INFLUENCE OF AGE ON THE CEREBROVASCULAR RESPONSES TO EXERCISE: UNDERSTANDING THE ROLE OF BLOOD PRESSURE

Altersbedingte zerebrovaskuläre und neurodegenerative Erkrankungen wie Demenz und Schlaganfall, gehen mit einer Reduktion der zerebrovaskulären Durchblutung und zerebrovaskulären Funktion einher. Sportliche Aktivität schützt vor diesen negativen Effekten des Alterns. Als möglicher Stimulus für die vaskuläre Adaptation durch sportliche Aktivität wird ein durch den Anstieg des Blutflusses bedingter Anstieg der Scherkräfte an der Arterienwand angenommen. Für die Steigerung des zerebralen Blutflusses spielt der arterielle
Blutdruck eine zentrale Rolle. Verglichen mit jüngeren Erwachsenen zeigen ältere Erwachsene während sportlicher Aktivität einen geringeren Anstieg der zerebralen Durchblutung, trotz eines höheren Anstieges des Blutdrucks. Dies deutet auf eine eingeschränkte zerebrale Durchblutungsempfindlichkeit während Blutdruckveränderungen bei Älteren hin. Das initiale Ziel dieser Arbeit war es den Alterseffekt auf die durch akute sportlicher Aktivität bei Intervallund
kontinuierlicher Methoden hervorgerufenen zerebrovasukulären Veränderungen zu
untersuchen. Somit sollte die Veränderung des zerebralen Blutflusses bei sportlicher Aktivität im Alter besser verstanden werden und zur Maximierung des Blutflusses beitragen. Darüber hinaus, zielt diese Arbeit darauf ab zu verstehen, wie das zerebrale Blutfluss–
Blutdruckverhältnis in Bezug auf dynamische Stimuli vom Altern beeinflusst wird. Zur Beantwortung dieser Fragestellungen wurden drei experimentelle Studien durchgeführt.
In der ersten Studie wurden die Effekte von Intensität- und Arbeitsangeglichenen Intervall- und
kontinuierlichen Methoden und deren Auswirkung auf den zerebralen Blutfluss bei älteren und
jüngeren Erwachsenen untersucht. Der zerebrale Blutfluss wurde mittels Durchblutungsgeschwindigkeit der Arteria cerebri media (MCAv) bestimmt. Das Gesamtvolumen über die Dauer der Belastung und der Erholung zeigte eine größere Veränderung der MCAv während der Intervallmethode als bei kontinuierlicher Betätigung sowohl bei den Jungen als auch bei den Älteren. Dies deutet darauf hin, dass die
Intervallmethode eine effektive Methode ist, um akute Anstiege der MCAv zu induzieren, ohne dabei exzessive Anstiege des Blutdrucks hervorzurufen. Dies ist besonders relevant für Personen, die aus gesundheitlichen Gründen keine kontinuierliche sportliche Aktivität
durchführen können oder gar dürfen. Die zweite Studie wurde konzipiert, um die Funktion des mittleren arteriellen Blutdrucks (MAP) auf die zerebrale Durchblutung zu untersuchen. Das Verhältnis zwischen Blutdruck und zerebralem Blutfluss, gemessen als die Veränderung in
MCAv für eine gegebene Veränderung des mittleren Blutdrucks (%ΔMCAv/%ΔMAP), und deren Zusammenhang mit zerebrovaskulärer Reaktivität auf Kohlstoffdioxid (CO2), ist Ersatzmaß der zerebralen Endothelfunktion. Diese wurde zwischen jungen und älteren Erwachsenen verglichen. Bei älteren Erwachsenen führten die Blutdruckanstiege während
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schneller, intermittierender Steh-zu-Sitz Bewegungen zu höheren %ΔMCAv/%ΔMAP
Reaktionen, verglichen mit den Jungen. Eine beeinträchtigte %ΔMCAv/%ΔMAP Reaktion korrelierte invers mit der zerebrovaskulären CO2 Reaktivität. Dies deutet darauf hin, dass eine beeinträchtigte zerebrovaskuläre Funktion mit einer größeren zerebralen
Durchblutungsempfindlichkeit auf dynamische Veränderungen des systemischen Blutdrucks einhergeht. Bei Älteren sind die Reaktionen auf Änderungen des systemischen Blutdruckes (z.B. Herz) erhöht. In der dritten Studie wurde die Veränderung von MCAv in Relation zum MAP und dem errechneten Blutdruck im Gehirn während dem Wechsel zwischen der Kopfoben-
und Kopf-unten-Position auf dem Kipptisch zwischen jungen und älteren Männern verglichen. Die zerebrale Druck-Fluss Reaktion, berechnet als die Veränderung in MCAv im Verhältnis zur relativen Veränderung von MAPbrain (%ΔMCAv/%ΔMAPbrain) und der
Zusammenhang mit der Endothelfunktion, bestimmt als Flow mediated dilation (FMD), wurde zwischen den jungen und älteren Erwachsenen verglichen. Durch intermittierende Kopf obenunten Manöver kam es zu einer größeren Veränderung in MAPbrain im Vergleich zu MAP.
Obwohl sich die Veränderungen von MAPbrain zwischen den beiden Altersgruppen ähnelten, zeigten die Älteren eine niedrigere MCAv Reaktion bei den Kopf oben-unten Manövern, was zu
einem niedrigeren %ΔMCAv/%ΔMAPbrain führte als bei den Jungen. Die niedrigere %ΔMCAv/%ΔMAPbrain korrelierte stark mit einem geringen FMD Ergebnis in der älteren
Gruppe. Dies bestätigt die Ergebnisse der zweiten Studie und deutet darauf hin, dass eine beeinträchtigte Endothelfunktion und eine damit einhergehende geringere zerebrale Blutfluss-
Blutdruck-Empfindlichkeit bei älteren Erwachsenen besteht. Zusammenfassend führte sowohl bei jungen als auch älteren Erwachsenen Bewegung nach dem Intervallprotokoll zu effektiveren
zerebrovaskulären Reaktionen im Vergleich zum kontinuierlichen Protokoll. Veränderte systemische und zerebrale Blutdruck-Blutfluss Reaktionen im Alter während dynamischer Stimuli waren mit einer beeinträchtigten zerebrovaskulären Endothelfunktion verbunden.