Risposte del flusso sanguigno cerebrale a riposo e durante l'esercizio
Risposte cerebrovascolari all'esercizio isometrico e all'ipercapnia nei bambini, negli adolescenti e negli adulti
Una stretta regolazione del flusso sanguigno cerebrale è fondamentale per la fornitura di ossigeno ed energia per la sopravvivenza. Durante l'infanzia, il cervello ha un fabbisogno metabolico due volte più elevato, quindi richiede un maggiore flusso sanguigno per soddisfarlo. Nonostante questa conoscenza, le risposte del flusso sanguigno cerebrale e i meccanismi di regolazione durante la maturazione sono in gran parte sconosciuti. Stiamo quindi cercando di capire cosa succede alla funzione dei vasi sanguigni e ai meccanismi di regolazione a riposo e durante l'esercizio di presa. Questo ci fornirà preziose informazioni sulle risposte dei vasi sanguigni cerebrali, che aiuteranno futuri interventi volti a migliorare la funzione dei vasi sanguigni nei giovani, per la futura prevenzione delle malattie. Utilizzando la transizione puberale si potranno comprendere meglio l'influenza degli ormoni sessuali sulla regolazione del flusso sanguigno cerebrale.
L'obiettivo di questo studio osservazionale trasversale è esaminare l'influenza dell'età e della maturazione sulla regolazione del flusso sanguigno cerebrale, ottenuta esplorando le risposte agli aumenti delle concentrazioni di anidride carbonica e all'esercizio di presa statica nei bambini (7-10 anni), adolescenti (12-16 anni) e giovani adulti (19-35 anni).
Le principali domande a cui lo studio si propone di rispondere sono:
- Studiare le risposte del flusso sanguigno cerebrale agli aumenti delle concentrazioni di anidride carbonica nei bambini, negli adolescenti e negli adulti.
- Studiare le risposte del flusso sanguigno cerebrale all'esercizio di presa con e senza aumenti delle concentrazioni di anidride carbonica in bambini, adolescenti e adulti.
Durante tutti i protocolli, le concentrazioni di gas di fine espirazione dei partecipanti verranno misurate e/o modificate utilizzando il potenziale targeting del gas di fine espirazione utilizzando un sistema di miscelazione di gas controllato da computer per il quale abbiamo ottenuto l'approvazione di Health Canada.
Panoramica dello studio
Stato
Condizioni
Intervento / Trattamento
Descrizione dettagliata
L'obiettivo di questo studio sperimentale trasversale è determinare l'influenza dell'età, del sesso e dello stato puberale sulle risposte cerebrovascolari a riposo e durante l'esercizio isometrico.
L'obiettivo principale è quello di indagare i meccanismi di regolazione del flusso sanguigno cerebrale durante l'ipercapnia e l'esercizio isometrico e determinare se eventuali differenze meccanicistiche nella regolazione sono presenti con l'avanzare dell'età e della maturazione.
Le seguenti domande verranno rivolte a 20 bambini sani (7-10 anni), 20 adolescenti sani (12-16 anni) e 20 giovani adulti sani (19-35 anni), per confrontare l'influenza dell'età, del sesso e della maturazione su questi risposte, come segue:
- Studiare le risposte del flusso sanguigno cerebrale all'esercizio isometrico con e senza ipercapnia (+9 mmHg di anidride carbonica) in bambini, adolescenti e adulti.
- Studiare le risposte del flusso sanguigno cerebrale all'ipercapnia (+ 9 mmHg di anidride carbonica) in bambini, adolescenti e adulti utilizzando un protocollo incrementale a rampa di 4 minuti rispetto a un protocollo di 30 secondi, per identificare quale metodo è il più tollerabile nei bambini e negli adolescenti.
- Determinare se il sesso e le influenze sesso-dipendenti dell'età e della maturazione influenzano una qualsiasi delle risposte del flusso sanguigno cerebrale all'ipercapnia o all'esercizio di presa isometrica.
Per controllare e manipolare i gas respiratori durante i protocolli di studio, le pressioni parziali dell'anidride carbonica e dell'ossigeno di fine espirazione verranno campionate alla bocca utilizzando il sistema di miscelazione del gas controllato da computer approvato dall'Investigational Testing Authorization. Per mirare a specifici livelli di anidride carbonica e ossigeno di fine espirazione rispettivamente durante le prove di respirazione bloccata e ipercapnica, verrà utilizzato il potenziale targeting del gas di fine espirazione. Il sistema consente la regolazione respiro per respiro dei gas di fine espirazione, indipendentemente dalla ventilazione. Le concentrazioni di fine espirazione vengono mirate in modo prospettico controllando la concentrazione inspirata di anidride carbonica e ossigeno in base al respiro espirato precedente, consentendo di controllarla con precisione per tutta la durata del protocollo. L'analisi del gas e le misure spirometriche del volume corrente e della frequenza respiratoria verranno registrate utilizzando il sistema controllato dal computer. Il potenziale targeting del gas di fine espirazione è sicuro, poiché tutti i gas inspirati contengono ossigeno, con procedure di controllo rigorose e meccanismi di sicurezza che non consentono ai gas inalati di scendere al di fuori delle soglie di sicurezza.
