Характерні закономірності ходи у людей похилого віку з ожирінням - результати Балтиморського поздовжнього
Seung-uk Ko
1 Відділення клінічних досліджень, NIA, Балтімор, США, США
Сарі Стенхольм
1 Відділення клінічних досліджень, NIA, Балтімор, США, США
2 Національний інститут охорони здоров'я та добробуту, Гельсінкі, Фінляндія
Луїджі Ферруччі
1 Відділення клінічних досліджень, NIA, Балтімор, США, США
Анотація
Ожиріння у літніх людей є зростаючою проблемою охорони здоров’я. Надмірна вага викликає біомеханічне навантаження на суглоби нижніх кінцівок і сприяє патології суглобів. Метою цього дослідження було виявити специфічні характеристики ходи, пов'язані з індексом маси тіла (ІМТ). Переважну та максимально швидкісну ходьбу та пов’язані з цим характеристики ходи вивчали у 164 (50–84 років) учасників Балтиморського поздовжнього дослідження старіння (BLSA), які могли ходити без допомоги. Учасників розділили на три групи залежно від ІМТ: нормальна вага (19 ≤ ІМТ 2), надмірна вага (25 ≤ ІМТ 2) та ожиріння (ІМТ 30 ≤ ІМТ 2). Загальні витрати на генеративну механічну роботу щиколотки (MWE) у передньо-задній (AP) площині були поступово і суттєво нижчими із збільшенням ІМТ як для бажаної (p = 0,026), так і для максимальної швидкості ходьби (p Ключові слова: Хода, ожиріння, швидкість ходи, витрати на механічну роботу, ІМТ
ВСТУП
Кількість дорослих людей із ожирінням старшого віку зростає як у США, так і в інших західних країнах (Mokdad et al., 2001; Wang and Beydoun, 2007). Ожиріння є відомим фактором ризику ряду захворювань (ВООЗ, 2000), а також негативно позначається на фізичному функціонуванні, особливо на ходьбі та працездатності (Houston et al., 2009; Stenholm et al., 2007). Дослідження показали, що здатність до ходьби є важливою передумовою самостійності у повсякденній діяльності. Розуміння механізмів, які можуть впливати на здатність ходити у людей старшого віку, може допомогти визначити мету для профілактики та реабілітації. Остеоартрит нижніх кінцівок (ОА) є причиною інвалідності, про яку найчастіше повідомляють літні люди (McAlindon et al., 1993; van Baar et al., 1998). Цікаво, що ожиріння є одним з основних факторів ризику розвитку ОА колінного і тазостегнового суглобів (Anderson and Felson, 1988; Grazio and Balen, 2009), і останні дані показали, що ожиріння в поперечному перерізі асоціюється з низькою швидкістю ходьби і передбачає розвиток інвалідності щодо рухливості (Houston et al., 2009; Stenholm et al., 2007). Однак механізми, що пов'язують ожиріння, патологію суглобів та здатність ходити, залишаються незрозумілими. Можливо, надмірна маса тіла спричиняє біомеханічне навантаження на суглоби нижніх кінцівок (Ling et al., 2003), що в свою чергу призводить до дегенеративних захворювань суглобів і, врешті-решт, до порушень ходьби.
У попередніх дослідженнях ожиріння асоціювалося з повільнішою швидкістю ходи (Lai et al., 2008; McGraw et al., 2000; Spyropoulos et al., 1991), ширшою шириною кроку (Spyropoulos et al., 1991), більшою медіально-латеральною висотою стегна. (ML) обертання (Lai et al., 2008; Spyropoulos et al., 1991) та нижній суглобовий момент передньо-заднього (AP) суглоба (Lai et al., 2008). Дослідники припускають, що ці характеристики розвиваються як адаптація до навантаження надмірною вагою на колінні суглоби під час ходьби (Gyory et al., 1976; Stauffer et al., 1977). Ці висновки базувались на відносно невеликій кількості молодих людей із ожирінням. Оскільки старший вік асоціюється з поганою працездатністю нижніх кінцівок, розумно вважати, що вплив ожиріння на характер ходи може бути навіть вищим, ніж раніше виявляли у молодих людей. Однак, наскільки нам відомо, попередніх досліджень щодо характеристик ходи у людей похилого віку з ожирінням немає.
