文摘

最有效的生理的意思是防止sarcopenia和相关肌肉故障是一个体力活动的生活方式,或者更好的是,体育锻炼。然而,由于时间的限制,缺乏动力,或物理限制,大量的老年人不愿或无法执行常规训练。在这种情况下,两个新的锻炼技术,全身振动(WBV)和全身electromyostimulation (WB-EMS),可能表现出一种拯救,自治和有效的选择增加或保持肌肉质量和功能。对于WB-EMS,一些最近的研究的确证明高度相关的这种技术对肌肉的影响,强度,和功率参数至少在老年人,与同等或更高的效果与传统的抵抗运动。相反,尽管大多数研究与老年人证实WBV力量和权力的积极影响参数,相应的有关影响肌肉没有报道。然而,精心设计的研究和足够的统计能力应该更关注这个问题。

1。介绍

肌肉的负面变化从成熟到衰老和功能能力的相应损失的高临床意义[1,2]。最生理手段对抗这种下降趋势的肌肉质量和功能是一个体力活动的生活方式,甚至更好,体育锻炼(3]。事实上,大量的运动研究(审查(4- - - - - -7])证明良好的肌肉质量的变化,权力,和强度参数。然而,实现相关肌肉的变化,强度,和力量,锻炼必须定期执行适度的运动频率(≥2次/周)和中度到高水平的强度(6,8]。由于物理限制或缺乏动力,大量老年人显然似乎是无法或不愿执行(强烈的)相应的阻力运动项目。

在这种情况下,运动技术,提高底层运动对肌肉骨骼系统的影响有很高的相关性。最近,两个有前途的新技术,主要集中在旨在增加内源性负荷由外部压力。两种技术之一,侧重于反应的增加肌肉活动时暴露于振动刺激(全身振动(WBV)培训);另一个关注刺激大肌肉群的电刺激(全身electromyostimulation (WB-EMS)培训)。

本文的目的是总结我们的相应的结果和经验在这个有前途的地区,一般审查这两种技术的影响在老年人肌肉质量和功能。

2。全身Electromyostimulation

Electromyostimulation被称为一个既定技术主要是练习是当地的,被动的,更多的治疗,或者更运动的应用程序(9]。短暂,在EMS,冲动是通过皮肤上的电极附近的肌肉以刺激。这些冲动导致无意识的肌肉的收缩,从而优先招募增大纤维,主要是受到age-induced肌肉萎缩(10]。

最近提出的全身electromyostimulation技术着重于刺激大片段(所有主要肌肉群;2.7米²区)在轻微的内生运动或锻炼11]。旁边这个同时,激活大,地区的另一个强项WB-EMS可能刺激每个单独(主要)肌肉组织和不同。的维护或增加肌肉质量和相应的静息代谢率(RMR) [12),这严重的整体激活的纤维的高能要求导致显著增加能量消耗的11)影响能量平衡和超重/肥胖(13]。最后,尽管没有相应的剂量反应研究,推荐的WB-EMS锻炼频率相当低,这是符合大多数(老年人)科目的不愿意花很多时间锻炼(14]。总的来说这些优点,WB-EMS承诺解决虚弱的老年人,不能(或不愿)参加传统的抵抗运动项目的运动频率和强度是足够的,促进对肌肉相关的积极作用。

然而,尽管大多数的古典EMS研究使用本地和被动应用electromyostimulation改进(神经)肌肉能力(15- - - - - -18),只有一项研究观察了重大积极变化(然而,没有明显的“效应”(定义为WB-EMS差异和控制有关社会团体内部的变化从基线到后续测试)被观察到)虚弱的老人大腿肌肉的慢性阻塞性肺病(19]。在模糊的证据关于EMS-induced肌肉的变化参数,数据的接受和可行性技术在这个群也是稀缺的。

因此,这里提出的两项研究的目的是评估WB-EMS强度参数和身体成分的影响/肌肉在老年人。这两项研究简要描述和讨论;更详细的审查,请读者称为原出版。

3所示。方法

这两项研究是大学的伦理委员会批准的埃朗根(Ethik-Antrag 3777和3876年)。所有实验的研究参与者被告知风险,并书面知情同意。排除标准为研究癫痫、心脏起搏器、严重循环障碍,腹部、腹股沟疝、肺结核、癌症、严重神经功能障碍,炎症性疾病、出血倾向、药物或疾病影响肌肉的新陈代谢。

EMS的练习与世行设备进行米哈bodytec(奥格斯堡,德国)。WB-EMS设备(图116)允许同时激活区域(例如,上腿,上手臂,背部,腹部,胸部,背部,上背部,肩膀;电极的总大小:≈2650厘米²用专用的强度)。

3.1。培训和Electromyostimulation(考试)研究:WB-EMS效果与辅助运动训练训练有素的绝经后女性

我研究的目的(12)是确定辅助WB-EMS对身体成分的影响和力量/电力参数在一群锻炼的老年女性。

三十绝经后女性(岁,体重指数:公斤/米²)被随机分配到对照组(CG,),维持他们的一般运动两次60分钟/周或WB-EMS集团(),另外进行了20分钟WB-EMS锻炼项目为14周每五天。WB-EMS小组会议(三个参与者在EMS设备由一个研究助理)监管由15动态练习使用小范围为所有主要肌肉群的运动(ROM),以防止改编的体育锻炼本身。两个不同的双协议,一个85 Hz的中断刺激(4 s锻炼四休息)和一个不断涉及刺激(7赫兹),每个10分钟长,。参与者精心指导下研究援助如何执行演习和如何调整电流的强度。受试者被要求以中度到高速度运动的努力。

