Vermoeidheid (waaronder CVS, ME en fibromyalgie)

Een gebrek aan energie (vermoeidheid) is wel zo’n beetje de vaakst gehoorde klacht in de praktijk van elke dag. Bij de dokter. En bij INNR. Nu is er sprake van normale vermoeidheid en abnormale vermoeidheid. De grens is met een beetje nuchterheid wel aardig te trekken. Als ik een wandeling maak van 10 kilometer of een fietstocht van 50 kilometer, is het logisch dat ik fysiek vermoeid ben. Heb je een hele goede conditie of ben je sporter, dan kun je zelfs een marathon lopen of de Tour de France uitfietsen. Ook in die extreme gevallen houdt het echter een keertje op en moet je ‘bijtanken’.  

In deze blog richt ik me vooral op extreme vermoeidheid, zelfs bij de geringste inspanning. Steeds meer mensen krijgen voor hun onverklaarbare vermoeidheid, vaak gepaard met hoofdpijn, hersenmist en spierpijn, de diagnose ‘chronisch vermoeidheidssyndroom’ (CVS), ‘fibromyalgie’ of ‘myalgisch encefalomyelitis’ (ME).

Eigenlijk zijn dit geen echte diagnoses, maar een soort optelsom van symptomen die we vervolgens als syndroom of ziekte bestempelen. Zo staat fibromyalgie letterlijk voor ‘pijn aan de spieren (myalgie) en vezels (fibro)’. ME staat weer voor ‘myalgie’ (spierpijn dus) en ‘encefalomyelitis’ verwijst naar ontstekingen in de hersenen en/of het ruggenmerg. Het meest kenmerkende symptoom van ME/CVS maar ook wel van fibromyalgie is post-exertionele malaise (PEM). Dit betekent dat na een minimale lichamelijke of mentale inspanning de klachten extreem verergeren, vaak pas na 24 of 48 uur. Andere symptomen zijn:

• Extreme uitputting;
• Cognitieve problemen als hersenmist en concentratieproblemen;
• Slaapproblemen (je rust niet uit);
• Pijn in spieren en gewrichten;
• Orthostatische intoleranties, zoals duizeligheid bij verandering van houding (doordat je bloeddruk zich niet aanpast) en hartkloppingen (door compensatie an het energietekort gaat je hart sneller/harder pompen).

In deze blog ga ik vooral in op het proces hoe we, als we gezond zijn, energie produceren en probeer alle factoren te beschrijven die een rol spelen in het genereren van voldoende energie. Het is geen gemakkelijke materie en vooral biochemisch van aard, maar ik zal mijn best doen om het zo simpel mogelijk op te schrijven. En als het je allemaal ‘duizelt’ van de begrippen en complexiteit: aan het einde van blog vat ik alles samen en maak het vooral praktisch door op te schrijven wat je moet doen.

De nadruk in deze blog ligt op celademhaling. Want in de kern wordt daar uiteindelijk de echte energie gevormd. Wees je dus bewust dat dit veronderstelt dat de voorgaande processen in of op orde zijn. Toch lijkt het me verstandig om eerst het proces dat voorafgaat aan de celademhaling globaal te beschrijven.

Ik structureer deze blog in de volgende paragrafen:

Spijsvertering

Eigenlijk gaat het proces van spijsvertering over het omzetten van voeding/drank naar nutriënten. We eten en drinken en al die dingen moeten (meestal) worden afgebroken tot stofjes die je lichaam nodig heeft. In essentie gaat het over deze dingen:

• Koolhydraten;
• Eiwitten;
• Vetten;
• Vitamines;
• Mineralen;
• Vezels en andere stofjes, zoals bioflavonoïden.

Grondstoffen

Ons lichaam moet elke dag worden voorzien van grondstoffen (vasten daargelaten). De belangrijkste bron van energie is glucose, maar je lichaam kan ook energie maken uit  vetten en zelfs eiwitten. De enzymen die je voor dit proces nodig hebt en de inhoud van je cellen bestaan weer vooral uit eiwitten, dus onderschat dat niet. Ik laat die eiwitten/aminozuren in deze blog buiten beschouwing, want anders wordt het té complex.

De eerste vraag is dus welke ‘grondstoffen’ je binnenkrijgt, oftewel wat je dagelijks al dan niet eet. Bestaat je dieet vooral uit pizza’s, pannenkoeken, patat en rijst en vooral geen groenten, fruit en vlees of vis, dan kun je wel raden dat er een onbalans zit in je inname. Drink je elke dag frisdrank of energiedrankjes, dan weet je ook wel dat er iets niet goed gaat. In de regel zie je in Westerse samenlevingen vooral te veel inname van koolhydraten (suikers en zetmeel) en foute vetten (plantaardige oliën) en te weinig inname van eiwitten, vitamines, mineralen (!), goede vetten, vezels en bioflavonoïden. Tel daarbij op dat veel voeding bewerkt is, vol zit met E-nummers en verschraald is qua gehalten vitamines en mineralen en je begrijpt dat we hier de eerste problemen al te pakken kunnen hebben. Maar stel nu dat we ons best doen om gezond te eten en dat ook echt doen, wat is dan het volgende proces? Dan hebben we het over de omzetting van voeding in ‘hapklare’ brokken die je lichaam kan verbruiken.

Verwerking van grondstoffen

Als we dingen eten of drinken, moeten die worden afgebroken. Het proces van mond tot k*nt moet dus goed verlopen. Dat begint al in je mond bij kauwen, vervolgens komt je maag in beeld met (hopelijk) voldoende maagzuur en enzymen. Dan gaat de substantie naar je darmen en komen er nog meer enzymen en gal bij die de voedselbrij verder afbreken tot ‘hapklare brokken’.  De afgebroken voedselbrij passeert je darmwand (vooral de dunne) waar er een uitwisseling ontstaat tussen de stofjes in je darmen en de bloedbaan. Er zitten allerlei transportmechanismen in die darmcellen, maar ook ‘gaten’ zodat delen van de voedselbrij die darmwand kunnen passeren.

