Влияние тренировки вдоха мышц на диафрагму и толщину мышц стенки AB-доминала с жирной плотностью печени у пожилых женщин: рандомизированное контролируемое исследование (IMT AND ELDERL)

1. Введение Процесс старения приводит к различным нарушениям во многих физиологических системах, включая опорно -двигательную и дыхательную систему. Одним из основных последствий этого процесса является снижение общей мышечной силы, которое напрямую влияет на функциональную способность человека и способность выполнять повседневную жизнь. Хотя это снижение мышечной массы и силы напрямую не связано с каким -либо конкретным заболеванием, оно становится более выраженным у пожилых людей с состояниями здоровья, которые ограничивают подвижность (Rodrigues et al., 2018). Одна только слабость дыхания считается значительным ограничивающим фактором для физической подготовки и может привести к клиническим исходам, включая нарушение функции легких, снижение мышечной силы и одышку (Alvarenga et al., 2018).

   В предыдущих исследованиях сообщалось, что физические упражнения обеспечивают широкий спектр преимуществ для пожилых людей, включая улучшение функциональных возможностей, снижение уровня инфекции, повышение сердечно -сосудистой пригодности, улучшение качества мышечных волокон и общие улучшения качества жизни (Brito et al., 2011; Santiago et al., 2018). Было показано, что аэробные упражнения оказывают системные преимущества, в том числе улучшения силы дыхательных мышц. Кроме того, регулярная физическая активность вызывает как локальные, так и системные противовоспалительные реакции, предлагая защитные эффекты от возрастных хронических воспалительных патологий (Silva et al., 2011, Can et al., 2019).

   В этом контексте улучшение дыхательной функции с помощью целевых вмешательств имеет жизненно важное значение для поддержания независимости и снижения бремени здравоохранения в стареющих популяциях. В последние годы IMT привлекла все больше внимания благодаря своей двойной роли в повышении спортивных показателей и улучшении функциональных возможностей у пожилых людей (Hajghanbari et al., 2013; Illi et al., 2012; Bostancı et al., 2019; Manifield et al., 2021; Yılmaz et al., 2022). IMT-это подход к тренировке с сопротивлением, включающий дыхательную нагрузку умеренной интенсивности, как правило, при 40-60% от максимального давления вдоха. Он выполняется в течение коротких продолжительности, при этом приносит значительные улучшения мышечной силы и выносливости (McConnell, 2013). Домашние протоколы, как правило, состоят из дыхательных сессий, проводимые два раза в день, от пяти до семи дней в неделю (Rodrigues, Dal Lago, & Da Silva Soares, 2021a).

   Практичность и безопасность этих домашних программ делают IMT особенно подходящим для пожилых людей, в том числе с ограничениями мобильности. Сообщалось, что IMT снижает кровяное давление у пожилых людей с систолической гипертонией (Craighead et al., 2021), улучшает автономную функцию сердца (Rodrigues et al., 2018), снижает симпатическую перегруженность и усиливает тонус блуждания у людей с обструктивным апнеей (Ramos-Barrera et al., 2020; 2020; Кроме того, IMT был идентифицирован как нефармакологическое вмешательство, которое усиливает функцию диафрагмы, поддерживает постуральный баланс, повышает стабильность туловища, облегчает венозную прибыль и, в конечном счете, снижает риск падений (Ferraro et al., 2019; Rodrigues et al., 2020; Freepberg et al., 2023).

   С возрастом в дыхательной системе происходит несколько возрастных изменений, включая снижение соответствия стенки грудной клетки, уменьшение упругости отдачи от паренхимы легких, снижение силы дыхательных мышц и притупленный ответ на аномалии газообмена (Manifield et al., 2021). Эти изменения связаны со снижением физической нагрузки, нарушениями ходьбы и снижением качества жизни у пожилых людей (Aznar-Lain et al., 2007; Imd et al., 2013). Снижение функции дыхательных мышц делает пожилых людей более уязвимыми для болезней и инвалидности; Следовательно, укрепление этих мышечных групп имеет решающее значение для снижения риска заболеваемости и смертности (Huang et al., 2011). Несмотря на это, респираторные стратегии упражнений, такие как IMT, остаются недостаточно использования в усилиях по укреплению гериатрического укрепления здоровья.

