Эффекты одновременной тренировки баланса и сопротивления у пожилых людей

Задний план:

В процессе старения физические способности постепенно снижаются. Несмотря на то, что причина падений считается многофакторной, потеря мышечной силы и контроля равновесия, по-видимому, являются наиболее важными внутренними факторами риска падений.

Несколько метаанализов и обзоров подчеркивают положительное влияние вмешательств с сопротивлением, балансом и комбинированными упражнениями на показатели силы, мощности и баланса и, следовательно, на внутренние (т. Е. Связанные с человеком) факторы риска падений. Чистый баланс, а также тренировки с отягощениями оказались эффективными для улучшения постурального контроля (например, показателей походки, силы разгибания ног) и снижения риска падения у пожилых людей. Комбинированная тренировка с отягощениями и балансом описывает в целом последовательную или параллельную программу тренировок, в которой упражнения с отягощениями и балансом выполняются в последовательном порядке в рамках одной и той же тренировочной сессии. Эти упражнения также показали положительный эффект. Объединение тренировок с отягощениями и тренировкой равновесия, выполняемых одновременно, еще не изучалось в отношении предотвращения падений у пожилых людей.

За последние 15 лет расширились исследования по одновременным тренировкам с отягощениями и балансировкой, так называемым «тренировкам с отягощениями при нестабильности» (IRT). В ИРТ используются неустойчивые устройства (швейцарские мячи, мячи BOSU®, качающиеся доски и т. д.) и внешняя нагрузка (например, грузы). Этот метод тренировок положительно влияет на активацию мышц кора и нижних конечностей, улучшая баланс и дополнительно обеспечивая сравнимый прирост показателей силы, аналогичный традиционным тренировкам с отягощениями. Кибеле и Бем, например, обнаружили значительные улучшения в прыжках на одной ноге после IRT у здоровых молодых людей. В соответствии с принципом специфичности тренировки они пришли к выводу, что IRT вызывала более высокую адаптацию баланса, которая была заметна в балансе, требующем прыжка на одной ноге. Кроме того, Behm и Colado рекомендовали IRT для пожилых людей, и есть исследования, изучающие влияние различных видов IRT на пожилых людей. Гранахер и его коллеги исследовали влияние силовых тренировок с нестабильностью кора (CIT) на показатели силы мышц туловища, подвижности позвоночника, динамического баланса и функциональной подвижности у пожилых людей. Они обнаружили значительные улучшения показателей силы, баланса и подвижности по сравнению с контрольной группой. Другое исследование, изучающее влияние программы упражнений с швейцарским мячом на пожилых людей, обнаружило положительное влияние на показатели физической подготовки и равновесия по сравнению с контрольной группой. Основываясь на используемых упражнениях, эти исследования были сосредоточены на укреплении кора и улучшении в основном балансовых способностей. В несколько ином подходе к улучшению равновесия у пожилых женщин Чулви-Медрано и его коллеги использовали программу тренировки нижних конечностей с использованием нестабильного устройства T-Bow®. В тренировочной группе улучшились показатели динамического, статического и общего баланса, в то время как в контрольной группе балансовые способности снизились или не изменились. Во всех трех вышеупомянутых исследованиях использовались нестабильные устройства, но ни одно из них не включало дополнительные нагрузки в свои тренировочные программы, поэтому компонент сопротивления IRT ограничен массой тела. Следовательно, в литературе недостаточно доказательств, подтверждающих осуществимость и эффективность ИРТ, включающей дополнительную нагрузку в качестве сопротивления для улучшения показателей силы, мощи и баланса у пожилых людей.

Насколько известно исследователям, исследований по изучению влияния ИРТ с дополнительной нагрузкой в ​​качестве сопротивления на факторы риска падений у пожилых людей еще не проводилось.

