Projekti / Programi
Učinek vadbe s spremenljivo obremenitvijo na skeletne mišice pri starejših osebah: randomizirana navkrižna študija
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 5.10.00 |
Družboslovje |
Šport |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| B580 |
Biomedicinske vede |
Okostje, mišice, revmatologija, lokomocija |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 3.03 |
Medicinske in zdravstvene vede |
Zdravstvene vede |
Staranje; metabolični sindrom; mišična funkcija; mišična vlakna; vadba
Raziskovalci (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
50436 |
dr. Damir Zubac |
Šport |
Vodja |
2018 - 2020 |
71 |
Organizacije (1)
Povzetek
Znanstvena izhodišča ter predstavitev problema in ciljev raziskav: Za človeško staranje je značilna pospešena izguba mase in moči skeletnih mišic, kar vodi do zmanjšane funkcionalne zmogljivosti in povečane verjetnosti padca in krhkosti. To vodi v izgubo neodvisnosti in zmanjšanje kakovosti življenja pri starejših. To velja tudi na ravni posameznika in na ravni družbe, saj lahko naraščajoče finančne zahteve v sistemu zdravstvenega varstva ogrožajo njegovo zmožnost spopadanja s temi vprašanji v prihodnosti. Izguba mišične mase s staranjem, ki je posledica večinoma izgube hitrih motoričnih enot, je pri moških približno 30% do 80 let, medtem ko pri ženskah približno 20%. Pomembno je, da sedanji režimi vadbe niso primerni za vzdrževanje mišične funkcije in trajnostno kakovost življenja pri starajočem se prebivalstvu. Vadba proti uporu (RT) je opredeljena kot ustrezna vadba za vzdrževanje mišične mase, ne nujno funkcije; zato so nedavne raziskave izpostavile pomen večje intenzivnosti (npr. vadbe moči ali vadbe pri visoki hitrosti giba) za aktiviranje hitrih motoričnih enot in s tem zmanjševanje tveganja padcev. Čeprav starejši ljudje lahko izvajajo vadbo moči, obstaja dvom v varnost teh vaj. Zato smo razvili nov robotski vadbeni stroj, kjer je mogoče planiranje obremenitve in hitrosti na tak način, da je vadba zelo intenzivna in hkrati varna. Zato je namen tega raziskovalnega projekta preučiti, ali je nov princip vadbe z robotskim sistemom, ki regulira spremenljivo obremenitev vadbe, učinkovitejši od RT na starejših preiskovancih. Natančneje, nov princip vadbe nudi večje učinke na mišično maso in mišično ter gibalno funkcijo.
Pregled in analiza dosedanjih raziskav in relevantne literature: Sedanji podatki kažejo na dramatično izgubo vlaken tipa II s staranjem in vemo, da aktivacija tipa vlaken II igra ključno vlogo pri proizvodnji moči, ki je pomembna za preprečevanje nepričakovanih dogodkov med hojo in zmanjševanje tveganja padcev. Strategije RT so bile predstavljene kot uspešen način za zoperstavljanje starostnih degenerativnih sprememb v mišični funkciji in proizvodnji sile. Vendar je bilo to v zadnjem času izpodbijano. Walker in sodelavci (2015, 2017) so predlagali, da je izpostavljenost zmernim obremenitvam RT (8 do 12 tednov) neučinkovita za povečanje moči ali funkcionalne zmogljivosti mišic pri starejših. Zato poudarjajo potrebo po ponovnem pregledu in načrtovanju novih strategij iskanja optimalne vadbe za starejše zoper preprečevanju škodljivih posledic staranja, zlasti zaradi močnih vplivov na kakovost življenja. V skladu s tem predlagamo nov princip vadbe s spremenljivim bremenom, ki jo omogoča nov robotski sistem. Domnevamo, da bo nov princip vadbe učinkovit za zmanjševanje mišične atrofije, najverjetneje z aktivacijo mišičnih vlaken tipa II. To bi urejalo sedanje strategije preprečevanja padca in izboljšalo funkcionalne zmogljivosti starejših.
Podroben opis vsebine in programa dela raziskovalnega projekta: Načrtujemo rekrutacijoe prostovoljcev (starost) 65 let) iz Primorske regije. Določili bomo kriterije za izključitev in vključitev (vključno z obsežnim zdravstvenim pregledom). Vključeni preiskovanci bodo razporejeni v tri skupine (spremenljiva RT, klasična RT in kontrolna skupina) v randomiziran poskus s križanjem skupin (izenačeno) in dvema obdobjema izničevanja efekta. Vsi preiskovanci bodo tako izpostavljeni osmim zaporednim tednom klasičnega RT, RT s spremenljivim bremenom ali kontrolnim pogojem. Meritve bomo izvajali skupno 11-krat, vključno s familarizacijo, pilotnim testiranjem in zbiranjem podatkov v glavnem delu pred in po vsakim pogojem.
