介绍
唐氏综合症 (DS) 是一种由身体所有或部分细胞中额外的 21 号染色体物质引起的遗传病，是与智力障碍相关的最常见的染色体异常 [ 1 ]。目前 DS 的发病率为每 650 名活产儿中就有 1 人[ 2 ]。近几十年来，DS 患者的预期寿命急剧增加，从 20 世纪 70 年代由于先天性心脏病高发而导致的 4 岁增加到目前的 60 岁[ 3 ]。

然而，随着预期寿命的延长，患阿尔茨海默病 (AD) 和痴呆症的风险也随之增加。到 65 岁时，痴呆症的累积发病率超过 90% [ 4 ]，并且是 DS 患者死亡的主要原因 [ 5 ]。成人 DS 患者的痴呆症发病时间也较早，认知能力从 40 岁左右开始下降 [ 4 , 5 ]。对没有 DS 的中年成年人进行的研究表明，与心血管健康相关的因素，例如增加中度至剧烈体力活动 (MVPA)、心肺健康和收缩压，与认知成分（包括注意力、记忆力和执行功能）相关 [ 6 , 7 ,8 ]。此外，中年时的 MVPA [ 9 ] 心肺健康 [ 10 ] 和收缩压 [ 11 ] 与晚年痴呆症的发生率较低有关，这可能是通过增加认知储备来实现的，这样一个人即使在神经病理学变化相关的情况下也能更好地维持认知表现。到公元[ 12 ]。

先前针对 DS 成人的研究表明 MVPA 可能与认知功能有关 [ 13 , 14 ]。然而，我们不知道之前有哪些研究检查了收缩压和心肺健康与不患有痴呆的 DS 成人认知之间的关系。因此，该项目旨在利用从 DS 成人体力活动试验中收集的基线数据来检查收缩压、心肺健康和 MVPA 与 DS 成人认知的关系。

方法
概述
这是一项横断面分析，使用了对不患有痴呆症的 DS 成人进行体力活动试验的基线数据 [ 15 ]。参与者参加了一次实验室访问，以评估静息血压、心肺健康和认知能力，然后在实验室访问后 7 天佩戴加速度计带来评估 MVPA。所有数据均在 2020 年 1 月至 2022 年 11 月期间收集。这项研究得到了大学机构审查委员会的批准。在收集数据之前，已获得参与者及其父母/法定监护人的知情同意和同意。

参加者
参与者是患有 DS 的成年人（≥ 18 岁），他们与父母或监护人一起住在家里，或者与同意作为研究伙伴的护理人员一起生活在受支持的生活环境中。其他入选标准包括轻度至中度智力障碍、理解方向的足够功能能力、通过口语进行交流的能力、参与体育活动的能力、独立行走 10 英尺的能力以及在家中可以上网的能力。如果参与者根据智力障碍者痴呆症筛查问卷 (DSQIID) 确定患有痴呆症，则被排除在外 [ 16]; 参加定期锻炼计划（即≥20分钟/天≥3天/周）；有严重的医疗风险，例如初级卫生保健提供者评估的癌症或最近的心脏事件；或无法参加 MVPA。为患有 DS 的成人提供服务的当地组织（例如唐氏综合症协会、日间服务计划以及由 Medicare 资助的诊所和社区发育障碍组织）通过传单、列表服务和社交媒体帖子招募参与者。参与者可以与家庭成员、单独或与室友住在一起，或在受支持的团体生活环境中。潜在参与者的照顾者被要求联系研究协调员，研究协调员回答有关研究的问题并管理初始参与者资格筛选，其中包括有关参与者的功能能力、沟通技巧和 DSQIID 的问题。安排了与那些仍然感兴趣并且可能有资格的人进行家访或视频会议，以确定最终资格并获得同意。

结果
参与者坐在椅子上，双脚平放在地面上，测量非优势手臂的静息血压。那些无法将脚放在地上的参与者的脚下放置有氧踏板。在椅子上安静休息 5 分钟后，两次测量血压，第一次和第二次测量间隔 2 分钟。第三次测量收缩压和舒张压相差≥ 5 mmHg，并使用两次最接近测量值的平均值进行分析。收缩压代表心室收缩期间血液对动脉壁施加的压力量，而舒张压是心室收缩期间心室休息期间对动脉壁施加的压力量。17、18 ] 。​