Меры:

Данные были получены в нашей биомеханической лаборатории. Анкеты заполнялись в отдельных комнатах. Все тесты проводились и объяснялись с использованием стандартных устных инструкций относительно процедуры тестирования, чтобы обеспечить равное отношение ко всем участникам. Одна оценка длилась 90 минут на участника.

Оценка силы/мощности:

Были проведены хорошо зарекомендовавшие себя клинические и биомеханические тесты для измерения первичных результатов в отношении мышечной силы и мощности. В соответствии с рекомендациями Granacher et al. оценка силы проводилась после оценки баланса, чтобы уменьшить мешающие эффекты мышечной усталости. Кроме того, тесты на силу и равновесие проводились в случайном порядке в соответствующем блоке. Для каждого теста было предусмотрено одно практическое испытание. Процедуры испытаний проводились в соответствии с рекомендациями Gschwind et al. если не указано иное. Было проведено два тестовых испытания с использованием среднего значения для дальнейшего статистического анализа. За исключением максимальной изометрической силы разгибания ног и силы хвата рук. Там для статистического анализа использовалось лучшее значение из двух последовательных испытаний. Между испытаниями были предоставлены достаточные периоды восстановления, чтобы уменьшить утомляемость.

Максимальную изометрическую силу разгибания ног (ILES) исследовали с помощью устройства для натяжения троса (Takei A5002, Fitness Monitors, Wrexham, England) в вертикальном положении тела. Индивидуальные длины кабелей были выбраны таким образом, чтобы обеспечить угол колена приблизительно 135°. Участников попросили начать «тянуть [тягать] сначала с умеренной интенсивностью и постепенно увеличивать интенсивность до максимальной нагрузки, сохраняя при этом верхнюю часть тела вытянутой и вертикальной», чтобы предотвратить травмы. Чтобы обеспечить вертикальное положение, участников проинструктировали поддерживать контакт между плечом и стеной и не поднимать лопатку во время тяги. Испытание повторяли с интервалом между измерениями не менее одной минуты. ILES продемонстрировал превосходную надежность повторных испытаний (ICC = 0,98). для силы разгибания ног.

Для измерения силы хвата рук использовали кистевой динамометр Takei (Takei A5401, Fitness Monitors, Wrexham, England). Участники стояли прямо, держа руку на одном уровне с телом, и сжимали устройство так сильно, как только могли, доминирующей рукой. Ширина ручки была адаптирована к размеру руки участника. Промежуточные фаланги приходилось размещать на внутренней рукояти. Удобный динамометр Takei показал превосходную надежность повторных испытаний (ICC = 0,95).

Помимо изометрической силы проводились силовые испытания. В дополнение к стандартному тесту на подъем на стуле (CRT) на устойчивой поверхности были также записаны тестовые испытания стоя на пенопластовой подушке (AIREX©). Участники должны были встать и сесть пять раз так быстро, как только могли, без помощи рук. Поэтому руки должны были быть скрещены на верхней части туловища. Время измерялось обычным секундомером с точностью до 0,01 секунды. второй. После обратного отсчета «готово-готово» время тестирования начиналось и останавливалось, когда участники садились в пятый раз. Для CRT была показана высокая ретестовая надежность (ICC = 0,89).

Кроме того, был проведен тест на силу подъема по лестнице. Этот тест показал значимую связь с показателями подвижности и силы. Время подъема и спуска регистрировали отдельно, а мощность рассчитывали по следующей формуле: P = ((M x D) x g )/t, где P = мощность (Ватт), M = масса тела (кг), D = пройденное расстояние по вертикали. (метры), t = время (секунды) и g = 9,8 (постоянная силы тяжести). Участникам было предложено быстро, но безопасно ходить вверх и вниз по 9-ступенчатой ​​лестнице (высота ступени 17 см). Время начиналось после сигнала к началу и останавливалось, когда вторая нога достигала верхней ступеньки и/или пола соответственно. Использование перил было разрешено из соображений безопасности. Время измерялось обычным секундомером с точностью до 0,01 секунды. второй. Надежность повторных испытаний оказалась превосходной (r = 0,99).