   Хотя упражнения на периферические мышцы могут привести к частичным приростам в функции дыхательных мышц, более выраженные улучшения наблюдались, когда эти упражнения поддерживаются с помощью вдохновляющих мышечных тренировок (De Farias Mello et al., 2024). В литературе сообщалось, что диафрагма играет активную роль не только в респираторной функции, но и в контроле постурального баланса. Увеличивая внутрибрюшное давление, диафрагма способствует стабилизации позвоночника и, в координации с мышцами живота, поддерживает баланс (Hodges & Gandevia, 2000; Ferraro et al., 2019). В этом контексте ультразвуковая визуализация может быть использована для измерения толщины мышц брюшной полости, и сообщается о положительной корреляции между толщиной и силой мышц (Muraki et al., 2013; Strasser et al., 2013).

   Предыдущие исследования в основном были сосредоточены на влиянии IMT на респираторные на форму, подвижность диафрагмы и функциональную способность в пожилых населениях (Souza et al., 2014; Cader et al., 2010; Enright et al., 2006). В то время как в этих исследованиях последовательно сообщалось об улучшениях в вдохновляющем давлении и толщине диафрагмы, они не все учебы в отношении изменений в AWMT или изучали системные результаты, такие как стеатоз печени. Кроме того, в большинстве доступных исследований изучались либо функциональные, либо структурные результаты отдельно, оставляя пробел в понимании двойного влияния IMT на показатели опорно -двигательного аппарата и метаболического здоровья. Наше исследование отличается от предыдущей работы тем, что оценивает не только толщину диафрагмы и AWMT, но и плотность жира в печени (FLD) с использованием компьютерной томографии у пожилых женщин. Этот комбинированный подход дает новое представление о том, как кратковременное вмешательство IMT может влиять как на мышечную структуру, так и метаболическое здоровье. Чтобы устранить этот пробел, настоящее исследование было направлено на изучение влияния четырехнедельного вмешательства IMT на толщину диафрагмы и AWMT, а также FLD в этой популяции. Мы предположили, что IMT приведет к значительным улучшениям в этих результатах, тем самым поддерживая ее роль в качестве комплексной стратегии для сохранения как функциональных возможностей, так и метаболического здоровья у стареющих женщин.

2. Материалы и методы 2.1. Участники Это исследование было проведено в качестве параллельной группы, предварительного тестирования рандомизированного исследования, связанного с подводными, после руководящих принципов. Перед участием все люди получили подробную информацию об исследовании и предоставили письменное информированное согласие в соответствии с этическими принципами, изложенными в Декларации Хельсинки. Исследование было разработано в соответствии с принципами Декларации Хельсинки и было одобрено Комитетом по этике научных исследований в Университете Стамбула Айдын (собрание от 20 февраля 2025 года, номер 2025/2). Размер выборки рассчитывали с использованием программного обеспечения G*Power (версия 3.1.9.2) на основе значений толщины диафрагмы (DT), о которых сообщалось в предыдущих исследованиях (Holtzhausen et al., 2018), с ошибкой альфа 0,05, бета -ошибкой 0,2 и размером среднего эффекта (F = 0,25 или частичной ETA = 0,06). Принимая во внимание дизайн исследования, ожидался скорость отсева приблизительно 50%. Соответственно, был первоначально определен размер выборки 20 участников (n = 10 на группу). Однако, чтобы минимизировать потенциальные проблемы, было решено включить в общей сложности 30 участников, добавив на каждую группу на 50% больше участников. В конечном счете, четыре участника были исключены, потому что они не соответствовали критериям включения, и исследование было завершено с 26 участниками. Две группы, участвующие в исследовании, состояли из здоровых пожилых женщин, проживающих в доме специального ухода, вышли из трудовой жизни и с одинаковыми уровнями спортивной активности.

