De kernpunten
- BOLD-MRI’s meten het zuurstofgehalte in het bloed (de energieproductie) van de hersenen en wat is er veelzeggender dan dat? Onze hersenen zijn nooit permanent actief – dat zou te veel energie kosten. Wel is het zo dat wanneer een deel van de hersenen nodig is – bijvoorbeeld tijdens een cognitieve activiteit – de mitochondriën in dat deel van de hersenen meer zuurstof uit het bloed opnemen.
- In een proces dat “neurovasculaire koppeling” wordt genoemd, transporteren onze hersenen snel en efficiënt bloed naar het actieve gebied. Hoe goed ze dit kunnen, bepaalt niet alleen hoe goed taken worden uitgevoerd, maar speelt ook een belangrijke rol in het “energiebeheer” van de hersenen. Een te trage bloedstroom heeft tot gevolg dat de hersenen te hard moeten werken om taken uit te voeren, wat leidt tot vermoeidheid.
- Deze studie gaf ME/cvs-patiënten en gezonde controles twee cognitieve tests en onderzocht welke delen van de hersenen reageerden, d.w.z. welke actiever werden. Ze wilden zien of, zoals eerdere onderzoeken hebben aangetoond, mensen met ME/cvs hun hersenen meer moeten gebruiken om de taak te voltooien – en of hun hersenen zich aanpasten aan de taak.
- Het blijkt namelijk dat wanneer gezonde mensen dezelfde taak twee keer uitvoeren, hun hersenen de tweede keer minder energie gebruiken – ze hebben zich aangepast aan de taak.
- Het onderzoek vond gedeeltelijk bewijs dat mensen met ME/cvs hun hersenen meer gebruikten dan gezonde controles om de taak te kunnen afmaken. De belangrijkste bevinding was echter dat hun hersenen zich niet aanpasten – wat leek te duiden op postexertionele malaise -, hun hersenen gebruikten meer energie in plaats van minder om de tweede taak te voltooien. Op de een of andere manier had het uitvoeren van de eerste taak het alleen maar erger gemaakt.
- De auteurs stelden dat er sprake was van onvoldoende activering van een calciumsignaalroute die de bloedstroom naar verschillende delen van de hersenen verhoogt en ze merkten op dat verschillende Australische studies problemen hadden gevonden met de mobilisering van calcium in TRPM3-ionenkanalen van naturalkillercellen bij ME/cvs.
- Ze vermeldden het niet, maar de bevinding lijkt ook goed te passen bij de hypothese van Wirth en Scheibenbogen met betrekking tot calciummobiliseringsproblemen in de mitochondriën en in de bloedvaten. Zij geloven dat het onvermogen van het Na+/K+-ATPase-enzym om natrium te verwijderen uit ME/cvs-cellen ervoor zorgt dat de natrium-calcium-wisselaar (NCX) calcium importeert in plaats van verwijdert uit de cellen. De calciumophoping die hierdoor ontstaat heeft vervolgens invloed op het mitochondriaal functioneren en op de bloedvaten.
- Wirth en Lohn stelden onlangs dat disfunctionele TRPM3-ionenkanalen niet alleen in immuuncellen een ravage aanrichten, maar in cellen over het hele lichaam. Zij geloven dat verder onderzoek naar dit ionenkanaal “cruciaal” is voor het begrijpen van ME/cvs. (Een blog komt eraan.)
- De auteurs van de huidige studie hadden het niet over energieproductie. Men kan zich echter afvragen of de inspanning van de eerste cognitieve test de energieproductie op dezelfde manier heeft afgeremd als fysieke inspanning dat doet.
- Als de auteurs gelijk hebben, dan kan cognitieve stress op zijn minst tijdelijk het vermogen van de hersenen aantasten om hulpbronnen (in de vorm van zuurstof in het bloed) te versnellen naar delen van de hersenen die het nodig hebben – waardoor vermoeidheid ontstaat. (Dat klinkt voor mij als postexertionele malaise van de hersenen.) Deze groep was betrokken bij een groot onderzoek (n=288 (!)) waarin de neurovasculaire koppeling bij ME/cvs vanuit verschillende invalshoeken wordt onderzocht. Daar zouden we binnenkort veel meer over te weten moeten komen.
BOLD-MRI’s klinken als de aangewezen methode voor ziekten als het chronischevermoeidheidssyndroom (ME/cvs) en langdurige COVID. BOLD-MRI’s meten het zuurstofgehalte in het bloed (energieproductie) van de hersenen en wat kan er veelzeggender zijn dan dat?
