Resumen
Examinamos un mecanismo de comportamiento de cómo los aumentos en la fuerza de las piernas mejoran la velocidad de marcha sana de los adultos viejos. Entrenamiento de fuerza de prensa de la pierna Mejoró la carga máxima de prensa de la pierna 40% (P = 0.001) y la fuerza isométrica en 5 grupos de músculos de las piernas 32% (P = 0.001) en un grupo de intervención asignado aleatoriamente de adultos viejos sanos (edad 74, n = 15) pero no en el grupo de control sin ejercicio (edad 74, n = 8). La velocidad de la marcha aumentó de manera similar en los grupos de entrenamiento (9.9%) y control (8.6%) (efecto principal del tiempo, P = 0.001). Sin embargo, solo en el grupo de entrenamiento, en línea con el concepto de plasticidad biomecánica de la marcha envejecida, los extensores de cadera y los seguidores plantar de los tobillos se convirtieron en los únicos predictores significativos de la velocidad de la marcha autoseleccionada y máxima. El estudio proporciona la primera evidencia conductual sobre un mecanismo de cómo los aumentos en la resistencia a las piernas mejoran la velocidad de marcha de los adultos viejos sanos.
Introducción
La disminución de la velocidad de la marcha habitual autoseleccionada puede alcanzar el 16% por década a partir de los 60 años (1)–(5). Una disminución en la velocidad de la marcha se asocia normalmente con el deterioro de la salud. En consecuencia, la velocidad de la marcha habitual autoseleccionada medida en una superficie de nivel en la Edad Media predice muchas afecciones clínicas más adelante en la vida, incluida la función diaria, la movilidad tardía, la independencia, las caídas, el miedo a las caídas, las fracturas, la salud mental, la función cognitiva, los eventos clínicos adversos, la hospitalización, la institucionalización y la supervivencia y la supervivencia (2), (6)–(15). Se ha identificado una velocidad de marcha de ∼0.6 m/s como un umbral para la fragilidad y representa un factor de riesgo adicional para la disminución funcional de los adultos viejos. (2). Por lo tanto, mantener la velocidad de la marcha sobre este umbral o incluso más de 0.8 m/s, como se sugiere en algunos estudios, es clínicamente importante porque la marcha lenta puede conducir a la pasividad motor: como el tiempo necesario para cruzar la calle o alcanzar un destino se vuelve más largo, los adultos viejos se vuelven menos motivados para ambularse (16).
La fuerza y el poder de las piernas pueden ayudar a mantener la velocidad de la marcha en la vejez. Algunos estudios informaron una asociación significativa entre la velocidad de la marcha y la capacidad de los viejos adultos para producir fuerza durante una contracción voluntaria máxima (MVC). Por ejemplo, plantarflexor (4) y fuerzas MVC extensor de rodilla (17), (18)y poder de la pierna (3), (19)–(21) están asociados con la velocidad de la marcha. En otros estudios, sin embargo, las fortalezas de extensores de cadera y rodilla no se correlacionaron con la velocidad de la marcha (22). La novela en comparación con un tipo simple de intervenciones de ejercicio tiende a aumentar la velocidad de la marcha de manera algo más confiable (8). Sin embargo, un análisis cuidadoso en la revisión reciente reveló una asociación estadísticamente significativa pero débil entre los aumentos inducidos por el entrenamiento en la fuerza del músculo de las piernas y la velocidad de la marcha (R2= 0.21, p = 0.018) (23). Además, el coeficiente de determinaciones entre los aumentos en el MVC plantarflexor y la velocidad de la marcha en 6 estudios y entre los aumentos en la potencia de las piernas y la velocidad de la marcha en 8 estudios, respectivamente, fue r.2= 0.16 (p = 0.421) y R2= 0.00 (p = 0.996) (23). Por lo tanto, el mecanismo de cómo el entrenamiento de fuerza y potencia aumenta la velocidad de la marcha sigue sin estar claro.
