07 JUNI 2022

Werking mitochondriën bij IC-patiënten met sepsis

Waarom herstelt de ene intensivecarepatiënt met sepsis, oftewel bloedvergiftiging, beter dan de andere? Onderzoekers vermoeden dat de mitochondriën, die een lichaamscel van energie voorzien, een belangrijke rol spelen bij de prognose. In de Mitochondriën Intensive Care (MIC)-studie achterhalen onderzoekers van Ziekenhuis Gelderse Vallei en Wageningen University & Research wat er gebeurt in de mitochondriën bij septische IC-patiënten en wat de rol van voeding daarop is.

Werking mitochondriën bij IC-patiënten met sepsis

Wat gaat er precies mis in de energiefabriekjes in de cellen van een IC-patiënt met sepsis?

 ‘We weten dat energiefabriekjes in de cellen zich anders gedragen wanneer je ernstig ziek bent. Komt dat doordat de cellen ziek zijn, of is het een manier van het lichaam om de cellen juist niet kapot te laten gaan? Dat onderzoeken we,’ legt Hanneke Moonen uit. Ze is als promovendus aan Wageningen University & Research (WUR) en Ziekenhuis Gelderse Vallei betrokken bij de MIC-studie. Op het lab van haar copromotor Arie Nieuwenhuizen, universitair docent Fysiologie van Mens en Dier bij WUR, wordt bloed van IC-patiënten met sepsis onderzocht om te kijken wat er met de energievoorziening in de cellen gebeurt. Sepsis is een intense ontstekingsreactie van het lichaam op een bacteriële of virale infectie. Het afweersysteem reageert dusdanig heftig dat weefsels beschadigd raken en organen kunnen uitvallen. Toch is het vooralsnog onbekend wat de optimale behandeling is, legt Arie uit, omdat het niet helder is wat er in de cellen gebeurt. Arie is samen met professor Arthur van Zanten, internist-intensivist in Ziekenhuis Gelderse Vallei, onderzoeksleider van de MIC-studie. Het onderzoek valt onder de onderzoekslijn Metabole Stress van Alliantie Voeding in de Zorg.

Mitochondriële dysfunctie bij sepsis

Bij septische IC-patiënten ontstaat vaak in de eerste week van IC-opname mitochondriële dysfunctie; een stoornis in de energieproductie (ATP) in verscheidene lichaamscellen. Arie: ‘Het idee is dat ze minder capaciteit hebben, dus minder ATP kunnen produceren.’ Wat er precies misgaat en vooral hoe dat in de tijd verloopt is nog niet goed onderzocht. Afstudeerstudenten en Hanneke voeren de dataverzameling en –analyse uit. Daarbij kijken ze naar de witte bloedcellen, omdat die een belangrijke rol spelen bij de afweerreactie tijdens sepsis. Arie legt uit: ‘We onderzoeken de energievoorziening van de cellen door de tijd heen: is het heel slecht en wordt het beter? Als het beter wordt, hebben patiënten dan ook een betere prognose? De hypothese daarbij is dat hoe sneller de energievoorziening van witte bloedcellen herstelt, hoe beter de prognose is.’ Ook bestuderen de onderzoekers in hoeverre mitochondriële dysfunctie gelinkt is aan parameters als fysieke prestaties en klinische resultaten. Daarbij kijken ze bijvoorbeeld naar stresshormonen en melkzuur in het bloed en orgaanfalen.

Metabole stress en Post Intensive Care Syndroom

Metabole stress kan optreden als gevolg van lang aanhoudende mitochondriële dysfunctie en wordt daarom meegenomen in de studie. Wanneer een septische patiënt op de IC belandt maakt het lichaam in korte tijd veel energie vrij uit weefsels om de infectie de baas te kunnen. Er is zo veel en zo snel energie nodig dat het lichaam brandstof haalt uit de afbraak van cellen, zoals spier- en vetcellen. Metabole stress is een grote aanslag op het lichaam, wat kan leiden tot slechtere prognose en herstel na IC-opname. Na een periode van metabole stress op de IC kan het Post Intensive Care Syndroom optreden (PICS), waarbij mensen soms nog jarenlang allerlei problemen ervaren, zoals weinig weerstand en spierzwakte of cognitieve en psychosociale klachten. Het is dus belangrijk om metabole stress en PICS te voorkomen en te behandelen voor een betere prognose en een beter herstel na IC-opname.