Tipo di studio
Iscrizione (Stimato)
Contatti e Sedi
Contatto studio
- Nome: Ali McManus, PhD
- Numero di telefono: 250-807-9873
- Email: ali.mcmanus@ubc.ca
Backup dei contatti dello studio
- Nome: Jodie Koep, PhD
- Numero di telefono: 2508631621
- Email: jodie.koep@ubc.ca
Criteri di partecipazione
Criteri di ammissibilità
Età idonea allo studio
- Bambino
- Adulto
Accetta volontari sani
Metodo di campionamento
Popolazione di studio
Descrizione
Criterio di inclusione:
- Hanno un'età compresa tra 7-10 anni, 12-16 anni o 19-35 anni
- Maschio o femmina
- Avere una pressione sanguigna normale (<160/110 mmHg) e non assumere farmaci antipertensivi.
- Nessuna storia precedente o attuale di malattie cardiorespiratorie o cerebrovascolari.
- Può comunicare in inglese
Criteri di esclusione:
- Incapacità di eseguire esercizi di presa
- Stanno attualmente assumendo farmaci noti per influenzare la funzione vascolare, la frequenza cardiaca o la pressione sanguigna
- Hai l'epilessia
- Sono un fumatore attuale
- Hanno note anomalie cardiometaboliche
- Presentano anomalie cardiache congenite (ad esempio, tetralogia di Fallot)
- Angina instabile (frequente dolore al petto)
- Fibrillazione atriale
- Infarto miocardico (attacco cardiaco) nei 3 mesi precedenti
- Attacco ischemico transitorio (TIA) nei 6 mesi precedenti
- Insufficienza cardiaca ≥ classe 2
- Avere una malattia respiratoria nota (ad esempio asma)
- Avere una malattia metabolica nota (ad esempio, diabete di tipo 1)
- Non sono in grado di esercitare
- Sono incinta
- Meno di 6 mesi dopo il parto o interruzione dell'allattamento al seno nell'ultimo mese
Piano di studio
Come è strutturato lo studio?
Dettagli di progettazione
Coorti e interventi
Gruppo / Coorte |
Intervento / Trattamento |
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Bambini (7-10 anni)
Tutti i gruppi dell'esperimento saranno sottoposti allo stesso intervento.
L'intervento a cui sono esposti i partecipanti è l'uso del sistema di miscelazione del gas controllato dal computer per la manipolazione dei gas del sangue arterioso e di fine espirazione.
Questo verrà utilizzato per i seguenti protocolli, per bloccare le concentrazioni di fine espirazione a livelli di riposo o per somministrare un test di ipercapnia.
Il protocollo comprende la valutazione delle risposte del flusso sanguigno cerebrale (misurate mediante ultrasuoni) all'anidride carbonica; compreso un protocollo di rampa di ipercapnia seguito da un protocollo transitorio.
Dopo almeno 30 minuti di lavaggio, i partecipanti eseguiranno quindi esercizi isometrici al 30% della loro contrazione volontaria massima per 2 minuti.
I partecipanti eseguiranno l'esercizio di presa isometrica della mano in 2 diverse condizioni (ipercapnia (+9 mmHg) e respirazione bloccata; per mantenere le concentrazioni basali di anidride carbonica e ossigeno di fine espirazione) con un periodo di recupero di 20 minuti tra ogni incontro.
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RespirAct RA-MR™ è un miscelatore di gas controllato da computer per implementare un controllo preciso dei gas nel sangue per uno stimolo coerente e ripetibile.
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Adolescenti (12-16 anni)
Tutti i gruppi dell'esperimento saranno sottoposti allo stesso intervento.
L'intervento a cui sono esposti i partecipanti è l'uso del sistema di miscelazione del gas controllato dal computer per la manipolazione dei gas del sangue arterioso e di fine espirazione.
Questo verrà utilizzato per i seguenti protocolli, per bloccare l'end-tidal a livelli di riposo o per somministrare un test di ipercapnia.
Il protocollo comprende la valutazione delle risposte del flusso sanguigno cerebrale (misurate mediante ultrasuoni) all'anidride carbonica; compreso un protocollo di rampa di ipercapnia seguito da un protocollo transitorio.
Dopo almeno 30 minuti di lavaggio, i partecipanti eseguiranno quindi esercizi isometrici al 30% della loro contrazione volontaria massima per 2 minuti.
I partecipanti eseguiranno l'esercizio di presa isometrica della mano in 2 diverse condizioni (ipercapnia (+9 mmHg) e respirazione bloccata; per mantenere le concentrazioni basali di anidride carbonica e ossigeno di fine espirazione) con un periodo di recupero di 20 minuti tra ogni incontro.
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RespirAct RA-MR™ è un miscelatore di gas controllato da computer per implementare un controllo preciso dei gas nel sangue per uno stimolo coerente e ripetibile.
