Inspirační trénink svalů a bránice, jaterní a aerobní adaptace u starších mužů (IMT AND ELDERL)

1. Úvod Moderní životní styl představuje mnoho výzev, z nichž mnohé se výrazně liší od těch, s nimiž se předchozí generace setkávají. Povaha těchto výzev se v průběhu času vyvíjela, což vedlo k významným změnám ve způsobu, jakým jednotlivci udržují a chrání své zdraví. V důsledku toho se také transformovaly primární rizikové faktory. Přestože je dobře prokázána význam zachování zdraví k udržení kvality života, determinanty ovlivňující tento proces prošly podstatným vývojem. V současných kontextech se identifikace klíčových determinant zdraví a dlouhodobé monitorování jejich účinků stalo nezbytnou pro rozvoj účinných strategií podpory zdraví.

   V rámci tohoto rámce se fyzická aktivita a kondice objevily jako klíčové přispěvatele k celkovému zdraví a pohodu v moderních společnostech. Přiměřené úrovně fyzické aktivity jsou pozitivně korelovány s příznivými biomarkery a vyšší kvalitou života. To je zvláště kritické u stárnoucích populací, kde udržování úrovně fyzické aktivity podporuje funkční kapacitu a zmírňuje fyziologický pokles související s věkem. Postupuje stárnutí, zdravotní obavy, jako je sarkopenie, snížená síla svalů a snížená funkční kapacita stále více převládají.

   Síla respiračních svalů je zvláště ovlivněna stárnutím a klesá přibližně o 8-15% za desetiletí po 50 letech u sedavých i aktivních starších dospělých. Počet svalových vláken u starších jedinců se může snížit pouze na 20% z celkového počtu pozorovaných u mladých dospělých a membrána a mezikostální svalová síla mohou klesnout až o 25% v důsledku sarkopenie a svalové atrofie. Toto snížení respirační funkce může přispět k poklesu tolerance a fyzické aktivity cvičení, čímž se zrychlí celkové fyziologické zhoršení. V této souvislosti slouží funkce respiračního svalu zvláště tloušťka membrány jako klíčový biomarker pro ventilační kapacitu a funkční zdraví v populacích stárnutí.

   Inspirativní trénink svalů (IMT) získal rostoucí pozornost jako strategie ke zvýšení funkční kapacity a podpory kvality života v klinických i stárnoucích populacích. Předchozí výzkum však ukazuje, že krátkodobé protokoly (např. 8 týdnů) vytvářejí pouze skromné ​​a klinicky nevýznamné zlepšení maximální cvičební kapacity. Naproti tomu submaximální hodnocení cvičení, jako je šestiminutový test chůze (6MWT), lépe odrážejí denní funkční činnosti, a jsou proto vhodnější pro hodnocení klinicky relevantních zlepšení. Tato úvaha informovala o výběru 6MWT jako primárního výsledku v této studii.

   IMT uplatňuje své fyziologické přínosy především zpožděním nebo zmírněním respiračního metaboreflexu, čímž se snižuje únavu dýchacích cest, snižováním akumulace laktátu v krvi a zlepšením dostupnosti kyslíku pro lokomotorické svaly. Může vyvolat adaptace, jako je hypertrofie membrány, zvýšená respirační účinnost, snížená dušnost, zlepšená vytrvalost, příznivé posuny ve složení svalových vláken a optimalizovaná neuromuskulární kontrola respiračních svalů. Souhrnně tyto mechanismy naznačují, že IMT má potenciál zlepšit jak funkční výkon, tak celkovou kvalitu života u dospělých stárnoucích, přičemž potenciálně přispívá k metabolickému zdraví modulací faktorů, jako je hustota mastných jater. Jak globální populace stárne, mezinárodní studie zdůraznily výhody inspirativního tréninku svalů (IMT) jako nákladově efektivní a nízkorizikové intervence pro zlepšení respirační funkce, výkon cvičení a kvality života u starších dospělých.