Onze hersenen zijn nooit permanent actief – dat zou te veel energie kosten. Wel is het zo dat wanneer een deel van de hersenen nodig is – bijvoorbeeld tijdens een cognitieve activiteit – de mitochondriën in dat deel van de hersenen meer zuurstof opnemen uit het bloed. Het snel en efficiënt transporteren van bloed naar het actieve gebied bepaalt niet alleen hoe goed taken worden uitgevoerd, maar speelt ook een belangrijke rol in het “energiebeheer” van de hersenen. Een te trage bloedstroom leidt ertoe dat de hersenen te hard moeten werken om taken uit te voeren.
BOLD-MRI’s gebruiken het zuurstofgehalte in het bloed om te bepalen welke delen van de hersenen actief zijn. Door mensen met ME/cvs en gezonde controles een taak te laten uitvoeren en te vergelijken welke delen van de hersenen geactiveerd worden, kunnen onderzoekers bepalen of er verschillende delen van de hersenen geactiveerd worden (of niet geactiveerd worden) bij het ME/cvs.
Eerdere studies met beeldvorming van de hersenen geven aan dat mensen met ME/cvs meer hersengebieden dan normaal moeten gebruiken om cognitieve taken uit te voeren. Dit suggereert dat hun hersenen minder efficiënt zijn en meer energie nodig hebben om cognitieve taken te voltooien.
De vertraagde verwerkingssnelheid die cognitieve tests hebben gevonden bij ME/cvs, lijkt in deze context te kloppen; inefficiënte ME/cvs-hersenen zouden van nature de informatieverwerkingssnelheid vertragen, waardoor het moeilijker wordt om discussies te volgen, informatie vast te houden tijdens het lezen, enz. Opmerkelijk is dat het IQ-niveau niet veranderd lijkt te zijn – het is het vermogen om informatie te verwerken.
De studie
De Australische, Zwitserse en Amerikaanse studie, “Absence of BOLD adaptation in chronic fatigue syndrome revealed by task functional MRI” [Afwezigheid van BOLD-adaptatie bij het chronischevermoeidheidssyndroom aangetoond door taakgerichte functionele MRI], onderzocht welke hersengebieden oplichten tijdens een eerste cognitieve test. Daarna ging het verder door een postexertionele malaise-achtige evaluatie te doen die deed denken aan de 2-daagse inspanningstest.
Ze deden een tweede cognitieve test om te bepalen of de hersenen van mensen met ME/cvs zich goed hadden aangepast aan de eerste cognitieve training. Blijkbaar leren de hersenen van gezonde mensen van de eerste cognitieve test en worden ze efficiënter tijdens de tweede: dat wil zeggen dat hun hersenen de tweede keer minder energie (zuurstof) verbruiken.
Verwijzend naar de tekortkomingen in de selectie van patiënten in eerdere studies, pakten de onderzoekers hun studie zorgvuldig aan door ME/cvs-patiënten te gebruiken die voldeden aan de Canadese Consensus Criteria (CCC) en zelfs sedentaire gezonde controles (HC) te gebruiken die qua gewicht, leeftijd en geslacht op elkaar waren afgestemd (mooi!). Ze gebruikten zelfs een bewegingsmeter om er zeker van te zijn dat de HC’s sedentair waren.
Er werden verschillende tests voor vermoeidheid (FSQ, delen van de DePaul Symptom Questionnaire) en voor depressie/angst gebruikt om te bepalen of de resultaten van de hersenbeeldvorming gecorreleerd waren met vermoeidheid en/of stemming.
Vierendertig ME/cvs-patiënten en 34 gezonde controles werden geïncludeerd. Een “Symbol Digit Modalities Test” (SDMT) werd gebruikt als cognitieve stresstest. De SDMT beoordeelt zaken als verwerkingssnelheid, aandacht, visueel scannen, motorische snelheid en werkgeheugen. De test wordt vaak gebruikt om cognitieve stoornissen en neurologische disfuncties op te sporen bij ziekten zoals multiple sclerose en traumatisch hersenletsel.
Resultaten
Het idee dat ME/cvs-patiënten meer hersengebieden moeten rekruteren tijdens cognitieve taken, werd slechts gedeeltelijk bevestigd. De analyse binnen de groep vond een bredere rekrutering in de rechter dorsolaterale prefrontale cortex en de linker somatosensorische cortex. De analyse tussen de groepen (de ME/cvs-patiënten en de gezonde controles) vond geen significante verschillen in het aantal gerekruteerde hersengebieden. De auteurs wezen op de hoge spreiding in de resultaten – wat niet ongebruikelijk is bij ME/cvs (we kunnen een heterogene groep zijn) – waarvoor grotere studies nodig zijn om er iets zinnigs over te zeggen. Ze vroegen zich ook af of de cognitieve test wel moeilijk genoeg was.
