חילוף החומרים בשתן חושפת התאוששות חריגה לאחר מאמץ מרבי בנשים חולות ME/CFS חלק 2

למה נהיה עייפים? כיצד נוכל לפתור את בעיות העייפות?

【צור קשר】 דוא"ל: george.deng@wecistanche.com / WhatsApp:008613632399501/Wechat:13632399501

2.4. ניתוח טופולוגיה של נתיב מדגיש שינויים בפחמימות ומטבוליזם של חומצות אמינו כתוצאה מפעילות גופנית

הבדלים בין ME/CFS ונבדקי ביקורת ברמת המסלול המטבולי הוערכו באמצעות מודול ניתוח המסלולים בתוך כלי האינטרנט Metaboanalyst 5.0 (www.metaboanalyst.ca, ניגש ב-14 בדצמבר 2{{1{12} }}}22), המשלב ניתוח העשרה כמותי וניתוח טופולוגיה של מסלולים. בסך הכל, 453 מתוך 734 תרכובות ידועות מתוך 1154 התרכובות שנותחו נכללו בניתוח זה, עקב מגבלות בהתאמת מזהים של מסד נתונים של מטבולום אנושי (HMDB). ניתוח זה בוצע פעמיים עבור כל השוואה, עם אנציקלופדיה של קיוטו של גנים וגנומים (KEGG) ולאחר מכן מטבולומי ההתייחסות האנושיים של מסלולי מולקולות קטנות (SMPDB) כדי להגדיר מסלולים. ניתוח ההעשרה הכמותי משתמש במבחן הגלובלי כדי להשוות בין שתי הקבוצות, המשתמשת בשיטת רגרסיה לוגיסטית כדי לבדוק האם המטבוליטים במסלול עוזרים לשפר את סיווג הדגימות כ-ME/CFS או בקרה, עם השערת האפס שאין מטבוליט במסלול יש ריכוז שונה בכל אחת מהקבוצות [31,32]. ערכי p מבדיקה זו מותאמים להשוואות מרובות באמצעות הליך BH, כאשר q < 0.2 הוא סף המובהקות. סף זה נבחר כדי לאפשר סקירה של ממצאים שעלולים להיות מעניינים בהתחשב בגודל המדגם הקטן תוך הבטחה שלכל המסלולים המשמעותיים עדיין יש p < 0.05. ניתוח זה שונה מניתוח ההעשרה של ChemRICH לעיל בכך שהוא מאפשר חפיפה, כך שמספר מסלולים עשויים להכיל את אותן תרכובות מפתח. בעת הערכת תרכובות המפתח, אנו מדווחים גם על משמעותן כתרכובות בודדות ב-LMM, שם השתמשנו בחתך מחמיר יותר (q <0.1). התוצאה של ניתוח הטופולוגיה היא ציון השפעה הנע בין 0 ל-1. ציון זה נגזר מערכי חשיבות הצומת המטבוליטים המחושבים באמצעות מדד מרכזיות הביניים היחסית, אשר לאחר מכן מנורמל כך שהחשיבות המקסימלית של כל מסלול היא 1. ההשפעה ציון הוא סכום מדדי החשיבות עבור כל צומת מטבוליטים תואם במסלול.