   Na základě tohoto zdůvodnění tato studie předpokládala, že inspirační trénink svalů by pozitivně ovlivnil tloušťku svalů bránice, mastné játra, kvalitu života a šestiminutový výkon procházky u starších mužů. S ohledem na tuto hypotézu bylo cílem této studie prozkoumat účinek inspiračního tréninku svalů na tloušťku svalů bránice, procento tuku jater, kvalitu života a 6minutový test chůze (6MWT) u starších mužů. Komplexní hodnocení vztahů mezi těmito parametry ve spojení s komplexními zdravotními přínosy IMT může nabídnout kritické poznatky, které usnadňují rozvoj nových strategií pro zachování funkční nezávislosti a zvyšování kvality života v populacích stárnutí.

2. Materiály a metody 2.1. Účastníci Tato studie byla prováděna jako paralelní skupina, před pokyny pro konsorku, randomizovanou kontrolovanou zkouškou před test-posttest. Před účastí dostali všichni jednotlivci podrobné informace o studii a poskytli písemný informovaný souhlas podle etických zásad uvedených v Helsinském prohlášení. Studie byla navržena na základě zásad Helsinského prohlášení a byla schválena Etickou komisí pro vědecký výzkum University (zasedání ze dne 20. srpna 2025, číslo 2025/5). Cílem této studie bylo prozkoumat účinky inspiračního tréninku svalů (IMT) na tloušťku svalů bránice, tloušťku břišní stěny a hustotu mastné jater u člověka ve věku 60–80 let. Velikost vzorku byla vypočtena pomocí softwaru G*Power (verze 3.1.9.2) na základě hodnot tloušťky membrány (DT) uváděné v předchozích studiích s alfa chybou 0,05, beta chyba 0,2 a střední velikost efektu (F = 0,25 nebo částečný eta čtvercový = 0,06). S ohledem na návrh studie se očekávala míra předčasného ukončování školní docházky přibližně 50%. V souladu s tím byla původně stanovena velikost vzorku 20 účastníků (n = 10 na skupinu). Pro minimalizaci potenciálních problémů však bylo rozhodnuto zahrnout celkem 30 účastníků přidáním o 50% více účastníků do každé skupiny.

2.2. Experimentální design muži ve věku 60-80 let byli pozváni do laboratoře při třech samostatných příležitostech. Během první návštěvy byli účastníci seznámeni s experimentálními postupy a protokol IMT byl důkladně vysvětlen a prokázán. Druhá návštěva zahrnovala sběr měření základní linie (před tréninkem), včetně šestiminutového testu chůze (6MWT), tloušťky membrány (DT) a hustoty mastných jater (FLD), všechny hodnocené pod dohledem radiologa. Po dokončení čtyřtýdenního tréninkového programu IMT byla měření po tréninku získána během třetí návštěvy 2.3. Analýza hustoty jater V této studii byla použita data získaná od staršího muže ve věku 60-80 let, které podstoupily CT skenování hrudníku nebo břicha pro jakoukoli klinickou indikaci. Zobrazování bylo provedeno s definicí SIEEMENS SOMATOM jako 128 modelu počítačového tomografického zařízení. Před zobrazováním dostali účastníci dýchací cvičení. V den zobrazování byli účastníci umístěni na tabulku zařízení v poloze na zádech. Po dokončení nastavení zařízení byly požádány, aby se zhluboka nadechli a drželi ho těsně před zahájením zobrazování. Obrázky byly získány v inspirační fázi. U získaných CT obrazů byla tloušťka jater měřena v bodě s relativně homogenní tloušťkou na úrovni jaterní kupole v posteromediální oblasti pravé hemidiafragmu a data byla zaznamenána. Kromě toho byla hustota měřena u stejných účastníků z homogenní parenchymální oblasti bez znatelných lézí v segmentu osm oblasti játra, sousedící se střední jaterní žílou a byla zaznamenána příslušná data. V důsledku dat zařízení automaticky vypočítalo a zaznamenalo obsah jaterního tuku. Hodnota obsahu tuku jater menší než 33 naznačuje více jaterního tuku.

2.4. Měření měření membrány (DT) měření tloušťky svalu svalů byla získána z počítačových tomografických obrazů pořízených z klinických důvodů. Srdeční zařízení GE Revo Evo (Revolution Evo, Revolution Maxima, Revolution Frontier, Revolution HD, Revolution CT, GE Healthcare, WI, USA) bylo použito pro zobrazování. Radiolog s odbornými znalostmi v oblasti hrudní počítačové tomografie provedl měření tloušťky svalové tloušťky bránice. Během zobrazovacího postupu byly subjekty v poloze na zádech během hluboké inspirační fáze. Měření tloušťky byla získána na úrovni horního pólu pravé ledviny. Měření byla provedena kolmá k ose membrány, ze střední linie a zadní linii obratlového těla. V této křižovatce byl vizualizován membránový sval a jeho tloušťka byla měřena.