Ik schrijf dit bewust zeer simplistisch op, want je zult begrijpen dat dit proces alleen al veel, veel ingenieuzer werkt dan ik hier opschrijf. Bij fenomenen als ME/CVS of fibromyalgie zou het best zo kunnen zijn dat dit proces op onderdelen niet optimaal functioneert (met name de opname in de darmen niet of door een gebrek aan maagzuur). Maar de eerlijkheid gebiedt te zeggen dat de meeste mensen die ik ken en hiermee worstelen niet extreem mager zijn of enorme hoeveelheden moeten eten om op gewicht te blijven. Eigenlijk zeg ik dat dit niet het eerste is waar ik bij mensen met extreme vermoeidheid naar zou kijken. Belangrijk, essentieel zelfs, maar bij extreme vermoeidheid is er vaak veel meer aan de hand. Tenzij je immuunsysteem of de hormonale functies ook niet goed werken, want dan kunnen je maag en darmen wel degelijk bijdragen aan de problemen.

Terzijde: B12-waarden zijn de beste graadmeter voor problemen met (een tekort aan) maagzuur. Darmproblemen kun je niet een op een koppelen aan één stofje, maar er zijn wel aanwijzingen of markers voor:

a. Zonulinetest: zonuline is een eiwit dat de verbindingen tussen darmcellen reguleert (tight junctions). Een verhoogde waarde in bloed of ontlasting wijst erop dat deze verbindingen te ver openstaan. De stofjes die dan in je bloedbaan komen, hebben vaak effect op je immuunsysteem dat daardoor aanslaat;

b. Lactulose-mannitoltest: je drinkt een drankje met deze twee suikermoleculen met een verschillende molecuulgrootte. Door te meten hoeveel van deze suikers in je urine terechtkomen (via de bloedbaan en de nieren), kan worden bepaald of de darmwand stoffen doorlaat die er normaal niet doorheen kunnen. Tref je het dus aan in je urine, dan betekent het dus dat de poortjes in je darmen te groot zijn en te veel stoffen doorlaten. Het gaat dus om de ratio tussen beiden. Of, in het geval van malabsorptie, een laag getal van beiden;

c. Tenslotte kun je ook kijken naar calprotectine (ontstekingsmarker) of histamine in je ontlasting. Of in het uiterste geval een biopt laten nemen.

We nemen voor nu even aan dat alles met je maag, enzymen- en gal-producerende organen in orde is en dat je darmwand ‘gewoon’ goed functioneert. Hoe gaat het dan verder?

Transport en opslag

De grondstoffen (voedingsstoffen) zijn uitgepakt door maagzuur en spijsverteringsenzymen en zijn via de darmwand in de bloedbaan terechtgekomen. Daar ontstaat een wezenlijke splitsing! De wateroplosbare stofjes gaan via de poortader naar de lever. De lever controleert de stofjes, ontgift en bewerkt ze eventueel en beslist vervolgens of ze moeten worden opgeslagen of direct naar de cellen moeten worden gestuurd. De stofjes die via de poortader aan de lever worden aangeboden, zijn:

• Koolhydraten (vormen van suikers als glucose en fructose);
• Eiwitten in de vorm van aminozuren;
• Wateroplosbare vitamines, zoals de B-vitamines en vitamine C;
• Mineralen als magnesium en koper;
• Water.

En dan zijn er nog vetten en vetoplosbare stoffen. Vetten zijn te groot en niet oplosbaar in bloed. Daarom nemen zij een ‘omweg’ buiten de poortader en lever om, worden verpakt in kleine transportbolletjes (chylomicronen) en gaan via de lymfevaten richting het hart om vervolgens via de ductus thoracicus in de bloedsomloop terecht te komen. Deze stoffen komen dus in de bloedbaan via een andere route, worden in eerste instantie niet gefilterd of gecontroleerd, maar zijn daardoor ook wel sneller beschikbaar voor weefsels. ‘Maar’, zul je zeggen, ‘je kunt toch geen vettige stoffen in een waterig bloedbaan stoppen? Dan gaan die vetten toch stollen, precies zoals ik jus in het afvoerputje gooi?’ Je hebt een goed punt te pakken. Vetoplosbare stoffen kunnen niet zomaar door de bloedbaan gaan. Dus worden ze verpakt in een wateroplosbaar jasje van eiwit en fosfolipiden. Zodra die stofjes langs weefsels stromen, wordt het wateroplosbare jasje opengeknipt door enzymen (lipoproteïne-lipasen) en wordt de vetoplosbare stof vrijgegeven. Probleem opgelost. Welke stoffen volgen eigenlijk deze route?

• Vetten (lange-keten-vetzuren en triglyceriden);
• Vetoplosbare vitamines als vitamine A, D, E en K;
• Co-enzym Q10 uit voeding of supplementen.

Het belangrijkste bij die transportmechanismen is de aanwezigheid van ‘transporters’ oftewel de ‘taxi’s’. Die transportmiddelen zijn veelal eiwitten/aminozuren al dan niet met hulpstoffen. Dus als je al geen aminozuren hebt door bijvoorbeeld te weinig maagzuur, dan kun je grondstoffen binnenkrijgen, maar er is geen ‘heftruck’ om ze naar de plaats van bestemming te brengen. In het lichaam gaat dit ook zo. We slaan dingen op in weefsels. Sommige stofjes op één plaats, andere overal verspreid door het lichaam. Maar één ding is wel duidelijk: als het magazijn vol zit, moet je het ergens anders kwijt. Zo wordt een teveel aan calcium opgeslagen in zachte weefsels omdat het magazijn ‘botten’ vol zit. Daardoor krijg je verkalkingen. Als het tussenmagazijn leeg is, dan is er geen voorraad en worden alle stoffen direct ingezet voor productie. Dat zie je bij ijzer: ferritine is de voorraad, transferritine de heftruck en de behoefte (productie) zit met name bij de aanmaak van rode bloedcellen.