Cistanche יכול לשמש כמשפר עייפות וסיבולת, ומחקרים ניסיוניים הראו שמרתח של Cistanche tubulosa יכול להגן ביעילות על הפטוציטים של הכבד ועל תאי האנדותל שניזוקו בעכברים שוחים נושאי משקל, להגביר את הביטוי של NOS3 ולקדם גליקוגן בכבד. סינתזה, ובכך מפעילה יעילות נגד עייפות. תמצית Cistanche tubulosa עשירה ב-Penylethanoid glycoside יכולה להפחית באופן משמעותי את רמות קריאטין קינאז בסרום, לקטאט דהידרוגנאז ולקטאט, ולהגביר את רמות ההמוגלובין (HB) והגלוקוז בעכברי ICR, וזה יכול למלא תפקיד אנטי עייפות על ידי הפחתת הנזק לשרירים ועיכוב העשרת חומצת החלב לאגירת אנרגיה בעכברים. Compound Cistanche Tubulosa Tablets האריכו באופן משמעותי את זמן השחייה נושא המשקל, הגדילו את מאגר הגליקוגן בכבד והפחיתו את רמת האוריאה בסרום לאחר פעילות גופנית בעכברים, מה שמראה את השפעתו נגד עייפות. המרתח של Cistanchis יכול לשפר את הסיבולת ולהאיץ את ביטול העייפות בעכברים מתאמנים, ויכול גם להפחית את העלייה של קריאטין קינאז בסרום לאחר אימון עומס ולשמור על מבנה האולטרה של שרירי השלד של עכברים תקין לאחר אימון, מה שמעיד על כך שיש לו את ההשפעות של שיפור כוח פיזי ואנטי עייפות. Cistanchis גם האריך משמעותית את זמן ההישרדות של עכברים מורעלים בניטריט והגביר את הסבילות נגד היפוקסיה ועייפות.

לחץ על תסמונת עייפות כרונית

שוב, לא היו הבדלים משמעותיים בין מטבוליטים בשתן בתחילת המחקר בקבוצת ME/CFS ובביקורת. עם זאת, בהשוואה של חולי ME/CFS ובקרות בנקודת הזמן שלאחר הפעילות הגופנית והשינוי לאורך זמן תוך שימוש בשינוי שלאחר הפעילות הגופנית/קיפול הבסיס בתוך הנבדק, לשניהם היו מספר מסלולים מטבוליים שהשתנו משמעותית (איור 4).

ב-24 שעות לאחר האימון, שבעה מסלולים ב-SMPDB ומסלול אחד ב-KEGG השתנו באופן משמעותי בחולי ME/CFS לעומת קבוצת ביקורת (איור 4A, q < 0.2). חמישה מתוך שמונת המסלולים שהשתנו באופן משמעותי מעורבים בחילוף החומרים של סוכר, הקשור לייצור אנרגיה. פרוקטוז הוא תרכובת המפתח בכל המסלולים הקשורים לחילוף החומרים בסוכר, עם p < 0.01 ב-LMM כאשר משווים בין חולי ME/CFS ובקרה לאחר פעילות גופנית; עם זאת, פרוקטוז אינו משמעותי בניתוח החד-משתני לאחר תיקון השוואות מרובות. המסלולים עם ציוני ההשפעה הגבוהים ביותר הם ביוסינתזה של קטכולמין ואחריה מטבוליזם של טירוזין. בשני המסלולים יש dehydroascorbate (p < 0.01) כתרכובת מפתח, אבל שוב, תרכובת זו אינה משמעותית ב-LMM לאחר תיקון FDR. עבור מטבוליזם של טירוזין, אסקורבט (ויטמין C) (p < 0.01) הוא תרכובת מפתח נוספת אך גם אינו משמעותי לאחר תיקון FDR.

עשרה מסלולים, כולם במסד הנתונים של KEGG, היו בעלי יחס שונה באופן מובהק שלאחר הפעילות הגופנית/בסיסית בחולי ME/CFS לעומת קבוצת הביקורת, מה שמצביע על כך שהם משתנים באופן שונה לאורך זמן (איור 4B, ש < 0.2). ארבעת המסלולים בעלי ההשפעה הגבוהה ביותר מעורבים כולם במטבוליזם של חומצות אמינו: מטבוליזם של ארגינין ופרולין, מטבוליזם של ציסטאין ומתיונין, פירוק ליזין וביוסינתזה של aminoacyl-tRNA. כל חומצות האמינו הפרוטאוגניות מעורבות במסלול הביוסינתזה של aminoacyl-tRNA, ולכן הגיוני שהמסלול מושפע באופן משמעותי מכיוון שכמה מחומצות אמינו אלו שונות באופן משמעותי בהשוואה זו (ראה איור משלים S2). עבור מסלול חילוף החומרים של ארגינין ופרולין של KEGG, פרולין היא התרכובת היחידה שגם היא משמעותית ב-LMM (q < 0.1) וגם בעלת ציוני חשיבות גבוהים ביותר.