Un elemento crítico que estos estudios aún no han abordado es cómo, si es que lo hace, una intervención de fuerza afecta la relación entre la fuerza de la pierna y la velocidad de la marcha. Más específicamente, se desconoce cómo el aumento de la fuerza de un grupo muscular individual de la pierna contribuye a la velocidad de la marcha después de la intervención y si los músculos que mejoran más también predicen los aumentos en la velocidad de la marcha con mayor precisión. Porque los flexores plantar del tobillo contribuyen más del 70% a la salida mecánica de la pierna total en la fase de propulsión de la marcha (23)incluso pequeños aumentos en la fuerza del tobillo podrían desempeñar un papel importante en el aumento de la velocidad de la marcha. Sin embargo, los viejos en comparación con los adultos jóvenes usan más sus extensores de cadera y los flexores de la maceta de tobillo menos durante la marcha (24). Este es el concepto de plasticidad biomecánica de la marcha envejecida (23), (24) Eso sugiere un cambio de función a la cadera proximal de los extensores de tobillo distal, lo que implica que cualquier aumento en la función de la cadera podría ser hipotéticamente un factor para mejorar la velocidad de la marcha. Tomados en conjunto, los propósitos del presente estudio fueron: 1) para determinar los efectos del entrenamiento de resistencia a las extremidades inferiores en la fuerza máxima de los grupos musculares de 5 piernas, incluidos abductor de cadera, aductores de cadera, extensores de cadera, extensores de rodilla y plantares de tobillo; 2) examinar la relación entre la fuerza de la pierna de cada grupo muscular y la velocidad de la marcha antes y después de la intervención; y 3) probar la hipótesis de que, según el concepto de plasticidad biomecánica de las funciones de la marcha, la cadera y el tobillo, se convierten en predictores significativos de la velocidad de la marcha en viejos adultos sanos. Si estas expectativas fueran correctas, los resultados proporcionarían la primera evidencia conductual sobre el mecanismo de cómo el aumento de la fuerza de la pierna realmente mejora la velocidad de la marcha en los adultos viejos.
Métodos
Declaración de ética
El Comité de Ética Humana de la Universidad de Waseda aprobó el protocolo de estudio. Antes del inicio del estudio, cada participante leyó y firmó un consentimiento informado por escrito. Todos los procedimientos se realizaron de acuerdo con la Declaración de Helsinki.
Sujetos y diseño
Los voluntarios sanos que viven en la comunidad sana de 70 a 81 años (12 hombres, 13 mujeres) participaron en este estudio. Todos los participantes estaban lo suficientemente saludables como para visitar el laboratorio por su cuenta en automóvil, bicicleta o a pie.
El estudio tuvo un diseño previo y posterior a la prueba de 2 grupos. Asignamos participantes al azar para controlar (3 hombres y 5 mujeres; edad = 74.3 ± 3.9 años; altura = 156.3 ± 10.6 cm; peso = 54.3 ± 10.7 kg) y grupos de entrenamiento de ejercicios (9 hombres y 8 hembras). Una participante femenina se retiró del estudio debido al dolor de la articulación de la rodilla causado por un accidente. Otra participante femenina abandonó el estudio después de la primera sesión de entrenamiento debido a conflictos de tiempo. Por lo tanto, 9 hombres y 6 mujeres (edad = 74.3 ± 3.4 años; altura = 158.8 ± 6.8 cm; peso = 57.7 ± 7.3 kg) completó todas las sesiones de entrenamiento y prueba. Probamos a todos los participantes para la capacidad de caminar, el rendimiento físico y las fortalezas isométricas de 5 grupos musculares al inicio y después de 8 semanas de entrenamiento de prensa de piernas o sin entrenamiento.
Protocolo de prueba
Los participantes completaron la batería de rendimiento físico corto (SPPB) y las pruebas de resistencia isométrica máxima de cinco grupos musculares contra un dinamómetro de mano en el día inicial del estudio. La resistencia máxima de la pierna máxima (1RM) de 1 repetición se probó 2 o 3 días después en un segundo día de prueba en el grupo de entrenamiento.
Batería de rendimiento físico corto (SPPB).
El SPPB son pruebas funcionales válidas y confiables del equilibrio de los adultos viejos, la velocidad de caminar y la fuerza de las piernas (25). Brevemente, SPPB cuantifica el equilibrio permanente, la velocidad de la marcha en más de 4 m de superficie de nivel y la resistencia de la pierna a través de 5, aumenta la silla cronometrada. A los sujetos se les permitió practicar según fuera necesario para que pudieran familiarizarse con estas pruebas. El experimentador registró el tiempo requerido para realizar cada prueba utilizando un cronómetro (S123-4000, Seiko).
Velocidad de caminata.
Medimos la velocidad de caminata autoseleccionada de los participantes en una superficie plana de más de 4 my la velocidad máxima de caminata en una superficie plana de más de 7 m. La velocidad de caminata auto-seleccionada de 4 m se determinó como parte de la prueba SPPB. La instrucción era la siguiente: «Camina a la velocidad habitual, como si estuvieras caminando por la calle para ir a la tienda». Para la velocidad de caminata máxima, los participantes se pararon detrás de una línea y pasaron junto a una línea objetivo establecida a 7 m. La instrucción era: «Camina tan rápido como puedes de forma segura como si intentaras tomar un autobús pero no correr». Los sujetos practicaron la prueba máxima de velocidad de caminata 1–2 veces antes de la recopilación de datos. La velocidad de caminar se registró hasta el décimo de una segunda precisión con el cronómetro.
Fuerza de la pierna.
