaven echter aan dat de CVS/M.E.-groep langer in bed bleef, waarschijnlijk ten gevolge hun vermoeidheid; dit compliceerde de bepaling van de slaap-tijd via actigrafie. Daarom bleek, bij het aanwenden van actigrafie, her licht aan/uit patroon voor elk individu zeer nuttig voor het vergelijken van het slaap-patroon. Wat betreft het licht-patroon: hoewel de CVS/M.E.-groep meer slaap-stoornissen rapporteerde, bleken er voor andere variabelen zoals latentie, fragmentatie van de rust/aktiviteit-cyclus en stabiliteit geen significant verschil. Deze bevindingen beklemtonen het belang van het gebruik van de registratie van de licht-blootstelling in slaap-studies bij deze patiënten.

Een daling van het aktiviteiten-niveau is een kardinaal kenmerk van veel definities voor CVS/M.E., wat een substantiële reductie of verstoring van het vermogen om dagelijkse aktiviteiten uit te voeren oplevert. Er werd een vermindering qua aktiviteiten-niveau van ten minste 50% onder de niveaus van voor de ziekte gerapporteerd. Gebruikmakend van actigrafie bleken de aktiviteiten-niveaus overdag lager bij patiënten dan bij controles, zoals reeds werd gerapporteerd [zie Tryon WW et al. hierboven]. Onze resultaten bevestigen deze verschillen en voegen toe dat tussen 12h & 14h de aktiviteit niet verschilde. Aangezien werd gemeld dat graduele inspanning symptomen en dagdagelijkse aktiviteiten verbetert bij CVS/M.E.-patiënten [iets wat door patiënten en veel wetenschappers wordt gecontesteerd], suggereren we dat het bepalen van het tijdstip van de dag waar aktigrafie de hoogste aktiviteit toont, het beste moment kan helpen aangeven waarop patiënten hun aktiviteiten zouden kunnen plannen.

De distale huid-temperatuur vertoont praktisch een omgekeerde curve wat betreft aktiviteit. Het DST-profiel is goed beschreven: de hoogste waarden ‘s nachts en de laagste overdag, maar met een secundaire piek in de namiddag (piek bij dutje of post-lunch piek). Bovendien vertoont de DST in de late avond (tussen 7:00 pm & 9:00 pm) minimum waarden die corresponderen met de ‘wake maintenance zone’ [een slaap-fenomeen waarbij iemand, na een langdurige periode van wakker-blijven, zich tijdelijk niet meer slaperig voelt, waardoor het dikwijls moeilijk wordt om in slaap te vallen] aan het begin van de nacht. Bij onze CVS/M.E.-groep wordt deze daling niet gezien. Veranderingen qua ‘wake maintenance zone’ werden in verband gebracht met ouder-worden, een bevinding die de verslechtering van de patiënten bekrachtigt en het belang versterkt van het bestuderen van het ganse dag-profiel van de variabelen.

We zagen ook dat CVS/M.E.-patiënten lagere DST-waarden vertoonden ‘s nachts. Deze bevinding bevestigt die van andere studies die hebben getoond dat de kern-temperatuur van het lichaam hoger is ‘s nachts bij adolescenten met CVS/M.E. en ondersteunt het idee van een hypothetische autonome ontregeling die vasculaire dynamische veranderingen linkt met CVS/M.E. De vasoconstrictie-respons [vernauwen van de bloedvaten] op koude is inderdaad verzwakt bij CVS/M.E.-patiënten, wat verslechtering van de sympathische responsen en verstoringen van de warmte-regeling bij deze aandoening suggereert. Andere studies hebben echter geen verschillen qua ritme van de kern-temperatuur gevonden bij CVS/M.E.-patiënten, maar eerder een ontwrichting van de verwachte correlatie tussen de timing van de aanvang van de melatonine-afgifte en lichaam-temperatuur acrofase, suggestief voor een dissociatie van de circadiaanse regulering [Williams G et al. Dissociation of body-temperature and melatonin secretion circadian rhythms in patients with Chronic Fatigue Syndrome. Clin Physiol. (1996) 16: 327-337]. Dit verschil in DST werd niet gezien tijdens de zomer, aangezien de huid-temperatuur hoog was in beide groepen. Dit kan te wijten zijn aan het mogelijke maskerend effekt van de hoge omgeving-temperatuur op dat tijdstip van het jaar. Deze bevinding beklemtoont de noodzaak om de omgeving-temperatuur en DST gelijktijdig te registreren, en om het seizoen aan te geven waarin de actigrafische metingen worden uitgevoerd. De aktiviteit veranderde ook met de seizoenen: HC vertoonden lage waarden inde zomer dan in de winter, maar het profiel bleef voor beide groepen behouden.