Zuurstofgebruik van witte bloedcellen

Binnen de MIC-studie wordt het bloed van 30 IC-patiënten met sepsis onderzocht op dag 1, 3 en 5. Arie: ‘We meten het zuurstofgebruik van witte bloedcellen, waardoor we het energieverbruik kunnen bepalen. Hoe meer zuurstof een cel gebruikt, hoe meer energieverbruik er is en hoe actiever de mitochondria. We denken dat bij mitochondriële dysfunctie de mitochondriën minder zuurstof gebruiken.’ Deze resultaten worden vergeleken met 30 controlepatiënten uit het ziekenhuis die geen sepsis hebben en niet op de IC liggen maar vergelijkbaar zijn in leeftijd en geslacht.

Het belang van voeding bij metabole stress

Inzicht in de mitochondriële functie tijdens sepsis kan leiden tot ontwikkeling van de juiste voedingsstrategie. Dat vindt Arthur belangrijk: ‘Ik ben ervan overtuigd dat voeding en bewegen het verschil kunnen maken bij het herstel van ernstige ziekte. Alleen is wetenschappelijk bewijs daarvoor nog mager.’ Daar brengt hij verandering in door zijn onderzoek naar de rol van voeding bij het herstel van IC-patiënten. Arthur: ‘We willen meer inzicht krijgen in de optimale voedingstherapie in verschillende fases van metabole stress en bij mitochondriële dysfunctie. Want het is gebleken dat wat logisch lijkt, zoals voeding geven met extra eiwit of energie, of geadviseerd wordt aan gezonde personen, juist schade veroorzaakt in IC-patiënten, omdat het de natuurlijke metabole processen verstoort. De MIC-studie is daardoor van groot belang om te begrijpen hoe we septische IC-patiënten beter met voeding kunnen behandelen.’

Wetenschappelijke publicaties

In 2017 is het onderzoek gestart. Hoewel de inclusie door de COVID-19-maatregelen vertraagd is, is die nu bijna afgerond, op vijf à zes deelnemers van de controlegroep na. Hanneke heeft een groot deel van de patiëntenwerving en de verzameling van klinische gegevens gedaan. Ze zal na de analyses door studenten de wetenschappelijke artikelen erover schrijven voor haar promotieonderzoek.

Samenwerking wetenschap en zorg

De multidisciplinaire samenwerking binnen de studie vinden de onderzoeksleiders Arthur en Arie van meerwaarde. ‘We kunnen veel van elkaar leren: Ziekenhuis Gelderse Vallei van onze inhoudelijke kennis over celfysiologie en gedetailleerde technieken om de werking van cellen te bestuderen. En wij kunnen van Ziekenhuis Gelderse Vallei leren over de patiëntengroep en de behandeling ervan. Het is heel waardevol en versterkend om op deze manier met elkaar samen te werken,’ vindt Arie. Op 9 juni wordt Arthur geïnaugureerd voor zijn positie als buitengewoon hoogleraar Voeding bij Metabole Stress en Herstel aan WUR. Hierdoor wordt de samenwerking binnen onderzoeken als de MIC-studie tussen WUR en Ziekenhuis Gelderse Vallei verder versterkt.

Meer lezen


[3/3] #onderzoek, #lustrum | Afgelopen 15 jaar hebben we veel bereikt op gebied van persoonsgericht, wetenschappeli… https://t.co/oLd17ERz03
[2/3] #onderzoek, #lustrum | De tweede winnaar van onze onderzoeksubsidie van 10.000 euro: 🔆 Dieuwertje Kok met ha… https://t.co/jA932i0NcP

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief!

Elke 6-8 weken verschijnt onze digitale nieuwsbrief.

Bekijk hier de laatste nieuwsbrief

Uw persoonsgegevens worden conform onze Privacy- en Cookieverklaring verwerkt. Uitschrijven kan onderaan iedere nieuwsbrief die u van ons ontvangt.