Goed, terug naar de grote lijn: je hebt gegeten en gedronken, de voeding is afgebroken in nutriënten zijn in je bloedbaan terechtgekomen en al dan niet opgeslagen. En dan? Dan komen we bij het echte proces waar stofjes worden omgezet in energie. Maar je begrijpt dat alles wat ik hiervoor beschreef op orde moet zijn. En dat is al een hele klus, om het maar plastisch te zeggen. Want tijdens dat transport- en opslagproces kan er ook nog zoveel fout gaan. Ik veronderstel nu gemakshalve maar dat alles in het voorgaande proces goed is gegaan. We gaan eindelijk energie in de cellen produceren. Het proces van energie maken in de cellen, is mega-complex, maar ik kan het niet versimpelen omdat deze blog anders geen toegevoegde waarde gaat opleveren voor mensen met een enorm gebrek aan energie. Dus ik neem je mee naar de energiefabriek in de cellen.

Metabolisme

Een ander woord voor metabolisme is ‘stofwisseling’. Immers, stofje A wordt via een aantal stappen omgezet in stofje B. Het Griekse woord ‘metabolé’ betekent ‘verandering’. Dus stofwisseling en metabolisme zijn twee woorden met dezelfde betekenis en slaan op alle biochemische processen in het lichaam.

Tenslotte hebben we het kernbegrip voor deze blog: celademhaling. Celademhaling is een specifiek onderdeel van onze stofwisseling en gaat over het genereren van energie. Dat is geen gemakkelijk onderwerp, maar wel cruciaal voor mensen met extreme vermoeidheid. Dus span je een beetje in om er iets van te begrijpen, zonder dat je al de moeilijke woorden hoeft te onthouden.

Nadat glucose door de darmwand is gegaan en bij de lever komt, volgen er drie stappen:

1. Een deel van de glucose wordt direct opgeslagen als reservevoorraad (glycogeen);
2. Een deel wordt omgezet in andere stoffen, zoals vet (lipogenese);
3. De rest wordt door de lever afgegeven aan de bloedbaan om naar de cellen te gaan.

De glucose komt aan bij de cel en wat gebeurt er dan? Die glucose moet de celwand passeren en doet dit door middel van insuline. Als je bloedsuikerspiegel stijgt, registreert je alvleesklier dit en geeft meer of minder insuline af. Insuline werkt als een sleutel op een slot. Aan de buitenkant van je cellen zitten ontvangers (receptoren) die registreren wat er in het bloedplasma circuleert. Zodra insuline in het slot past, krijgt de cel een seintje om transporteiwitten (meestal GLUT-4) naar de oppervlakte te sturen. Deze zorgen er letterlijk voor dat glucose in de cel kan binnenkomen. De cel moet dan wel fysiek goed functioneren. Dat heeft weer alles te maken met elektrolyten als natrium, kalium, magnesium, calcium en fosfor. Je zou kunnen zeggen dat de echte celademhaling de energiefabriek is, maar die fabriek moet wel voorzien zijn van water, druk, lucht en elektriciteit. Dat doen elektrolyten die vooral een rol spelen in de buitenste celmembraan en ervoor zorgen dat de fabriek kan werken. Zonder deze voorwaarden valt de fabriek sowieso stil, ook al heb je voldoende brandstof en cofactoren. Ik laat dit maar even rusten, want anders zie je ‘door de bomen het bos niet meer’.

Wat ik ook maar liever buiten beschouwing laat, is de invloed van medicijnen op dit hele proces. Dan heb ik het met name over statines, metformine, antibiotica (chinolonen) en chronisch gebruik van NSAID’s (ibuprofen, diclofenac, naproxen) die de koppeling tussen de citroenzuurcyclus en de echte ATP-productie loskoppelen. Speelt dit bij jou een rol, dan weet je wat je in ieder geval kunt doen. Of wat een rol kan spelen bij jouw gebrek aan energie.

Celademhaling (waar de energie gemaakt wordt)

In je cellen zitten ook weer organen (organellen genoemd), net zoals in je lichaam. Voor ons onderwerp zijn de mitochondriën het belangrijkste, want daar wordt de energie opgewekt. Zie mitochondriën als de energiefabriekjes in de cel. Even wat feiten?

In een gemiddeld volwassen lichaam zitten naar schatting zo'n 37 biljoen (37.000.000.000.000) cellen. Als we uitgaan van een gemiddelde van 1.000 tot 1.500 mitochondriën per cel, kom je uit op een onvoorstelbaar totaal. Er zitten naar schatting 37 tot 55 biljard mitochondriën in je hele lichaam.

Om dit getal wat tastbaarder te maken:

• In gewicht: Al deze minuscule energiefabriekjes samen wegen behoorlijk wat. Bij een gezond persoon is ongeveer 10% van het totale lichaamsgewicht afkomstig van mitochondriën. Als je 70 kilo weegt, draag je dus zo'n 7 kilo aan mitochondriën met je mee.
• In energieproductie: er wordt per dag zo'n 6 kilo aan energie gemaakt en verbruikt;
• Oppervlakte: Als je de binnenmembranen van alle mitochondriën in één volwassen persoon zou uitspreiden, zouden ze een oppervlakte beslaan van ongeveer 14.000 vierkante meter. Dat zijn bijna drie voetbalvelden aan energie-opwekkend oppervlak. 

Eenmaal binnen in de cel begint het proces van celademhaling. Terzijde: de normale manier van celademhaling is vooral aerobe (met zuurstof), maar bij extreme inspanning kan het lichaam ook overschakelen op anaerobe (zonder zuurstof) ademhaling. Anaerobe verbranding is alleen normaal als je een extreme inspanning moet leveren en je longen niet voldoende zuurstof bij je cellen kunnen krijgen, zoals bij een sprintje trekken. De anaerobe vorm van verbranding is overigens de standaard manier van energieopwekking in rode bloedcellen, omdat die geen mitochondriën hebben. Het belangrijkste voor dit moment: anaerobe verbranding (ook wel gisting of fermentatie genoemd) leidt tot omzetting van glucose in lactaat (= melkzuur), wat verzuurde, pijnlijke spieren veroorzaakt. Aerobe verbranding leidt tot ATP. De energie voor het lichaam heet ATP, dat staat voor adenosinetrifosfaat. Uit de naam kun je al afleiden wat het is: adenosine (een basismolecuul) met drie fosfaatgroepen die aan elkaar vastzitten.

Terug naar de normale lijn van energievoorziening. De glucose zit in de cel en wordt vervolgens omgezet in drie hoofdstappen die weer onderverdeeld zijn in sub-stappen.

