Kinetika příjmu kyslíku během submaximálního cvičení u dospělých s Downovým syndromem

Downův syndrom (Ds) je nejběžnější chromozomální poruchou, která postihuje přibližně 1 z každých 800 živě narozených dětí v USA. Kromě řady komorbidit mají jedinci s Ds nízkou kardiorespirační zdatnost. Jejich nízkou zdatnost nelze vysvětlit nízkou úrovní fyzické aktivity, nedostatkem motivace nebo nepochopením testu, ale má spíše fyziologickou příčinu. Autonomní dysfunkce byla identifikována jako jeden z hlavních přispěvatelů k nízké kardiorespirační zdatnosti u jedinců s Ds, ale tento fenomén plně nevysvětluje.

Kardiorespirační zdatnost je dána schopností těla produkovat energii, která z velké části závisí na schopnosti přijímat, dodávat a využívat kyslík. Tento proces transportu kyslíku je řízen plicním, kardiovaskulárním a svalovým systémem a stupněm jejich vzájemné spolupráce. Na začátku cvičení tyto tři systémy reagují opožděně a vyžadují, aby tělo kompenzovalo produkci energie anaerobními prostředky, které negativně ovlivňují toleranci cvičení. Čím rychlejší je adaptace těchto tří systémů (tj. čím rychlejší je jejich kinetika), tím lepší je schopnost vykonávat a tolerovat cvičení.

Rychlost adaptace těchto systémů přenosu kyslíku lze kvantifikovat posouzením kinetiky příjmu kyslíku (plicní), srdečního výdeje (kardiovaskulární) a mitochondriální kinetiky využití kyslíku (svaly), které všechny vykazují zpožděný, exponenciální nárůst směrem k ustálenému stavu na začátku středně intenzivní cvičení. Kinetika těchto tří systémů nebyla nikdy hodnocena u jedinců s Ds a mohla by poskytnout cenné poznatky o jejich nízké kardiorespirační zdatnosti a snížené toleranci zátěže.

Cílem tohoto výzkumného návrhu je proto určit rozdíly v kinetice příjmu kyslíku, srdečního výdeje a využití mitochondriálního kyslíku mezi jedinci s a bez Ds, aby bylo možné lépe porozumět základní fyziologii a potenciálně zlepšit zdraví použitím těchto znalostí pro cvičební intervence.

Celkový cíl: lépe porozumět vztahu mezi kinetikou příjmu kyslíku a kardiorespirační zdatností u jedinců s Ds.

Cíl 1: Porovnat rychlost absorpce kyslíku, srdečního výdeje a kinetiky využití mitochondriálního kyslíku v reakci na submaximální cvičení střední intenzity mezi dospělými s a bez Ds.

Cíl 2: Zjistit vztah mezi rychlostí příjmu kyslíku a maximálním příjmem kyslíku u jedinců s Ds.

Určení toho, jak transport kyslíku ovlivňuje jedince s Ds během cvičení, by potenciálně mohlo poskytnout další směr při navrhování cvičebních sezení a intervencí, protože jejich systém transportu kyslíku může potenciálně potřebovat více času k dosažení požadované pracovní úrovně.

Obecný design studie. Účastníci absolvují dvě studijní návštěvy, během kterých budou testovány jejich kardiorespirační kapacity pomocí dvou různých protokolů na běžeckém pásu. Před provedením skutečných měření proběhne seznámení s veškerým personálem a postupy studie.

Popis návštěv sběru dat. Účastníci budou testováni v postprandiálním stavu (> 3 h) ve 2 oddělených dnech (s odstupem nejméně 48 hodin, ale ne více než 2 týdny) a zdrží se cvičení, alkoholu a kofeinu po dobu nejméně 24 hodin před každou studijní návštěvou. . Při první návštěvě bude změřena výška, váha a obvod. Tělesné složení bude měřeno pomocí duální energetické rentgenové absorpciometrie (DEXA) a echokardiografie bude provedena na určený průměr aorty a pro screening jakýchkoli potenciálních reziduálních srdečních deficitů běžných u jedinců s Ds. Nakonec účastníci provedou odstupňovaný maximální zátěžový test na běžeckém pásu, aby určili maximální příjem kyslíku (VO2peak) a určili submaximální intenzitu cvičení pro druhou návštěvu.

Při druhé návštěvě budou účastníci chodit s intenzitou spojenou s 80 % jejich ventilačního prahu po dobu šesti minut, zatímco plicní absorpce kyslíku (pomocí analýzy výměny plynů dech po dechu), srdeční výdej (pomocí měření krevního tlaku mezi jednotlivými údery) a měří se okysličení svalů (pomocí blízké infračervené spektroskopie (NIRS)). Toto období šesti minut se bude opakovat čtyřikrát, mezi nimi bude 10 minut odpočinku. Čtyři období se použijí k zprůměrování tří signálů, což zlepšuje výpočet kinetických parametrů.

Seznámení se. Rodiče/pečovatelé jsou zapojeni s cílem poskytnout účastníkům podpůrné prostředí a zlepšit porozumění výzkumu rodičů/pečovatelů. Před zahájením studie budou poskytnuty fotografie a videoklipy laboratoře a studijního vybavení, které účastníkům pomohou zorientovat se v laboratorním prostředí a vybavení, a informace o informovaném souhlasu jsou zaslány účastníkům a jejich rodičům/pečovatelům pro jejich Posouzení. Seznámení účastníků s Downovým syndromem bude rozděleno do dvou částí: zacvičí si a sžijí se s běžeckým pásem a vybavením pro stupňovaný maximální zátěžový test (úplný začátek první návštěvy) a zacvičí si a zvyknou si na postupy pro protokol submaximální zátěže (začátek druhé návštěvy).