Остаток средств:

Динамический установившийся баланс тестировали при ходьбе по 10-метровой дорожке, измеряя пространственно-временные переменные походки (длина шага (см), время двойной опоры (%), скорость (м/с), ширина шага (см)) с использованием двухмерная система OptoGait© (Microgait, Бозано, Италия). Кроме того, был рассчитан коэффициент вариации (CV = (SD/среднее) x 100). Система OptoGait© показала высокие коэффициенты межклассовой корреляции (ICC = 0,93). - 0,99) и высокая параллельная достоверность между системой OptoGait© и ранее проверенной системой. Участникам было предложено пройти 10 м в собственной обуви в выбранном ими темпе три раза, чтобы рассчитать надежность теста и повторного теста. Поскольку система OptoGait© способна записывать автоматически, стартовый сигнал не требовался. Между отдельными испытаниями давался трехминутный перерыв для отдыха, сохранения данных, а также для подготовки к следующему испытанию. В начале и в конце пешеходной дорожки было обеспечено достаточное расстояние для безопасного ускорения и торможения. Кроме того, первый и последний этапы были исключены из анализа, чтобы исключить возможную погрешность ускорения и замедления. Каждое испытание было записано с частотой 1000 Гц с использованием предоставленного производителем программного обеспечения OptoGait©, работающего на портативном компьютере (Lenovo ThinkPad T530).

Упреждающий баланс был протестирован с использованием функционального теста досягаемости (FRT) и теста Timed up and Go (TUG). FRT измеряет максимальное расстояние, на которое участники смогли протянуться вперед, стоя. С этой целью участников просили поднять доминирующую руку и протянуть вперед как можно дальше, не делая шага вперед. Оценивали максимальное расстояние досягаемости (см). FRT показал превосходную надежность повторного тестирования у пожилых людей (ICC = 0,92). Испытания FRT повторялись, когда участники не могли удерживать обе ноги на земле в фиксированном положении. В дополнение к стандартной FRT на твердой поверхности были также записаны тестовые испытания стоя на пенопластовой подушке (AIREX©). В TUG участников просили встать со стула и пройти три метра с обычной скоростью вокруг конуса, вернуться и сесть. Время для TUG фиксировалось обычным секундомером с точностью до 0,01 секунды. второй по команде «готов-начало» и прекращался, как только участники садились. TUG показал отличную надежность при повторных испытаниях (ICC = 0,99). у пожилых людей.

Для проверки реактивного баланса использовался тест «нажми и отпусти» (PRT). PRT оценивает постуральную реакцию на внезапное возмущение. Участникам было приказано отталкиваться назад от рук экзаменатора и восстанавливать равновесие после того, как экзаменатор отпускает руки. Подсчитывалось количество шагов, необходимых для восстановления равновесия, и записывалась соответствующая оценка (0 = 1 шаг, 1 = 2-3 небольших шага назад с самостоятельным восстановлением, 2 = ≥4 шагов с самостоятельным восстановлением, 3 = шаги с помощью для восстановления). , 4 = упасть или не в состоянии стоять без посторонней помощи). Подробное описание PRT см. у Jacobs и коллег. PRT показал высокую надежность при повторном тестировании (ICC = 0,84). с чувствительностью 89% и специфичностью 85%.

Анкеты:

Психосоциальные функции оценивались с помощью нескольких опросников. Глобальное познание было проверено с использованием MMSE, который является надежным тестом для оценки когнитивной функции, демонстрирующим высокую надежность повторного тестирования (r = 0,89). CDT и FAB-D использовались для оценки исполнительной функции. Межэкспертная надежность CDT оказалась высокой (IRR = 0,92). со значениями чувствительности и специфичности 0,50 и 0,84, соответственно. Самоэффективность при падениях измерялась с использованием немецкой версии FES-I. Этот тест показал отличную внутреннюю валидность (альфа Кронбаха = 0,96). и ретестовая надежность (r = 0,96) оценить уровень страха падения. Для оценки связанной со здоровьем физической активности, физических упражнений и объема энергозатрат проводилось FQoPA. Фрей и его коллеги показали, что показатель FQoPA коррелирует с максимальным потреблением кислорода, что указывает на высокую достоверность (r = 0,42).