Ondanks het verschil tussen de 2 groepen wat betreft tijd-in-bed en tewerkstelling-status (wat waarschijnlijk de mate van routines tijdens de dag reduceert, en circadiaanse en slaap-patronen wijzigt), werden geen verschillen gevonden wat betreft de acrofase van het 24h-ritme, noch voor aktiviteit of temperatuur. Studies aangaande menselijke circadiaanse ritmes hebben getoond dat bij een normaal 24h-ritme, het circadiaans patroon niet uitsluitend sinusoidaal is, maar ook gemodelleerd door een 12h-component, en dat post-lunch variaties gelinkt zijn met de menselijke fysiologie. De post-lunch component manifesteert zich als een dip in de aktiviteit en een piek van de DST, wat duidelijker blijkt als individuen dutjes doen, en dit weerspiegelt zich is in de ‘power’ van de tweede harmoniek van het spectrum. […] Het is opmerkenswaardig dat CVS/M.E.-patiënten een verschillend spectrum vertonen dan de HC, wat voornamelijk werd gekenmerkt door een minder manifeste tweede harmoniek. Anders dan de controles vertoonden CVS/M.E.-patiënten geen duidelijke toename van de post-lunch temperatuur. Deze bevinding is interessant omdat enkele patiënten rapporteerden dat ze op sommige dagen dutjes doen terwijl HC dat niet deden.

De slaap/waak-cyclus en thermoregulering zijn sterk inter-gerelateerd aangezien mensen de neiging hebben om naar bed te gaan wanneer de kern-temperatuur daalt, omwille van het warmte-verlies en de toename van de distale huid-temperatuur. Aangezien slaap, in om ‘t even welke circadiaanse fase, vasodilatatie voornamelijk in de distale huid-gebieden induceert, kan het gebrek aan een post-lunch DST-verhoging een ontregeling van dit mechanisme bij deze patiënten aangeven. Er dient te worden opgemerkt dat het net in de post-lunch periode (wanneer de temperatuur-waarden bij CVS/M.E.-patiënten positief correleren met aktiviteit) is: iets dat niet voorvalt bij HC.

Aangezien variaties in het circadiaans ritme in perifere weefsels voornamelijk te wijten zijn aan het evenwicht tussen sympattische en parasympathische systemen, zouden we kunnen nagaan of er een onevenwicht tussen deze systemen is bij CVS/M.E., misschien door een sympathische hyper-aktivatie [Wyller VB et al. Abnormal Thermoregulatory Responses in Adolescents With Chronic Fatigue Syndrome: Relation to clinical symptoms. Pediatrics (2007) 120: e129-e137]. De aktiviteit van het sympathisch systeem in de huid lijkt een cruciale rol te spelen in de regulering van de bloeddoorstroming aldaar; dus: de lagere waarden van de DST ’s nachts en de uren na de lunch bij CVS/M.E.-patiënten kan duiden op een abnormale thermoregulering die een nuttige biomerker voor de diagnose kan zijn.

Onze resultaten toonden ook dat CVS/M.E.-patiënten aan een lagere licht-intensiteit waren blootgesteld tijdens de dag dan HC. CVS/M.E.-patiënten hebben melding gemaakt van abnormale licht-gevoeligheid als symptoom van abnormale visuele intolerantie voor licht, of fotofobie. Het is echter nodig te onderzoeken of blootstelling aan lage licht-intensiteit vrijwillig is of te wijten aan het feit dat individuen meer binnen blijven. Licht is een belangrijke factor voor de synchronisatie van het circadiaans ritme en kan ook een impact hebben op humeur en cognitie. Dus zou lage licht-intensiteit overdag de slaap kunnen veranderen tijdens de daaropvolgende nacht en kunnen bijdragen tot de verergering van CVS/M.E.-symptomen. Hoewel helder-licht fototherapie bij deze patiënten niet heilzaam bleek, hebben enkele studies bij vrouwen met fibromyalgie aangegeven dat helder licht ‘s morgens de pijn-gevoeligheid verbetert; wat suggereert dat licht-therapie een aanvaarbare aanvullende benadering kan zijn die verder onderzoek verdient.

Hoewel onze studie duidelijk verschillende circadiaanse patronen bij CVS/M.E.-patiënten aangeeft die autonome dysfunktie kunnen suggereren, dienen bepaalde beperkingen te worden overwogen. De eerste is de noodzakelijkerwijs empirische benadering; naar ons weten hebben slechts weinig rapporten circadiaanse ritmes bestudeerd via actigrafie om gelijktijdig aktiviteit, huid-temperatuur en licht-blootstelling bij CVS/M.E.-patiënten te meten, en geen enkele heeft de ultradiane struktuur [ultradiane ritmes zijn terugkerende periodes of cycli die worden herhaald over een 24h circadiaanse dag] van het dagelijks profiel van deze variabelen geanalyseerd. Dit verplichtte ons de verschillende variabelen te onderzoeken die aanwijzingen kunnen geven voor de diagnose en misschien een beeld schetsen van de prognose nadien. Omwille van het laag aantal deelnemers kunnen we bovendien de resultaten niet extrapoleren naar de ganse CVS/M.E.-populatie; studies bij ernstig zieke CVS/M.E.-individuen zijn nu dringend vereist.

