Blodstrøm og blodtrykksundersøkelse ved Downs syndrom (FBI21)

Spesifikke mål

Downs syndrom (DS) er den mest utbredte genetiske formen for intellektuell funksjonshemming, og personer med DS har lav arbeidskapasitet. Redusert arbeidskapasitet begrenser grovmotorisk funksjon, og reduserer dermed uavhengighet, full deltakelse og til slutt livskvalitet (QOL). Lav arbeidskapasitet er assosiert med sentral autonom dysfunksjon hos personer med DS, som begrenser maksimal hjertefrekvens ~30 slag under forventede verdier. Men under trening balanserer det autonome nervesystemet også perifer blodstrømtilførsel og blodtrykksregulering, gjennom omfordeling av blod til aktiv skjelettmuskulatur. Omfordeling av blodstrømmen skjer primært gjennom sympatisk medierte endringer i vasomotorisk tonus ved stimulering av mekanisk og metabolsk sensitive afferente fibre i skjelettmuskelen, noe som resulterer i endringer i trykk for å opprettholde tilstrekkelig flyt. Det er ukjent om den observerte sentrale autonome dysfunksjonen hos personer med DS også endrer perifer blodstrømsregulering eller blodtrykksresponsen på trening i nedre ekstremiteter, som er avgjørende for å forbedre arbeidskapasiteten og til slutt deltakelse og QOL.

Omfordeling av blodstrømmen skjer på en intensitetsavhengig måte regulert gjennom endringer i trykk, bort fra inaktivt vev mot trening eller aktiv muskel gjennom vasokonstriktive mekanismer. Data fra laboratoriet vårt som bruker en mild sympatisk stimulus, nemlig underkroppsundertrykk, antyder at personer med DS har redusert vasokonstriktiv kontroll. Redusert evne til å vasokonstrictere inaktivt vev under trening kan hemme passende fordeling av blodstrømmen til aktiv muskel, noe som kan være spesielt begrensende under trening med store muskler, og dermed begrense arbeidskapasiteten. I tillegg til redusert vasokonstriktiv kontroll, er blodstrømmen under trening drevet av sympatisk medierte økninger i blodtrykket fra muskelkontraksjon som aktiverer mekano- og metaborefleksene, kalt treningspressorrefleksen. Personer med DS har en avstumpet blodtrykksrespons på sympatisk eksitatoriske utfordringer, for eksempel isometrisk håndgrep, noe som tyder på svekkelser i blodtrykksreguleringen. Til sammen antyder vårt tidligere arbeid (dvs. foreløpige data) at omfordelingen av blodstrøm og blodtrykksregulering kan bli svekket under stimuli som involverer liten muskelmasse for personer med DS. Blodstrøm og blodtrykksregulering har imidlertid ikke blitt undersøkt ved bruk av store muskeløvelser (f.eks. trening av underekstremiteter) ved DS, noe som kan være en mer innflytelsesrik og begrensende faktor for personer med DS med hensyn til arbeidskapasitet.

Aktiv trening i underekstremitetene krever større regulering av perifer blodstrøm for å sikre samsvar mellom oksygenbehov og tilgang, noe som er avgjørende for å forbedre blodtrykksreguleringen og dermed arbeidskapasiteten. Målet med denne studien er å evaluere omfordeling av blodstrømmen ved å undersøke blodstrømmen til aktive og ikke-aktive ben under dynamisk (rytmisk muskelaktivitet) trening i nedre ekstremiteter med økende treningsintensitet. I motsetning til dette vil isometrisk (sammentrekning av muskler uten bevegelse i omkringliggende ledd) underekstremitetsøvelser tillate undersøkelse av blodtrykksregulering hos personer med DS gjennom aktivering av treningspressorrefleksen. Mer spesifikt kan metaborefleksen vurderes med iskemi etter trening som fanger metabolitter i et regionalt område, der blodtrykk og sympatisk aktivitet forblir forhøyet, uavhengig av hjertevolum. Interessant nok er verken omfordeling av blodstrømmen eller treningspressorresponsen på trening med store muskler tidligere blitt utforsket hos personer med DS. Undersøkelse av disse mekanismene vil bidra til å belyse mekanismene for lav arbeidskapasitet, og til slutt føre til forbedrede helseresultater, deltakelse og livskvalitet for personer med DS.

Det overordnede målet med denne studien er å evaluere blodstrømreguleringen, inkludert pressorrefleksen, i to forskningsmål: Mål 1 (Dynamisk trening): Å undersøke effekten av dynamisk trening i underekstremiteter på femoral blodstrøm både ved trening og ikke- trene bein hos personer med og uten DS. Etterforskerne antar at individer med DS vil ha: a) svekket femoral blodstrøm til det aktive benet ved alle intensitetsbelastninger av dynamisk trening og b) mangel på blodstrømskontroll som demonstrert av mangel på vasokonstriksjon i det ikke-trenende benet sammenlignet med personer uten DS. Mål 2 (Isometrisk øvelse): Å undersøke effekten av isometrisk øvelse i underekstremiteter på treningspressorresponsen hos personer med og uten DS. Etterforskerne antar at individene med DS vil utvise en svekket blodtrykksrespons, noe som viser dysfunksjon av treningspressorrefleksen etter isometrisk enkeltbensforlengelse.