Blodgennemstrømningsregulering hos personer med Downs Syndrom - Træningsundersøgelse

Downs syndrom (DS) er den mest udbredte genetiske årsag til intellektuelle handicap og forekommer i cirka 1 ud af hver 700 fødsler i USA. Personer med DS har øget risiko for en række helbredsproblemer. Arbejdskapacitet er en vigtig forudsigelse for faldende sundhed eller fysisk funktion og for dødelighed og måles almindeligvis som maksimalt iltforbrug. Det maksimale iltforbrug er meget lavt hos personer med DS og kan ikke forklares med fysisk inaktivitet, manglende motivation eller manglende forståelse af testen. Hidtil er karakteren af ​​begrænsningerne i arbejdsevnen i DS ukendt, og den foreslåede forskning har til formål at afhjælpe denne videnskløft.

Arbejdskapaciteten bestemmes af central og perifer regulering af blodgennemstrømningen (dvs. hjertevolumen og opretholdelse af arterielt blodtryk i forhold til at forsyne trænede muskler med ilt og næringsstoffer). Disse faktorer er styret af de sympatiske og parasympatiske grene af det autonome nervesystem. Central regulering af blodgennemstrømningen er svækket hos personer med DS på grund af kardiovaskulær autonom dysfunktion, hvorved den parasympatiske aktivitet er høj og sympatisk kontrol reduceres. Dette resulterer i lavere puls, mindre tilstrækkelig blodtrykskontrol og svækkede katekolaminniveauer under træning. Det er ukendt, i hvor høj grad denne nedsatte centrale kontrol påvirker hjertevolumen og efterfølgende arbejdskapacitet under træning hos personer med DS.

Regulering af perifer blodgennemstrømning er endnu mindre undersøgt hos personer med DS. Perifer regulering involverer sympatisk reguleret vasokonstriktion i ikke-aktive muskler og væv, og lokale mekanismer, der regulerer vasodilatation i arbejdende muskler, hvilket letter blodgennemstrømningen til arbejdende muskel for at imødekomme metabolisk efterspørgsel. Personer med DS kan delvist opleve nedsat arbejdsevne på grund af denne manglende evne til effektivt at shunte blod til arbejdsvævet. Vores pilotdata understøtter denne hypotese, idet individer med DS ikke er i stand til at vasokonstriktie som reaktion på underkroppens undertryk, en kendt sympatoexcitatorisk manøvre, der producerer vasokonstriktion hos kontroller uden handicap. Det er vigtigt, at virkningen af ​​deres mangel på sympatisk medieret vasokonstriktion på træning ikke er blevet undersøgt, og det er heller ikke de lokale mekanismer, der regulerer passende vasodilation i arbejdende muskler.

Formålet med dette forskningsforslag er derfor at bestemme virkningen af ​​begrænsninger i central og perifer regulering af blodgennemstrømningen på arbejdsevnen hos personer med DS. Målet er at undersøge reaktionerne på træningstræning for bedre at forstå de underliggende mekanismer og potentialet til at forbedre sundheden ved at bruge denne viden i træningsinterventioner.

Overordnet mål: At undersøge responserne i central og perifer blodgennemstrømningsregulering og kardial autonom funktion på træningstræning hos personer med DS Mål 1: At afgøre, om træningstræning forbedrer perifer eller central regulering af blodgennemstrømningen hos personer med DS. Efterforskerne antager, at forbedringer i arbejdskapaciteten som reaktion på kronisk træningstræning primært skyldes forbedringer i regulering af perifer blodgennemstrømning.

Mål 2: At afgøre, om træning forbedrer den kardiovaskulære autonome profil hos personer med DS Forskerne antager, at træningstræning vil forbedre responsen på kliniske kardiovaskulære autonome test hos personer med DS.

Mål 3: At afgøre om træning forbedrer gang, balance og holdning til træning hos personer med Downs syndrom sammenlignet med personer med Downs syndrom i en kontrolgruppe og til personer uden DS.

Personer med DS kan opleve en dobbelt ulempe, når de træner: de er muligvis ikke i stand til at øge hjertevolumen tilstrækkeligt, og de er muligvis ikke i stand til at allokere tilstrækkelig blodgennemstrømning til de arbejdende muskler. Ved at afsløre virkningen af ​​autonom regulering af blodgennemstrømning hos personer med DS, vil resultaterne af dette projekt identificere kritiske aspekter, der er nødvendige for at forbedre klinisk praksis og design af træningsinterventioner, der optimalt forbedrer sundhed og funktion.