ציסטאין משתנה באופן שונה לאחר פעילות גופנית בחולי ME/CFS לעומת בקרות במודל LMM (q < {{0}}.1) והוא תרכובת המפתח במסלולי KEGG מטבוליזם של ציסטאין ומתיונין ופנתותנט וקואנזים ביוסינתזה (CoA). CoA הוא קו-פקטור הנמצא בכל מקום הנדרש לחילוף החומרים של חומצות שומן ולמחזור החומצה הטריקרבוקסילית (TCA). הביוסינתזה שלו דורשת ציסטאין, שהיא חומצת אמינו ייחודית שכן היא היחידה המכילה קבוצת תיול. Valine מעורב גם במסלול הביוסינתזה של pantothenate ו-Coenzyme A (CoA) שהשתנה משמעותית ויש לו q < 0.1 ב-LMM.

המסלול המשמעותי ביותר להשוואה זו היה מטבוליזם שומני אתר, אך היה לו ציון השפעה נמוך. למרות שרק שני מטבוליטים שזיהינו הותאמו למסלול זה, שניהם משמעותיים ב-LMM עם q < {0}}.1: glycerophosphoethanolamine ו- glycerophosphorylcholine (GPC) (שניהם מסווגים כמטבוליזם של פוספוליפידים על ידי Metabolon® , ראה איור משלים S2). גם חילוף החומרים של פורין היה משמעותי ביותר, עם אדנוזין 30,50 -מונופוספט מחזורי (cAMP) כתרכובת המפתח (q <0.1 ב-LMM).

2.5. לאציל גליצינים יש ריכוזים נמוכים יותר בשתן של חולי ME/CFS בהשוואה לבקרות 24 שעות לאחר אימון

ארבעת המטבוליטים שנמצאו בריכוזים נמוכים משמעותית בנבדקי ME/CFS לעומת נבדקי ביקורת בנקודת הזמן שלאחר האימון בניתוחי LMM החד משתנים (q < 0.1) היו 3- הידרוקסיאוקטנוילגליצין, הקסאנוילגליצין (C6) ), 2-octenoylglycine, ו-X–24334 לא ידוע. שלושת התרכובות המוכרות נמצאות כולן בתת-מסלול Metabolon® של חילוף החומרים של חומצות שומן אציל גליצין. מפת החום באיור 5A מציגה את הריכוז המנורמל לאוסמולאליות לאחר האימון עבור מטבוליטים אלה עבור כל נבדק. באמצעות מקבץ היררכי אגרסיבי, הנבדקים התקבצו לשלוש קבוצות: (1) שישה נבדקי ביקורת, (2) שני נבדקי ביקורת ונבדק ME/CFS אחד, ו-3) תשעת נבדקי ME/CFS הנותרים. מקבץ נבדקי הביקורת מציג בעיקר ריכוזים גבוהים יותר עבור כל ארבעת המטבוליטים בעוד שאשכול נבדקי ME/CFS מציג ריכוזים נמוכים יותר עבור כל ארבעת המטבוליטים. האשכול הקטן עם נבדקים משתי הקבוצות מציג ערכי ביניים. עלילות הקופסה באיור 5B מדגימות את הכמות המינימלית של חפיפה בין ME/CFS וקבוצות הביקורת עבור מטבוליטים אלה. מתוך ארבעת המטבוליטים הללו, רק X-24334 גם משתנה באופן שונה באופן משמעותי לאורך זמן בין הביקורת וחולי ME/CFS ב-LMM והוא מוגבר לאחר פעילות גופנית בקבוצת הביקורת.