按照 Fernhall 等人描述的方案，使用最大跑步机测试评估以 ml/kg / min 测量的心肺健康 (VO 2 Peak )。专为患有 DS 的成人开发[ 19 ]。过期的 O 2和 CO 2使用间接量热法（ParvoMedics TrueOne 2300，盐湖城，犹他州）进行测量，在每次测试之前根据制造商的建议使用已知体积和气体浓度进行校准。跑步机协议中的值以 15 秒间隔为平均值。如果参与者无法维持跑步机速度或要求在跑步机协议期间随时停止测试，则运动测试终止。否则，当参与者达到以下标准中的两个或多个时，测试终止：（1）意志力衰竭；(2) VO 2达到平台期，即< 150 ml/min 或心率 (HR) < 2 次/min，且工作率增加；(3)使用 Fernhall 等人的公式预测的心率峰值在 5 次/分钟以内的心率。[ 19]; (4) 呼吸交换比≥1.0。仅呼吸交换比≥ 1.0 或心率在心率峰值 10 次/分钟以内的参与者才纳入分析。

体力活动
使用 ActiGraph wGT3XBT 三轴加速度计（ActiGraph LLC，彭萨科拉，佛罗里达州）评估 MVPA 和久坐时间，连续 7 天在清醒时间佩戴在非优势髋部腋前线处。使用 Actilife 软件版本 6.13.3（ActiGraph LLC，彭萨科拉，佛罗里达州）初始化并下载 ActiGraph 设备在 60 秒内聚合的垂直轴数据。无磨损时间定义为至少连续 90 分钟的零计数，并允许 1-2 分钟在零计数/分钟和 100 次计数/分钟之间移动 [ 20 ]。计数 ≥ 20,000·min −1被认为是虚假的 [ 21]。需要至少 3 天（包括 1 个周末）的佩戴时间≥ 8 小时才能纳入分析。2003-2004 年和 2005-2006 年 NHANES 周期中成人使用的垂直轴 ActiGraph 切点用于对静坐时间分钟数（< 1.0 MET，≤ 100 计数/分钟）和 MVPA（≥ 3 MET，≥ 2020 计数/分钟）进行分类分钟) [ 22 , 23 ]。

使用 Cambridge Neuropsychological Test Automated Battery for DS（CANTAB®，Cambridge Cognition, LTD，剑桥，英国）[ 24 , 25 ] 在安静的房间内通过 iPad® 进行认知功能评估。CANTAB® DS Battery 已在 DS 患者的先前试验中使用过 [ 26 , 27 ]，包括执行功能、情景记忆和处理速度的测量。CANTAB® DS Battery 测量已证明对 DS 中疾病特异性认知缺陷的敏感性，包括与海马功能障碍相关的认知缺陷，以及对与 AD 相关的认知功能变化的敏感性 [ 28 ]。使用了以下 CANTAB 测试：

多任务处理
多任务任务是执行功能的衡量标准，评估参与者忽略与任务无关信息的能力。屏幕两侧都有一个箭头指向任一方向（右或左）。参与者必须分别按下屏幕左角或右角的按钮，注意屏幕上出现箭头的一侧或箭头的方向（由屏幕上的“侧面”或“方向”指示）。从多任务处理任务中收集了四个关键结果： 不一致成本，即一致试验与不一致试验的响应中位延迟（从刺激出现到按下按钮）之间的差异（以毫秒为单位）；反应潜伏期，即反应的中位潜伏期（从刺激出现到按下按钮）；多任务成本，即使用两个规则的评估块与仅使用单个规则的评估块期间响应中值延迟（从刺激出现到按下按钮）之间的差异（秒）；总错误数，即结果为错误响应的试验次数。

情景记忆
配对同事学习测试评估了视觉情景记忆。屏幕上向参与者展示了一些方框，其中一一显示了不同的视觉模式。编码阶段结束后，不同的图案显示在屏幕中间，参与者必须选择先前呈现图案的框。结果测量包括首次尝试记忆分数，该分数评估参与者在第一次尝试时能够正确回忆起先前在计算机屏幕上显示的模式的次数，分数越高表明记忆力越好，以及总错误数，即错误数。受试者在评估问题上选择错误框作为刺激的次数，并根据他们在任何问题、尝试、