Generelt studiedesign Intervention. Træningsinterventionen varer 12 uger og vil bestå af et superviseret kombineret aerobic- og modstandstræningsprogram med en frekvens på 3 dage/uge. Aerob træning vil være en del af alle tre sessioner, med modstandsøvelse i to ud af tre sessioner. Træningssessioner vil blive overvåget af to instruktører for at sikre sikker brug af udstyret og den korrekte form, når de udfører hver øvelse. De første 3 uger af interventionen vil være bekendtskab med øvelserne og programmet. Efter en opvarmning vil deltageren udføre 30 min aerob træning med en puls på 65 % af deltagerens maksimale puls [43], som stiger til 65-85 % i uge 4-12 af interventionen. Modstandsøvelsesdelen vil omfatte alle større muskelgrupper, både over- og underkrop, ved hjælp af multi- og enkeltledsøvelser. Træningsbelastningen vil blive valgt for at sikre, at træthed nås ved 12 gentagelser (12-RM). Derudover, hvis deltagerne er i stand til at gennemføre 14 gentagelser i 2 på hinanden følgende sessioner ved hjælp af korrekt teknik, vil belastningen blive øget med 10 % af deres 12-RM. Kontrolbetingelsen består af sædvanlig omsorg med kreative aktiviteter, der ikke involverer motion. Fortrolighed med interventionen vil ske i de første tre uger af interventionen, hvor instruktørerne vil støtte deltagerne i at blive fortrolige med øvelserne.

Basismål Deltagerne vil blive testet i en postprandial tilstand (>3 timer) på 2 separate dage og vil afholde sig fra træning 24 timer før hver testdag. Deltagerne vil også blive bedt om at afstå fra at drikke eller spise koffein og drikke alkohol på testdagene. Deltagere, der ikke følger kravene på studiedage, vil blive bedt om at vende tilbage en anden dag. Ved det første besøg vil højde, vægt og omkreds blive målt. Kropssammensætning vil blive bestemt med en dobbeltenergi røntgenabsorptiometri (DEXA) scanning for at bestemme underarmens sammensætning og masse. Todimensionel ekkokardiografi (Hitachi Aloka Alpha 7 system, Tokyo, Japan) vil blive brugt til at måle aortaroddiameter, hjertevolumen og slagvolumen og slutsystolisk volumen i hvile. Derudover vil kliniske autonome funktionstest (pulsvariabilitet ved hvile og restitution efter træning, dyb vejrtrækning, Valsalva-manøvre, isometrisk træning, aktiv og passiv ortostase) blive evalueret under det første studiebesøg.

Familiariseringssessioner. Forældre/plejere er involveret for at give deltagerne et støttende miljø og for at øge forældrenes/plejerens forståelse af forskningen. Før studiestart vil der blive stillet fotografier og videoklip af laboratoriet og undersøgelsesudstyret til rådighed for at hjælpe deltagerne med at blive fortrolige med laboratoriemiljøet og udstyr, og informationen om informeret samtykke sendes til deltagerne og deres forældre/plejere for deres anmeldelse. Fortroligheden for deltagerne med Downs syndrom vil være opdelt i to dele: De vil øve sig og vænne sig til løbebåndet og udstyret til den graderede maksimale træningstest (første besøg), og de vil øve sig og vænne sig til procedurerne for hånden. greb træningsprotokol og underkroppens negative trykkammer (LBNP) (andet besøg).

Beskrivelser af dataindsamlingsbesøg (for både før og efter intervention):

Under det første dataindsamlingsbesøg, efter at have diskuteret undersøgelsen og potentielle spørgsmål, vil deltagere (og/eller forældre/plejere for gruppen med Downs syndrom) udfylde et sundhedshistorie-spørgeskema og fysisk aktivitetsspørgeskema for at bekræfte berettigelse. For kvinder i den fødedygtige alder vil det første besøg omfatte en uringraviditetstest med en testpind. Kvinder vil blive undersøgt i løbet af de første 3-5 dage af menstruation eller under placebofasen, hvis de tager orale præventionsmidler, for at kontrollere for hormonel variation. Berettigede deltagere med Downs syndrom og deres forælder/plejer vil derefter give skriftligt informeret samtykke eller give mundtligt samtykke (for personer med Downs syndrom), og de berettigede kontroldeltagere vil selv give informeret samtykke. For deltagere med Downs syndrom fortsætter det første besøg med baseline-målinger og fortrolighed med den graderede maksimale træningstestprotokol. Om nødvendigt vil der blive planlagt yderligere familiariseringssessioner for personer med Downs syndrom. Det andet besøg udfører deltageren den graderede maksimale træningstest og gør deltageren bekendt med procedurerne for det tredje besøg: træningsprotokollen for håndgreb og LBNP. Gang, balance og fodstilling vil også blive målt. Det tredje besøgs perifere blodgennemstrømning vil blive vurderet under træningsprotokollen for håndgreb uden og med LBNP. For kontrolpersoner kombineres første og andet besøg. Deres andet besøg er det samme som det tredje besøg for personer med Downs syndrom.