2.6. מטבוליטים המשתנים באופן שונה במהלך התאוששות מפעילות גופנית בחולי ME/CFS לעומת בקרות הם בעיקר חומצות אמינו ושומנים

מסלולי העל עם התרכובות המשונות ביותר הם חומצות אמינו וליפיד כאשר בוחנים את 11 התרכובות 0 שיש להן אינטראקציה משמעותית (q < 0.1) בין מצב המחלה (ME/CFS לעומת בקרה) והזמן (בסיס לעומת. לאחר האימון) (איור משלים S2). איור 6 מציג את הנתונים עבור כל נבדק בשתי הקבוצות הן בקו הבסיס והן לאחר האימון עבור התרכובות שהשתנו באופן משמעותי במספר מסלולי משנה של חומצות אמינו (איור 6A-D). איור 7 מציג את הנתונים עבור כל הנבדקים הן בקו הבסיס והן לאחר האימון עבור התרכובות שהשתנו באופן משמעותי בתתי הנתיבים השומנים שנבחרו (איור 7A, B). עבור נתון זה, שילבנו את שלושת תת-המסלולים המעורבים במטבוליזם של חומצות שומן אצילקרניטין (דיקרבוקסילאט, הידרוקסי ושרשרת בינונית) ואת ארבעת תת-מסלולי הסטרואידים (אנדרוגניים, קורטיקו-, פרגננולון ופרוגסטין). כל תרכובת המוצגת באיורים 6 ו-7 גם עולה משמעותית בשתן לאחר האימון לעומת קו הבסיס בבקרות בישיבה.

ארבע תרכובות במחזור האוריאה; תת-מסלול חילוף החומרים של ארגינין ופרולין משתנים באופן שונה לאחר פעילות גופנית בחולי ME/CFS ובקרות: קרבוקסי-מתילארגינין, פרולין, דימתילארגינין סימטרי (SDMA) ודימתילארגינין (ADMA) (איור 6A). פרולין הוא אבן בניין של קולגן ולכן הוא מרכיב מרכזי ברקמות החיבור. SDMA ו-ADMA הם שניהם מווסתים ומעכבים תחרותיים של ייצור תחמוצת החנקן (NO). NO מסייע בתחזוקת כלי הדם באנשים בריאים [33], וירידה בייצור NO קשורה לתפקוד לקוי של האנדותל ומחלות לב וכלי דם [34]. ניתן להסיר את ADMA באמצעות הפרשת שתן או שהוא יכול להתפרק בכבד [35]. ההפרשה המוגברת של SDMA ו-ADMA בבקרות אך לא בחולים לאחר פעילות גופנית מרמזת שייתכן שהבקרות מסירות עודף מעכבי NO synthase כדי לשמור על הומאוסטזיס של כלי הדם וכי ייתכן שהסתגלות מועילה זו למאמץ אינה מתרחשת בחולים. הקשר בין NO לבין ME/CFS אינו ברור; נמצא כי פלזמה מנבדקי ME/CFS בקו הבסיס מעוררת פחות ייצור NO על ידי תאי אנדותל במבחנה [36], אך לא ידוע אם זה נבע מרמות גבוהות יותר של ADMA או SDMA בפלזמה ME/CFS, כפי שהיו. לא נמדד באותו מחקר ושום רגולציה היא מורכבת.

שלוש תרכובות בתת-מסלול מתיונין, ציסטאין, S-adenosylmethionine (SAM) וטאורין השתנו באופן משמעותי: מתיונין סולפון, ציסטאין ו-s-מתילציסטאין סולפוקסיד (איור 6B). ציסטאין הוא חומצת אמינו ייחודית בכך שהיא מכילה קבוצת תיול ויכולה להשתתף בתגובות חיזור [37]. ניתן להמיר ציסטאין לפירובט, נקודת ההתחלה למחזור ה-TCA.

תת-מסלול חילוף החומרים של הפוליאמין מכיל חמישה מטבוליטים שונים באופן משמעותי: אסיקוגה, (N(1)+N(8))-אצטילספרמידין, דיאצטילספרמידין, N1, N12-דיאצטילספרמין ו-N-אצטיל-איזופוטריאנין (איור 6C). לפוליאמינים מגוון רחב של פונקציות ביולוגיות והם מעורבים בשגשוג תאי, התמיינות ואפופטוזיס [38]. עלייה בפוליאמינים היא חלק מהתגובה הרגילה לגורמי לחץ, כולל פעילות גופנית [39].