反应时间
反应时间任务是注意力和精神运动速度的衡量标准，评估运动和心理反应的反应时间。先前的研究表明，简单反应时间与记忆和言语流畅性相关，而选择反应时间与语言、方向和言语流畅性相关[ 29、30、31 ]]。在任务过程中，屏幕顶部会显示圆圈（一个表示简单任务，五个表示选择模式），其中会随机出现黄灯。参与者必须按住屏幕底部的一个按钮，然后松开它，以尽可能快地选择上方的圆圈，在该圆圈中他们检测到黄光，然后将手指放回到按住按钮上。结果测量包括简单反应时间和五项选择反应时间，这是当刺激仅出现在一个位置或任一位置时，参与者在呈现目标刺激（毫秒）后释放响应按钮所需的中等持续时间。分别有五个地点和简单及五选运动时间，

统计分析
样本特征被描述为人口统计（即年龄、种族、民族、支持水平）、人体测量（即身高、体重、体重指数）、收缩压和舒张压以及心肺健康（VO 2 Peak）测量。Pearson 相关性用于描述 (1) 收缩压、(2) 心肺健康和 (3) MVPA 与 3 个领域内的 10 项认知测量（即多任务成本、情景记忆和反应时间）之间的关联。使用线性回归进一步探讨收缩压、心肺健康和 MVPA 对 DS 成人认知的影响，同时调整年龄、性别和体重指数。R 版本 4.2.2 用于此分析 [ 32]。

结果
基线数据收集自 82 名患有 DS 的成年人，其中 72 名完成了完整的认知训练，并纳入本次分析。参与者年龄为 26.8 ± 9.3 岁，其中 57% 为女性，约 75% 与父母同住。按性别分层的样本特征如表1所示。表2列出了收缩压、心肺健康和 MVPA 与认知结果之间的 Pearson 相关性，表3列出了使用线性回归得出的收缩压、心肺健康和 MVPA 对认知结果的影响。

收集了 63 名参与者的静息血压。平均收缩压为118.3±13.3mmHg，1名参与者符合高血压标准（即≤140/90mmHg）。收缩压与情景记忆测量（p  ≤ 0.001）和反应时间的 3 种测量显着相关：五项选择运动时间（rho = 0.29，p  = 0.02）、简单运动时间（rho = 0.35，p  = 0.005） ）和简单反应时间（rho = 0.27，p  = 0.03）。当控制年龄和性别时，收缩压与情景记忆测量、五选运动时间和简单运动时间均显着相关（所有p  < 0.05，图 1 ））。没有观察到与任何多任务处理措施之间的关联。

心肺健康
61 名参与者获得了有效的心肺健康状况，平均 VO 2 峰值为 21.1 ± 4.2 ml/kg/min。心肺健康与简单运动时间显着相关（rho = − 0.28，p  = 0.03）。在线性回归中调整年龄和性别后， VO 2 Peak与认知结果之间没有关联；然而，VO 2 Peak和简单运动时间之间的粗略关联具有统计显着性（β  = − 11.61，p  = 0.03，图 2）。没有观察到与多任务处理或情景记忆测量之间的关联。

中度至剧烈的体力活动
有效的加速度计数据来自 59 名参与者，平均 MVPA 为 14.4 ± 14.4 分钟/天。MVPA 与任何认知测量均不显着相关（均p  > 0.05），在使用控制年龄和性别的线性回归时也未观察到任何关联。

讨论
当前研究的结果观察到收缩压与情景记忆以及反应时间的两种测量之间的关联。此外，我们观察到心肺健康与测量精神运动速度的简单运动时间之间的相关性；然而，当控制性别和年龄时，这种关联不再显着。此外，当前的研究没有观察到 MVPA 与任何认知测量之间的关联。

患有 DS 的成年人的心肺健康水平非常低 [ 33 , 34 ]，正常血压也较低 [ 35 , 36 ]。例如，在当前的研究中，心肺健康约为 21 ml/kg/min，而在没有 DS 的相似年龄成年人中观察到的约为 34-44 ml/kg/min [ 37 ]。人们提出了几个因素来解释 DS 患者的低心肺健康和血压，最可能的原因是自主神经功能障碍 [ 33 , 34 , 38 ]。自主神经功能障碍包括最大心率降低，导致心输出量和运动能力降低 [ 33 , 39] ，以及血压控制和外周血流调节受损，这可能会损害 DS 患者在运动期间引导血液流向工作肌肉的能力 [ 33,34,38 ]。目前尚不清楚自主神经功能障碍如何影响成人 DS 患者心血管健康与认知之间的关系；然而，目前的研究结果表明，血压和心肺健康可能仍然与认知的某些方面有关。

