Чотири тижні тренування м’язів на вдиху покращують самостійна ходьба у дорослих із надмірною вагою та ожирінням: рандомізоване контрольоване дослідження

А. М. Едвардс

1 Інститут спорту та фізичних вправ, Університет Джеймса Кука, Кернс, Сідней, QLD 4870, Австралія

Г. П. Магуайр

2 Школа медицини та стоматології, Університет Джеймса Кука, Кернс, Сідней, QLD 4870, Австралія

3 Baker IDI, науково-дослідна та медична освіта, Центральна Австралія, Еліс Спрінгз, Нью-Йорк 0871, Австралія

Д. Грем

4 Кафедра психології, Університет Джеймса Кука, Кернс, QLD 4870, Австралія

В. Боланд

4 Кафедра психології, Університет Джеймса Кука, Кернс, QLD 4870, Австралія

Г. Річардсон

4 Кафедра психології, Університет Джеймса Кука, Кернс, QLD 4870, Австралія

Анотація

Об’єктивна. Вивчити, чи покращує програма тренування м’язів вдиху (ІМТ) накопичувальну відстань самостійної ходьби у дорослих із зайвою вагою та ожирінням. Методи. Загалом 15 дорослих із надмірною вагою та ожирінням були рандомізовані в експериментальну (EXP: n = 8) та плацебо (PLA: n = 7) групи. Функцію легенів, продуктивність м’язів на вдиху, 6-хвилинний тест на ходьбу та прогнозований V ˙ O2 max оцінювали до і після 4-тижневого втручання IMT. Обидві групи виконували 30 вдихів на вдиху, двічі на день, використовуючи власний пристрій для опору на вдиху, встановлений на 55% від базового максимального зусилля (EXP), або виконуючи одну і ту ж процедуру вдиху на мінімальному резистивному рівні (PLA). Результати. Функція легень була незмінною в обох групах після тренувань; однак сила м'язів вдиху значно покращилася при EXP (приріст H2O 19 ± 25,2 см; P 27 кг/м 2, (ii) без респіраторних та серцево-судинних захворювань. Фізичні характеристики двох груп наведені в таблиці 1. Етичний кліренс для цього дослідження було проведено Науково-етичний комітет Університету Джеймса Кука.

Таблиця 1

EXP PLA (m = 4, f = 4) (m = 3, f = 4)

Вік (роки)	49 ± 8,6	55 ± 11,0
Висота (см)	173,4 ± 9,3	165,9 ± 10,8
Маса (кг)	112,7 ± 36,9	90,5 ± 16,6
ІМТ (кг/м 2)	34,5 ± 8,4	32,8 ± 4,8
Систолічний артеріальний тиск (мм рт. Ст.)	135,9 ± 15,1	135,7 ± 12,7
Діастолічний артеріальний тиск (мм рт. Ст.)	87,8 ± 13,5	88,7 ± 20,7

Середнє значення ± SD. Статистично значущих відмінностей між фізичними характеристиками груп EXP та PLA не було.

2.2. Огляд дослідження

Усі особи, які перебувають у експерименті EXP та PLA, виконали базові фізичні оцінки зросту, маси, артеріального тиску, стандартної спірометрії (FVC, FEV1), продуктивності м’язів вдиху (MIP), оцінки максимальної аеробної сили (V ˙ O2 max) та 6-хвилинної ходьби виконання тесту. Після базових вимірювань всі особи були ознайомлені з власним портативним тренувальним пристроєм для вдиху-опору (POWERBreathe, Gaiam, Великобританія), який слід використовувати протягом періоду втручання. Пристрій було попередньо налаштовано на 55% їхнього індивідуалізованого максимального вдиху (EXP) або на мінімальне налаштування пристрою, еквівалентне приблизно 10% максимального вдиху (PLA) [9, 14]. Потім обидві групи виконували 2 × 30 вдиху щодня, використовуючи пристрій IMT [15, 16]. Відразу після 4-тижневого втручання повторився той самий набір оцінок, що і на початковому рівні. Дотримання та відповідність навчальному протоколу перевіряли двічі на тиждень. Жоден учасник не повідомив про будь-які проблеми або труднощі під час втручання.