Hoewel actigrafie door de ‘American Association of Sleep Medicine’ als een objectieve methode voor het beoordelen van met het circadiaans ritme geassocieerde slaap/waak-aandoeningen wordt beschouwd en sterk gecorreleerd is met polysomnografie, is het verder niet altijd accuraat voor het onderscheiden van periodes waar men nog wakker is van slaap-periodes. Het licht-patroon dient ook tegenover de actigrafische registraties worden gesteld, zoals we in deze studie deden.

Circadiaanse ritmes besturen veel fysiologische funkties (inclusief de slaap/waak-cyclus, alertheid/moeheid, lichaam-temperatuur, thermoregulerende veranderingen van de bloeddoorstroming van de huid of intellectuele prestaties) en hun verkeerde afstemming ervan kan een gezondheid-risico. Onze studie beklemtoont het belang van het gebruiken van een objectieve meting zoals actigrafie naast zelf-beoordelingen, om een ‘circadiaanse signatuur’ in subgroepen CVS/M.E.-individuen vast te leggen.

De huidige studie is de eerste die patient-gerapporteerde uitkomst-metingen correleert met ritmische variabelen. Belangrijk is dat sommige van de circadiaanse variabelen correleerde met klinische metingen, wat de objectieve waarde van actigrafie voor de diagnose aangeeft. De variabelen die negatief gecorreleerd waren met FIS-40 & HADS, en positief met SF-36 kunnen worden beschouwd als goede indicatoren van de gezondheid-toestand van de patient: bijvoorbeeld het gemiddelde, de relatieve amplitude en de intra-dagelijkse variabiliteit in het geval van aktiviteit, of de nachtelijke waarde van de huid-temperatuur in de winter. Interessant is dat de ‘power’ van het 12h-ritme, van beide variabelen [aktiviteit & temperatuur], sterk correleerde met de klinische karakteristieken. De gevolgen van de gebruikte variabele om circadiaanse ritmes te meten, kunnen echter niet worden genegeerd. Zoals werd gezien, wees het circadiaans ritme van de aktiviteit op groep-verschillen ongeacht het seizoen, maar de huid-temperatuur (gezien het een variabele is die gevoelig is voor de omgeving-temperatuur) was niet geschikt in geval van een hoge omgeving-temperatuur (zoals in de zomer voorkomt).

Het moet nog worden uitgeklaard of veranderingen van de circadiaanse klok al dan niet een kenmerk van CVS/M.E. zijn, maar het is het waard te benadrukken dat een eerdere studie een verband vond tussen het NPAS2 gen [coderend voor een transcriptie-factor betrokken bij circadiaanse ritmes] en wijzigingen in de circadiaanse regulering bij CVS/M.E. [Smith AK et al. Convergent genomic studies identify association of GRIK2 and NPAS2 with Chronic Fatigue Syndrome. Neuropsychobiology (2011) 64: 183-194]. De identificatie van polymorfismen in de molekulaire klok genen en de kenmerken van veranderingen in het circadiaans ritme kunnen nuttig zijn bij CVS/M.E., daardoor is het circadiaans systeem een mogelijk therapeutisch doelwit om de levenskwaliteit van deze patiënten te verbeteren. Het herstellen van het rust/aktiviteit-ritme en de temperatuur zijn waarschijnlijk niet enkel passieve weerspiegelingen van de klinische evolutie maar spelen ook een aktieve rol bij herstel van deze patiënten.

Onderzoek naar de relatie tussen de klinische symptomen en chronobiologische effekten bij CVS/M.E. zal waarschijnlijk helpen bij het stellen van de diagnose en ons begrip van de pathofysiologie van de aandoening vergroten.

Besluiten

Deze studie biedt belangrijke informatie aangaande de mechanismen die betrokken zijn bij dysautonomie vanuit een chronobiologisch perspectief. Het verband tussen circadiaanse ritmes en energie-metabolisme (circadiaanse metabolomica) begint nog maar pas een licht te werpen op de mechanismen die aan de basis liggen van circadiaans gedrag en fysiologie, en er valt nog veel te leren uit experimenten van de soort dat hier wordt beschreven. Verdere studies die gebruik maken van actigrafie als een niet-invasief instrument (inclusief huid-temperatuur en analyse van blootstelling aan helder licht) zijn nodig om circadiaanse ontwrichtingen bij verschillende subtypes CVS/M.E.-individuen (waaronder ook ernstig zieken – aan huis gebonden en bedlegerige patiënten) te evalueren. Deze bevindingen suggereren nieuwe mogelijke strategieën voor het management en gedragsmatige interventies om ritme-verstoringen bij deze populatie te voorkomen. De opportuniteit om niet-invasieve, objectieve biomerkers te ontdekken, om beter fysiologische tijd [De vooruitgang in de ontwikkeling van een organisme kan worden gezien als een biologische klok die fysiologische tijd (‘physiological time’) meet. Deze gaat snel als het warm is en traag als het koud is.] te voorspellen en nieuwe inzichten betreffende gepersonaliseerde geneeskunde te ontwikkelen, zijn belangrijke gebieden waarbij circadiaanse metabolomica experimenten waarschijnlijk zeer waardevol kunnen zijn voor CVS/M.E. in de nabije toekomst. Deze experimenten zullen wellicht een belangrijke relevantie hebben op de therapeutische toepassingen van de circadiaanse ritmes voor deze aandoening.