De hoofdstappen van de celademhaling:

I. Glycolyse: een glucosemolecuul wordt in tweeën gesplitst. Dan krijg je een tussenproduct met de naam pyruvaat. Dit proces kan nog zonder zuurstof.

II. Citroenzuurcyclus (Krebscyclus): het pyruvaat gaat naar de mitochondriën (de energiefabriekjes van de cel). Hier wordt het verder afgebroken. Er komt bij dit proces CO2 vrij dat je uitademt en er worden ‘waterstof-dragers’ opgeladen. Dit zijn een soort volle batterijen die klaarstaan voor de volgende stap.

III. Oxidatieve fosforylering: de opgeladen batterijen uit de vorige stap geven hun energie af aan een keten van eiwitten. Aan het einde van die keten staat zuurstof klaar om de gebruikte deeltjes op te vangen en te binden aan waterstof. Hierbij ontstaat water en een enorme hoeveelheid ATP. Zonder zuurstof loopt dit proces dus vast en krijg je anaerobe verbranding met melkzuur als output.

Sorry voor de complexiteit, maar we willen uit orthomoleculair oogpunt vooral weten welke stofjes een rol spelen in dit totale proces. Daarom zal ik de nutriënten die genoemd worden even vetgedrukt weergeven.

AdI: De eerste hoofdstap is glycolyse, het knippen van glucose in pyruvaat.

Voor dit splitsen heb je het volgende nodig:

• Enzymen, zoals hexokinase, die magnesium nodig hebben;
• NAD+ dat staat voor nicotinamide-adenine-dinucloteïde. Dit is een hulpstof (co-enzym) die elektronen opvangt tijdens het splitsen. Zonder NAD+ loopt het proces direct vast. NAD+ wordt in je cellen zelf aangemaakt uit vitamine B3 (niacine) maar je lichaam kan het ook maken uit tryptofaan;
• Een klein beetje ATP dat ook magnesium nodig heeft om te stabiliseren.

We hebben nu pyruvaat dat naar de mitochondriën moet. Dat gaat niet zomaar. Het moet eerst worden omgezet in Acetyl-CoA. Voor die omzetting heb je vitamine B1 (thiamine) nodig. Pas als pyruvaat omgezet is in Acetyl-CoA kan de volgende hoofdstap beginnen: de Krebscyclus of citroenzuurcyclus genoemd. Terzijde: ook eiwitten en vetten worden omgezet in Acetyl-CoA. Voor de vorming van Acetyl-CoA heb je de volgende bouwstenen nodig:

• Vitamine B5 dat de kern van CoA-molecuul is;
• Vitamine B5 wordt in de cel via een aantal stappen gekoppeld aan andere moleculen, waaronder cysteïne en ATP) om het grote, complexe molecuul Co-enzym A te vormen;
• Het belangrijkste onderdeel dat door deze omzetting ontstaat, is een actieve zwavelgroep (thiolgroep) aan het uiteinde;
• Co-enzym A grijpt pyruvaat vast en vormt Acetyl-CoA.

Terzijde: bij vetverbranding werkt het net iets anders. Dan heb je vooral carnitine nodig om vet in de tweede stap te krijgen. 

AdII: De tweede hoofdstap is de citroenzuurcyclus. In de kern van de mitochondriën bevindt zich een ‘vloeistofkamer’ met daarin honderden verschillende enzymen die nodig zijn voor de stofwisseling. Dit is de motor van de cel en je kunt het zien als een draaiend rad van acht chemische reacties waarbij het hoofddoel is om elektronen te oogsten voor de laatste fase van de celademhaling. Let op: het gaat hier dus nog niet over ATP-productie.

De acht stappen van de cyclus zijn:

1. Condensatie: Acetyl-CoA (2 koolstofatomen) bindt zich aan oxaalacetaat (4 koolstofatomen) om citraat (6 koolstofatomen) te vormen;
2. Isomerisatie: citraat wordt omgezet in isocitraat;
3. Eerste oxidatie: isocitraat wordt omgezet in alfa-ketoglutaraat. Hierbij wordt de eerste NADH (energiedrager) geladen. Hiervoor is alfa-liponzuur en mangaan nodig;
4. Tweede oxidatie: alfa-ketoglutaraat vormt Succinyl-CoA waarbij een tweede NADH wordt geladen. Hiervoor is (opnieuw) vitamine B1 nodig;
5. Substraat-niveau Fosforylering: Succinyl-CoA wordt omgezet in succinaat;
6. Derde oxidatie: Succinaat wordt omgezet in fumaraat. Hierbij wordt een andere energie-drager geladen met de naam FADH2. Voor deze stap is vitamine B2 nodig;
7. Hydratatie: door toevoeging van water wordt fumaraat omgezet in malaat;
8. Regeneratie: Malaat wordt weer omgezet in oxaalacetaat (uit stap 1) waarbij het hele proces opnieuw plaatsvindt bij het volgende Acetyl-CoA-molecuul. Bij deze laatste stap wordt de derde en laatste NADH geladen. 

Je moet NADH en FADH2 dus vooral zien als ‘gevulde rugzakjes’ met elektronen en NAD+ en FAD als ‘lege rugzakjes’ die je in voldoende mate nodig hebt om elektronen te oogsten. Maar waar komt nu opeens die FAD vandaan? Die wordt, net als NAD+, gemaakt in de cel zelf uit vitamine B2. Wat heb je verder nog nodig, naast de vier al genoemde B-vitamines? Dan gaat het vooral om magnesium, ijzer, zwavel, mangaan en alfa-liponzuur. Magnesium is onmisbaar bij elke stap waarbij energie of fosfaatgroepen worden overgedragen. IJzer en zwavel zijn nodig voor de enzymcomplexen, evenals mangaan.

Complex, ingewikkeld, kwetsbaar, bewonderingswaardig; het zijn woorden die door mijn hoofd gaan als ik dit allemaal opschrijf. En dan te bedenken dat in sommige cellen wel 60.000 mitochondriën zitten! Dit gaat dus continue over ontelbare hoeveelheden chemische reacties in je lichaam. Terwijl jij ‘gewoon’ aan het fietsen bent. Of aan het slapen.