Використовуючи дані 164 дорослих людей старшого віку, які брали участь у Балтиморському поздовжньому дослідженні старіння з широким діапазоном індексу маси тіла (ІМТ), ми порівняли характеристики ходи між особами з нормальною вагою, надмірною вагою та ожирінням. Ми припускаємо, що ожиріння пов'язане зі зміненими просторово-часовими характеристиками та витратами на механічну роботу в нижніх кінцівках під час ходьби з бажаною та максимальною швидкістю ходьби.
МЕТОДИ
Учасники
Дані були зібрані у 164 учасників Балтиморського поздовжнього дослідження старіння (BLSA), яким було від 50 до 84 років. Дослідження було проведено в Лабораторії клінічних досліджень відділу ходи (NIA, NIH) між січнем і серпнем 2008 року. Учасники, у яких не був протез тазостегнового або колінного суглобів, сильний біль у суглобах, історія інсульту або хвороба Паркінсона, і які змогли дотримуйтесь інструкцій і безпечно пройдіть принаймні бажаний тест швидкості ходьби без допомоги, включені в дослідження. Протокол BLSA був схвалений Комісією з перевірки дослідницьких установ Medstar (Балтімор, штат Медіка). Учасники отримали детальний опис дослідження, і вони дали згоду на участь.
Індекс маси тіла
ІМТ розраховували як об’єктивно виміряну вагу, поділену на виміряну висоту в квадраті (кг/м 2). Відповідно до критеріїв Всесвітньої організації охорони здоров’я (ВООЗ, 2000), учасників класифікували на три групи, а саме нормальну вагу (19 ≤ ІМТ 2; N = 56), надмірну вагу (25 ≤ ІМТ 2; N = 74) та ожиріння (30 ≤ ІМТ 2; N = 34). Учасники, у яких ІМТ перевищував 40 кг/м 2, не були включені в це дослідження через технічні труднощі з розташуванням тазових маркерів, необхідних для аналізу ходи.
Вимірювання ходи
Процедура аналізу ходи, проведена в нашій лабораторії, була описана в іншому місці (Ko et al., 2009; Teixeira-Salmela et al., 2008). Коротко, учасникам було надано 20 світловідбиваючих маркерів в анатомічних орієнтирах: передній і задній верхні клубові хребти, медіальні та латеральні коліна, медіальні та бічні щиколотки, палець на нозі (друга головка плеснової кістки), п’ята та бічні палички над середньою стегновою кісткою та середньою гомілка. Щоб уникнути надмірних помилок в обчисленні кульшового суглоба через жирову тканину учасників із надмірною вагою та ожирінням, в області тазу застосовували пов’язку, а відстань між лівим та правим переднім верхнім клубовим хребтом (ASIS) вимірювали вручну. Система захоплення руху Vicon 3D із 10-цифровою камерою (система Vicon 612, Oxford Metrics Ltd., Оксфорд, Великобританія) вимірювала 3D-розташування всіх маркерів на орієнтирах сегментів нижніх кінцівок (частота дискретизації 60 Гц). Під час випробування ходи сили наземної реакції вимірювали за допомогою двох силових платформ сили AMTI (Advanced Mechanical Technologies, Inc., Watertown, MA, USA; частота дискретизації 1080 Гц).
Після того, як всі маркери були розміщені на шкірі та на невідбиваючих твердих обтягуючих спандекс-штанах, учасникам було запропоновано пройти 10-метрову лабораторну доріжку з бажаною швидкістю та максимальною швидкістю. Спочатку учасникам пропонувалося йти зі своєю самостійно підібраною швидкістю ходьби (наприклад, «йти на вулиці») і повторити те саме завдання, проходячи якомога швидше. Учасники не були проінформовані про наявність або розташування силових платформ на пішохідній доріжці. Випробування виконувались до тих пір, поки не були отримані принаймні три повні цикли ходи як для лівої, так і для правої сторони з повною посадкою ніг на силовий майданчик як для бажаної швидкості, так і для максимальної швидкості. Неопрацьовані координатні дані позицій маркерів були цифрово відфільтровані за допомогою фільтра Баттерворта з нульовим відставанням четвертого порядку з відсіченням при 6 Гц.