我们不知道之前有研究检查成人 DS 患者的收缩压或心肺健康与认知功能之间的关系。在非 DS 人群中，慢性高血压（称为高血压）与认知能力下降和晚年痴呆风险相关[ 11 , 40 ]。例如，最近的系统回顾和荟萃分析[ 11] 发现中等质量的证据表明，中年高血压与认知障碍的超额风险增加 1.19 至 1.55 倍相关。该评价中纳入的 5 项研究的剂量反应分析表明，中年收缩压 > 130 mm Hg 与痴呆风险增加 34% 相关。高血压相关认知变化的机制很复杂，尚未完全了解[ 17 ]。然而，人们认为高血压会引起氧化应激和炎症，从而破坏血脑屏障并导致白质病变[ 41 ]。白色病变被认为通过损害前丘脑和额叶皮层之间的连接来影响认知[ 41]。然而，与年龄匹配的对照相比，DS 患者的血压较低 [ 36 ]，并且人们相信 DS 患者可能不会患高血压 [ 42 , 43 ]。因此，尚不清楚血压是否与患有 DS 的成人认知相关。然而，当前研究的结果发现，较低的收缩压与较好的记忆力得分和反应时间得分之间存在很强的相关性，这表明收缩压确实可能在该人群的认知功能中发挥作用。

当前研究的结果发现心肺健康与简单运动时间之间存在相关性，尽管在控制年龄和性别后这种关系不再显着。我们不知道之前有任何研究检查心肺健康与 DS 成人认知之间的关系。在非 DS 人群中，心肺健康与普通人群 [ 44 ] 和多发性硬化症成人 [ 45 ]反应时间的改善有关。对于没有 DS的成年人，大多数研究都集中在心肺健康增强和情景记忆之间的关系[ 46,47,48 ]]。目前的研究结果没有观察到心肺健康和情景记忆之间的关联。然而，我们小组之前对 27 名患有 DS 的成年人进行的研究 [ 49 ] 观察到， 经过 12 周的锻炼后，情景记忆有所改善（ p = 0.048）[ 49 ]，这表明锻炼和心肺健康的继发性增强可能与改善有关。在情景记忆中。未来的研究有必要检验增强心肺健康对认知的影响。

MVPA被认为可以通过多种途径影响认知，包括改善其他心血管危险因素（例如高血压、肥胖、血脂异常）和改善心肺健康（VO 2 Peak）[ 50 ]。我们没有观察到 MVPA 和认知之间存在任何关联，这与之前针对 DS 成人的研究表明 MVPA 与认知密切相关 [ 13 , 14 ] 形成鲜明对比。例如，弗莱明等人。[ 13 ] 报道称，MVPA 所花费的时间百分比与阿尔茨海默病生物标记联盟 DS (ABC-DS) 认知电池中使用的 8/9 认知结果显着相关 [ 51 ]。同样，Pape 等人的一项研究。[ 14] 对 214 名参与者进行了 12 个月的跟踪观察，结果发现，基线时较高的 MVPA 与 12 个月时记忆力和定向力下降的风险降低 62% 相关。此外，之前针对 DS 成人的干预研究表明，急性或短期（≤ 12 周）MVPA 具有改善认知结果的潜力[ 9,49,52,53,54 ]。有必要进行试验来检验长期增加 MVPA 对认知的影响。

这项研究受益于使用基于设备的 MVPA 评估和使用直接测量的心肺健康（即 VO 2 Peak），以及相对较大且多样化的 DS 成人样本。然而，它是有限的，因为数据是横截面的，并且所有参与者都来自同意参加一个专注于促进体育活动的项目的患有 DS 的成年人样本。当前研究的一个主要限制是所有参与者的心肺健康水平较低（约 21 毫升/公斤/分钟）和 MVPA（约 14 分钟/天），这是纳入临床试验所需的；因此，与 DS 患者的一般人群相比，该样本中 MVPA 和心肺健康的范围较小，限制了我们检测与认知相关性的能力。同样，参与者更年轻且认知稳定；因此，

结论
心血管危险因素，包括低心肺健康和高收缩压，与成人 DS 认知的某些方面相关。虽然未来的研究应该探讨改善心血管健康对延缓 DS 成人认知功能下降和痴呆的作用，但我们建议医疗保健提供者向 DS 患者传达运动和心血管健康的重要性，特别是考虑到 DS 患者的高患病率DS 成人痴呆症。