januari 12, 2018

Verhoogd BNP bij CVS – verband met cardiale dysfunktie

Filed under: Fysiologie — mewetenschap @ 12:18 pm
Tags: , , ,

BNP (‘brain natriuretic peptide) is een proteïne dat wordt gesekreteerd door de hart-ventrikels (aangemaakt in specifieke cellen van de hartspier), vooral wanneer sprake is van overbelasting van het hart (bv. bij hart-falen, verhoogde weerstand van bloedvaten). BNP corrigeert verhoogde bloeddruk en te veel vocht in de bloedvaten (uitscheiding van water en zout).

Onderstaande studie, geleid door Prof. Julia Newton, geeft aan dat het meten van BNP een middel zou kunnen zijn om CVS-patiënten te identificeren die hart-problemen hebben.

Lees ook ‘Bloedvolume & verminderde hartfunktie bij CVS’…

————————-

Open Heart Vol 4, #2. e000697 (2017)

Elevated brain natriuretic peptide levels in Chronic Fatigue Syndrome associate with cardiac dysfunction: a case control study

Cara Tomas (1), Andreas Finkelmeyer (1,2), Tim Hodgson (2), Laura MacLachlan (1), Guy A MacGowan (1,3), Andrew M Blamire (1,2), Julia L Newton (1,4,*)

(1) Institute of Cellular Medicine, Newcastle University, Newcastle, Newcastle upon Tyne, UK

(2) Newcastle Magnetic Resonance Centre, Newcastle University, Newcastle, Newcastle upon Tyne, UK

(3) Cardiology, Newcastle upon Tyne Hospitals NHS Foundation Trust, Newcastle, Newcastle upon Tyne, UK

(4) CRESTA, Newcastle upon Tyne Hospitals NHS Foundation Trust, Newcastle, Newcastle upon Tyne, UK

Samenvatting

Doelstellingen Het verkennen van de waarden van het ‘brain natriuretic peptide’ (BNP) en onderzoeken hoe deze verband houden met cardiale abnormaliteiten bij Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS).

Methodes Er werden cardiale magnetische resonantie onderzoeken uitgevoerd m.b.v. een 3T Philips Intera Achieva scanner bij deelnemers met CVS (Fukuda) en een groep sedentaire controles die was gematcht voor leeftijd en geslacht. Het BNP in het plasma werd ook gemeten via een enzyme-immuno-assay bij 42 CVS-patiënten en 10 controles.

Resultaten De BNP-waarden waren significant hoger in de CVS-groep vergeleken met de gematchte controles (P = 0.013). Wanneer we de hart-volumes (eind-diastolisch & eind-systolisch) tussen deze met een hoog BNP (> 400 pg/ml) en een laag BNP (< 400 pg/ml) vergeleken, bleken er significant lagere hart-volumes bij een hoger BNP bij zowel eind-systolische en eind-diastolische volumes (P = 0.05). Er waren geen verbanden tussen vermoeidheid-graad, ziekte-duur en BNP-waarden (P = 0.2), wat suggereert dat het onwaarschijnlijk is dat onze bevindingen gerelateerd zijn met deconditionering.

Besluit Deze studie bevestigt een associatie tussen gedaalde hart-volumes en BNP bij CVS. Het ontbreken van een verband met ziekte-duur suggereert dat de bevindingen niet secundair zijn aan deconditionering. Er zijn verdere studies nodig ter verkenning van de bruikbaarheid van BNP als stratificatie-paradigma bij CVS dat gerichte behandelingen kan aangeven.

Inleiding

Studies uitgevoerd gebruikmakend van een waaier aan beoordeling-technieken hebben aangetoond dat Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS) geassocieerd is met abnormaliteiten qua hart-funktie. Echocardiografische en impedantie-studies bevestigden verstoorde cardiale contractiliteit [Peckerman A et al. Abnormal impedance cardiography predicts symptom severity in Chronic Fatigue Syndrome. Am J Med Sci (2003) 326: 55-60 /// LaManca JJ, Peckerman A et al. Cardiovascular response during head-up tilt in Chronic Fatigue Syndrome. Clin Physiol (1999) 19: 111-20] en gereduceerde linker ventriculaire funktie. [Newton JL et al. Reduced cardiac volumes in Chronic Fatigue Syndrome associate with plasma volume but not length of disease: a cohort study. Open Heart (2016) e000381] Strukturele cardiale magnetische resonantie (MR) toonde lagere eind-diastolische afmetingen en cardiale output [hoeveelheid bloed die per minuut door het hart wordt voortgestuwd], en MR spectroscopie detekteerde een verstoorde cardiale bio-energetische funktie [Hollingsworth KG et al. Impaired cardiovascular response to standing in Chronic Fatigue Syndrome. Eur J Clin Invest (2010) 40: 608-15 /// Hollingsworth KG et al. Impaired cardiac function in Chronic Fatigue Syndrome measured using magnetic resonance cardiac tagging. J Intern Med (2012) 271: 264-70] met bevindingen die suggestief zijn voor een sub-klinische cardiomyopathie bij ca. een derde van de CVS-groep. De ernst van deze cardiale abnormaliteiten lijkt ook verband te houden met symptoom-ernst maar lijkt niet secundair aan deconditionering. Dit heeft geleid tot de suggestie dat CVS een klein-hart syndroom is [Miwa K, Fujita M. Cardiac function fluctuates during exacerbation and remission in young adults with Chronic Fatigue Syndrome and “small heart”. J Cardiol (2009) 54: 29-35 /// Miwa K, Fujita M. Small heart syndrome in patients with Chronic Fatigue Syndrome. Clin Cardiol (2008) 31: 328-33] met MR-bevindingen die, bij sommige CVS-patiënten, consistent zijn met het beeld van hart-falen.