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Adulti (18-35 anni)
Tutti i gruppi dell'esperimento saranno sottoposti allo stesso intervento.
L'intervento a cui sono esposti i partecipanti è l'uso del sistema di miscelazione del gas controllato dal computer per la manipolazione dei gas del sangue arterioso e di fine espirazione.
Questo verrà utilizzato per i seguenti protocolli, per bloccare l'end-tidal a livelli di riposo o per somministrare un test di ipercapnia.
Il protocollo comprende la valutazione delle risposte del flusso sanguigno cerebrale (misurate mediante ultrasuoni) all'anidride carbonica; compreso un protocollo di rampa di ipercapnia seguito da un protocollo transitorio.
Dopo almeno 30 minuti di lavaggio, i partecipanti eseguiranno quindi esercizi isometrici al 30% della loro contrazione volontaria massima per 2 minuti.
I partecipanti eseguiranno l'esercizio di presa isometrica della mano in 2 diverse condizioni (ipercapnia (+9 mmHg) e respirazione bloccata; per mantenere le concentrazioni basali di anidride carbonica e ossigeno di fine espirazione) con un periodo di recupero di 20 minuti tra ogni incontro.
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RespirAct RA-MR™ è un miscelatore di gas controllato da computer per implementare un controllo preciso dei gas nel sangue per uno stimolo coerente e ripetibile.
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Cosa sta misurando lo studio?
Misure di risultato primarie
Misura del risultato |
Misura Descrizione |
Lasso di tempo |
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Flusso sanguigno cerebrale
Lasso di tempo: Visita sperimentale (1 giorno)
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Valutazione ecografica del flusso sanguigno dell'arteria carotide interna
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Visita sperimentale (1 giorno)
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Misure di risultato secondarie
Misura del risultato |
Misura Descrizione |
Lasso di tempo |
|---|---|---|
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Velocità del sangue cerebrale
Lasso di tempo: Visita sperimentale (1 giorno)
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Valutazione ecografica della velocità dell'arteria cerebrale media
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Visita sperimentale (1 giorno)
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Pressione sanguigna battito per battito
Lasso di tempo: Visita sperimentale (1 giorno)
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Valutazione continua delle risposte medie della pressione arteriosa
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Visita sperimentale (1 giorno)
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Concentrazioni ormonali nella saliva
Lasso di tempo: Visita sperimentale (1 giorno)
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Campioni di campioni di saliva per la valutazione di estrogeni, progesterone, deidroepiandrosterone e testosterone per la caratterizzazione dello stato di maturazione
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Visita sperimentale (1 giorno)
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Analisi del gas
Lasso di tempo: Visita sperimentale (1 giorno)
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Le pressioni parziali dell'anidride carbonica e dell'ossigeno di fine espirazione verranno campionate alla bocca da una maschera respiratoria montata.
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Visita sperimentale (1 giorno)
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Questionario sull'attività fisica
Lasso di tempo: Visita sperimentale (1 giorno)
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Verranno valutate le valutazioni self-report dei livelli di attività fisica
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Visita sperimentale (1 giorno)
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Antropometria: peso
Lasso di tempo: Visita sperimentale (1 giorno)
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La massa corporea (kg) sarà misurata con bilance elettroniche
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Visita sperimentale (1 giorno)
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Antropometria: altezza
Lasso di tempo: Visita sperimentale (1 giorno)
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Verranno misurate la statura in piedi e l'altezza seduta (cm).
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Visita sperimentale (1 giorno)
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Collaboratori e investigatori
Sponsor
Investigatori
- Investigatore principale: Jared Baylis, MD, University of British Columbia
Pubblicazioni e link utili
Pubblicazioni generali
- Ito S, Mardimae A, Han J, Duffin J, Wells G, Fedorko L, Minkovich L, Katznelson R, Meineri M, Arenovich T, Kessler C, Fisher JA. Non-invasive prospective targeting of arterial P(CO2) in subjects at rest. J Physiol. 2008 Aug 1;586(15):3675-82. doi: 10.1113/jphysiol.2008.154716. Epub 2008 Jun 19.
- Fisher JA. The CO2 stimulus for cerebrovascular reactivity: Fixing inspired concentrations vs. targeting end-tidal partial pressures. J Cereb Blood Flow Metab. 2016 Jun;36(6):1004-11. doi: 10.1177/0271678X16639326. Epub 2016 Mar 21.
Collegamenti utili
Studiare le date dei record
Studia le date principali
Inizio studio (Stimato)
Completamento primario (Stimato)
Completamento dello studio (Stimato)
Date di iscrizione allo studio
Primo inviato
Primo inviato che soddisfa i criteri di controllo qualità
Primo Inserito (Effettivo)
Aggiornamenti dei record di studio
Ultimo aggiornamento pubblicato (Effettivo)
Ultimo aggiornamento inviato che soddisfa i criteri QC
Ultimo verificato
Maggiori informazioni
Termini relativi a questo studio
Altri numeri di identificazione dello studio
- H23-02316
Piano per i dati dei singoli partecipanti (IPD)
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Periodo di condivisione IPD
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