op zoek naar niet-invasieve op magnetische resonantie gebaseerde marker voor de CrAT-eiwitactiviteit en beschikbaarheid van carnitine in skeletspieren

Eerdere studies hebben aangetoond dat de mitochondriale functie essentieel is
bij de overgangen van rust naar steady-state oefeningen, en een korte
activeringsvertraging vertoont om ATP te leveren voor spiercontractie. Een
vertraagde mitochondriële activeringssnelheid bij het begin van de oefening is
geassocieerd met spiermetabolische instabiliteit, slechte inspanningstolerantie
en vroege spiervermoeidheid. Een tekort aan een acetylgroep, aangeduid als
metabole inertie, wordt voorgesteld als waarschijnlijk onderliggend mechanisme.
Hierbij wordt acetylcarnitine aangewezen als sleutelfactor, omdat de afbraak
van acetylcarnitine (gereguleerd door de werking van het CrAT-eiwit)
acetyl-CoA-groepen kan leveren aan de tricarbonzuurcyclus (TCA-cyclus) onder
omstandigheden van grote vraag; bijvoorbeeld bij het begin van een
sportoefening (acetylcarnitine aan-kinetiek).
Verhogingen van acetylcarnitine gehalte in rusttoestand in aanvang voor fysieke
inspanning moduleert de mitochondriële activatie snelheid en CrAT activiteit
kan mogelijk de duur van de metabole inertie bepalen. Tot op heden is de enige
mogelijkheid om informatie over de CrAT-activiteit te verkrijgen om een
spierbiopsie en ex vivo enzym activiteit analyses uit te voeren. Door middel
van dynamische MRS-scans kan het mogelijk zijn informatie af te leiden die de
CrAT-activiteit weerspiegelt, waardoor het nemen van biopsies niet nodig is.
Er wordt verwacht dat CrAT-eiwitactiviteit mitochondriële activatie tijdens
fysieke inspanning moduleert. Aangezien phosphocreatine (PCr) kinetiek aan het
begin van fysieke inspanning mogelijk mitochondriële activatie reflecteert,
wordt evenzo verwacht dat de activiteit van het CrAT-eiwit correleert met PCr
aan-kinetiek bij het begin van fysieke inspanning.

Hiernaast, een andere interessante metabole parameter die mogelijk
mitochondriële activatie kan beïnvloeden is spierweefseloxygenatie en
intrinsieke mitochondriële functie. Deze parameters zullen dan ook geëvalueerd
worden in het huidig voorstel. Wij veronderstellen dat spierweefseloxygenatie
correleert met mitochondriële activatie. Tenslotte zal er getest worden of de
CrAT-eiwitactiviteit en carnitine beschikbaarheid in skeletspieren de maximale
acetylcarnitine formatie bij inspanning bepalen.

Hoofddoelstelling:

Het onderzoeken van de correlatie tussen skeletspier phosphocreatine (PCr)
aan-kinetiek bij het begin van inspanning en het aantal of de activiteit van
het CrAT-eiwit bij gezonde jonge mannen gekenmerkt door een breed scala aan
maximale aërobe capaciteit.

Secundaire doelstellingen:

Het onderzoeken van de correlatie tussen CrAT-eiwit en spierweefseloxygenatie
in gezonde jonge mannen met een breed scala aan maximale aërobe capaciteit.

Het onderzoeken of de phosphocreatine (PCr) aan-kinetiek bij het begin van
inspanning en CrAT-eiwit geassocieerd is met ex vivo skeletspier mitochondriële
functie in gezonde jonge mannen met een breed scala aan maximale aërobe
capaciteit.

Het onderzoeken of de maximale acetylcarnitine formatie na inspanning
correleert met de CrAT-eiwit activiteit/gehalte en carnitine beschikbaarheid
verkregen middels spierbiopten.

In deze cross-sectionele studie zullen 13 proefpersonen de universiteit op 3
verschillende dagen bezoeken; voor de screening en voor de inspanning testdagen.

Screening wordt uitgevoerd om te kijken of de participant in aanmerking komt om
deel te nemen:
- Geïnformeerde toestemming dient ondertekend te worden
- Invullen van een vragenlijst over de medische geschiedenis
- Invullen van een MRI contra-indicaties formulier
- Metabole bloedwaardes tijdens nuchtere toestand om metabole gezondheid te
bepalen
- Meting van maximale aerobe capaciteit
- Meting van maximale extensie van één been
- Electrocardiogram meting tijdens rust

MRS + Inspanning testdag 1:
- Lichaamssamenstelling door middel van de Bod pod techniek
- Spierweefseloxygenatie bepaling tijdens rust en na inspanning

Inspanning testdag 2:
- Acetylcarnitine waarden tijdens rust en na inspanning
- Gestandaardiseerde fietstest van 30 minuten totaal; 10 minuten op 30% Wmax,
10 minuten op 50% Wmax en 10 minuten op 70% Wmax
- PCr-kinetiek tijdens en na inspanning
- Maximale acetylcarnitine formatie tijdens inspanning
- Een spierbiopsie voor de inspanning
- Indirecte calorimetrie gedurende de fietstest
- 4 bloedafnames tijdens inspanning en 4 bloedafnames tijdens de herstelperiode
na de inspanning (8 bloedafnames in totaal; ~10 mL per afname)

De resultaten van dit onderzoek zullen een nieuwe benadering bieden voor het
meten van de CrAT-eiwitactiviteit en de beschikbaarheid van carnitine door
middel van een niet-invasieve methode op basis van magnetische resonantie bij
de mens. Het meten van de kinetiek van phosphocreatine (PCr) tijdens inspanning
kan mogelijk informatie bieden over mitochondriële activatie, een proces
waarbij CrAT-eiwitactiviteit mogelijk een cruciale rol speelt voor de bepaling
van inspanningstolerantie en vroege spiervermoeidheid tijdens inspanning in
mensen.

Het risico dat aan dit onderzoek verbonden is, is beperkt. Bijwerkingen zullen
nauwelijks voorkomen.
De inspanningstestdagen omvatten niet-invasieve en invasieve metingen. De
gebruikte technieken zijn veilig, maar de spierbiopten kunnen wat ongemak
veroorzaken en mogelijk resulteren in een lokale blauwe plek of hematoom. Ook
kan een bloedafname een lokaal hematoom veroorzaken. Het risico op infectie en
of langdurige bloeding is zeer laag vanwege de modernste techniek en
steriliteit maatregelen. Magnetic Resonance Imaging kan resulteren in
onverwachte medische bevindingen.