Het ‘brain natriuretic peptide’ (BNP) is een polypeptide van 32 aminozuren dat wordt gesekreteerd door de hart-ventrikels in respons op overmatige uitrekking van de hart-spier cellen. BNP bleek een nuttig screening- en prognostisch instrument bij patiënten met hart-falen en is typisch verhoogd bij patiënten met linker ventriculaire dysfunktie, met of zonder symptomen.

De fysiologische werking van BNP omvat vermindering qua systemische vasculaire resistentie [weerstand van de bloedvaten] en centrale veneuze druk, alsook een toename van de natriurese [uitscheiding van zouten (natrium) via de urine]. Het netto effekt is een daling van de bloeddruk door de daling van de systemische vasculaire resistentie en dus de ‘after-load’ [de druk waar het hart tegenin moet pompen]. Bijkomend resulteren de werkingen van BNP in een daling van de cardiale output omwille van een globale daling van de centrale veneuze druk en ‘pre-load’ [uitrekking van de hart-spier vóór de contractie; druk waarmee het hart zich vult] ten gevolge een daling van het bloed-volume dat volgt op natriurese en diurese [diurese = aanmaak van urine]. De bruikbaarheid van BNP als diagnostische en prognostische stratificatie-factor bij patiënten met hart-falen werd uitgebreid bestudeerd.

Het doel van deze studie was daarom het meten van BNP-waarden bij patiënten met CVS in vergelijking met controles en bepalen of BNP-waarden geassocieerd zijn met verstoorde cardiale funktie.

Methodes

Individuen

[..] De individuen dienden o.a. normale nier-funktie bloed-testen en een normale BMI te hebben. […] Fukuda diagnose van CVS, uitsluiting indien positief voor een majeure depressie episode (‘Structured Clinical Interview for the Diagnostic and Statistical Manual for Mental Disorders’. De vermoeidheid werd beoordeeld via de ‘Fatigue Impact Scale’.

[…] De controles voldeden aan dezelfde inclusie-/exclusie-criteria als de CVS-deelnemers, en ze waren sedentair […].

Meting van ‘brain natriuretic peptide’ (BNP)

[…] Enzyme-Immuno-Assay […]

We beschouwden een BNP-waarde van > 400 pg/ml al zijnde consistent met matige tot ernstige hart-ziekte (vooraf gedefinieerd).

Cardiale MR

[…] Cardiale MR cine beeldvorming [MRI-sequenties worden gesynchroniseerd en zo worden met gelijke tussenpauzes talrijke beeldjes van de hart-cyclus geproduceerd. Deze worden aan elkaar geregen tot een filmpje zodat de beweging van de wanden van de ventrikels, kleppen en bloedstromen in het hart en de grote vaten kunnen worden gevisualiseerd.] ter beoordeling van cardiale morfologie, en systolische en diastolische funktie. […].

Statistical analysis

[…] Statistische significantie P < 0.05.

Resultaten

Cardiale MR en BNP-metingen bij 42 patiënten met CVS en 10 sedentaire controles (gematcht voor leeftijd en geslacht). De ziekte-duur van de CVS-patiënten was gemiddeld 13,8 jaar (SD 9,8). […]

De BNP-waarden waren significant hoger in de CVS-groep vergeleken met de gematchte controles. [P = 0.013] Wanneer we de hart-volumes (eind-diastolisch en eind-systolisch) vergeleken tussen degenen met hoge BNP (> 400 pg/ml) en lage BNP (< 400 pg/ml) -waarden, waren er significant lagere cardiale volumes bij deze met hogere BNP-waarden bij zowel eind-systolische als eind-diastolische volumes.

Er waren geen verschillen qua leeftijd, vermoeidheid-graad of ziekte-duur tussen de 2 groepen. Er waren geen verbanden tussen vermoeidheid-graad, ziekte-duur en BNP-waarden (P = 0.2).

