Epidemiology of blood pressure responses to perturbations: Correlates and prognosis for vascular risk, end-organ damage, cognitive aging and preclinical Alzheimer's disease

血压对扰动反应的流行病学:血管风险、终末器官损伤、认知衰老和临床前阿尔茨海默病的相关性和预后

基本信息

项目摘要

The ability of blood pressure (BP) and heart rate (HR) to ‘bounce back’ after stimuli may indicate hemodynamic resilience, a property not reflected by resting BP or HR. Information on BP and HR resilience in humans is lacking. High-dimensional response-recovery curves (RRCs) for phasic beat-to-beat BP and HR data after perturbations can aid the formulation of dynamic indicators of resilience (DIORs). Thus, stochastic diurnal fluctuations in BP and HR may be DIORs reflecting micro-recoveries from small natural perturbations during daily activities (micro-stressors). RRCs for BP and HR after stimuli that evoke distinct hemodynamic responses (mental tasks, posture change, and exercise) may identify complementary DIORs that reflect risks of hypertension (HTN), BP-sensitive target organ damage (TOD), brain aging, impaired cognition and preclinical Alzheimer’s disease (AD), and cardiovascular disease (CVD). We hypothesize that: a. reduced hemodynamic resilience is associated with altered BP and HR responses to stressors marked by greater autocorrelation, increased variance and delayed recovery after a stimulus; b. BP and HR resilience metrics (DIORs) cluster within families and are influenced by antecedent trajectories of risk factors, arterial stiffness, prevalent target organ damage (TOD), brain aging, impaired cognition and preclinical AD, and subclinical atherosclerosis; c. DIORs of BP and HR will enhance prediction of adverse brain imaging, neurocognitive (including AD) and cardiovascular outcomes. We will test these hypotheses by measuring BP and HR responses to four standardized, graded and complementary stressors (mental stress [Stroop test], orthostasis; isotonic [handgrip] and isometric [3-minute walk] exercise) in 3374 participants in the third Generation (Gen3) and minority (Omni2) Framingham Study cohorts. Our aims are three-fold: Aim 1. Characterize the phasic beat-to-beat BP and HR responses to four optimally sequenced standardized perturbations in 3374 middle-aged Framingham Gen3/Omni2 participants at their fourth exam (2021-2024). We will plot dynamic RRCs for each stimulus and describe patterns by age, sex and cohort (white vs. minority). We will estimate DIORs, formulate age-specific reference limits and quantify their heritability. Aim 2. Evaluate the cross-sectional relations of BP and HR responses to the four standardized perturbations. We will relate RRC metrics and related DIORs, and binary BP responses to the following: CVD risk factors; renal function; longitudinal trajectories of resting BP and HR, arterial stiffness, and cardiac mass; subclinical atherosclerosis; prevalent BP-sensitive TOD including MRI brain aging indices; neurocognitive test scores, preclinical Alzheimer’s disease (AD) and related disorders, and prevalent CVD. Aim 3. Relate RRC metrics for BP and HR to incident HTN, mild cognitive impairment, pre-clinical/prodromal AD, and CVD. We will identify a parsimonious set of incrementally predictive DIORs. In summary, we will characterize hemodynamic resilience and relate DIORs to brain aging traits, preclinical AD and CVD in a well phenotyped community-based cohort.
血压 (BP) 和心率 (HR) 在刺激后“反弹”的能力可能表明血流动力学弹性,而静息血压或心率无法反映这一特性。关于人类血压和心率弹性的信息尚缺乏。扰动后阶段性逐搏血压和心率数据的响应恢复曲线 (RRC) 可以帮助制定动态恢复指标 (DIOR),因此,血压和心率的随机昼夜波动。可能是反映日常活动期间小自然扰动(血压和心率的微压力 RRC)的微恢复的 DIOR,这些刺激引起不同的血流动力学反应(心理​​任务、姿势变化和运动),可以识别反映风险的补充 DIOR。高血压(HTN)、血压敏感的靶器官损伤(TOD)、大脑老化、认知受损和临床前阿尔茨海默病(AD)以及心血管疾病(CVD)我们发现: b. 血流动力学弹性降低与血压和心率对压力源的反应改变相关,其特征是刺激后血压和心率弹性指标(DIOR)聚集更大的自相关性、增加的方差和延迟恢复,并且受到先前风险因素轨迹的影响;动脉硬化、普遍的靶器官损伤(TOD)、大脑老化、认知受损和临床前 AD 以及亚临床动脉粥样硬化 BP 和 HR 会增强;不良脑成像、神经认知(包括 AD)和心血管结果的预测我们将通过测量血压和心率对四种标准化、分级和补充压力源(精神压力 [Stroop 测试]、直立性、等张 [握力] 和等长压力)的反应来检验这些假设。 [3 分钟步行] 练习)在第三代 (Gen3) 和少数群体 (Omni2) 弗雷明汉研究队列的 3374 名参与者中进行。我们的目标有三个: 目标 1. 描述特征。我们将绘制 3374 名中年 Framingham Gen3/Omni2 参与者在第四次考试(2021-2024 年)中对四种最佳排序的标准化扰动的阶段性逐搏血压和心率反应,并按年龄描述每个刺激的动态 RRC。我们将估计 DIOR,制定特定年龄的参考限值并量化其遗传力。血压和心率对四种标准化扰动的横截面关系我们将把 RRC 指标和相关的 DIOR 以及二元血压反应与以下因素联系起来:CVD 危险因素;静息血压和心率的纵向轨迹、动脉僵硬度、心脏质量;普遍存在的 BP 敏感 TOD,包括 MRI 神经认知测试评分、临床前阿尔茨海默病 (AD) 和相关疾病;目标 3. 将 BP 和 HR 的 RRC 指标与事件 HTN、轻度认知障碍、临床前/前驱 AD 和 CVD 联系起来。 总之,我们将描述血流动力学弹性的特征。并在表型良好的基于​​社区的队列中将 DIOR 与大脑衰老特征、临床前 AD 和 CVD 联系起来。

项目成果

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