תת-מסלול חילוף החומרים של לאוצין, איזולאוצין ואלין מכיל גם חמישה מטבוליטים שהשתנו באופן משמעותי: 3-מתיל-גלוטרילקרניטין, טיגליל קרניטין, ולין, בטא-הידרוקסי-איזואלרט ובטא-הידרוקסי-איזואלרוילקרניטין (איור 6D). לאוצין, איזולאוצין, ולין הן חומצות האמינו המסועפות (BCAA). חומצות אמינו חיוניות אלו מעודדות אנבוליזם של חלבון בשריר אנושי אשר מסייע בבניית שריר בעקבות פעילות גופנית [40]. הקטבוליזם של שלושת ה-BCAAs מוביל למסלולי חילוף החומרים באנרגיה, ולין הוא גלוקוגני, כלומר הוא הופך למבשרי גלוקוז שיכולים להיכנס למחזור TCA. בעוד שרוב חומצות האמינו מקוטלות בכבד, BCAAs מקוטלים בעיקר ברקמות אחרות כולל שרירי השלד, המוח, הכליות ורקמת השומן [41]. איזולאוצין היא גם גלוקוגני וגם קטוגנית, ולאוצין היא קטוגנית. מטבוליטים שונים באופן משמעותי אלה מיוצרים במהלך הקטבוליזם של כל שלושת ה-BCAAs. 3-methylglutarylcarnitine, כמו גם 3-hydroxyhexanoylcarnitine (שמסווג כ-acylcarnitine על ידי Metabolon®, ראה איור 7A), מיוצרים כאשר לאוצין הופך לאצטיל-CoA ולאצטואצטט. במהלך פירוק איזולאוצין לאצטיל-CoA או פרופיוניל-CoA, טיגלילקרניטין מיוצר בשני שלבים שונים. Beta-hydroxy isovalerate מיוצר בשלושה שלבים שונים של מסלול הפירוק של valine.

חמש מהתרכובות שהשתנו באופן משמעותי בין חולי ME/CFS ובקרה מעורבות במטבוליזם של חומצות שומן אציל קרניטין: פימלולקרניטין/3-מתילדיפויילקרניטין, 3- הידרוקסיהקסאנוילקרניטין, הקסנוילקרניטין, סובארוילקרניטין ו3-הידרוקסיאוקטנוילקרניטין איור 7א). אציל קרניטינים ממלאים תפקיד מפתח בחמצון חומצות שומן ארוכות שרשרת, שהיא הצורה העיקרית של חילוף חומרים אנרגטי במהלך פעילות אירובית [42].

חמש מהתרכובות שהשתנו באופן משמעותי מסווגות כסטרואידים (איור 7B). 11- ketoetiocholanolone glucuronide הוא סטרואיד אנדרוגני. 3alpha,21-dihydroxy-5betapregnane-11,20-dion 21-glucuronide וקורטולון גלוקורוניד הם קורטיקוסטרואידים. 17alphahydroxypregnanolon glucuronide הוא סטרואיד פרגננולון. pregnanediol-3-גלוקורוניד הוא סטרואיד פרוגסטין. גלוקורונידים מיוצרים בכבד כדי לסייע בהפרשת חומרים על ידי הפיכתם למסיסים יותר במים. קורטיקוסטרואידים מתפקדים כמולקולת איתות במגוון תהליכים, כולל קידום קטבוליזם של חלבון במהלך פעילות גופנית או גורמי לחץ אחרים [43], מתווך תגובות לדלקת [43], ושמירה על רמות מלח ונוזלים בריאות [44]. שינוי במטבוליזם של קורטיקוסטרואידים עשוי לתרום לאי סבילות אורתוסטטית, סימפטום נוסף של ME/CFS. סטרואידים פרוגסטין, סטרואידים אנדרוגנים וקורטיקוסטרואידים נמצאו גם בריכוזים נמוכים יותר בפלסמה של חולת ME/CFS נשית בהשוואה לביקורות במחקר אחר, אם כי מחקר זה בדק את רמות הבסיס בלבד [11].