2.3. Процедури навчання

2.3.1. Функція легенів та робота м’язів на вдиху

Базова лінія спірометрії включала вимірювання форсованої життєвої ємності (FVC) та обсягу форсованого видиху за 1 секунду (FEV1) за допомогою портативного ручного пристрою (Microlab-Spirometry SN> M20364, США). Учасники сиділи і носили застібки на носі. Після вдиху до загальної ємності легенів вимірювали FEV1 та FVC.

Максимальний статичний тиск у роті при вдиху (MIP) вимірювали при залишковому обсязі після повільного та повного видиху за допомогою портативного ручного вимірювача тиску в роті (POWERBreathe KH1 INSPIRATORY METER, Gaiam, Великобританія). Найкращі з трьох максимальних зусиль були проаналізовані на спірометрію та вимірювання MIP. Усі процедури виконувались відповідно до методологій, про які повідомлялося раніше [9, 14].

2.3.2. Функціональна вправність

Тест на 6-хвилинну ходьбу - це показник, що базується на результатах роботи, оцінюючи добровільні зусилля у відповідь на стимул фізичного навантаження та забезпечує ефективний показник функціональної спроможності у нетренованих, сидячих дорослих [13]. Учасникам було наказано “пройти якомога далі за шість хвилин, не бігаючи та не бігаючи бігом” [17] на моторизованій лабораторній біговій доріжці (TrackMaster, TMX 55, Австралія) відповідно до раніше затверджених методик цього тесту [18], і їм нагадали через рівні проміжки часу збільшувати або зменшувати швидкість стрічки бігової доріжки відповідно до їхніх індивідуальних потреб. Учасники мали змогу переглянути час, що минув на візуальному дисплеї бігової доріжки, але швидкість та подолана відстань були затемнені від зору. Тому учасники крокували 6-хвилинним поєдинком, знаючи тривалість вправи та свої індивідуальні можливості. Подолана відстань (м) та частота серцевих скорочень реєструвались наприкінці 6-хвилинного періоду [19, 20].

Максимальна аеробна сила (V ˙ O2 max) була оцінена на основі перевіреного алгоритму, що визначається частотою серцевих скорочень, з використанням субмаксимального одноетапного 4-хвилинного тесту на ходьбу [21]. Учасники повинні були пройти швидкий, але комфортний постійний темп ходьби від 3,5 до 5 км/год протягом 4 хвилин на біговій доріжці.

Учасники повинні були носити нагрудний ремінець (Polar, кодований передавач T31, Австралія) для вимірювання частоти серцевих скорочень під час тестування навантаження.

2.4. Психологічні заходи

Модифікована шкала Борга (CR10) [22] була використана для вимірювання оцінок сприйнятого напруження RPE у відповідь на вправу як показник сприйняття втоми.

2.5. Статистичний аналіз

Подолана відстань (метри) у відповідь на 6-хвилинний тест на ходьбу як для експериментальної (EXP; n = 8), так і для плацебо (PLA; n = 7) груп. * = суттєва різниця між базовою лінією та пройденою дистанцією після тренування (P V ˙ O2 max від субмаксимальних частот серцевих скорочень не виявила суттєвих відмінностей між EXP та PLA ні на базовому рівні, ні після тренування (Таблиця 2).

Таблиця 2

Функція легенів та оцінені максимальні аеробні змінні потужності до і після 4-тижневого періоду втручання.

EXPPLAПопередньо (n = 8) Опублікувати (n = 8) Попередньо (n = 7) Опублікувати (n = 7)

FVC (л)	3,3 ± 0,9	3,0 ± 0,8	2,8 ± 0,8	2,7 ± 0,7
ОФВ1 (л)	2,8 ± 0,6	2,7 ± 0,7	2,5 ± 0,5	2,5 ± 0,5
V ˙ O 2 макс. (Мл/кг/хв)	41,7 ± 11,1	41,6 ± 10,7	42,3 ± 11,6	42,4 ± 11,6

Крім того, оцінка стандартних змінних спірометрії (FVC та FEV1) також не виявила відмінностей між групами ні на початковому, ні на посттренінгу (Таблиця 2).