Критерии включения были определены как женщины в возрасте 60-80 лет (постменопаузал), которые были независимыми в повседневной жизни, продемонстрировали адекватную когнитивную функцию для следования инструкциям, не имели повреждений опорно-двигательного аппарата в течение предыдущих шести месяцев, не были некурящими и имели обычные торацкие или брюшные изображения КТ, полученные для клинических показаний, и использовались в этом исследовании. Критерии исключения включали в себя неконтролируемая сердечно -сосудистая или легочная болезнь, такая как сердечная недостаточность или обострение ХОБЛ/астма, неконтролируемая гипертония, диагностированная хроническая болезнь печени, острая респираторная инфекция в течение последних четырех недель, участие в структурированных респираторных или резистентных тренировках в течение последних шести месяцев, такого, что связано с заболеванием, на основе лечений, известных по лечению лечений, которые известны лечежилости, такие как лечебный способности, который, как известный в лечебности, в отношении лечебного заболевания. Системные кортикостероиды, анаболические агенты или гепатотоксические препараты, тяжелые ортопедические или неврологические условия, ограничивающие подвижность или отказ участвовать.

2.2. Экспериментальный дизайн женщин в возрасте 60-80 лет был приглашен для участия в лаборатории в трех отдельных случаях. Во время первоначального посещения экспериментальные процедуры были введены и протестированы. До начала эксперимента каждый участник был предоставлен полным объяснением процедуры IMT. Каждый участник прошел недельный испытательный период, в течение которого их тщательно контролировал опытный физиотерапевт. Прорездительный период включал использование устройства для обучения дыхательных мышц, которое было настроено в соответствии с конкретными требованиями каждого участника. Во время второго визита была проведена и записана серия измерений перед тренировкой. Тесты включали оценки AWMT, толщину диафрагмы (DT) и (FLD), все из которых проводились под наблюдением рентгенолога. После четырехнедельной программы обучения IMT окончательные измерения были получены во время последнего визита (рис. 1).

Рисунок 1. Экспериментальный дизайн. 2.3. Измерение состава тела Высота участников измеряли до ближайшего 0,1 сантиметра с использованием стандартного измерителя высоты (SECA 769, SECA, Гамбург, Германия), стоя босиком на стене. В массе тела измеряли до ближайшего 0,1 килограмма с использованием цифровой шкалы (Beurer, Model GS27). В массе тела участников измеряли в килограммах (кг) без обуви и во время ношения шорт и футболки, чтобы минимизировать влияние на результаты, когда мы смотрим на средние значения участников исследования, для группы IMT возраст составлял 67,69 ± 9,25 года, рост составлял 159,5 ± 4,3 см, а вес-70,77 ± 3,65 года, рост-159,5 ± 4,3 см, а вес-70,77 ± 3,65 года, рост-159,5 ± 4,3 см, а вес-70,77 ± 3,65 года, рост-159,5 ± 4, кг. В то время как для контрольной группы средний возраст составлял 68 ± 8,40 года, рост составил 157,85 ± 3,05 CM, а вес составлял 69,46 ± 2,22 кг (таблица 1).

2.4. Анализ плотности печени В этом исследовании изображения КТ были предпочтительны, потому что участники уже были недооценены в грудной или брюшной КТ в рамках их обычной клинической помощи. Для исследовательских целей не было выполнено дополнительных визуализаций. Таким образом, были использованы существующие клинические данные, избегая дополнительного радиационного воздействия. Визуализация была выполнена с использованием определения соматома Siemens как 128 CT -сканер во время фазы вдохновения после стандартизированных инструкций для дыхания (Ma et al., 2017). Плотность печени измерялась из гомогенной паренхиматологической области без видимых поражений в сегменте VIII, примыкающего к средней печеночной вене, в то время как диафрагма и толщины мышц живота оценивали в анатомически стандартизированных участках. Устройство автоматически рассчитывает и записало содержание жира в печени. Значение жира в печени менее 33 указывалось на увеличение стеатоза печени (Speliotes et al., 2008).

