Oksygenopptakskinetikk under submaksimal trening hos voksne med Downs syndrom

Downs syndrom (Ds) er den vanligste kromosomforstyrrelsen, og påvirker omtrent 1 av 800 levendefødte i USA. I tillegg til en rekke komorbiditeter har personer med Ds lav kardiorespiratorisk kondisjon. Deres lave kondisjon kan ikke forklares med lavt nivå av fysisk aktivitet, mangel på motivasjon eller manglende forståelse av testen, men har snarere en fysiologisk årsak. Autonom dysfunksjon har blitt identifisert som en viktig bidragsyter til lav kardiorespiratorisk kondisjon hos personer med Ds, men det forklarer ikke helt fenomenet.

Kardiorespiratorisk kondisjon bestemmes av kroppens kapasitet til å produsere energi, som i stor grad er avhengig av evnen til å ta opp, levere og bruke oksygen. Denne prosessen med oksygentransport styres av lunge-, kardiovaskulær- og muskelsystemet, og i hvilken grad de virker sammen. Ved starten av treningen reagerer disse tre systemene i et forsinket mønster, og krever at kroppen kompenserer energiproduksjonen gjennom anaerobe midler, noe som påvirker ens treningstoleranse negativt. Derfor, jo raskere tilpasningen av disse tre systemene er (dvs. jo raskere kinetikken deres), jo bedre er ens evne til å utføre og tolerere trening.

Tilpasningshastigheten til disse oksygentransportsystemene kan kvantifiseres ved å vurdere oksygenopptak (lunge), hjerteutgang (kardiovaskulær) og mitokondriell oksygenutnyttelse (muskel) kinetikk, som alle viser en forsinket, eksponentiell økning mot steady state ved starten av trening med moderat intensitet. Kinetikken til disse tre systemene har aldri blitt vurdert hos personer med Ds, og kan gi verdifull innsikt i deres lave kardiorespiratoriske kondisjon og reduserte treningstoleranse.

Målet med dette forskningsforslaget er derfor å bestemme forskjellene i kinetikk for oksygenopptak, hjerteutgang og mitokondriell oksygenutnyttelse mellom individer med og uten Ds for bedre å forstå den underliggende fysiologien og potensielt forbedre sunnhet ved å bruke denne kunnskapen til treningsintervensjoner.

Overordnet mål: å bedre forstå sammenhengen mellom oksygenopptakskinetikk og kardiorespiratorisk kondisjon hos personer med Ds.

Mål 1: Å sammenligne hastigheten på oksygenopptak, hjerteutgang og mitokondriell oksygenutnyttelseskinetikk som respons på submaksimal trening med moderat intensitet mellom voksne med og uten Ds.

Mål 2: Å bestemme sammenhengen mellom hastigheten på oksygenopptaket og det maksimale oksygenopptaket til individer med Ds.

Å bestemme hvordan oksygentransport påvirker individer med Ds under trening kan potensielt gi mer veiledning til utforming av treningsøkter og intervensjoner, da deres oksygentransportsystem potensielt kan trenge mer tid for å nå det nødvendige arbeidsnivået.

Generell studiedesign. Deltakerne vil gjennomføre to studiebesøk, hvor deres kardiorespiratoriske kapasitet vil bli testet ved hjelp av to forskjellige tredemølleprotokoller. Bekjenning med alt studiepersonell og prosedyrer vil finne sted før faktiske målinger utføres.

Beskrivelse datainnsamling besøk. Deltakerne vil bli testet i en postprandial tilstand (>3 timer) på 2 separate dager (atskilt med minst 48 timer, men ikke mer enn 2 uker) og vil avstå fra trening, alkohol og koffein i minst 24 timer før hvert studiebesøk . Under det første besøket vil høyde, vekt og omkrets bli målt. Kroppssammensetning vil bli målt ved hjelp av dobbeltenergi røntgenabsorptiometri (DEXA), og ekkokardiografi vil bli utført for å bestemme aortadiameter og for å screene for eventuelle gjenværende hjertesvikt som er vanlig hos personer med Ds. Til slutt vil deltakerne utføre en gradert maksimal treningstest for tredemølle for å bestemme maksimalt oksygenopptak (VO2peak) og for å bestemme den submaksimale treningsintensiteten for det andre besøket.

Det andre besøket vil få deltakerne til å gå på en intensitet assosiert med 80 % av deres ventilasjonsterskel i seks minutter, mens pulmonal oksygenopptak (ved hjelp av pust-for-pust gassutvekslingsanalyse), hjertevolum (ved hjelp av slag-til-slag blodtrykksmåling) , og muskeloksygenering (ved bruk av nær-infrarød spektroskopi (NIRS)) måles. Denne kampen på seks minutter vil bli gjentatt fire ganger, med 10 minutters hvile mellom. De fire anfallene vil bli brukt til å snitte de tre signalene, noe som forbedrer beregningen av kinetiske parametere.

Tilvenning. Foreldre/omsorgsgivere er involvert for å gi et støttende miljø for deltakerne og for å styrke foreldre/omsorgspersoners forståelse av forskningen. Før studiestart vil det bli gitt fotografier og videoklipp av laboratoriet og studieutstyret for å hjelpe deltakerne til å bli komfortable med laboratoriemiljøet og utstyret, og informasjonen om informert samtykke sendes til deltakerne og deres foreldre/omsorgspersoner for deres anmeldelse. Bekjenning for deltakerne med Downs syndrom vil være delt i to deler: de skal øve og bli vant med tredemøllen og utstyret for den graderte maksimale treningstesten (helt starten av første besøk), og de skal øve og bli vant med prosedyrer for den submaksimale treningsprotokollen (start av det andre besøket).