Bespreking

Studies bij een waaier aan aandoeningen hebben bevestigd dat BNP de prognose kan voorspellen en personen met hart-falen kan detekteren. Deze studie heeft aangetoond dat bij patiënten met CVS, een groep waarbij eerder veel sub-klinische cardiale abnormaliteiten werden getoond het BNP verhoogd is. Studies hebben ook geconcludeerd dat mensen met CVS verminderde hart-volumes hebben, waarvan de graad geassocieerd is met het plasma-volume. In de huidige studie bleken hogere BNP-waarden ook geassocieerd met kleinere hart-volumes. Het ontbreken van een verband tussen ziekte-duur en BNP-waarden suggereert dat het onwaarschijnlijk is dat onze bevindingen een gevolg zijn van deconditionering.

Het verband dat werd gevonden in deze studie is interessant. Het is mogelijk dat de kleinere hart-volumes die worden gezien bij CVS de verhoogde BNP-waarden veroorzaken. Dit is echter contra-intuïtief en BNP is gewoonlijk een teken van belasting/uitrekking van de ventriculaire hart-wand en volume-‘overload’. In onze studie is de BNP hoger in de groep met kleinere hart-volumes. Een andere verklaring is dat de hogere BNP-waarden diurese (of natriurese) veroorzaken en dat dit de plasma/bloed-volumes vermindert en leidt tot de kleinere hart-volumes. Studies door ons team en anderen hebben lagere plasma-volumes bij CVS aangetoond en studies bij patiënten met orthostatische hypotensie hebben hoge BNP-waarden bij sommige patiënten gerapporteerd [Krishnan B et al. Orthostatic hypotension of unknown cause: unanticipated association with elevated circulating N-terminal brain natriuretic peptide (NT-proBNP). Heart Rhythm (2015) 12: 1287-94], en er werd gesuggereerd dat deze mogelijks oorzakelijk zijn.

We geloven dat meting van het BNP een instrument kan zijn om de 1/3 van de CVS-patiënten te identificeren die in eerdere studies een verstoorde bio-energetische funktie bleken te vertonen. Op die manier kunnen CVS-patiënten mogelijks worden gestratificeerd voor meer gepaste interventies en kan dit research faciliteren die de eigen karakteristieken van een cardiaal fenotype binnen de globale CVS-groep identificeert. We geloven dat deze soort van stratificatie-benadering om specifieke fenotypes te identificeren en doelgerichte interventies te faciliteren, een belangrijpe stap is naar het begrijpen van de heterogene aard van CVS.

Deze studie bevestigt een associatie tussen verminderde hart-volumes en BNP bij CVS. Het ontbreken van een verband met ziekte-duur suggereert dat de bevindingen niet secundair zijn aan deconditionering. Verdere studies zijn vereist om het nut bij CVS te verkennen van BNP als stratificatie-paradigma dat doelgerichte behandelingen aanwijst.

augustus 5, 2017

Evenwicht-stoornis als oorzaak van orthostatische intolerantie bij M.E.

Filed under: Fysiologie — mewetenschap @ 6:21 am
Tags: , , , , ,

Een aantal M.E.(cvs)-onderzoekers (blijven) zoeken naar de oorzaken van de frequent vermelde klacht van orthostatische intolerantie (niet of niet lang kunnen rechtstaan). Zie bv. ‘Verstoorde cardiovasculaire respons op staan bij CVS’, ‘CVS & verstoorde perifere puls karakteristieken bij orthostase’, ‘Orthostatische hypotensie/tachycardie & veneuze pooling bij CVS’, ‘CVS & verstoorde perifere puls karakteristieken bij orthostase’, ‘Belast rechtopstaan bij vrouwelijke CVS-patiënten’, enz.

Ook Kunihisa Miwa, de Japanese cardioloog en researcher die een ‘klein hart’ bij M.E.(cvs) beschreef, blijft dit fenomeen onder de aandacht brengen. Zie ook ‘Renine-aldosteron paradox bij patiënten met M.E. & orthostatische intolerantie’ & ‘Downregulering van de renine-aldosteron & antidiuretisch hormoon systemen bij M.E.(cvs)’.

————————-

Int J Clin Pract. 71 (2017) – Brief

Truncal ataxia or disequilibrium is an unrecognised cause of orthostatic intolerance in patients with Myalgic Encephalomyelitis

Kunihisa Miwa (1), Yukichi Inoue (2)

1 Miwa Naika Clinic, Toyama, Japan

2 Department of Neurology, Toyama Prefectural Rehabilitation Hospital & Support Centre for Children with Disabilities, Toyama, Japan

Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS) veroorzaakt een uitgesproken daling qua aktiviteiten van het dagelijks leven en beperkt de levenskwaliteit. Er werd een dysfunktie van het centraal zenuwstelsel gepostuleerd als de hoofd-oorzaak van Myalgische Encefalomyelitis (M.E.)/ Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS). De meeste patiënten met M.E./CVS hebben orthostatische intolerantie (OI) wat de voornaamste factor is die de funktionele capaciteit en zo de levenskwaliteit beknot. [Costigan A et al. Orthostatic symptoms predict functional capacity in Chronic Fatigue Syndrome: implications for management. Q J Med. (2010) 103: 589‐595 /// Miwa K, Fujita M. Small heart with low cardiac output for orthostatic intolerance in patients with Chronic Fatigue Syndrome. Clin Cardiol. (2011) 34: 782‐786 /// Miwa K. Cardiac dysfunction and orthostatic intolerance in patients with Myalgic Encephalomyelitis and a small left ventricle. Heart Vessels. (2015) 30: 484‐489] OI wordt gekenmerkt door het onvermogen om te blijven rechtstaan zonder ernstige tekenen en symptomen, zoals hypotensie, tachycardie, lichthoofdigheid, bleekheid, vermoeidheid, zwakte, duizeligheid, verminderde concentratie, trillen en misselijkheid. De meeste symptomen van OI worden verondersteld verwant te zijn met gedaalde cerebrale bloeddoorstroming met of zonder cerebrale auto-regulering van de circulatie [de bloedvaten in de hersenen handhaven bij verschillende bloeddrukken een constante bloeddoorstroming door de weerstand te verminderen]en de compenserende aktivatie van het sympathisch zenuwstelsel. [Tanaka H et al. Impaired postural cerebral hemodynamics in young patients with chronic fatigue with and without orthostatic intolerance. J Pediatr. (2001) 140: 412‐417 /// Peckerman A et al. Abnormal impedance cardiography predicts symptom severity in Chronic Fatigue Syndrome. Am J Med Sci. (2003) 326: 55‐60] Inderdaad: veel patiënten hebben posturale orthostatische tachycardie, vertraagde orthostatische hypotensie en neuraal gemedieerde hypotensie. [Schondorf R, Freeman R. The importance of orthostatic intolerance in the Chronic Fatigue Syndrome. Am J Med Sci. (1999) 317: 117‐123 /// Rowe PC et al. Is neurally mediated hypotension an unrecognised cause of chronic fatigue? Lancet. (1995) 345: 623‐624 /// Miwa K. Variability of postural orthostatic tachycardia in patients with Myalgic Encephalomyelitis and orthostatic intolerance. Heart Vessels. (2016) 31: 1522‐1528] Veel patiënten hebben ook een lage cardiale output tesamen met een klein linker ventrikel. [Miwa K, Fujita M. Small heart syndrome in patients with Chronic Fatigue Syndrome. Clin Cardiol. (2008) 31: 328‐333 /// Fu Q et al. Cardiac origins of the postural orthostatic tachycardia syndrome. J Am Coll Cardiol. (2010) 55: 2858‐2868 /// Hurwitz BE et al. Chronic Fatigue Syndrome: illness severity, sedentary lifestyle, blood volume and evidence of diminished cardiac function. Clin Sci. (2010) 118: 125-135] Wanneer de ziekte verder voortschrijdt kunnen patiënten zelfs een zit-intolerantie ontwikkelen en tenslotte bedlegerig worden.

Hoewel het statische evenwicht een essentieel element is voor het uitvoeren van dagelijkse aktiviteiten alsook posturale stabiliteit, werd de mogelijke relatie tussen wankelbaarheid [onevenwicht/labiliteit] en OI nooit onderzocht. De mogelijke rol van statische of romp-ataxie [ataxie = evenwicht-stoornissen] bij het ontstaan van zowel orthostatische als zit-intolerantie werd onderzocht bij patiënten met M.E.

De studie-individuen waren 35 patiënten met M.E. (Myalgische Encefalomyelitis volgens de Internationale Consensus Criteria; 8 mannen en 27 vrouwen, gemiddelde leeftijd: 36 ± 10 jaar), ondergingen de conventionele 10-min stand- en zit-testen, en ook neurologische onderzoeken. Er werden symptomen van OI opgemerkt bij 33 (94%) patiënten tijdens de stand-test en zit-intolerantie bij 25 (71%) tijdens de zit-test. [stijging van de hartslag met ≥ 30 bpm en/of een hartslag van ≥ 120 bpm bij staan / stijging van de hartslag met ≥ 20 bpm en/of een hartslag van ≥ 90 bpm bij zit] De Romberg-test werd door de patient uitgevoerd staand met haar/zijn voeten samen en de ogen gesloten. Wanneer dit er voor zorgde dat de instabiliteit sterk verergerde, sterke schommelingen optraden en de patient mogelijks viel, was de Romberg-test positief. De patiënten werden onderverdeeld in 10 (29%) met een positieve Romberg test (P) en 25 (71%) met een negatieve (N). Bij de patiënten met een positieve Romberg test, vertoonden er 5 (50%) instabiliteit bij staan (voeten tesamen) en zelfs open ogen, die uitgesproken verergerde bij het sluiten van de ogen. De gegevens van de patiënten met een positieve en negatieve Romberg-test werden vergeleken. De duur van de ziekte was niet significant verschillend tussen de groepen. Geen enkele P kon op één been staan of had normale tred [‘tandem gait’ = manier van wandelen of lopen waarbij bij elke stap de tenen van de achterste voet de hiel van de voorste voet raken]. Bijna alle P rapporteerden symptomen tijdens zowel de stand- als de zit-testen, waarbij velen (40%) niet in staat waren 10 min te blijven staan, en enkele (20%) zelfs geen 10 min konden zitten. In tegenstelling daarmee waren alle N in staat op één been te staan, vertoonden een vlotte tred en voerden beide testen volledig uit. Er werd posturaal slingeren [waggelen] vastgesteld tijdens de stand-test bij alle P, in tegenstelling tot 5 (20%) van de N. P hadden hogere prestatie-scores [zelf-gerapporteerde ernst van symptomen] dan N, wat suggestief is voor ernstige beperkingen qua aktiviteiten van het dagelijks leven.