Дизайн упражнения:

Участники были разделены на три группы вмешательства на основе равного распределения по возрасту и равного соотношения полов. Распределение тренировочной программы произошло случайно. Группа вмешательства 1 провела «традиционную» тренировку с отягощениями на тренажерах (M-RT). Вторая группа вмешательства (сопротивление нестабильности на основе тренажера - M-IRT) следовала аналогичной тренировочной программе с тренажерами, но с дополнительными нестабильными устройствами, размещенными между участником и тренажером или полом соответственно. Третья группа вмешательства проводила тренировку со свободным весом на нестабильных устройствах (F-IRT) с использованием гантелей вместо тренажеров. Все группы вмешательства тренировались в течение 10 недель два раза в неделю в разные дни по 60 минут. 10-недельный период вмешательства состоял из одной недели вводной фазы и трех основных тренировочных блоков продолжительностью по три недели каждый. Интенсивность тренировок постепенно и индивидуально увеличивалась в течение 10-недельной тренировочной программы путем изменения нагрузки и подходов для всех групп и уровня нестабильности для групп M-IRT и F-IRT. После первой, четвертой и седьмой недели тренировочная нагрузка (вес) была увеличена после тестирования 1ПМ (максимум одного повторения — максимальное количество силы, которое может быть создано за одно повторение) для каждого упражнения. Поскольку нагрузка в 1ПМ слишком велика для нетренированных пожилых людей, тренировочная нагрузка была рассчитана с использованием уравнения прогноза, предоставленного Эпли, что показывает 0,03%. отклонение от фактического достигнутого 1ПМ в приседаниях с корреляцией 0,97. Инструкторы следили за тем, чтобы количество повторений не превышало 15-20, потому что точность предсказания 1ПМ выше при меньшем количестве повторений. Тренировки в нестабильных условиях, особенно с дополнительным весом, сопряжены с определенной степенью риска несчастного случая. Поэтому все упражнения на нестабильность обеспечивались инструкторами и дополнительными приспособлениями вроде ящиков. Занятия проходят под руководством опытных инструкторов. Первые две недели соотношение участников и инструкторов было 5:1, затем 10:1.

Поскольку об эффективности тренировок с отягощениями для предотвращения падений сообщалось часто, первая группа вмешательства (M-RT) выступала в качестве активной контрольной группы. В исследовании Орра и его коллег участники с сопоставимыми исходными характеристиками показали значительно более высокие эффекты лечения по сравнению с пассивной контрольной группой (p < 0,001). Поскольку целью исследования было сравнение непроверенного вмешательства (НВТ) и эффективного лечения (ЛТ), исследователи решили внедрить активную, а не пассивную контрольную группу.

Программа вмешательства:

Все три группы вмешательства проводили программу тренировок с отягощениями, состоящую из трех основных упражнений, фазы разминки и заминки. Участники выполняли 10-минутное низкоинтенсивное хождение по лестнице в качестве короткой разминки в начале каждой тренировки. Основная часть интервенционных упражнений была сосредоточена на укреплении мышц разгибания ног. Поэтому были выбраны приседания, рекомендованные Фланаганом и его коллегами. Группы М-РТ и М-ИРТ выполняли приседания на тренажере Смита, фиксируя штангу на уровне бедра. Экспериментальные испытания показали, что подвижность плеч и нижней части спины у пожилых людей слишком ограничена для фиксации штанги на плечах. Кроме того, группа M-IRT использовала устройства нестабильности (например, Мячи BOSU, воблборды, надувные диски) размещаются под ногами. Устройства нестабильности использовались и в группе F-IRT, но приседания выполнялись с гантелями вместо штанги. В качестве вторичного упражнения на разгибание ног был выбран жим ногами для M-RT и M-IRT (с использованием устройств нестабильности, помещаемых между ступнями и подножкой). Передний выпад (с гантелями) использовался как дополнительное упражнение в группе F-IRT. Для укрепления корпуса в тренировочную программу было включено упражнение «мостик». Опять же, группы M-IRT и F-IRT дополнительно использовали устройства нестабильности, размещаемые под плечом и ступнями.

