Syreupptagskinetik under submaximal träning hos vuxna med Downs syndrom

Downs syndrom (Ds) är den vanligaste kromosomsjukdomen, som drabbar cirka 1 av 800 levande födda i USA. Förutom ett antal komorbiditeter har individer med Ds låg kardiorespiratorisk kondition. Deras låga kondition kan inte förklaras av låga nivåer av fysisk aktivitet, bristande motivation eller bristande förståelse för testet, utan har snarare en fysiologisk orsak. Autonom dysfunktion har identifierats som en stor bidragande orsak till den låga kardiorespiratoriska konditionen hos individer med Ds, men det förklarar inte helt fenomenet.

Kardiorespiratorisk kondition bestäms av kroppens förmåga att producera energi, som till stor del är beroende av förmågan att ta upp, leverera och använda syre. Denna process av syretransport styrs av lung-, kardiovaskulär- och muskelsystemet, och i vilken grad de arbetar tillsammans. I början av träningen svarar dessa tre system i ett fördröjt mönster, vilket kräver att kroppen kompenserar energiproduktionen genom anaeroba medel, vilket negativt påverkar ens träningstolerans. Således, ju snabbare anpassningen av dessa tre system är (dvs. ju snabbare deras kinetik), desto bättre förmåga att utföra och tolerera träning.

Anpassningshastigheten för dessa syretransportsystem kan kvantifieras genom att bedöma syreupptag (pulmonell), hjärtminutvolym (kardiovaskulär) och mitokondriell syreanvändning (muskel) kinetik, som alla visar en fördröjd, exponentiell ökning mot steady state i början av måttlig intensitet träning. Kinetiken för dessa tre system har aldrig utvärderats hos individer med Ds och kan ge värdefulla insikter om deras låga kardiorespiratoriska kondition och minskade träningstolerans.

Syftet med detta forskningsförslag är därför att fastställa skillnaderna i kinetik för syreupptagning, hjärtminutvolym och mitokondriellt syreutnyttjande mellan individer med och utan Ds för att bättre förstå den underliggande fysiologin och potentiellt förbättra hälsan genom att använda denna kunskap för träningsinterventioner.

Övergripande mål: att bättre förstå sambandet mellan syreupptagningskinetik och kardiorespiratorisk kondition hos individer med Ds.

Syfte 1: Att jämföra syreupptagningshastigheten, hjärtminutvolymen och mitokondriell syreanvändningskinetik som svar på submaximal träning med måttlig intensitet mellan vuxna med och utan Ds.

Syfte 2: Att bestämma sambandet mellan hastigheten för syreupptagningskinetiken och den maximala syreupptagningen för individer med Ds.

Att bestämma hur syretransport påverkar individer med Ds under träning kan potentiellt ge mer vägledning för att utforma träningspass och interventioner, eftersom deras syretransportsystem potentiellt kan behöva mer tid för att nå den önskade arbetsnivån.

Allmän studiedesign. Deltagarna kommer att genomföra två studiebesök, under vilka deras kardiorespiratoriska kapacitet kommer att testas med två olika löpbandsprotokoll. Bekantskap med all studiepersonal och procedurer kommer att ske innan faktiska mätningar utförs.

Beskrivningsdatainsamlingsbesök. Deltagarna kommer att testas i ett postprandialt tillstånd (>3 timmar) på 2 separata dagar (separerade med minst 48 timmar, men inte mer än 2 veckor) och kommer att avstå från träning, alkohol och koffein i minst 24 timmar före varje studiebesök . Under det första besöket kommer längd, vikt och omkrets att mätas. Kroppssammansättningen kommer att mätas med hjälp av dubbelenergiröntgenabsorptiometri (DEXA), och ekokardiografi kommer att utföras för att fastställa aortadiameter och för att screena för eventuella kvarvarande hjärtfel som är vanliga hos individer med Ds. Slutligen kommer deltagarna att utföra ett graderat maximalt träningstest för löpbandet för att fastställa maximal syreupptagningsförmåga (VO2peak) och för att bestämma den submaximala träningsintensiteten för det andra besöket.

Det andra besöket kommer att få deltagarna att gå på en intensitet som är associerad med 80 % av deras andningströskel i sex minuter medan pulmonell syreupptagning (med analys av gasutbyte från andning för andetag), hjärtminutvolym (med hjälp av blodtrycksmätning från slag till slag) och muskelsyresättning (med hjälp av nära-infraröd spektroskopi (NIRS)) mäts. Denna match på sex minuter kommer att upprepas fyra gånger, med 10 minuters vila emellan. De fyra anfallen kommer att användas för att medelvärde de tre signalerna, vilket förbättrar beräkningen av kinetiska parametrar.

Bekantskap. Föräldrar/vårdare är involverade för att ge en stödjande miljö för deltagarna och för att öka föräldrarnas/vårdgivarens förståelse för forskningen. Innan studiestart kommer fotografier och videoklipp av laboratoriet och studieutrustningen att tillhandahållas för att hjälpa deltagarna att bli bekväma med laboratoriemiljön och utrustningen, och informationen om informerat samtycke skickas till deltagarna och deras föräldrar/vårdgivare för deras recension. Bekantskapen för deltagarna med Downs syndrom kommer att delas upp i två delar: de kommer att öva och vänja sig vid löpbandet och utrustningen för det graderade maximala träningstestet (allt i början av första besöket), och de kommer att öva och vänja sig med procedurer för det submaximala träningsprotokollet (start av det andra besöket).