Fietsen op ketonen in een MRI-scanner

, door Marjolein te Winkel
foto: Caroline van der Schaaf

Deze week hadden onderzoekers van het UMCG bijzonder bezoek: drie vrouwen van de Faeröer kwamen naar Groningen om te fietsen in een MRI-scanner – de enige ter wereld waarin dat kan – voor wetenschappelijk onderzoek naar een zeldzame erfelijke stofwisselingsziekte.

Sigrun kon pas lopen toen ze 3 jaar oud was. Ze had als kind zo weinig spierkracht, dat haar klasgenoten haar schooltas moesten dragen. En als kind een buik zo dik, dat kinderkleren haar niet pasten. Dit alles was het gevolg van een zeldzame, erfelijke stofwisselingsziekte: glycogeen stapelingsziekte type 3a  (GSD-3).

Sigrun mist een enzym dat betrokken is bij de verbranding van de suikervoorraad. Een gezond lichaam verbrandt suiker, eiwitten en vet. De suiker haalt het lichaam uit brood, fruit, rijst en veel ander voedsel  en dient als de brandstof voor cellen in het hele lichaam.

Maar bij patiënten met  GSD-3 kan het lichaam de suikervoorraad niet, of onvoldoende, afbreken om energie aan te maken. Patiënten zijn hierdoor snel vermoeid en hebben weinig kracht in de spieren. Ze krijgen bovendien een heel grote lever, omdat de niet-gebruikte suikers  worden opgeslagen.

Nageslacht van een Viking

GSD-3 is een zeldzame ziekte, die bij ongeveer 1 op 100.000 pasgeborenen voorkomt. Maar op de Faeröer, waar Sigrun vandaan komt, is ze niet de enige met deze ziekte. Ooit, eeuwen geleden, kwam er een Viking aan land op de eilandengroep in de Atlantische Oceaan halverwege Noorwegen en IJsland. Hij had een genafwijking die hij doorgaf aan zijn nageslacht. Van de 50.000 inwoners van de Faeröer hebben zestien mensen GSD-3, waaronder Sigrun.

Om de ziekte goed te onderzoeken coördineert het UMCG, dat een internationaal erkend expertisecentrum heeft voor zeldzame stofwisselingsziekten, een internationaal onderzoek waaraan collega's uit Engeland, Duitsland en de Faeröer meewerken.

Ketonendrank voor soldaten en topsporters

Het onderzoek dat het UMCG doet naar deze ziekte, kent een opvallende voorgeschiedenis. Onderzoekers zoeken al sinds jaar en dag naar een manier om een andere bron van brandstof voor het lichaam te maken: ketonen. De lever maakt deze brandstof als een soort reservebatterij voor de cellen in het lichaam als de bloedsuiker daalt, bijvoorbeeld 's nachts. Maar een lichaamseigen stof namaken is niet gemakkelijk, en de eerste chemische bereiding van ketonen had dan ook een groot nadeel: het bevatte veel zout.

Toen brak in 2003 de oorlog in Irak uit.  Het onderzoeksinstituut van het Amerikaanse leger kreeg de beschikking over veel geld voor onderzoek, onder meer naar 'ready to go energy' die de Amerikaanse krijgsmacht konden ondersteunen. Onderzoekers uit Oxford en Washington slaagden er in om voor het eerst een ketonendrank te maken, die de gestaalde spieren van Amerikaanse soldaten op een snelle manier voorzagen van een flinke dosis energie.

Het duurde niet lang voor de ketonendrank zijn weg vond naar de topsport. Onderzoekers in Oxford testten de werking ervan bij roeiers in Groot-Brittannië: het ene team kreeg ketonendrank, het andere een drank zonder ketonen. Het was voor iedereen duidelijk welk team de drank had gekregen: het ene persoonlijk record na het andere sneuvelde.

Fietsen in een MRI-scanner

De ketonendrank trok hiermee de aandacht van topsportteams, maar had ook de aandacht van UMCG-onderzoeker Jeroen Jeneson. Samen met Oxford en artsen uit Utrecht en Amsterdam  startte hij onderzoek naar de werking van de ketonendrank bij een zeldzame erfelijke aandoening waarbij spieren vet niet kunnen gebruiken als brandstof. 