2.5. Измерение диафрагмы диафрагмы (DT) Измерения толщины мышц мышцы были получены из компьютерных томографических изображений, сделанных по клиническим причинам. Сердечное устройство GE Revo Evo (Revolution Evo, Revolution Maxima, Relover Frontier, Revolution HD, Revolution CT, GE Healthcare, WI, USA) использовалось для визуализации. Рентгенолог с опытом в грудной компьютерной томографии выполнил измерения толщины мышц диафрагмы. Во время процедуры визуализации субъекты находились в положении лежа на спине на фазе глубокого вдохновения. Измерения толщины были получены на уровне верхнего полюса правой почки. Измерения были проведены перпендикулярно оси диафрагмы, от средней линии и задней линии тела позвонка. На этом этапе была визуализирована мышца диафрагмы и измерялась ее толщина.

2.6 Измерение толщины мышц брюшной стенки В настоящем исследовании использовались данные, полученные от участников в возрасте 60 лет и выше, которые перенесли КТ в груди или брюшной полости для различных клинических показаний. Визуализация была выполнена с использованием компьютерного томографического устройства, модели Revo Evo of General Electric. Перед тем, как пройти процедуры визуализации, участникам было поручено выполнять дыхательные упражнения. В день изображения участники были расположены на спине на таблице устройств. После завершения настроек устройства участников попросили сделать глубокий вдох и удержать его непосредственно перед началом изображения (Ma et al., 2017). Рассматриваемые изображения были получены на этапе вдохновения. В этом исследовании AWMT был определен как толщина мышечных слоев брюшной стенки (поперечные брюшные, внутренние косой и внешняя наклонная), исключая подкожные жировые и другие неконтрактические ткани. Для простоты эта переменная в будущем называется AWMT. Измерения проводились на уровне верхних подвздошных крыльев, в плоскости, перпендикулярной мышечной плоскости на уровне передней линии тела позвонка.

2.7 IMT Inspiration Muscle Training (IMT) проводилась с использованием устройства PowerBreate® (Power® Breath Classic, Imt Technologies Ltd., Бирмингем, Великобритания). Устройство Powerbreate® представляет собой устройство IMT-баллона, которое обеспечивает сопротивление во время вдыхания. Пользователь вдыхает через мундштук против регулируемого пружинного клапана, который открывается только тогда, когда давление вдоха превышает съемный порог, тем самым укрепляя вдохновляющие мышцы с течением времени (Kowalski & Klusiewicz, 2023). После недельного периода ознакомления протокол IMT проводился два раза в день (утро и вечером), пять дней в неделю, в течение четырех недель. Каждый сеанс состоял из 30 дыхательных циклов, в результате чего в общей сложности 60 циклов в день. Перед тренировкой устойчивость к устройству была откалибрована до 40% максимального давления вдохновления каждого участника (MIP), как сообщается Selikel et al. (2025) для стимулирования увеличения размера и толщины мышц. MIP был переоценен еженедельно, а сопротивление увеличилось на 10%; Прогресс был приостановлен, если участники испытывали чрезмерную напряженность. Все участники смогли завершить прогрессивный протокол без перерыва. Важно отметить, что все сессии IMT контролировались лицензированным физиотерапевтом с более чем пятилетним клиническим опытом в области респираторной реабилитации, который дал подробные инструкции по правильному использованию устройства PowerBreate®, продемонстрировали надлежащие методы дыхания и исправлены ошибки участников во время начальных сеансов. Утренние сессии IMT были запланированы между 8:00 до 10:00 утра, в то время как вечерние сеансы проходили между 5:00 до 8:00.

2.8 Статистический анализ статистический анализ проводился с использованием SPSS (версия 21.0 для Windows, Чикаго, Иллинойс, США), с уровнем статистической значимости, установленным на 0,05. Тест нормальности Шапиро-Уилка был проведен для определения нормальности образца. Различия до тестирования и пост-теста были определены с использованием парного образца T-критерия и одностороннего дисперсионного анализа (ANOVA), с значениями разницы в разнице после тестирования и предварительного тестирования, используемых для определения различий между группами. Кроме того, величина эффекта в сравнении парных групп рассчитывали с использованием хеджеса '(Hedges, 1981). Он также интерпретировался следующим образом: 0-0,19 незначительные, 0,20-0,59 Маленький, 0,6-1,19 Средний, 1,20-1,99 большой и ≥2,00 очень большой.