Blutfluss- und Blutdruckuntersuchung bei Down-Syndrom (FBI21)

Spezifische Ziele

Das Down-Syndrom (DS) ist die am weitesten verbreitete genetische Form der geistigen Behinderung, und Menschen mit DS haben eine geringe Arbeitsfähigkeit. Eine reduzierte Arbeitsfähigkeit schränkt die grobmotorische Funktion ein und reduziert somit die Unabhängigkeit, volle Teilnahme und letztendlich die Lebensqualität (QOL). Eine geringe Arbeitskapazität ist bei Personen mit DS mit einer zentralen autonomen Dysfunktion verbunden, die die maximale Herzfrequenz auf ~30 Schläge unter den erwarteten Werten begrenzt. Während des Trainings gleicht das autonome Nervensystem jedoch auch den peripheren Blutfluss und die Regulierung des Blutdrucks durch die Umverteilung von Blut zu den aktiven Skelettmuskeln aus. Die Umverteilung des Blutflusses erfolgt hauptsächlich durch sympathisch vermittelte Änderungen des vasomotorischen Tonus durch Stimulation mechanisch und metabolisch empfindlicher afferenter Fasern im Skelettmuskel, was zu Druckänderungen führt, um einen angemessenen Fluss aufrechtzuerhalten. Es ist nicht bekannt, ob die beobachtete zentralautonome Dysfunktion bei Personen mit DS auch die Regulierung des peripheren Blutflusses oder die Blutdruckreaktion auf das Training der unteren Extremitäten verändert, was für die Verbesserung der Arbeitsfähigkeit und letztendlich der Teilnahme und der Lebensqualität von entscheidender Bedeutung ist.

Die Umverteilung des Blutflusses erfolgt intensitätsabhängig, reguliert durch Druckänderungen, weg von inaktivem Gewebe hin zu trainiertem oder aktivem Muskel durch vasokonstriktive Mechanismen. Daten aus unserem Labor, die einen milden sympathischen Stimulus verwenden, nämlich den Unterdruck im Unterkörper, deuten darauf hin, dass Personen mit DS eine verringerte vasokonstriktive Kontrolle haben. Eine reduzierte Fähigkeit zur Vasokonstriktion inaktiven Gewebes während des Trainings kann eine angemessene Verteilung des Blutflusses zum aktiven Muskel hemmen, was besonders während eines großen Muskeltrainings einschränkend sein kann, wodurch die Arbeitskapazität eingeschränkt wird. Zusätzlich zu der reduzierten vasokonstriktiven Kontrolle wird der Blutfluss während des Trainings durch sympathisch vermittelte Anstiege des Blutdrucks durch Muskelkontraktion angetrieben, die die Mechano- und Metaboreflexe aktiviert, die als Trainings-Pressorreflex bezeichnet werden. Personen mit DS haben eine abgestumpfte Blutdruckreaktion auf sympathoexzitatorische Herausforderungen, wie z. B. isometrische Handgriffübungen, was auf Beeinträchtigungen der Blutdruckregulation hindeutet. Zusammengenommen deuten unsere früheren Arbeiten (d. h. vorläufige Daten) darauf hin, dass die Umverteilung des Blutflusses und die Blutdruckregulation bei Personen mit DS bei Stimuli beeinträchtigt sein können, an denen kleine Muskelmasse beteiligt ist. Allerdings wurden der Blutfluss und die Blutdruckregulierung nicht mit großen Muskelübungen (z. B. Übungen der unteren Extremitäten) bei DS untersucht, was ein wirkungsvollerer und einschränkender Faktor für Personen mit DS in Bezug auf die Arbeitsfähigkeit sein kann.

Aktives Training der unteren Extremitäten erfordert eine stärkere Regulierung des peripheren Blutflusses, um eine Übereinstimmung zwischen Sauerstoffbedarf und -versorgung zu gewährleisten, was für die Verbesserung der Blutdruckregulierung und damit der Arbeitsfähigkeit von entscheidender Bedeutung ist. Ziel dieser Studie ist es, die Umverteilung des Blutflusses umfassend zu bewerten, indem der Blutfluss zu aktiven und nicht aktiven Beinen während dynamischer Übungen (rhythmische Muskelaktivität) der unteren Extremitäten mit zunehmender Trainingsintensität untersucht wird. Im Gegensatz dazu ermöglicht isometrisches Training (Kontraktion der Muskeln ohne Bewegung in den umgebenden Gelenken) der unteren Extremitäten die Untersuchung der Blutdruckregulation bei Personen mit DS durch Aktivierung des Trainingspressorreflexes. Genauer gesagt kann der Metaboreflex mit einer Ischämie nach dem Training bewertet werden, die Metaboliten in einem regionalen Bereich einschließt, in dem der Blutdruck und die sympathische Aktivität erhöht bleiben, unabhängig von der Herzleistung. Interessanterweise wurden bisher weder die Umverteilung des Blutflusses noch die Reaktion des Belastungsdrucks auf große Muskelübungen bei Personen mit DS untersucht. Die Untersuchung dieser Mechanismen wird dazu beitragen, die Mechanismen der geringen Arbeitsfähigkeit aufzuklären, was letztendlich zu verbesserten Gesundheitsergebnissen, Teilhabe und QOL für Personen mit DS führt.

Das übergeordnete Ziel dieser Studie ist die umfassende Bewertung der Blutflussregulation, einschließlich des Pressorreflexes, in zwei Forschungszielen: Ziel 1 (Dynamisches Training): Untersuchung der Auswirkungen dynamischer Übungen der unteren Extremitäten auf den femoralen Blutfluss sowohl bei körperlicher Betätigung als auch bei Nicht- Beintraining bei Personen mit und ohne DS. Die Forscher gehen von der Hypothese aus, dass Personen mit DS: a) einen gedämpften femoralen Blutfluss zum aktiven Bein bei allen Belastungsintensitäten dynamischer Übungen und b) einen Mangel an Blutflusskontrolle aufweisen, wie durch eine fehlende Vasokonstriktion im nicht trainierten Bein im Vergleich zu demonstriert wird Personen ohne DS. Ziel 2 (Isometrisches Training): Untersuchung der Wirkungen von isometrischem Training der unteren Extremitäten auf die Pressorreaktion bei Personen mit und ohne DS. Die Forscher gehen davon aus, dass die Personen mit DS eine abgeschwächte Blutdruckreaktion zeigen werden, was eine Dysfunktion des Pressorreflexes nach isometrischer einbeiniger Streckung zeigt.