De aanpassing was een ander en mogelijk belangrijker verhaal. Verhoogde activering van de motorische, sensorische en cognitieve cortex bij ME/cvs was logisch gezien de bewegings-, sensorische en cognitieve problemen die bij de ziekte gevonden zijn. De verhoogde activiteit tijdens de tweede test wees erop dat de ME/cvs-hersenen zich niet aanpasten aan de eerste cognitieve test. In plaats van efficiënter te worden en minder energie te verbruiken tijdens de tweede test, verbruikten hun hersenen juist meer energie tijdens de tweede test. Dit is hetzelfde patroon dat gevonden wordt bij multiple sclerose en traumatisch hersenletsel.
De auteurs wezen op problemen met energie – geen gebrek aan energie – maar de beperkte energiebronnen en vermoeidheid veroorzaakt door de inefficiënte bloedtoevoer naar de actieve hersengebieden.
“Het gebrek aan BOLD-adaptatie resulteerde in inefficiënt energiebeheer, wat op zijn beurt leidde tot de vermoeidheidssymptomen die ME/cvs-patiënten ervaren.”
Waarom gebeurde dit?
De onderzoekers geloofden dat de “postexertionele malaise”, of vermoeidheid, die ze vonden tijdens de tweede test (ze vermeldden geen PEM), veroorzaakt werd door onvoldoende glutamaatactivering van een calciumsignaalroute die de bloedtoevoer naar verschillende delen van de hersenen verhoogt. Ze spraken ook over “secundaire metabolismegestuurde feedback”.
De glutamaatroute opent ionenkanalen waardoor calciumionen tot in de neuronen kunnen stromen. De verhoogde ionenniveaus zorgen voor de productie van stikstofmonoxide, dat de bloedvaten verwijdt, waardoor er meer bloed naar het gebied stroomt. Ze geloven dat doordat er niet genoeg calcium in de neuronen geraakte, ze niet genoeg bloed konden laten stromen tijdens de tweede test.
De auteurs merkten op dat dit goed aansluit bij studies van de Griffith-groep in Australië, die ontdekten dat beschadigde TRPM3-ionenkanalen de calciummobilisering in naturalkillercellen remmen bij ME/cvs.
De bevinding lijkt ook goed aan te sluiten bij de hypothese van Wirth en Scheibenbogen betreffende problemen met calciummobilisering in de mitochondriën en bloedvaten. Zij geloven dat, doordat het Na+/K+-ATPase-enzym niet in staat is om natrium uit ME/cvs-cellen te verwijderen, de natriumcalciumwisselaar (NCX) eerder calcium de cellen binnenbrengt dan eruit verwijdert. De calciumophoping die hierdoor ontstaat, heeft vervolgens invloed op het functioneren van de mitochondriën en de bloedvaten.
Wirth en Lohn stelden recent dat disfunctionele TRPM3-ionenkanalen een ravage aanrichten, niet alleen in immuuncellen maar in cellen in het hele lichaam. Zij geloven dat verder onderzoek naar dit ionenkanaal “cruciaal” is voor het begrip van ME/cvs. (Een blog komt eraan.)
Het idee dat problemen met neurovasculaire koppeling – het onvermogen om bloed snel te verplaatsen naar de delen van de hersenen die het nodig hebben – verantwoordelijk zijn voor problemen bij ME/cvs is niets nieuws in het vakgebied. Gewijzigde cerebrale bloedstromen waren een belangrijk kenmerk van de hypothese van Renz-Polster dat activering van microglia- of gliacellen problemen met de neurovasculaire koppeling kan veroorzaken (evenals verminderde bloedstromen naar de hersenen, verhoogde intracraniële druk en meer).
Lees ook: The Neuroglial Hypothesis – A Brains-Eye View of ME/CFS
De auteurs van de huidige studie hadden het niet over energieproductie. Je kunt je echter afvragen of de inspanning van de eerste cognitieve test de energieproductie op dezelfde manier heeft onderdrukt als fysieke inspanning dat doet.
Er komt meer
Als de auteurs gelijk hebben, dan kan cognitieve stress op zijn minst tijdelijk het vermogen van de hersenen aantasten om hulpbronnen (in de vorm van zuurstof in het bloed) te versnellen naar delen van de hersenen die dat nodig hebben – waardoor vermoeidheid optreedt. (Dat klinkt voor mij als postexertionele malaise van de hersenen.) Deze groep was betrokken bij een groot onderzoek (n=288 (!)) waarin de neurovasculaire koppeling bij ME/cvs vanuit verschillende invalshoeken wordt onderzocht. Daar zouden we binnenkort veel meer over te weten moeten komen.
© Health Rising, 15 augustus 2024. Vertaling Els, redactie admin, ME-gids.