Статистика:

Априорный анализ мощности с использованием G*Power 3.1 с предполагаемой ошибкой типа I 0,05 и ошибкой типа II 0,10. (90% статистической мощности) рассчитывали для определения соответствующего размера выборки для достижения статистически значимых эффектов взаимодействия. Расчеты были основаны на исследовании, оценивающем влияние силовых тренировок с нестабильностью кора на пожилых людей. Анализ выявил необходимость 54 участников (по 18 в группе) для получения среднего (0,24 ≤ f ≤ 0,39) Эффекты взаимодействия «время x группа». Учитывая вероятность отсева, мы решили набрать более 66 участников, чтобы компенсировать возможный процент отсева в 20%.

Перед основным анализом нормальное распределение было протестировано с помощью критериев Колмогорова-Смирнова для каждой зависимой переменной. Кроме того, был проведен тест Левена на равенство дисперсий. Мы проверили базовые различия между группами с помощью однофакторного дисперсионного анализа или теста Крускала-Уоллиса в зависимости от распределения и однородности. Чтобы проверить гипотезу, был рассчитан 3 (группа: M-RT, M-IRT и F-IRT) x 2 (время: до и после теста) ANOVA с повторными измерениями во времени. В случае нарушения распределения или однородности вычислялись непараметрические критерии Фридмана и Крускала-Уоллиса для контроля результатов параметрических критериев и для непараметрических переменных. Если обнаруживались различия, выражали непараметрические результаты. Поскольку поправка Бонферрони для множественных сравнений оказалась слишком консервативной, скорректированные апостериорные критерии Райана-Холма-Бонферрони использовались для анализа значимых взаимодействий или тенденций «время x группа» (0,051 ≤ p < 0,10). Для выявления различий между группами использовали независимые t-тесты или Манна-Уитни-U. Сообщалось о скорректированных Райаном-Холмом-Бонферрони p-значениях. Кроме того, были проанализированы различия в абсолютной интенсивности тренировок в пределах последнего тренировочного блока. Таким образом, использовалась общая для всех групп тренировочная нагрузка приседательных движений. Различия рассчитывали с использованием однофакторного дисперсионного анализа. В зависимости от распределения и однородности были рассчитаны скорректированные апостериорные тесты Райана-Холма-Бонферрони (независимый t-критерий или Манн-Уитни-U) для выявления различий между группами. Изменения всех переменных внутри групп рассчитывали по формуле ∆% = ((Средн до/Средн после) - 1) х 100. Величина эффекта для ANOVA была определена путем вычисления f Коэна. Следуя Коэну, f-значения ≤ 0,24. указывают на небольшие эффекты, 0,25 ≤ f ≤ 0,39 указывают средние эффекты и f ≥ 0,40 указывают на большие эффекты. Для апостериорных тестов рассчитывали d Коэна. Согласно Коэну, значения d ≤ 0,49. указывают на небольшие эффекты, 0,50 ≤ d ≤ 0,79 указывают на средние эффекты и d ≥ 0,80 указывают на большие эффекты. Уровень значимости был установлен на уровне α = 5%. Все анализы проводились с использованием SPSS версии 21.0 (SPSS Inc., Чикаго, Иллинойс, США).