AdIII: De derde hoofdstap heet oxidatieve fosforylering. Je zou het de grote finale kunnen noemen, want in de voorgaande stappen werden vooral de voorbereidingen getroffen.

De output van hoofdstap 2 bestaat dus uit elektronendragers NADH en FADH2, waarbij NADH iets meer elektronen levert dan FADH2. Deze dragers gaan nu naar het binnenmembraan van de mitochondriën en leveren daar hun elektronen af aan eiwitcomplexen. Nadat ze die hebben afgegeven, veranderen ze dus weer in NAD+ en FAD en gaan weer terug om nieuwe elektronen te ‘maken’. Waar leveren zij hun elektronen af? Dat werkt als volgt.

In het binnenmembraan van de mitochondriën zitten interne plooien (cristae) waar het volgende proces plaatsvindt. Dat proces bestaat uit twee nauw verbonden onderdelen: de elektronentransportketen en chemiosmose. Verder moet je weten dat er in die binnenplooien vijf grote eiwitcomplexen zitten (eenvoudig aangeduid met de nummers I t/m IV) en twee mobiele dragers.

1. Complex I (NADH-hydrogenase): in dit complex geeft NADH zijn 2 elektronen af aan een stofje met de naam flavine-mononucloteïde (FMN). Dit stofje ontvangt de 2 elektronen van NADH als eerste op als een soort adapter. De elektronen worden nu een voor een doorgegeven aan ijzer-zwavelclusters die ze verder de keten insturen. FMN is te beschouwen als de actieve vorm van vitamine B2 (riboflavine) dat met behulp van wat ATP en magnesium wordt omgezet. Zonder B2 stokt het proces al voordat de elektronen in Complex I zijn aangekomen;
2. Complex II (Succinaat-hydrogenase): hier geeft FAD2 zijn elektronen af, opnieuw met behulp van vitamine B2 en zwavelclusters;
3. Mobiele drager I: Co-enzym Q10 vervoert de elektronen van Complex I en II naar Complex III. Q10 is dus onmisbaar in dit proces;
4. Complex III (Cytochroom-bc1-complex): hiervoor heb je cytochromen nodig en opnieuw ijzer- en zwavelclusters;
5. Mobiele drager II: Cytochroom C vervoert elektronen van Complex III naar Complex IV. Hiervoor heb je opnieuw ijzer nodig (heemgroepen);
6. Complex IV (Cytochroom-c-oxidase): uiteindelijk komen de elektronen hier in aanraking met zuurstof. Bij dit proces spelen ijzer en koper de hoofdrol. In het bijzonder geldt dit wel voor koper. In dit complex zitten namelijk twee kopercentra (Cua en CuB) die de gegenereerde elektronen verzamelen. Omdat koper in staat is om zuurstof heel stevig vast te houden, is dit cruciaal om de zuurstof te koppelen aan de elektronen en waterstofionen. Zonder koper ontstaat er dus een opstopping in de keten. De elektronen kunnen nergens heen, de turbine (protonpomp) stopt en de ATP-turbine (zie volgende fase) valt stil. Bovendien zorgt een gebrek aan koper op deze plek voor het weglekken van elektronen, wat gevaarlijke vrije radicalen veroorzaakt.

Dan komen we bij de laatste stap in Complex V dat chemiosmose wordt genoemd. In dit laatste proces gebeuren er twee dingen:

1. Complex V (ATP-synthase): door het verschil in spanning wordt een soort turbine aangedreven die uiteindelijk wordt gebruikt om een fosfaatgroep te koppelen aan ADP waardoor die wordt omgezet in ATP. Een beetje plastisch omschreven zou je de output van hoofdstap 2 (citroenzuurcyclus) de volgeladen accu voor hoofdstap 3 (de elektronentransportketen en chemiosmose) kunnen noemen.
2. In de laatste fase worden die elektronen gebruikt om een (letterlijke) turbine aan te drijven die ADP (een leeg molecuul zonder energie) omzet in ATP door er een fosfaatgroep aan te koppelen. Het letterlijke verschil tussen ADP en ATP is het verschil van één fosfaatgroep (de ‘D’ staat voor ‘Di’ en de ‘T’ staat voor ‘Tri’). En hoe kom je aan die fosfaatgroepen? In eerste instantie uit voeding in de vorm van fosfor (in de vorm van fosfaat) uit vlees, vis, zuivel en noten. Eenmaal in de cel wordt fosfaat talloze keren hergebruikt. In het filmpje in de voetnoot wordt een en ander nog eens grafisch uitgelegd.[1]Misschien helpt dat een beetje om de complexiteit te reduceren.

Ben je nog aangehaakt? Zo ja, dan ben je al een aardige biochemicus aan het worden, De gemiddelde dokter heeft dit ooit moeten leren, maar weet dit waarschijnlijk allang niet meer. Maar jij en ik, als fanatiekelingen om de grondoorzaak te vinden van een gebrek aan energie, weten nu meer dan menigeen. Maar we misten nog één klein stofje in de opsomming: creatine. Dat is een eiwit dat we normaliter zelf kunnen aanmaken en fungeert als reserve-accu waardoor we altijd wat stroom hebben als de vraag naar energie bliksemsnel stijgt. Bij zowel creatine als carnitine zit er een relatie met het MTHFR-gen. 

Zijn we er nu dan? Nee, helaas. Want net als bij een auto, ontstaan er bij verbranding in de cel afvalstoffen waar je vanaf moet. Zonder goede afvoer geen goede verbranding. Duw maar eens een prop in de uitlaat van je auto...

Afvalstoffen

Welke stoffen ontstaan er bij de celademhaling die moeten worden afgevoerd? Bij een perfect lopende verbranding komt er alleen Co2 en water vrij. Co2 wordt direct in de bloedbaan opgenomen en uitgeademd. Bij een perfecte verbranding is productie van afvalstoffen minimaal en de afvoer optimaal. Maar ook dit gaat niet vanzelf. Je hebt er de volgende enzymen voor nodig:

• Koolzuuranhydrase: een enzym met zink;
• Superoxidedismutase (SOD): een enzym met mangaan;
• Glutathionperoxidase: een enzym met selenium;
• Catalase: een enzym met ijzer;
• Magnesium: zorgt ervoor dat de cel niet verzuurt en kan ‘pompen’.