Potencialni vpliv: Načrtujemo uporabo novih rešitev za reševanje perečih problemov staranja populacije, specifično mišice (volumna in funkcije). Na podlagi novih ugotovitev bi lahko razvili nove učinkovitejše protokole, katerih cilj je zmanjšanje zdravstvenih tveganj pri starajoči se populaciji. V primeru, da bomo potrdili naše hipoteze, lahko v sistem zdravstvenega varstva
Pomen za razvoj znanosti
V tem raziskovalnem predlogu nameravamo preveriti nov način vadbe, ki bo morebiti nadomestil slabosti klasične vadbe proti konstantnem bremenu (RT), ki so trenutno predpisani za starejše. Pravzaprav si prizadevamo za sooblikovanje novega koncepta vadbe, katerega namen je vzdrževanje mišične mase in funkcije prek računalniškega dinamometra. V skladu s tem se ta novi vadbeni pristop sestavi okoli predpisane spremenljive robotsko prilagojene obremenitve, ki je idealna za povečanje mišične mase in funkcije ter hkrati varna za starejše. Teorija na področju potrjuje, da naj bi bila ta vadba varna in ugodnejša, saj posnema razlike v mišični kapaciteti med posameznimi fazami giba, s tem učinkovitejša kot klasična RT, še posebej pri izboljšanju mišične funkcije (npr. izboljšave hoje in ravnotežja), mišične moči in dodatna aktivacije hitrih motoričnih enot. Osnovna predpostavka je, da bi spremenljivo obremenitev RT pretvorili v večjo moč mišic, izboljšali ravnotežje in zmanjšali verjetnost krhkosti pri starejših. To bi privedlo do njihove večje neodvisnosti in izboljšanja kakovosti življenja starejših, zlasti če povečamo mišično masi in moč. Posledično bi to tudi zmanjšalo finančne zahteve za sistem zdravstvenega varstva in povečalo sposobnost starejših.
Načrtujemo tudi validacijo novega senzorja elektromehanske učinkovitosti (EME), katero smo že pokazali, da je ponovljiva (Paravlic et al., 2017). To predstavlja razširitev Tensiomiografije (TMG), ki je izjemni citirana znanstvena metoda. EME združuje TMG izzvene odzive TMG in M-val posnetke za določitev elektromehanske učinkovitosti skeletnih mišic. Nadaljnji razvoj tega senzorja lahko zagotovi boljši vpogled v delovanje mišic in se lahko uporabi v kliničnih okoljih, klasifikaciji atrofije mišic in sarkopeniji. A najprej bomo morali ugotoviti, če robotsko podprta vadba s spremenljivim bremenom nudi ugodne učinke napram klasični vadbi RT n a mišino moč in funkcijo. Poleg tega je naš načrt namenjen uresničevanju omenjenih raziskovalnih ciljev v sodelovanju z domačimi in tujimi partnerji, kar bo prispevalo k javnosti raziskovalnih dosežkov in nadalje okrepilo akademsko sodelovanje Inštituta za kineziološke raziskave ZRS Koper. Raziskovanje ZRS Koper že vrsto let izvaja najsodobnejše raziskave, ki se ukvarjajo z različnimi vidiki človeškega staranja, gibalne neaktivnosti, motorične kontrole in ergonomije. V primeru, da bomo potrdili hipoteze, bomo ponudili pomembne informacije vsem pomembnim deležnikom, zlasti za zmanjšanje finančnega bremena zdravstvene obravnave starejših. Prav tako želimo zagotoviti večji preboj na področju staranja mišic, diagnostike adaptacije na spremenljivo obremenitev, klasifikacije sarkopenije. Poleg tega bomo poskušali premostiti vrzel med znanostjo in prakso, tako da naše ugotovitve prenesemo v praktične in uporabne izraze. Na podlagi obsega dela nameravamo objaviti najmanj tri magistrske naloge in verjetno doktorat na tem področju, skupaj s številnimi publikacijami SCI v revijah.
Pomen za razvoj Slovenije
In this research proposal we plan to overcome present issue of inappropriate resistance training (RT) exercise protocols that are currently prescribed for elderly. We aim to co-develop a novel exercise concept, aiming to maintaining muscle mass and function via computerized dynamometry machine. Accordingly, this novel exercise approach is structured around prescribed variable robotically adjusted load, ideal to enhance to muscle mass and function, and in the same time safe for elderly population. Preliminary findings highlight this type of exercise as potently more beneficial than classical RT, in improving muscle function (e.g., gait and balance), muscle power and additional fast twitch motor unit activation. The underlying assumption here is that the variable load RT would be translated into a greater muscle strength output, improve balance and lower the likelihood of frailty in elderly. This could lead to a greater independence and improvement in the quality of life in aged population. Subsequently, this would also decrease financial demands on the healthcare system and enhance its capacity to cope with the aforementioned issues in the future.
We also plan to validate a novel electromehanical efficiency (EME) sensor, recently shown to be reliable by (Paravlic et al., 2017). This represents an extension of Tensiomyography, a largely cited scientific method, that nowadays combines the TMG evoked twitches and M-wave recordings to determine the electromechanical efficiency of superficial skeletal muscles. Further development of this sensor may provide a better insight into muscle functioning, and potentially applied into clinical settings, to track for muscle atrophy and sarcopenia. Therefore, in the proposed research, we want to examine whether this computerized variable load RT is able to counter the detrimental effects muscle aging than classical RT. In addition, our plan is to accomplish the aforementioned research objectives in cooperation with domestic and foreign partners, which will contribute to the publicity of research achievements and further enhance the academic credentials of the Institute for Kinesiology research at the ZRS Koper. For many years researches from ZRS Koper are conducting state-of the art investigations looking at different aspects of human aging, physical inactivity, space physiology, motor performance and occupation ability.
Importantly, in case our hypotheses are confirmed, we may offer important information to the healthcare system for reducing economic burden. Also, we aim to ensure a bigger breakthrough in the fields of muscle aging, diagnostics of adaptation to variable load training, diseases, sarcopenia classification. In addition, we will attempt to bridge the gap between science and practice by translating our findings into practical and useful terms. Based on the amount of work we plan to publish at least three master theses, and arguably a PhD in this area, alongside with several SCI publications.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Vmesno poročilo,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo
