Trening mięśni wdechowych i przepona, wątroba i adaptacje aerobowe u osób starszych (IMT AND ELDERL)

1. Wprowadzenie Współczesne styl życia stanowi wiele wyzwań, z których wiele różni się znacznie od tych, które spotkały poprzednie pokolenia. Charakter tych wyzwań ewoluował z czasem, co prowadzi do znacznych zmian w sposobie utrzymywania i chroniących swoje zdrowie. W konsekwencji podstawowe czynniki ryzyka zdrowia również się przekształciły. Chociaż znaczenie zachowania zdrowia w celu utrzymania jakości życia jest dobrze ustalone, determinanty wpływające na ten proces uległy znacznej ewolucji. We współczesnych kontekstach identyfikacja kluczowych wyznaczników zdrowotnych i długoterminowe monitorowanie ich skutków stały się niezbędne dla opracowania skutecznych strategii promocji zdrowia.

   W tych ramach aktywność fizyczna i kondycja pojawiły się jako kluczowe czynniki przyczyniające się do ogólnego zdrowia i dobrego samopoczucia we współczesnych społeczeństwach. Odpowiednie poziomy aktywności fizycznej są pozytywnie skorelowane z korzystnymi biomarkerami i wyższą jakością życia. Jest to szczególnie kluczowe w starzeniu się populacji, w których utrzymanie poziomu aktywności fizycznej wspiera zdolność funkcjonalną i łagodzi związany z wiekiem fizjologiczny spadek. W miarę postępów starzenia się, problemów zdrowotnych, takich jak sarkopenia, zmniejszona siła mięśni i zmniejszona zdolność funkcjonalna stają się coraz powszechniejsze.

   Starzenie się mięśni oddechowych jest szczególnie dotknięte starzeniem się, zmniejszając się o około 8-15% na dekadę po 50 roku życia, zarówno u osób siedzących, jak i aktywnych starszych osób. Liczba włókien mięśniowych u osób starszych może zmniejszyć się do zaledwie 20% całkowitej obserwowanej u młodych dorosłych, a przepona i siła mięśni międzyżebrowej mogą spadać nawet o 25% z powodu sarkopenii i atrofii mięśni. To zmniejszenie funkcji układu oddechowego może przyczynić się do spadku tolerancji wysiłku i aktywności fizycznej, przyspieszając w ten sposób ogólne pogorszenie fizjologiczne. W tym kontekście funkcja mięśni oddechowych, zwłaszcza grubość przepony, służy jako kluczowy biomarker dla pojemności wentylacyjnej i zdrowia funkcjonalnego w starzejących się populacjach.

   Trening mięśni wdechowych (IMT) zyskał coraz większą uwagę jako strategię zwiększania zdolności funkcjonalnej i wspierania jakości życia zarówno w populacjach klinicznych, jak i starzejących się. Jednak wcześniejsze badania wskazują, że protokoły krótkoterminowe (np. 8 tygodni) wytwarzają jedynie niewielką i klinicznie nieistotną poprawę maksymalnej zdolności ćwiczeń. Natomiast oceny ćwiczeń submaksymalnych, takie jak sześciominutowy test spaceru (6MWT), lepiej odzwierciedlają codzienne czynności funkcjonalne i dlatego są bardziej odpowiednie do oceny istotnej klinicznej poprawy. To rozważenie poinformowało wybór 6 MWT jako główny wynik w niniejszym badaniu.

   IMT wywiera swoje korzyści fizjologiczne przede wszystkim poprzez opóźnienie lub osłabienie metaborefleksu oddechowego, zmniejszając w ten sposób zmęczenie oddechowe, obniżając akumulację mleczanu krwi i poprawę dostępności tlenu do mięśni lokomotorycznych. Może indukować adaptacje, takie jak przerost przepony, zwiększona wydajność oddechowa, zmniejszona duszność, poprawa wytrzymałości, korzystne przesunięcia składu włókien mięśniowych i zoptymalizowana kontrola neuromięśniowej mięśni oddechowych. Łącznie mechanizmy te sugerują, że IMT może poprawić zarówno wydajność funkcjonalną, jak i ogólną jakość życia u starzejących się dorosłych, a potencjalnie przyczyniają się do zdrowia metabolicznego poprzez modulowanie czynników, takich jak tłuszczowa gęstość wątroby. W miarę starzenia się globalnej populacji, badania międzynarodowe podkreśliły korzyści z treningu mięśni wdechowych (IMT) jako opłacalnej i niskiego ryzyka interwencji w celu poprawy funkcji układu oddechowego, wydajności ćwiczeń i jakości życia u osób starszych.

   W oparciu o te uzasadnienia w tym badaniu postawiono hipotezę, że trening mięśni wdechowych pozytywnie wpłynąłby na grubość mięśni przepony, tłuszcz wątroby, jakość życia i sześciominutowe wyniki testu spaceru u starszych mężczyzn. Biorąc pod uwagę tę hipotezę, celem tego badania było zbadanie wpływu treningu mięśni wdechowych na grubość mięśni przepony, procent tłuszczu z wątroby, jakość życia i 6-minutowy test na spacer (6 MWT) u starszych mężczyzn. Kompleksowa ocena relacji między tymi parametrami, w połączeniu z kompleksowymi korzyściami zdrowotnymi IMT, może oferować krytyczne spostrzeżenia, które ułatwiają opracowanie nowych strategii zachowania niezależności funkcjonalnej i zwiększania jakości życia w starzejących się populacjach.

2. Materiały i metody 2.1. Uczestnicy Badanie zostało przeprowadzone jako grupa równoległa, randomizowane badanie kontrolowane w przedsiębiorstwie przedtem, zgodnie z wytycznymi Consort. Przed uczestnictwem wszystkie osoby otrzymały szczegółowe informacje o badaniu i dostarczyły pisemną świadomą zgodę zgodnie z zasadami etycznymi określonymi w Deklaracji Helsinek. Badanie zostało zaprojektowane zgodnie z zasadami Deklaracji Helsinek i zostało zatwierdzone przez Komitet Etyki Badań Naukowych Uniwersytetu Hitit (spotkanie z 20 sierpnia 2025 r., Numer 2025/5). Badanie to miało na celu zbadanie wpływu treningu mięśni wdechowych (IMT) na grubość mięśni membrany, grubość ściany brzusznej i tłuszczową gęstość wątroby u człowieka w wieku 60-80 lat. Rozmiar próbki obliczono przy użyciu oprogramowania G*Power (wersja 3.1.9.2) na podstawie wartości grubości przepony (DT) zgłoszonych w poprzednich badaniach, z błędem alfa 0,05, błędem beta 0,2 i średnim rozmiarem efektu (F = 0,25 lub częściowego kwadratu ETA = 0,06). Biorąc pod uwagę projekt badania, przewidywano wskaźnik rezygnacji około 50%. W związku z tym początkowo określono wielkość próby 20 uczestników (n = 10 na grupę). Jednak, aby zminimalizować potencjalne problemy, postanowiono włączyć 30 uczestników, dodając 50% więcej uczestników do każdej grupy.

2.2. Projekt eksperymentalny mężczyźni w wieku 60–80 lat zostali zaproszeni do laboratorium trzy razy. Podczas pierwszej wizyty uczestnicy otrzymali zapoznanie się z procedurami eksperymentalnymi, a protokół IMT został dokładnie wyjaśniony i wykazany. Druga wizyta obejmowała zbieranie pomiarów wyjściowych (przedtreningowych), w tym sześciominutowy test spaceru (6 MWT), grubość przepony (DT) i tłustą gęstość wątroby (FLD), wszystkie ocenione pod nadzorem radiologa. Po zakończeniu czterotygodniowego programu szkoleniowego IMT pomiary po treningu uzyskano podczas trzeciej wizyty 2.3. Zastosowano analizę gęstości wątroby w tym badaniu, dane uzyskane od starszego mężczyzny w wieku 60–80 lat, który poddano skanowaniu CT klatki piersiowej lub brzucha w przypadku jakiegokolwiek wskazania klinicznego. Obrazowanie przeprowadzono z definicją Siemensa Somatom jako urządzenie do tomografii komputerowej 128. Uczestnicy otrzymali ćwiczenia oddechowe przed obrazowaniem. W dniu obrazowania uczestnicy umieszczono na stole urządzeń w pozycji leżącej. Po zakończeniu ustawień urządzenia poproszono ich o głęboki oddech i przytrzymanie go tuż przed rozpoczęciem obrazowania. Obrazy zostały uzyskane w fazie wdechowej. Na nabytych obrazach CT grubość wątroby mierzono w punkcie o stosunkowo jednorodnej grubości na poziomie kopuły wątroby w obszarze tylnym prawej hemidiafrygi i zarejestrowano dane. Ponadto gęstość mierzono u tych samych uczestników z jednorodnego obszaru miąższowego bez zauważalnych zmian w segmencie ośmiu regionu wątroby, przylegającej do środkowej żyły wątrobowej, i zarejestrowano odpowiednie dane. W wyniku danych urządzenie automatycznie obliczało i rejestrowało zawartość tłuszczu wątroby. Wartość zawartości tłuszczu w wątrobie mniejsza niż 33 wskazuje na więcej tłuszczu z wątroby.

2.4. Pomiary grubości przepony (DT) Pomiary grubości mięśniowej uzyskano z obrazów tomografii komputerowej wykonane z przyczyn klinicznych. Do obrazowania zastosowano urządzenie serca GE Revo Evo (Revolution EVO, Revolution Maxima, Revolution Frontier, Revolution HD, Revolution CT, GE Healthcare, WI, USA). Radiolog z wiedzą specjalistyczną w zakresie tomografii komputerowej klatki piersiowej wykonał pomiary grubości mięśni przepony. Podczas procedury obrazowania badani byli w pozycji na wznak podczas fazy głębokiej inspiracji. Pomiary grubości uzyskano na poziomie górnego bieguna prawej nerki. Pomiary wykonano prostopadle do osi przepony, od linii środkowej i tylnej linii ciała kręgowego. W tym momencie wizualizowano mięsień przepony i zmierzono jego grubość.

2.5. Pomiar składu ciała Wysokość uczestników zmierzono do najbliższego 0,1 centymetra przy użyciu standardowego miernika wysokości (SECA 769, SECA, Hamburg, Niemcy), stojąc boso na ścianie. Masę ciała mierzono z najbliższym 0,1 kilogramem przy użyciu skali cyfrowej (Beurer, model GS27). Masę ciała uczestników mierzono w kilogramach (kg) bez butów i podczas noszenia szortów i koszulki, aby zminimalizować wpływ na wyniki.

2.6. Ware i in. Ware i in. (1995) do pomiaru jakości życia. Skalność jakości życia SF-12 powstała, przyjmując 12 różnych elementów z 8 podrzędnych SF-36. Przeprowadzono badanie ważności i niezawodności tureckiej. W skali proszone są status funkcjonalny, dobre samopoczucie i ogólne postrzeganie zdrowia jednostki. Pytania dotyczące kwestionowania statusu fizycznego i emocjonalnego odpowiada jako tak lub nie, a inne pytania obejmują opcje typu Likerta od 3 do 6. Scenariusz podsumowania komponentów mentalnych (MCS) uzyskuje się ze zdrowia psychicznego, roli emocjonalnej, funkcjonowania społecznego i podkategorii energii oraz podsumowania komponentów fizycznych (PCS) uzyskano z roli fizycznej, funkcjonowania fizycznego, ogólnego zdrowia i bólu ciała. Ocena wynosi od 0-100. Wyższy wynik jest wskaźnikiem lepszego zdrowia. Obliczanie podgresii w uzyskanych danych dokonano na https://orthopowertools.com/sf12.

2.7. Trening mięśni wdechowych (IMT) trening mięśni wdechowych (IMT) przeprowadzono przy użyciu urządzenia Powerbreathe® (Power® Breathe Classic, IMT Technologies Ltd., Birmingham, Wielka Brytania). Protokół IMT podawany dwukrotnie dziennie, rano i wieczorem, przez czterotygodniowy, z interwencją odbywającą się pięć dni w tygodniu. Każda sesja treningowa obejmowała 30 cykli oddechowych, a uczestnicy wykonali te ćwiczenia rano i wieczorem, w sumie 60 cykli oddechowych dziennie. Przed użyciem urządzenia PowerBreate ustawienie rezystancji zostało skalibrowane do 40% maksymalnego ciśnienia wdechowego uczestnika (MIP), jak opisano w badaniu. Początkowa wartość MIP była zwiększana o 10% co tydzień. Sesje szkoleniowe zostały nadzorowane przez certyfikowanego trenera, który zapewnił, że uczestnicy przestrzegają właściwej formy. Poranne sesje IMT odbyły się między 8:00 a 10:00, a wieczorne sesje odbyły się między 17:00. i 20:00

2.8. Analizy statystyczne analizy statystyczne przeprowadzono za pośrednictwem oprogramowania SPSS (wersja 21.0 dla systemu Windows, Chicago, IL, USA), z istotnością statystyczną ustaloną na 0,05. Przeprowadzono test normalności Shapiro-WILK w celu określenia jednorodności próbki. Powtarzane pomiary Dwukierunkowa analiza wariancji i korekcji Bonferroniego zastosowano do analizy różnic w gęstości stłuszczenia wątroby, 6MWT, SF-12 i pomiarów grubości przepony między próbami. Ponadto wielkość efektu w porównań grup parami obliczono przy użyciu częściowego ETA-kwadrat (η p 2). Interpretacja parametru η p 2 jest następująca: małe wartości, takie jak 0,01, wskazują niewielki rozmiar efektu; Wartości średnie, takie jak 0,06, wskazują efekt średniej; i duże wartości, takie jak 0,14, wskazują na silny efekt. Współczynnik korelacji wewnątrzklasowej (ICC) obliczono w celu oceny odtwarzalności pomiarów uzyskanych od tego samego obserwatora. Interpretacja wyników jest następująca: Wyniki między 0,50 a 0,75 są uważane za umiarkowane, wyniki między 0,75 a 0,90 są uważane za dobre, a wyniki 0,90 i więcej są uważane za doskonałe.