Je kunt er echter wel vanuit gaan dat bij mensen met CVS, ME of fibromyalgie die verbranding zeker niet op orde is; anders zouden ze niet moe zijn of spierpijnen hebben. Een gebrekkige aerobe verbranding leidt dan tot de volgende (extra) afvalstoffen:

• Koolstofdioxide (Co2) omdat die niet goed wordt afgevoerd en daardoor ophoopt in de weefsels. Samen met water wordt Co2 koolzuur. Dit verlaagt de pH-waarde in de cel;
• Superoxide: dit moet onschadelijk gemaakt worden door enzymen SOD;
• Waterstofperoxide: ontstaat als superoxide is aangepakt door enzymen. Als de vervolgenzymen dit niet snel genoeg oppakken (zoals catalase), stapelt zich dit op in de cel;
• Lactaat (melkzuur): ontstaat met name als de cel van aerobe naar anaerobe verbranding is gegaan. Dit veroorzaakt verzuring en spierpijn;Peroxinitriet: ontstaat wanneer superoxide niet wordt opgeruimd en reageert met stikstofoxide;
• Hydroxylradicalen: wanneer waterstofperoxide (punt3) niet snel genoeg wordt opgeruimd, reageert dit met vrij ijzer in je cel. Dit goedje is zo agressief dat het gaten slaat in je celmembranen en het DNA beschadigt;
• Protonen: losse waterstofionen die niet in ATP terechtkomen, zorgen voor verzuring binnen (!) het mitochondrium, waardoor de hele fabriek stilvalt.

Hoe kom je nu van al die (extra) afvalstoffen af? Daarvoor heb je de volgende (extra) stoffen nodig:

• Glutathion: de meester-vuilnisman en het belangrijkste wapen tegen peroxinitriet en hydroxyradicalen. Glutathion maken we zelf uit de aminozuren cysteïne (meestal uit NAC), glycine en glutamine. Je kunt het ook kant-en-klaar kopen;
• B-vitamines (vooral B1, B2 en B3): helpen om het opgehoopte lactaat weer terug om te zetten naar pyruvaat, zodat er weer ruimte is in de verbranding;
• Alfa-liponzuur: Dit is een unieke stof omdat het zowel in water als in vet werkt. Het ruimt vrije radicalen op én helpt bij het recyclen van gebruikte vitamine C, E en glutathion, zodat de "vuilniswagens" weer opnieuw kunnen rijden;
• Co-enzym Q10: Dit werkt als een soort "vanger" in de wand van het mitochondrium. Het vangt de ontsnapte elektronen op voordat ze superoxide kunnen vormen;
• Magnesium: Onmisbaar om de protonenpompen te laten draaien die de cel helpen om de verzuring (door lactaat en Co2 letterlijk naar buiten te pompen).

Inmiddels begrijp je wel dat het hele proces van celademhaling sterk afhankelijk is van nutriënten, enerzijds om energie te produceren en anderzijds om afvalstoffen af te voeren. Stokt het proces ergens, dan zijn we terug waar we mee begonnen: een totaal gebrek aan energie. Mocht je te kampen hebben met energieproblemen, houd dan in gedachten dat het alle (!) cellen raakt. Dus zowel de cellen in je hart, je spieren, je hersenen en zelfs je immuuncellen. Eigenlijk zie je vooral aan het aantal mitochondriën in cellen waar de meeste energiebehoefte is en waar de meeste ATP wordt geproduceerd:

• Hartcellen, spiercellen en hersencellen zijn de ‘energievreters’ en hebben de meeste behoefte aan magnesium en Q10;
• Lever- en hartcellen: kunnen ook vet omzetten in Acetyl-CoA en dus switchen van glucose naar vetverbranding;
• Rode bloedcellen kennen alleen (zuurstofarme) glycolyse en hebben dus weinig energie, omdat ze anders het zuurstof dat ze transporteren, zouden opeten;
• Kankercellen kiezen vaak voor de anaerobe route (zonder zuurstof) omdat ze de tussenproducten van de glycolyse nodig hebben als bouwstenen voor nieuwe cellen.

Kortom, elke cel heeft zijn eigen energievoorziening zoals we die net hebben beschreven, met uitzondering van rode bloedcellen. En dan zijn we eindelijk terug bij het begin van deze ingewikkelde blog: energie in relatie tot CVS/ME en fibromyalgie.

Samenvatting en stappenplan

We hebben zo even zeer gedetailleerd het hele proces beschreven hoe we van glucose energie maken. Je zag daar al verschillende vitamines en mineralen voorbijkomen. Maar niet allemaal worden ze opgebruikt, niet allemaal worden ze evenveel ingezet en nog belangrijker, niet allemaal krijgen we ze voldoende binnen. Tijd om eerst eens naar de hoeveelheden van elk molecuul te kijken per enkele cyclus glucose-ATP. Of iets eenvoudiger opgeschreven: de stoffen die je nodig hebt om één molecuul glucose te kraken en om te zetten in energie.

Dan krijgen we de volgende behoefte per dag:

Nutriënt	Waarvoor nodig?	Verhouding?
Vitamine B1	Voor de tussenstap naar Acetyl-CoA	5 mg
Vitamine B2	De basis voor FMN en FAD	15 mg
Vitamine B3	De basis voor NAD+	50 mg
Vitamine B5	De basis voor co-enzym A	15 mg
Magnesium	Nodig bij elke stap, vooral bij het splitsen van glucose en het activeren van de ATP-turbine	200 mg
IJzer	De kern van de transportketen om elektronen te geleiden langs de verschillende complexen	12 mg
Koper	Onmisbaar bij de laatste stap waarbij zuurstof wordt omgezet in water	1 mg
Fosfor	De fysieke bouwsteen die aan ADP wordt ‘geplakt’ om ATP te maken	Genoeg uit voeding
Zwavel	Onderdeel van de ijzer-zwavelclusters in de mitochondriën en van Co-enzym A	10 mg
Co-Q10	De ‘pendelbus’ voor elektronen	100 mg
Zuurstof	De ontvanger van de elektronen, aangevoerd via het bloed
Alfa-liponzuur	Een hulpstof in de citroenzuurcyclus	50 mg
Mangaan	Cofactor in stap 3 in de Krebscyclus	1 mg
Zink	Houdt de structuur van de mitochondriën (het bouwwerk) intact	15 mg
Vitamine E	Beschermen de mitochondriën tegen de vrije radicalen (‘vonken’) die vrijkomen bij de verbranding	10 mg
Selenium	Beschermen de mitochondriën tegen de vrije radicalen (‘vonken’) die vrijkomen bij de verbranding	50 mcg