2.7. אותם מטבוליטים בשתן ובפלזמה נמצאים בקורלציה גבוהה

הקבוצה שלנו פרסמה בעבר נתונים מטבולומיים בפלזמה מאותם נבדקים [25]. נבדקים אלו עברו את פרוטוקול ה-CPET השלם של יומיים ויחד עם איסוף שתן, דם נלקח מכל נבדק בארבע נקודות זמן: קו בסיס (P1), 15-3{{40}} דקות לאחר ה-CPET (P2), 24 שעות לאחר ה-CPET (P3), ו-15-30 דקות לאחר ה-CPET השני (P4) שבוצע 24 שעות לאחר ה-CPET הראשון (איור 1A ב-[25]). מתוך 1403 מטבוליטים בשתן ו-1157 מטבוליטים בפלזמה שזוהו על ידי הפלטפורמות של Metabolon®, נמדדו 727 תרכובות בשתן ובפלזמה. הקשר בין המטבולומים של השתן והפלזמה, כמו גם השפעת הפעילות הגופנית על קשר זה הוערך על ידי חישוב מקדמי המתאם של פירסון®) בין מערכי הנתונים של השתן והפלזמה עבור כל מטבוליט בכל שילובי יחס נקודת זמן ונקודת זמן אפשריים (קובץ משלים). S3). עבור נקודות הזמן, בחרנו להתמקד בשילובים של שתן ופלזמה מאותו יום (שתן בסיס (U1) עם P1 ו-P2, ושתן לאחר אימון (U3) עם P3 ו-P4). כמו כן, בחנו מתאמים בין היחס שלאחר פעילות גופנית/בסיס בשתן (U3/U1) לבין שלושה יחסים שונים לאחר אימון בפלזמה (P4/P1, P3/P2, P3/P1) כדי לחקור כיצד השתנו רמות המטבוליטים במהלך תקופת החלמה של 24 שעות בשתן לעומת פלזמה. ערכי ה-p חושבו עבור כל מתאם באמצעות מבחן t עם השערת האפס של R=0 (תיקון BH FDR, q <0.15). מספר המתאמים החזקים, אותם הגדרנו כ-R > 0.7 או R < -0.7, מסתכם בכ-40% מ-727 המטבוליטים כאשר מסתכלים על מתאמים של נקודת זמן (איור 8). יש לציין כי עבור כל זוגות נקודות הזמן, ישנם מעט מאוד מתאמים שליליים חזקים בין שתן ופלזמה. עבור מתאמי היחס, מספר המתאמים השליליים החזקים גדל בבקרות הבריאות. עבור כל המתאמים, מספר המתאמים החיוביים החזקים גבוה יותר בחולי ME/CFS מאשר בביקורת.

2.8. בדיקה של תרכובות עם מתאמים בין שתן ופלזמה השונים בחולי ME/CFS ובקרות

המשכנו לסנן תרכובות עם ההבדלים המשמעותיים ביותר בין הביקורות והחולים, תוך שימוש בקריטריונים המחמירים הבאים: (1) |R| > 0.7, p < 0.05, ו-q < 0.15 בחולי ME/CFS או בבקרות; (2) R < 0.3 עם אותו סימן או ערך R עם סימן הפוך (כלומר, שלילי אם המתאם המובהק היה חיובי) בקבוצה השנייה (בקרות או חולים); (3) הוסרו תרכובות שהיו להן חריגים קיצוניים המשפיעים בדרך כלל על הקשר הליניארי (שיטת z-score שונה לזיהוי חריגים, עם סף של z > 6). כאשר החריג נמצא רק בנתוני נקודת הזמן, התרכובת הזו הוסרה עבור כל השוואות נקודת הזמן בלבד. כאשר נמצאה החריגה בנתוני היחס, התרכובת הזו הוסרה עבור כל השוואות היחס בלבד. סיכום התרכובות שעמדו בקריטריונים לעיל מוצג כמפת חום של ערכי R באיור 9.