Vijf patiënten met deze aandoening kregen ketonendrank en moesten vervolgens fietsen in de  MRI-scanner, die hij eerder speciaal voor dit doel had bedacht en laten bouwen bij de Technische Universiteit Eindhoven. 

Met geweldig resultaat, zegt hij: "Je zag dat de cellen daadwerkelijk overschakelden op de verbranding van ketonen, en hoe die extra 'batterij' leegliep door de inspanning die mensen leverden."

Van Faeröer naar Groningen

Samen met Terry Derks, kinderarts metabole ziekten in het UMCG, en MD/PhD studente Irene Hoogeveen werd vervolgens het plan ontwikkeld om het onderzoek met de ketonendrank ook uit te voeren bij mensen die juist de ándere brandstof, suiker, niet kunnen verbranden: patiënten met GSD-3.  Zij  kregen hiervoor financiële steun van de Stichting Metakids en Stofwisselkracht.

En zo kwam het dat Sigrun, samen met haar land- en lotgenoten Hildegunn en Rannvá, de afgelopen week in Groningen waren, in een kelder van het Neuro Imaging Center van het UMCG. In goede gezondheid, want zo veel last als ze als kind van hun ziekte hadden, zo weinig merken ze er als volwassenen van.

"Als kind kregen we te horen dat we nooit zelf kinderen zouden krijgen, dat we niet zouden kunnen werken. Maar we hebben alle drie kinderen, ik heb inmiddels zeven kleinkinderen, en ik werk nog altijd", vertelt Hildegunn. Het enige wat ze nog wel merken van hun ziekte, is dat hun spieren niet sterk zijn. Het is te zien aan hun benen, die wat krom zijn omdat de beenspieren verzwakt zijn.

Spieren sterker maken

Daar ligt mogelijk een rol voor de ketonen. De drie Faeröer vrouwen fietsen allen twee keer tien minuten in de MRI-scanner. Een keer met, en een keer zonder ketonendrank. De scanner meet de energiestofwisseling in de bovenbeenspieren voor, tijdens en na het fietsen.

Een multidisciplinair team van onderzoekers, bestaande uit biochemicus Jeneson, kinderarts Derks, promovendus Hoogeveen, een researchverpleegkundige, een MRI-specialist, neurologen, laboratoriumspecialisten en verpleegkundigen gespecialiseerd in inspanningstesten, brengt in kaart of de ketonen als energie voor de spieren kunnen dienen.

"Stel dat dat zo is – en we hebben sterke aanwijzingen dát het zo is – dan kunnen patiënten ketonendrank gebruiken om krachttraining te doen, en daarmee hun spieren sterker te maken", zegt Jeneson.

Typisch Faeröers dieet

Hoewel er pas vier patiënten onderzocht zijn, lijken de scans interessant vergelijkingsmateriaal op te leveren: op de scans is duidelijk te zien dat zij meer spierweefsel hebben dan een Nederlandse patiënt. De onderzoekers vermoeden dat het typische Faeröers dieet hier een rol in speelt, dat uit veel vis en vlees bestaat en is daardoor eiwitrijker dan het Nederlandse eten.

Alle informatie die dit onderzoek oplevert denkt het onderzoeksteam ook te kunnen gebruiken voor andere mensen met zeldzame stofwisselings- en spieraandoeningen, en mensen met verzwakte spieren. Samenwerkingen met collega's van de afdelingen bewegingswetenschappen en ouderengeneeskunde van het UMCG zijn in de maak.

Jeneson: "Dit onderzoek biedt veel mogelijkheden om het credo exercise is medicine,  bewegen als medicijn, in de praktijk te brengen."

Pagina delen Sluiten
 (optioneel)
Wat betekent dit?

Dit is een controle om vast te stellen dat u een menselijke bezoeker van deze pagina bent en geen zoekrobot.