Hoewel tegenstrijdige resultaten werden gerapporteerd betreffende wankelbaarheid bij patiënten met CVS, toonde de huidige studie via standaard neurologisch onderzoek abnormale resultaten zoals een positieve Romberg-test, onvermogen om op één been te staan en onstabiele tandem-gang, wat wankelbaarheid of romp-ataxie suggereert bij een aanzienlijk aantal M.E.-patiënten.

Tot besluit: patiënten met M.E. en een positieve Romberg-test klagen hoofdzakelijk niet enkel van OI maar ook zit-intolerantie. Posturale reflex dysfunktie geassocieerd met wankelbaarheid lijkt een belangrijke rol te spelen in het ontstaan van de posturale intolerantie. Romp-ataxie of wankelbaarheid is een niet-erkende maar belangrijke oorzaak van OI bij de patiënten. Een positieve Romberg-test is een nuttig teken voor gevorderde ziekte.

september 23, 2016

MR beeldvorming van het hart bij vrouwen met CVS

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

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

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

————————-

Netherlands Heart Journal (Pre-print August 2016)

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

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

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

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

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

4 Centre for Chronic Fatigue Syndrome, Amsterdam, The Netherlands

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

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

Samenvatting

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

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

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

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

Inleiding

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

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

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

Methodes

Studie-populatie

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

Verwerving van de CMR-gegevens

[…]

CMR-gegevens: analyse en definities

[…]

Statistische analyse

[…]

Resultaten

Patiënten-karakteristieken

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

CMR-resultaten

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

Bespreking

Gegevens van de cardiale magnetische resonantie beeldvorming

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

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

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

Patroon en pathofysiologie van de myocardiale schade

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

Klinische implicaties en consequenties

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

Beperkingen en technische overwegingen

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

Besluit

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

augustus 2, 2016

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

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

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

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

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

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

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

————————-

J Cardiol. (2016) [pre-print]

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

Kunihisa Miwa

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

Samenvatting

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

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

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

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

Inleiding

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

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

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

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

Methodes

Studie-populatie

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

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

Bloed-test voor neurohumorale factoren

[…]

Echocardiografie

[…]

Desmopressine-proef

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

Aktief staan test

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

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

Statistische analyse

[…]

Resultaten

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

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

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

Bespreking

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

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

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

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

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

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

juli 20, 2016

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

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

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

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

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

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

————————-

Open Heart Vol 3, #1 (juni 2016)

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

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

1 Institute of Cellular Medicine, Newcastle upon Tyne, UK

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

3 Newcastle Magnetic Resonance Centre, Newcastle upon Tyne, UK

Samenvatting

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

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

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

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

INLEIDING

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

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

METHODES

Deelnemers

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

Procedure

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

Hart-MR

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

Rode bloedcel volume & PV

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

Statistische analyse

[…]

RESULTATEN

Hart MR

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

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

PV & RCV

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

Relatie met hart-struktuur en funktionele parameters

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

Relaties met vermoeidheid-graad en ziekte-duur

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

Multivariate analyse

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

BESPREKING

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

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

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

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

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

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

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

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

————————-

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

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

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

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

juni 10, 2016

Abnormaliteiten in het vasomotor-centrum van de hersenstam bij CVS

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

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

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

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

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

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

————————-

Neuroimage Clin. (2016) 11: 530-7

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

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

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

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

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

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

5Healthfirst Network, Woodville, SA 5011, Australia

Samenvatting

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

1. Inleiding

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

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

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

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

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

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

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

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

2. Materialen & methodes

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

[…]

2.1. BP- & HR-monitoring

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

2.2. MRI

[…]

2.3. Voorverwerking van de beelden

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

2.4. Statistische analyse

[…]

2.5. Aanpassing voor multipele regressies

[…]

2.6. Identificatie van cluster-lokaties

[…]

3. Resultaten

[…]

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

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

3.2. MRI correlaties met BP & HR

3.2.1. Algemeen overzicht

[…]

3.2.2. Effekten van VBIS?

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

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

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

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

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

3.2.4. MRI correlaties in de midden-hersenen

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

3.2.5. MRI correlaties in de hypothalamus

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

3.2.6. MRI correlaties in limbische gebieden

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

3.2.7. MRI correlaties in WM-gebieden

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

3.2.8. MRI groep-verschillen

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

4. Bespreking

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

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

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

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

[…]

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

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

[…]

4.1. Kan stress de BP & HR correlaties verklaren?

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

4.2. Beperkingen

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

5. Besluit

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

Volgende pagina »

Maak een gratis website of blog op WordPress.com.