 

Je ziet dat de hoofdrol weggelegd is voor magnesium en de B-vitamines. Maar onderschat niet dat het ontbreken van één stofje als koper het hele proces stilzet. Kortom, er zijn stofjes die de opbrengst van energie beperken (bijvoorbeeld een tekort aan vitamine B3), maar er zijn er ook waardoor het hele proces stopt. Het tekort aan het ene stofje leidt dus tot een haperende motor, terwijl een tekort aan het andere stofje leidt tot het volledig stilvallen van de motor. Er zijn vier stofjes waardoor het hele proces echt stilvalt: de energiecentrale gaat dicht. In de biochemie noemen we dat de ‘lethale-flessenhals-factoren’. Welke stofjes zijn dat dan?

• Zuurstof: zonder zuurstof kan Complex IV zijn elektronen niet kwijt. De hele keten van Complex I tot en met III staat onder stroom en stopt. Het gevolg is dat protonenpomp uit Complex I tot en met III stopt en de ATP-turbine valt stil. De cel moet direct overschakelen op anaerobe verbranding (met melkzuur als bijproduct waar je zere spieren van krijgt);
• IJzer: zonder ijzer is er simpelweg geen verbinding tussen de complexen;
• Vitamine B3: zonder B3 geen NAD+ (rugzakjes voor de elektronen), want NAD+ is de enige taxi die de brandstof (glucose) kan verbinden met de fabriek. Zonder B3 kan glucose niet worden gesplitst in pyruvaat. De hele verbranding stopt nog voordat hij begonnen is. Als je vitamine B3 (en dus NAD+ hebt) kan je cel zelfs energie maken in anaerobe staat;
• Koper: zonder koper kunnen de elektronen de keten niet verlaten om zich aan zuurstof te binden. De elektronen blijven dan steken in de eiwitcomplexen. De productie van ATP stopt onmiddellijk;
• Magnesium: zonder magnesium kan er in Complex V geen fosfaat aan ADP worden gekoppeld. Je hebt dan wel een draaiende turbine en werkende transportketen, maar je produceert geen eindproduct. De cel verbrandt dan wel energie maar kan het niet opslaan, wat leidt tot een snelle dood van de cel door oververhitting en energietekort.

Nog een kleine toelichting bij koper. Als ijzer of vitamine B3 ontbreekt is er geen transport mogelijk, maar als koper ontbreekt, proberen de eerste stappen in Complex I tot en met III vaak toch door te gaan. De elektronen kunnen echter niet weg, springen wild uit de keten en reageren direct met losse zuurstofmoleculen. Dit creëert een enorme explosie van superoxide (vrije radicalen). Zonder koper dus geen energie, maar bovendien verwoeste mitochondriën en uiteindelijk celdood.

Idealiter wil je eerst meten of er sprake is van mitochondriale disfunctie. Bij een auto kun je dit doen door een auto op een rollenbank te zetten en de input (benzine) te vergelijken met de output om te kijken of je geen vermogen verliest. Kan dit bij cellen ook? Ja, dat kan. Er zijn verschillende manier om te kijken hoe het met die mitochondriën zit.

Tests

a. Bioenergetic Health Index (BHI): deze test meet de zuurstofconsumptie en de reserve-ademhalingscapaciteit van de cel. Het laat zien hoeveel energie de cel nog extra kan genereren boven op de basisbehoefte. Bij CVS-patiënten is deze reservecapaciteit vaak uitgeput, wat betekent dat de cel nauwelijks extra glucose kan verbranden bij inspanning. Deze test gebruikt hiervoor witte bloedcellen. De aanbieder is Biovis in Duitsland.[2] Ook zag ik dat ze, naast BHI, ook organische zuren kunnen meten in urine die iets zeggen over de kwaliteit van de energiestofwisseling.[3] Deze tests zou ik niet als eerste aanbevelen en zeker niet voor mensen die weliswaar met moeheid te kampen hebben, maar nog geen CVS/ME hebben.

b. Lactaat-pyruvaatratio: deze test laat zien of glucose netjes wordt afgebroken wordt tot pyruvaat en dat pyruvaat vervolgens weer netjes wordt weggewerkt naar de mitochondriën. Normaal is de ratio 10:1 in rust, maar bij mensen met ernstige energieproblemen is deze ratio 20:1 en verandert de zuurgraad in de cellen aanzienlijk waardoor allerlei processen komen stil te liggen. Deze bloedtest is niet los online beschikbaar, maar wellicht kan dit wel via je huisarts of specialist. Of je doet de volgende test.

c. Organische zurentest: deze urinetest kijkt naar specifieke zuren als tussenproducten van de citroenzuurcyclus. Als bepaalde zuren te hoog zijn, wijst dit op een niet goed verlopende verbranding door een tekort aan cofactoren (B-vitamines, magnesium) of door schade door afvalstoffen (zoals peroxinitriet). Je kunt dan zien waar de verbranding vastloopt. De test is te koop bij Bloedwaardentest.nl.[4] Overigens bevat deze test ook de lactaat-pyruvaatratio uit het voorgaande stukje. Een andere aanbieder is World Health Laboratory met ongeveer dezelfde test.[5]

d. De wetenschappelijke gouden standaard is de Seahorse XF Analyzer. Daar kun je als gewone consument niet aankomen, dus laat ik dat verder maar even rusten. De test meet in ieder geval de zuurstofopname in de cel en de verzuring buiten de cel.

e. ATP-profieltest: meten de totale hoeveelheid ATP in cellen en hoe snel deze gerecycled kunnen worden. Bij CVS-patiënten zie je vaak dat de voorraad ATP snel uitgeput raakt en dat het herstel zeer traag verloopt.