Medimos la fuerza isométrica voluntaria máxima de la pierna derecha durante la extensión de la cadera, la abducción y la aducción y durante la extensión de la rodilla y la plantar plantar de tobillo utilizando un dinamómetro de mano (MT-100, Sakai Medical Company, Japón). Adoptamos un protocolo de prueba altamente estandarizado validado anteriormente (coeficientes de correlación intraclase> 0.90) (26), (27). Realizamos todas las mediciones con una célula de carga calibrada sensible a fuerzas de tracción de hasta 980 N (MT-110, Sakai Medical Company, Japón), colocada en serie dentro de una correa de plástico sin estiramiento de 2.5 cm de ancho. Para la extensión de la cadera, los sujetos colocan propensos a través de una tabla de examen con la pierna izquierda recta y la rodilla derecha se flexionó 90 ° y colocó 10-15 cm más allá del borde de la mesa. El extremo superior del bucle de correa era superior a la fosa poplítea y el otro extremo estaba anclado tensamente al piso. Los sujetos realizaron una extensión de cadera máxima presionando hacia arriba en la correa. Para la secuestro de cadera, los sujetos se colocan en supino con ambas piernas rectas en la tabla de examen a 30 ° de distancia y la correa se enoja alrededor de ambas rodillas. El sujeto realizó una abducción máxima de cadera presionando la pata recta derecha hacia afuera hacia la correa. Los sujetos asumieron la misma posición en la tabla para la aducción de la cadera, pero la correa se enrolle alrededor de la rodilla derecha del sujeto y alrededor del muslo izquierdo del experimentador, de pie junto a la tabla de examen en el lado derecho del sujeto. Para la extensión de la rodilla, los sujetos se sentaron en una silla sin brazo y flexionaron la rodilla 90 °. Se colocó un extremo del bucle de correa en el vástago justo encima del maléolo lateral derecho y el otro extremo alrededor de la pata trasera derecha de la silla. La suela del pie estaba a unos 1 cm del piso. Para el tobillo plantar, los sujetos asumieron la misma posición del cuerpo que para la extensión de la cadera. Un extremo del bucle de correa estaba alrededor del extremo distal de los metatarsianos y el otro extremo alrededor de la pierna de la mesa. El tobillo estaba en posición anatómica. Para todas las pruebas, a los sujetos se les permitió comprender la mesa o el borde de la silla. Los participantes primero practicaron cada prueba al 40-50% del esfuerzo máximo y luego realizaron 1–2 ensayos al 70-80% del esfuerzo máximo. Los sujetos realizaron 2 pruebas de esfuerzo máximo durante 5 segundos cada uno con fuerte estímulo verbal. Había 30 s de descanso entre cada prueba de fuerza. Un investigador administró todas las pruebas de fuerza en un orden aleatorizado entre sujetos. La mayor de las 2 puntajes se utilizó en el análisis.
1RM Fuerza de la pierna.
En un día separado, medimos la resistencia de la pierna durante una prensa de pierna bilateral de 1RM sentada en una máquina de prensa de piernas apilada con peso (carga máxima: 218 kg, nautilus), utilizada también en la intervención de entrenamiento ejercicio. Los sujetos comenzaron el movimiento de la prensa de la pierna con las articulaciones de cadera y rodilla flexionadas 90 ° y completaron el movimiento con la cadera y las rodillas extendidas y plantares. Los sujetos recibieron instrucciones de completar el movimiento de prensa en 1 movimiento continuo, suave y rápido y luego regresar a la posición inicial lenta y suavemente. Después de una familiarización exhaustiva con la prueba, los sujetos realizaron varios ensayos al 30-40% y luego 2-3 ensayos al 70-80% de su carga máxima anticipada. La carga, basada en el trabajo preliminar, se incrementó en aproximadamente 9 kg de pasos hasta la carga de 1RM. Los sujetos no realizaron más de 4 pasos para alcanzar 1RM y no tuvieron dificultades para ejecutar las pruebas de prensa de piernas. Hubo 60 s de descanso entre cada prueba. Para minimizar los posibles efectos de las pruebas de 1RM en la movilidad, solo el grupo de entrenamiento realizó la prueba de 1RM.
Protocolo de entrenamiento
Elegimos la prensa de la pierna como un estímulo de ejercicio porque el trabajo preliminar reveló que la activación electromiográfica del ejercicio de cadera, rodilla y tobillo durante la prensa de la pierna fue ∼80% de la activación medida durante el ejercicio de una sola articulación y porque estos músculos también están involucrados en la fase de postura de la marcha. Por ejemplo, en comparación con una sola contracción isométrica voluntaria de una sola articulación, durante una prensa de pierna de 1RM, la activación del extensor de cadera bíceps femoral, el extensor de rodilla Vastus lateral y el tobillo plantar el gastrconemius medialis fue, respectivamente, 87% (± 16), 92% (± 22) y 78% (± 19) (n. 21.2).
El programa de capacitación consistió en 16 sesiones administradas durante 8 semanas …