2.5. Měření složení těla Výška účastníků byla měřena na nejbližší 0,1 centimetru pomocí standardního výškového měřiče (Seca 769, Seca, Hamburk, Německo), zatímco stála naboso na zdi. Tělesná hmotnost byla měřena na nejbližší 0,1 kilogramu pomocí digitální stupnice (Beurer, Model GS27). Tělesná hmotnost účastníků byla měřena v kilogramech (kg) bez bot a při nošení šortek a trička, aby se minimalizoval vliv na výsledky.

2.6. Měřítko kvality života (QOL) Krátká forma 36 (SF-36) byla vyvinuta společností Ware et al. (1995) měřit kvalitu života. Měřítko kvality života SF-12 bylo vytvořeno tím, že odebrala 12 různých položek z 8 poddajků SF-36. Byla provedena studie turecké platnosti a spolehlivosti. V měřítku se dotáhne funkční stav, pohoda a obecné vnímání zdraví jednotlivce. Otázky zpochybňující fyzický a emoční stav jsou zodpovězeny jako ano nebo ne a další otázky zahrnují možnosti Likertova typu v rozmezí 3 až 6. Shrnutí mentálních složek (MCS) je získáno z duševního zdraví, emocionální role, sociálního fungování a energetické podkategorie a skóre fyzických složek (PCS) se získává z fyzické role, fyzického fungování, obecného zdraví a podkategorií bolesti těla. Bodování se pohybuje od 0 do 100. Vyšší skóre je indikátorem lepšího zdraví. Výpočet dílčích dimenzí v získaných datech byl proveden na adrese https://orthopowertools.com/sf12.

2.7. Inspirační svalový trénink (IMT) Inspirativní trénink svalů (IMT) byl prováděn pomocí zařízení Powerbreathe® (Power® Breathe Classic, IMT Technologies Ltd., Birmingham, Velká Británie). Protokol IMT byl podáván dvakrát denně, ráno a večer, čtyři týdny, přičemž zásah došlo pět dní v týdnu. Každá tréninková relace zahrnovala 30 dýchacích cyklů, přičemž účastníci prováděli tato cvičení ráno a večer, celkem 60 dýchacích cyklů denně. Před použitím zařízení Powerbreathe bylo nastavení odporu kalibrováno na 40% maximálního inspiračního tlaku účastníka (MIP), jak je uvedeno ve studii. Počáteční hodnota MIP byla každý týden zvýšena o 10%. Školení byl pod dohledem certifikovaného trenéra, který zajistil, že účastníci dodržovali správnou formu. Ranní zasedání IMT se konala mezi 8:00 do 10:00 a večerní sezení se konala mezi 17:00. a 8:00 hodin

2.8. Statistická analýza statistické analýzy byly prováděny prostřednictvím softwaru SPSS (verze 21.0 pro Windows, Chicago, IL, USA), se statistickou významností nastavenou na 0,05. Pro stanovení homogenity vzorku byl proveden test normality Shapiro-Wilk. Opakovaná měření obousměrná analýza rozptylu a Bonferroniho korekce byla použita k analýze měření hustoty mastných jater, 6MWT, SF-12 a tloušťky membrány mezi pokusy. Kromě toho byla vypočtena velikost účinku ve srovnání skupiny párových skupin pomocí částečného ETA-kvadrátu (η p 2). Interpretace parametru η p 2 je následující: malé hodnoty, jako je 0,01, označují malou velikost efektu; Střední hodnoty, jako je 0,06, naznačují střední účinek; a velké hodnoty, jako je 0,14, naznačují silný účinek. Korelační koeficient intraclass (ICC) byl vypočten za účelem posouzení reprodukovatelnosti měření získaných od stejného pozorovatele. Interpretace výsledků je následující: skóre mezi 0,50 a 0,75 je považována za mírné, skóre mezi 0,75 a 0,90 je považováno za dobré a skóre 0,90 a vyšší je považováno za vynikající.