Er zijn nog wel meer tests te koop, zoals Mitostress bij www.bloedwaardentest.nl, ook voor mensen die worstelen met long-covid. Het lijkt mij raadzaam bij CVS/ME/fibromyalgie vooral de organische zurentest (punt C) te doen, mede omdat die ook de lactaat-pyruvaatratio meeneemt.

Is er echter geen sprake van extreme vermoeidheid, dan zou ik eerder voor suppletie met de genoemde stoffen kiezen. Voor het geld van een test, kun je veel soorten supplementen uitproberen. Magnesium, een vitamine B-complex, Q10 en koper lijken me dan de handigste eerste opties. Je ‘repareert’ daarmee eerst de aanvoerkant. Mocht dit tot niets leiden, dan kun je vervolgens kijken naar de afvoerkant (glutathion). Kom je dan nog niet verder, dan moet je wel dieper gaan zoeken en daarvoor heb je bovengenoemde tests hard nodig. Is je immuunsysteem of zijn je hormonen in het probleem betrokken, dan moet je zeker naar artsen die verstand hebben van CVS/ME. En daar zijn er niet veel van (alhoewel ik er één ken).

Stappenplan

Maar wat zou ik nu doen bij een totaal gebrek aan energie? Dan zou ik stap voor stap het probleem ontrafelen:

Spijsvertering:

1. Heb ik voldoende maagzuur? Af te leiden aan B12-bloedwaarden, mits je niet gesuppleerd hebt;
2. Hoe is het met mijn darmen? Zonuline, lactulose-mannitoltest, calprotectine, CRP.

Transport en opslag:

1. Wordt mijn glucose wel opgenomen in de cellen door insuline? Doe de C-peptidetest om te kijken of je te veel of te weinig insuline aanmaakt;
2. Kan mijn bloed wel voldoende zuurstof transporteren dat ik inadem? Laat je bloedbeeld bepalen (RDW/MCV), je saturatie (ook bij inspanning) en signalen die wijzen op vormen van anemie (door B11, B12, ijzer of koper).

Als alle voorgaande tests goed zijn, kan het dus niet aan de toevoerkant liggen van voedingsstoffen en zuurstof (die beiden nodig zijn om ATP te maken).

Celademhaling:

1. Doe de organische zurentest van www.bloedwaardentest.nl. Uit de uitslag zal blijken waar het in de cel fout gaat (afhankelijk van de ernst van de symptomen). Zeker bij spierproblemen is de lactaat-pyruvaatratio essentieel;
2. Check de uitkomst van de vorige stap door gericht de (intracellulaire) waarden van de gerelateerde stofjes te bepalen, zoals bijvoorbeeld intracellulair magnesium. Of Q10. Of glutathion;
3. Suppleer stofjes die nodig zijn om het vastgelopen proces weer op gang te helpen;
4. Bij een combinatie van nul energie en de betrokkenheid van het hormonale stelsel en het immuunsysteem, bezoek een gespecialiseerde arts en combineer bovenstaande kennis met zijn/haar kennis. Laat dan ook vooral een lymfocytenproliferatietest doen. Want een lage respons op deze test is een indirecte aanwijzing dat de mitochondriale reserve is uitgeput. Deze test kan ook aantonen of het immuunsysteem constant aan het vechten is tegen bijvoorbeeld de Ziekte van Lyme (bacterie) of virussen. Een constant actief immuunsysteem verbruikt alle beschikbare ATP waardoor er voor alle andere processen geen energie meer over is.

Mocht je daarentegen worstelen met vermoeidheid, hersenmist en spierproblemen zonder dat je hele dagen op bed moet liggen om bij te komen, wees dan praktisch en begin vooral eens met het slikken van magnesium, Q10, vitamine B-complex of een paar losse B-vitamines en koper. Grote kans dat je al snel verlichting gaat ervaren. Want de gedetailleerde beschrijving van het hele proces en de daarvoor benodigde stofjes maakt het allemaal wel heel concreet. Je kunt eventueel nog overwegen om van een aantal cruciale stofjes (magnesium, vitamine B3 en koper) de bloedwaarden (of nog beter; de intracellulaire waarden) te laten controleren. Die tests zijn er in ieder geval voor magnesium[6], vitamine B3[7] en koper[8].

Tot slot

Zelden heb ik zo’n ingewikkelde blog geschreven en zoveel tijd en energie gestopt in het doorgronden van een elementair proces. Ik realiseer me dat dit voor velen ‘boven de pet’ gaat, maar dat is mijn manier van werken om iets fundamenteel te begrijpen. Eerst het proces doorgronden en dan de koppeling maken tussen nutriënten en praktische stappen. Dat menige lezer dan vervolgens afhaakt of stukken overslaat, begrijp ik volkomen, maar daarom werk ik altijd naar een einde toe waarin iemand de antwoorden krijgt op de vraag: ‘Wat moet ik nu doen?’ Zie het maar als ‘mijn proces’ om jou te voorzien van zinvolle antwoorden.

Zonder energie geen leven. Net als in de fysieke wereld. Met stijgende verbazing en stille verwondering heb ik het allemaal uitgezocht en opgeschreven. Zo ingenieus. Zo complex. Zo mooi ontworpen. Met recht zijn wij (en onze voedingsstoffen) een ‘Gift of the Creator’. Mijn energie is voor nu even op. Maar met wat ik nu weet, is dat mijn mitochondriën voortdurend bezig zijn om nieuwe energie aan te maken. Zelfs als ik slaap.

Disclaimer

Medische informatie wordt alleen verstrekt als informatiebron en mag niet worden gebruikt of vertrouwd voor diagnostische of behandelingsdoeleinden. De informatie is niet bedoeld als patiëntenvoorlichting, creëert geen relatie tussen patiënt en orthomoleculair adviseur en mag niet worden gebruikt als vervanging voor professionele diagnose en behandeling. Raadpleeg uw zorgverlener voordat u beslissingen over uw gezondheid neemt of voor advies over een specifieke medische aandoening. INNR B.V. is niet aansprakelijk voor enige schade, verlies, letsel of aansprakelijkheid op welke manier dan ook geleden als gevolg van uw vertrouwen op de informatie uit dit document.