מפת החום מכילה מטבוליטים המשתרעים על פני 35 מסלולי משנה עם ייצוג יתר של מסלולי משנה בנתיב העל של חומצות אמינו, 11 מתוך 15. בתוך מסלולי המשנה של חומצות אמינו, חילוף החומרים של טריפטופן כמו גם חילוף החומרים של לאוצין, איזולאוצין ווואלין, היו התרכובות המושפעות ביותר, עם 9 /21 (43%) ו-8/27 (30%), בהתאמה

Kynurenate הוא חלק ממסלול הטריפטופן והוא אחד המטבוליטים עם ההבדל הקיצוני ביותר במקדמי המתאם בין ה-ME/CFS לבין קבוצות הביקורת (איור 9, P4/P1 עם U3/U1). תרשימי המתאם של kynurenate עבור כל ההשוואות ממפת החום של איור 9 מוצגים באיור 10א. אנו יכולים לראות את המתאמים ההפוכים בגרף "P4/P1 עם U3/U1" כאשר R=0.74 (ME/CFS) ו-R=-0.77 (בקרות). המתאם החיובי החזק בחולי ME/CFS עקבי לאורך כל מתאמי היחס, בעוד שהמתאם השלילי בביקורות אינו עקבי. מתאמי נקודת הזמן מראים דפוס דומה, עם מתאם חיובי חזק עבור קבוצת ME/CFS. בעוד שkynurenate היא תרכובת הטריפטופן היחידה עם מתאמים הן בנקודת הזמן והן בצד היחס של מפת החום, ההבדלים שנראו בקורלציות הפלזמה והשתן בשמונת התרכובות האחרות, המופיעות במקומות שונים במסלול הטריפטופן, מעידים על תופעה עמוקה חוסר ויסות של מסלול זה בחולי ME/CFS בהשוואה לביקורות. בנוסף, תרכובת נוספת במפת החום, קינולינאט, היא המטבוליט שמקשר את חילוף החומרים של טריפטופן למטבוליזם של ניקוטינט וניקוטינמיד, שהוא מסלול חיוני ליצירת NAD+ ו-NADP+. ההשערה היא שחוסר ויסות במסלול kynurenate הוא הגורם הבסיסי לפתופיזיולוגיה של ME/CFS בשל תפקידו המרכזי בייצור אנרגיה סלולרית ומעורבות בתיווך התגובה החיסונית כפי שנסקר על ידי Kavyani et al. [45].

לשמונה תרכובות בתת-נתיב לאוצין, איזולאוצין ו-וואלין היו הבדלים במתאמים בין חולי ME/CFS ובקרות עבור השוואות נקודת הזמן והיחס שנבחרו (איור 9). עבור חמש מהתרכובות הללו, ההבדלים היו ביחסים שלאחר האימון, כאשר לארבע מתוך חמש התרכובות יש הבדלים בקורלציה של U3/U1 (24 שעות לאחר אימון/שתן בסיס) עם P3/P2 (24 שעות שלאחר האימון /15 דקות לאחר אימון פלזמה). Beta-hydroxy isovalerate היא תרכובת כזו, עם מתאם חיובי חזק ומשמעותי בחולי ME/CFS בין U3/U1 ו-P3/P2 ומתאם שלילי חלש ולא מובהק בביקורת (איור 10B). Beta-hydroxy isovalerate גם משתנה באופן משמעותי לאורך זמן בשתן של חולי ME/CFS בהשוואה לביקורות ב-LMM (איור 6D). שמונה תרכובות אלו משתרעות על כל שלושת הענפים של מסלול הקטבוליזם של BCAA. Isovalerylglycine ו- Isovalerylcarntine מיוצרים במהלך קטבוליזם לאוצין (קטוגני). 2-methylbutrylcarnitine ו-3-methyl-2-isovalerate מיוצרים במהלך קטבוליזם של איזולאוצין (קטוגני וגלוקוגיני). Betahydroxyisovalerate, כפי שהוזכר לעיל, נמצא במורד הזרם של קטבוליזם ולין (גלוקוגני). זוהי עדות נוספת לכך שקיימת התאוששות מטבולית לא מתפקדת מפעילות גופנית בחולי ME/CFS הקשורה לקטבוליזם BCAA, המשפיע על שלושת ה-BCAAs. לשלושת ה-BCAAs יש אנזים משותף המעורב בשלב הראשון של המסלול, BCAA aminotransferase. עם זאת, בהתחשב בכך שיש חוסר ויסות בכל כך הרבה תת-מסלולים של חומצות אמינו, סביר להניח שזו עדות לבעיה מטבולית גלובלית יותר.

