Кинетика поглощения кислорода при субмаксимальных нагрузках у взрослых с синдромом Дауна

Синдром Дауна (Ds) является наиболее распространенным хромосомным заболеванием, поражающим примерно 1 из каждых 800 живорождений в США. В дополнение к ряду сопутствующих заболеваний люди с Ds имеют низкую кардиореспираторную выносливость. Их низкая физическая форма не может быть объяснена низким уровнем физической активности, отсутствием мотивации или непониманием теста, а имеет физиологическую причину. Вегетативная дисфункция была определена как один из основных факторов низкой кардиореспираторной выносливости у людей с синдромом Дауна, но она не полностью объясняет это явление.

Кардиореспираторная пригодность определяется способностью организма производить энергию, которая в значительной степени зависит от способности поглощать, доставлять и использовать кислород. Этот процесс транспорта кислорода регулируется легочной, сердечно-сосудистой и мышечной системами, а также степенью их совместной работы. В начале тренировки эти три системы реагируют с задержкой, требуя, чтобы организм компенсировал выработку энергии анаэробными средствами, что негативно влияет на толерантность к физической нагрузке. Таким образом, чем быстрее адаптируются эти три системы (т. е. чем быстрее их кинетика), тем лучше способность выполнять и переносить физические нагрузки.

Скорость адаптации этих кислородтранспортных систем можно количественно оценить, оценив поглощение кислорода (легочные), сердечный выброс (сердечно-сосудистые) и митохондриальную кинетику использования кислорода (мышцами), которые демонстрируют отсроченное экспоненциальное увеличение до устойчивого состояния в начале упражнения средней интенсивности. Кинетика этих трех систем никогда не оценивалась у людей с Ds и может дать ценную информацию об их низкой кардиореспираторной форме и сниженной толерантности к физической нагрузке.

Таким образом, цель этого исследовательского предложения состоит в том, чтобы определить различия в кинетике поглощения кислорода, сердечного выброса и митохондриального использования кислорода между людьми с Ds и без него, чтобы лучше понять лежащую в основе физиологию и потенциально улучшить здоровье, используя эти знания для упражнений.

Общая цель: лучше понять взаимосвязь между кинетикой поглощения кислорода и кардиореспираторной выносливостью у людей с Ds.

Цель 1: Сравнить скорость поглощения кислорода, сердечный выброс и кинетику митохондриального использования кислорода в ответ на субмаксимальные упражнения умеренной интенсивности у взрослых с Ds и без него.

Цель 2: определить взаимосвязь между кинетикой скорости поглощения кислорода и пиковым потреблением кислорода у лиц с Ds.

Определение того, как транспорт кислорода влияет на людей с Ds во время физических упражнений, потенциально может дать больше указаний для разработки сеансов упражнений и вмешательств, поскольку их системе транспорта кислорода потенциально может потребоваться больше времени для достижения требуемого рабочего уровня.

Общий дизайн исследования. Участники пройдут два учебных визита, во время которых их кардиореспираторные возможности будут проверены с использованием двух разных протоколов беговой дорожки. Ознакомление со всем исследовательским персоналом и процедурами будет иметь место до проведения фактических измерений.

Описание посещений для сбора данных. Участники будут протестированы в постпрандиальном состоянии (> 3 часов) в 2 отдельных дня (разделенных не менее чем на 48 часов, но не более чем на 2 недели) и будут воздерживаться от физических упражнений, алкоголя и кофеина в течение как минимум 24 часов перед каждым исследовательским визитом. . Во время первого посещения будут измерены рост, вес и окружность. Состав тела будет измеряться с помощью двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии (DEXA), а эхокардиография будет выполняться для определения диаметра аорты и для скрининга любого потенциального остаточного сердечного дефицита, характерного для людей с Ds. Наконец, участники выполнят градуированный тест максимальной нагрузки на беговой дорожке, чтобы определить пиковое потребление кислорода (VO2peak) и определить субмаксимальную интенсивность упражнений для второго визита.

Во время второго визита участники будут ходить с интенсивностью, соответствующей 80% их дыхательного порога, в течение шести минут, при этом поглощение кислорода легкими (с использованием анализа газообмена при дыхании), сердечный выброс (с использованием измерения артериального давления от удара к удару) , и измеряется оксигенация мышц (с использованием спектроскопии ближнего инфракрасного диапазона (NIRS)). Эта шестиминутная схватка будет повторяться четыре раза с 10-минутным отдыхом между ними. Четыре подхода будут использованы для усреднения трех сигналов, что улучшит расчет кинетических параметров.

Ознакомление. Родители/опекуны участвуют, чтобы обеспечить благоприятную среду для участников и улучшить понимание исследования родителями/опекунами. Перед началом исследования будут предоставлены фотографии и видеоклипы лабораторного и исследовательского оборудования, чтобы помочь участникам освоиться в лабораторной среде и оборудовании, а информация об информированном согласии будет отправлена ​​участникам и их родителям/опекунам для их обзор. Ознакомление участников с синдромом Дауна будет разделено на две части: они будут практиковаться и привыкать к беговой дорожке и оборудованию для дифференцированного теста на максимальную нагрузку (самое начало первого визита), а также будут практиковаться и привыкать к беговой дорожке. процедуры субмаксимального протокола упражнений (начало второго визита).