Асоціації між (а) індексом маси тіла та% зміною 6-хвилинної пішохідної відстані від до- до посттренінгу та (b) між (%) змінами максимального тиску в роті на вдиху та 6-хвилинної ходьби від до- до посттренінгу.

4. Обговорення

Це дослідження продемонструвало, що 4 тижні тренування м’язів на вдиху (ІМТ) суттєво покращили фізичну працездатність осіб, що страждають ожирінням та надмірною вагою, за оцінкою 6-хвилинного тесту на ходьбу. Оскільки для PLA цей ефект не був очевидним, він припускає, що IMT є значущим втручанням, за допомогою якого можна збільшити результати фізичної працездатності для осіб із надмірною вагою та ожирінням. Результати нашого дослідження підтверджують і перевищують результати Villiot-Danger et al. [8] від госпіталізованих осіб із ожирінням (

11% приросту в пішохідній відстані), але були досягнуті за допомогою значно менш агресивного втручання, яке можна було зробити вдома і без нагляду. Можливо, статистично значущий приріст 62,5 м (приріст 18,8%) на відстані ходьби, який спостерігався в нашому дослідженні, був досягнутий як результат безпосереднього націлювання на м’язи вдиху для втручання, а не загальне тренування дихальних м’язів.

Пройдена пішохідна дистанція під час 6-хвилинного тесту на ходьбу підлягала саморегулюванню, оскільки учасники мали змогу постійно регулювати швидкість бігової доріжки відповідно до своїх індивідуальних вимог [18]. Нарахована відстань була закрита від зору учасників на цифровому дисплеї бігової доріжки, щоб переконатися, що стимуляція не виконується відповідно до простої спроби покращити базові зусилля [23, 24]. Отже, виступи як EXP, так і PLA відбувались, знаючи лише пройдений час (який відображався), а учасники тимчасового сприйняття досяжних результатів роботи протягом 6-хвилинного періоду.

Незважаючи на вдосконалене тренуванням покращення продуктивності м’язів вдиху протягом 4-тижневого періоду, MIP для EXP залишався нижчим за рівні, про які повідомляли здорові суб’єкти [10], вказуючи на те, що продовження IMT після 4-тижневого періоду може бути значущим для цієї популяції. Даних у цій тематичній області дуже мало, і залишається незрозумілим щодо ступеня поліпшення, ймовірно, у осіб, де продуктивність м’язів вдиху залишається неоптимальною. Попередні дослідження (наприклад, [9]) також показали, що одночасне ІМТ та фізична підготовка покращують результати тренувань. Отже, подальші дослідження можуть з’ясувати, чи продовження ІМТ перед фізичним тренуванням, а також супутні (ІМТ та фізичні) стратегії тренувань покращують результати діяльності осіб із надмірною вагою та ожирінням.

Стандартні показники спірометрії FVC та FEV1 у цьому дослідженні не змінились, що узгоджується з попередніми спостереженнями [10]. Оскільки втручання у цьому дослідженні було зосереджено на тренуванні м’язів вдиху, цей ефект є значною мірою очікуваним і демонструє специфіку техніки порогу вдиху.

У цьому дослідженні спостерігалося кілька цікавих зв'язків між наборами даних. По-перше, зміна (%) від базової лінії до посттренінгу на відстані, подоланій для тесту на 6-хвилинну ходьбу, позитивно пов’язана з ІМТ для EXP (r = 0,736; P Ogden CL, Yanovski SZ, Carroll MD, Flegal KM. Епідеміологія ожиріння . Гастроентерологія. 2007; 132 (6): 2087–2102. [PubMed] [Google Scholar]