Indagine sul flusso sanguigno e sulla pressione sanguigna nella sindrome di Down (FBI21)

Obiettivi specifici

La sindrome di Down (DS) è la forma genetica più diffusa di disabilità intellettiva e gli individui con DS hanno una bassa capacità lavorativa. La ridotta capacità lavorativa limita la funzione motoria grossolana e, quindi, riduce l'indipendenza, la piena partecipazione e, in definitiva, la qualità della vita (QOL). La bassa capacità lavorativa è associata a disfunzione autonomica centrale nelle persone con SD, che limita la frequenza cardiaca massima ~ 30 battiti al di sotto dei valori attesi. Tuttavia, durante l'esercizio, il sistema nervoso autonomo bilancia anche l'erogazione del flusso sanguigno periferico e la regolazione della pressione sanguigna, attraverso la ridistribuzione del sangue al muscolo scheletrico attivo. La ridistribuzione del flusso sanguigno avviene principalmente attraverso cambiamenti simpaticamente mediati nel tono vasomotorio mediante la stimolazione di fibre afferenti meccanicamente e metabolicamente sensibili nel muscolo scheletrico, che si traduce in cambiamenti nella pressione per mantenere un flusso adeguato. Non è noto se la disfunzione autonomica centrale osservata negli individui con SD alteri anche la regolazione del flusso sanguigno periferico o la risposta della pressione sanguigna all'esercizio degli arti inferiori, che è fondamentale per migliorare la capacità lavorativa e, in definitiva, la partecipazione e la qualità della vita.

La ridistribuzione del flusso sanguigno avviene in modo dipendente dall'intensità regolata attraverso i cambiamenti di pressione, dal tessuto inattivo verso l'esercizio o il muscolo attivo attraverso meccanismi vasocostrittori. I dati del nostro laboratorio che utilizzano un lieve stimolo simpatico, vale a dire la pressione negativa del corpo inferiore, suggeriscono che le persone con DS hanno un controllo vasocostrittore ridotto. La ridotta capacità di vasocostrizione del tessuto inattivo durante l'esercizio può inibire un'appropriata distribuzione del flusso sanguigno al muscolo attivo, che può essere particolarmente limitante durante l'esercizio di muscoli grandi, limitando così la capacità di lavoro. Oltre al ridotto controllo vasocostrittore, il flusso sanguigno durante l'esercizio è guidato da aumenti della pressione sanguigna mediati dal simpatico dalla contrazione muscolare che attivano i riflessi meccano e metaboriflessi, definiti riflesso pressorio dell'esercizio. Gli individui con DS hanno una risposta della pressione arteriosa attenuata alle sfide simpatico-eccitatorie, come l'esercizio isometrico della presa della mano, suggerendo una compromissione della regolazione della pressione sanguigna. Nel loro insieme, il nostro lavoro precedente (cioè i dati preliminari) suggerisce che la ridistribuzione del flusso sanguigno e la regolazione della pressione sanguigna possono essere compromesse durante gli stimoli che coinvolgono una piccola massa muscolare per gli individui con DS. Tuttavia, il flusso sanguigno e la regolazione della pressione sanguigna non sono stati esaminati utilizzando l'esercizio muscolare di grandi dimensioni (ad esempio, esercizio degli arti inferiori) nella DS, che può essere un fattore più incisivo e limitante per le persone con DS per quanto riguarda la capacità lavorativa.

L'esercizio attivo degli arti inferiori richiede una maggiore regolazione del flusso sanguigno periferico per garantire una corrispondenza tra domanda e offerta di ossigeno, che è fondamentale per migliorare la regolazione della pressione sanguigna e quindi la capacità di lavoro. Lo scopo di questo studio è valutare in modo completo la ridistribuzione del flusso sanguigno esaminando il flusso sanguigno alle gambe attive e non attive durante l'esercizio dinamico (attività muscolare ritmica) degli arti inferiori con intensità di esercizio crescente. Al contrario, l'esercizio isometrico (contrazione dei muscoli senza movimento nelle articolazioni circostanti) degli arti inferiori consentirà di indagare sulla regolazione della pressione sanguigna negli individui con SD attraverso l'attivazione del riflesso pressorio dell'esercizio. Più specificamente, il metaboreflex può essere valutato con ischemia post-esercizio che intrappola i metaboliti in un'area regionale, in cui la pressione sanguigna e l'attività simpatica rimangono elevate, indipendentemente dalla gittata cardiaca. È interessante notare che né la ridistribuzione del flusso sanguigno né la risposta pressoria dell'esercizio all'esercizio muscolare di grandi dimensioni sono state precedentemente esplorate in individui con DS. L'indagine su questi meccanismi aiuterà a chiarire i meccanismi della bassa capacità lavorativa, portando infine a migliori risultati di salute, partecipazione e qualità della vita per le persone con SD.

Lo scopo generale di questo studio è valutare in modo completo la regolazione del flusso sanguigno, incluso il riflesso pressorio, in due obiettivi di ricerca: Obiettivo 1 (Esercizio dinamico): esaminare gli effetti dell'esercizio dinamico degli arti inferiori sul flusso sanguigno femorale sia in esercizio che non esercitare le gambe in individui con e senza SD. Gli investigatori ipotizzano che le persone con SD avranno: a) un flusso sanguigno femorale attenuato alla gamba attiva a tutti i carichi di lavoro di intensità dell'esercizio dinamico e b) una mancanza di controllo del flusso sanguigno come dimostrato da una mancanza di vasocostrizione nella gamba non in esercizio rispetto a individui senza DS. Obiettivo 2 (Esercizio isometrico): esaminare gli effetti dell'esercizio isometrico degli arti inferiori sulla risposta pressoria all'esercizio in soggetti con e senza SD. Gli investigatori ipotizzano che gli individui con SD mostreranno una risposta della pressione sanguigna attenuata, dimostrando una disfunzione del riflesso pressorio dell'esercizio a seguito dell'estensione isometrica della gamba singola.