Post-COVID condition (PCC), ook wel long COVID genoemd, treft naar schatting 5–10% van de mensen na een SARS-CoV-2-infectie. Veel patiënten kampen langdurig met cognitieve klachten zoals concentratieproblemen, geheugenstoornissen en mentale vermoeidheid. Hoewel mitochondriale disfunctie en verstoorde energiehuishouding al langer worden vermoed als onderliggende mechanismen, ontbrak tot nu toe direct bewijs uit de hersenen zelf.
Een nieuwe studie, gepubliceerd in Biological Psychiatry, brengt daar verandering in. Met behulp van geavanceerde beeldvormingstechniek vonden onderzoekers voor het eerst in vivo aanwijzingen voor een verstoorde energieproductie in de hersenen van mensen met post-COVID.
Meting van hersenenergie met 31P-MRS
De onderzoekers onderzochten 27 patiënten met post-COVID en 23 volledig herstelde controles. Met behulp van 31-fosfor magnetische resonantie spectroscopie (31P-MRSI) werd de verhouding tussen adenosinetrifosfaat (ATP) en fosfocreatine (PCr) gemeten in de hersenen.
ATP is de belangrijkste energiedrager van de cel. PCr fungeert als een snelle energiebuffer: wanneer de vraag naar energie stijgt, kan PCr snel helpen om ATP aan te vullen. De ATP/PCr-verhouding is daarom een belangrijke maat voor de cellulaire energiehuishouding.
Uit de analyses bleek dat patiënten met post-COVID een significant verlaagde ATP/PCr-verhouding hadden in een groot gebied rond de gyrus cinguli (cingulate cortex), een hersengebied dat betrokken is bij cognitieve controle, aandacht, emotionele verwerking en geheugen.
Specifiek effect in de anterieure cingulate cortex
Bij nadere analyse van drie deelgebieden – de anterieure (ACC), midcingulate (MCC) en posterieure (PCC) cingulate cortex – bleken alle regio’s lagere ATP/PCr-waarden te vertonen bij patiënten.
Opvallend was dat juist in de anterieure cingulate cortex (ACC) de verlaagde ATP/PCr-verhouding samenhing met slechtere prestaties op cognitieve testen, waaronder de Montreal Cognitive Assessment (MoCA) en de Trail Making Test B. Dit suggereert een directe relatie tussen verminderde energievoorziening in dit hersengebied en cognitieve klachten.
Verminderde ATP, niet verhoogde PCr
Een belangrijke vraag was of de lagere ATP/PCr-verhouding werd veroorzaakt door minder ATP of juist door verhoogde PCr-spiegels. Aanvullende analyses toonden aan dat de afwijking primair werd gedreven door verlaagde ATP-niveaus.
Normaal gesproken wordt ATP binnen cellen strak gereguleerd via het creatinekinase (CK)-systeem. Wanneer ATP-productie daalt, wordt dit doorgaans tijdelijk opgevangen door PCr. Het feit dat ATP verlaagd was terwijl PCr relatief behouden bleef, wijst mogelijk op een verstoring van deze energiebuffering of op een verminderde mitochondriale oxidatieve fosforylering.
Verstoorde pH-regulatie als extra aanwijzing
Naast energiemetabolieten onderzochten de onderzoekers ook de intracellulaire pH. Hoewel er geen duidelijke groepsverschillen waren, werd bij patiënten een significante negatieve correlatie gevonden tussen pH en ATP/PCr in de midcingulate cortex. Dit verband ontbrak bij gezonde controles.
Dit kan wijzen op een ziekte-specifieke ontregeling van de koppeling tussen zuurgraad en energieproductie – opnieuw passend bij bredere verstoringen van de mitochondriale functie.
Overlap met ME/CVS
Van de 27 patiënten voldeden 16 ook aan de Canadese criteria voor myalgische encefalomyelitis/chronisch vermoeidheidssyndroom (ME/CVS). Er werden echter geen significante verschillen gevonden tussen post-COVID-patiënten met en zonder ME/CVS-criteria.
Dit ondersteunt het idee dat beide aandoeningen mogelijk een gedeelde onderliggende pathofysiologie hebben, waarbij cellulaire energieverstoring een centrale rol speelt.
Betekenis van de bevindingen
Deze studie levert het eerste directe bewijs dat de hersenen van mensen met post-COVID een meetbare verstoring vertonen in hun energiehuishouding. De bevindingen ondersteunen de hypothese dat mitochondriale disfunctie en verstoorde bio-energetische regulatie belangrijke mechanismen zijn achter cognitieve klachten bij post-COVID.
Bovendien opent dit perspectieven voor therapieën die gericht zijn op het verbeteren van de cellulaire energieproductie of het ondersteunen van mitochondriale functie.
Link naar het oorspronkelijke artikel:
https://www.biologicalpsychiatryjournal.com/article/S0006-3223(26)00021-1/fulltext
Nader toegelicht
31P-MRS (31-fosfor magnetische resonantie spectroscopie) – Een MRI-techniek waarmee specifieke fosforhoudende stoffen in weefsel kunnen worden gemeten, zoals ATP en fosfocreatine.
ATP (adenosinetrifosfaat) – De belangrijkste energiedrager in cellen. Vrijwel alle biologische processen die energie vereisen gebruiken ATP.
Fosfocreatine (PCr) – Een molecuul dat snel kan worden omgezet om ATP aan te vullen bij verhoogde energiebehoefte.
ATP/PCr-verhouding – Een maat voor de balans tussen energieverbruik en energiebuffering in cellen.
Mitochondriën – Celorganellen die verantwoordelijk zijn voor de productie van ATP via oxidatieve fosforylering.
Oxidatieve fosforylering (OXPHOS) – Proces in mitochondriën waarbij ATP wordt geproduceerd met behulp van zuurstof.
Creatinekinase (CK)-systeem – Enzymatisch systeem dat zorgt voor snelle omzetting tussen ATP en fosfocreatine om energietekorten op te vangen.
