Badanie przepływu krwi i ciśnienia krwi w zespole Downa (FBI21)

Konkretne cele

Zespół Downa (ZD) jest najbardziej rozpowszechnioną genetyczną formą niepełnosprawności intelektualnej, a osoby z ZD mają niską zdolność do pracy. Zmniejszona zdolność do pracy ogranicza funkcje motoryczne, a tym samym zmniejsza niezależność, pełne uczestnictwo, a ostatecznie jakość życia (QOL). Niska zdolność do pracy wiąże się z dysfunkcją ośrodkowego układu autonomicznego u osób z ZD, która ogranicza tętno maksymalne o ~30 uderzeń poniżej wartości oczekiwanych. Jednak podczas ćwiczeń autonomiczny układ nerwowy równoważy również dostarczanie obwodowego przepływu krwi i regulację ciśnienia krwi poprzez redystrybucję krwi do aktywnych mięśni szkieletowych. Redystrybucja przepływu krwi zachodzi głównie poprzez współczulne zmiany napięcia naczynioruchowego poprzez stymulację wrażliwych mechanicznie i metabolicznie włókien doprowadzających w mięśniach szkieletowych, co powoduje zmiany ciśnienia w celu utrzymania odpowiedniego przepływu. Nie wiadomo, czy obserwowana dysfunkcja ośrodkowego układu autonomicznego u osób z ZD zmienia również regulację obwodowego przepływu krwi lub reakcję ciśnienia krwi na ćwiczenia kończyn dolnych, co ma kluczowe znaczenie dla poprawy zdolności do pracy, a ostatecznie uczestnictwa i jakości życia.

Redystrybucja przepływu krwi zachodzi w sposób zależny od intensywności, regulowany przez zmiany ciśnienia, z dala od nieaktywnej tkanki w kierunku ćwiczących lub aktywnych mięśni poprzez mechanizmy zwężające naczynia. Dane z naszego laboratorium wykorzystujące łagodny bodziec współczulny, a mianowicie podciśnienie w dolnej części ciała, sugerują, że osoby z DS mają zmniejszoną kontrolę zwężania naczyń. Zmniejszona zdolność do zwężania naczyń nieaktywnej tkanki podczas ćwiczeń może hamować odpowiednią dystrybucję przepływu krwi do aktywnych mięśni, co może być szczególnie ograniczające podczas ćwiczeń dużych mięśni, ograniczając tym samym zdolność do pracy. Oprócz zmniejszonej kontroli zwężania naczyń, przepływ krwi podczas ćwiczeń jest napędzany przez współczulny wzrost ciśnienia krwi w wyniku skurczu mięśni aktywującego odruchy mechaniczne i metaborefleksyjne, określane jako odruch presji wysiłkowej. Osoby z DS mają tępą odpowiedź ciśnienia krwi na wyzwania pobudzające współczulnie, takie jak ćwiczenia izometryczne, co sugeruje upośledzenie regulacji ciśnienia krwi. Podsumowując, nasza poprzednia praca (tj. Wstępne dane) sugeruje, że redystrybucja przepływu krwi i regulacja ciśnienia krwi mogą być upośledzone podczas bodźców obejmujących małą masę mięśniową u osób z DS. Jednak przepływ krwi i regulacja ciśnienia krwi nie były badane za pomocą ćwiczeń dużych mięśni (np. ćwiczeń kończyn dolnych) w DS, co może być bardziej wpływowym i ograniczającym czynnikiem dla osób z DS w odniesieniu do zdolności do pracy.

Aktywne ćwiczenia kończyn dolnych wymagają lepszej regulacji obwodowego przepływu krwi, aby zapewnić dopasowanie między zapotrzebowaniem na tlen a jego podażą, co ma kluczowe znaczenie dla poprawy regulacji ciśnienia krwi, a tym samym zdolności do pracy. Celem pracy jest kompleksowa ocena redystrybucji przepływu krwi poprzez badanie przepływu krwi do czynnych i nieaktywnych kończyn dolnych podczas dynamicznego (rytmicznego działania mięśni) wysiłku kończyn dolnych o wzrastającym natężeniu. Z kolei ćwiczenie izometryczne (skurcz mięśni bez ruchu w stawach otaczających) pozwoli na badanie regulacji ciśnienia krwi u osób z ZD poprzez aktywację odruchu presyjnego wysiłkowego. Dokładniej, metaborefleks można ocenić za pomocą niedokrwienia powysiłkowego, które zatrzymuje metabolity w obszarze regionalnym, w którym ciśnienie krwi i aktywność współczulna pozostają podwyższone, niezależnie od pojemności minutowej serca. Co ciekawe, ani redystrybucja przepływu krwi, ani reakcja presji wysiłkowej na ćwiczenia dużych mięśni nie były wcześniej badane u osób z DS. Badanie tych mechanizmów pomoże wyjaśnić mechanizmy niskiej zdolności do pracy, co ostatecznie doprowadzi do poprawy wyników zdrowotnych, uczestnictwa i jakości życia osób z DS.

Ogólnym celem tego badania jest kompleksowa ocena regulacji przepływu krwi, w tym odruchu presyjnego, w dwóch celach badawczych: Cel 1 (Ćwiczenia dynamiczne): Zbadanie wpływu ćwiczeń dynamicznych kończyn dolnych na przepływ krwi w kości udowej zarówno u osób ćwiczących, jak i niećwiczących ćwiczenia nóg u osób z DS i bez DS. Badacze wysuwają hipotezę, że osoby z DS będą miały: a) osłabiony przepływ krwi przez ud do aktywnej nogi przy każdym obciążeniu podczas ćwiczeń dynamicznych oraz b) brak kontroli przepływu krwi, czego dowodem jest brak zwężenia naczyń w nodze niećwiczącej w porównaniu do osoby bez DS. Cel 2 (Ćwiczenie izometryczne): Zbadanie wpływu ćwiczeń izometrycznych kończyn dolnych na odpowiedź presyjną wysiłkową u osób z DS i bez DS. Badacze stawiają hipotezę, że osoby z DS będą wykazywać osłabioną reakcję na ciśnienie krwi, wykazując dysfunkcję odruchu presyjnego po izometrycznym prostowaniu jednej nogi.