בתוך מסלול העל של שומנים, ארבעה תת-מסלולים לגבי סטרואידים משכו גם את תשומת ליבנו. ואכן, לשמונה תרכובות סטרואידים מארבעה תת-מסלולים היו מתאמים שונים בין פלזמה לשתן בחולי ME/CFS ובבקרות, כולל סטרואידים אנדרוגנים, קורטיקוסטרואידים, סטרואידים פרגננולון וסטרואידים פרוגסטין (איור 9). ל-Pregnanediol-3-glucuronide, שהוא סטרואיד פרוגסטין ותוצר של קטבוליזם של פרוגסטרון, יש מתאם חיובי חזק ומשמעותי (R=0.78) בין U3/U1 ו-P3/P1 ב-ME/CFS חולים ומתאם שלילי חזק ומשמעותי בבקרות הבריאות (R=-0.8) (איור 10C). בחולי ME/CFS, כאשר pregnanediol- 3-glucuronide עולה בפלזמה 24 שעות לאחר האימון, הוא גם עולה בשתן ולהיפך. בעוד שבביקורות הבריאות, לנבדקים עם העלייה הגדולה ביותר בריכוז השתן של pregnanediol-3-glucuronide 24 שעות לאחר אימון יש ירידה ברמות הפלזמה. מגמה זו נראית במתאם שתן ופלזמה עבור השוואות היחס האחרות. תרכובת זו משתנה באופן משמעותי גם ב-LMM בין חולי ME/CFS לביקורות, כאשר לביקורות יש עלייה עקבית לאחר אימון בריכוז השתן, שאינה נראית בחולי ME/CFS (איור 7B). בכל ההשוואות של ארבע זמן, רמות הפלזמה והשתן של pregnanediol-3-glucuronide נמצאות בקורלציה גבוהה בשתי קבוצות הנבדקים, מה שהוכח בעבר [46]. רק כאשר בוחנים את השינוי לאורך זמן לאחר פעילות גופנית מתגלים ההבדלים בין חולי ME/CFS ובקרות בריאות. למרות שרמות הפרגנידיול-3-גלוקורוניד אינן מדווחות במחקרי פעילות גופנית חריפה, היא נמדדה לאורך כל מחזורי הווסת בפעילות גופנית לעומת נשים בישיבה, ולנשים המתאמנות יש בדרך כלל רמות נמוכות יותר בשתן בהשוואה לנשים בישיבה [46,47] . בהתחשב בתוצאות שלנו, יתכן שפעילות גופנית חריפה מובילה בתחילה לעלייה ברמות הפרגנידיול -3-גלוקורוניד בשתן אצל נשים בישיבה בריאות כשהן מפרישות אותו ולא מחליפות אותו. תגובה בריאה זו לפעילות גופנית אינה מתרחשת בחולי ME/CFS, מה שמהווה עדות נוספת לתגובה המטבולית המשתנה הכוללת שלהם לפעילות גופנית.

יצרנו מפת חום נוספת המכילה לא ידועים, מולקולות מאופיינות חלקית ורכיבי מזון העומדים באותם קריטריונים המשמשים ליצירת איור 9 (איור משלים S5). זה מסופק כמידע נוסף כדי להמחיש את הפוטנציאל של כמה מטבוליטים שטרם זוהו. כדוגמה, X-25524 מציג באופן עקבי מתאם חיובי חזק עבור קבוצת ME/CFS אך ללא מתאם עבור קבוצת הביקורת ללא קשר לפעילות גופנית. זיהוי תרכובת כזו עשוי לסייע בפיתוח סמן אבחנתי ל-ME/CFS על ידי מדידת ריכוזי דם ושתן.

【צור קשר】 דוא"ל: george.deng@wecistanche.com / WhatsApp:008613632399501/Wechat:13632399501