肌肉是由静息代谢率间接评估(RMR)由间接量热法(20.)(美国,Oxycon移动,肯肖霍肯)。测量身体脂肪是由皮肤褶(美国剑桥Lange) 11解剖网站和阻抗分析(Biospace,首尔,韩国)。此外,腰围是确定。

最大强度的树干两种和屈肌与快速地评估M3 (Peutenhausen、德国)等距测试仪。腿两种力量(腿出版社)和腿部力量由一个反向运动跳评估力测量板(MTD-System, Neuburg诉瓦尔德,德国)。

遵守WB-EMS政权决定利用研究助理的出勤记录和使用调查问卷。

14周的锻炼后,(即重要的积极作用。,changes within WB-EMS versus control) were observed for body fat (sums of skinfold: WB-EMS: −()与CG: +% (n);组间的区别:),腰围(−()与+% (n);)、强度(+ 6.6 - -9.9% ()与−4.5 - -6.3% (n);(+)和力量()与−% (n);RMR)参数,而影响(−并未达到统计上的显著水平(n)和−% ();)。

关于WB-EMS干预的吸引力,没有主题在EMS期间退学,EMS干预的出勤率是98%对应的80%的速度(WB-EMS之间没有差异和CG)在普通演习训练。除了一个参与者表示他们希望继续WB-EMS运动训练。

综上所述,在这群老年雌性长一年参与高强度抗阻训练协议(21],WB-EMS运动产生令人印象深刻的改变的力量,权力,,虽然不重要的,与free-fat质量相关参数(RMR;(20.])与对照组相当活跃。

然而,有一些限制,复杂的解释结果。(1)虽然RMR是无脂肪质量密切相关,更复杂的技术来评估身体成分(捷运,测定仪)可能更准确地确定身体成分的变化。(2)选择招聘一群训练有素的女性能够和愿意严格遵守我们的EMS协议是非常重要的,以确保实现规定的运动强度和体积;然而,它可以假定,相应的影响肌肉和力量在久坐不动的未经训练的女性可能更显著。(3)此外,效果(即。,difference between within-group changes in WB-EMS versus control) might be more distinct if the control group were inactive.

总之,除了对健康和肥胖相关影响参数,高接受和全身EMS训练的可行性验证了这组训练有素的老年女性。

3.2。培训和Electromyostimulation (TEST-II)研究:WB-EMS效应在未经训练的老年男性代谢综合征

第二测试研究的目的(13)是验证WB-EMS对身体成分的影响,代谢综合征和物理能力参数在未经训练的65 - 75岁的男性。占我的弱点,更复杂的身体成分测量技术。进一步,我们比未经训练的verum组和一个对照组,另外蒙蔽执行振动板很容易练习。

28日久坐的男性(y,体重指数:公斤/米²)与代谢综合征根据国际糖尿病联合会(22被随机分配到一个WB-EMS组,进行了混合耐力/抗阻训练协议或振动平台上的一个对照组,进行轻微的运动(Fibrafit,德国索姆),都在14周。每5天WB-EMS组锻炼30分钟。会话是一个耐力序列结构(15分钟在70 - 85% Hfmax交叉训练)应用不断刺激(双相,85 Hz)和15分钟的“抵抗”练习主要肌肉群轻微运动和小范围的运动(见测试我;中断4 s锻炼四休息,双相,85赫兹)。研究助理监督每个会话和指导参与者如何执行演习和鼓励对象运动速度中度到高的努力。相对要测试我,电流的强度作为中央参数是会话内定期调整,确保连续中度到高曝光。

盲目的对照组的参与者一个轻微的“锻炼”振动板(18分钟,频率:30 Hz;振幅:1.7毫米)。使用视频动画优先伸展运动,站在旁边的一条腿,而拉伸腿定位板上,进行。此外,一些both-legged轻微运动应该执行在盘子的感知发挥低到中度。最初引进两到三个疗程后,振动训练不完全监督但定期控制的研究助理。

身体成分是评估双能量x线吸收仪(Hologic版的《四年防务评估》4500年发现升级,贝德福德,MI,美国),使用全身扫描和区域分析腹部“地区的利益。“进一步腰围和血液参数进行评估,以确定变化的代谢综合征。

强壮和力量确定相对的测试研究(见上图)。此外,我们评估有氧能力的变化。逐步测试在执行多项培训自愿最大耗氧量。每3分钟,阻力增加了20瓦特以恒定的速度120 - 130 rpm。签证官₂最大测量呼吸呼吸使用Oxycon移动(美国,Viasys,肯肖霍肯PA)开放肺量测定的系统。

14周的锻炼后,意图治疗分析确定显著影响(组间差异)总肌肉(WB-EMS:g (n)和CG:g (),组间差异:),四肢的骨骼肌肉(ASMM:g (n)和g (n),),总脂肪量(−公斤()与−公斤(n),),腹部脂肪量(g ()与g (n);),腰围(−()与−厘米(),),而没有统计显著差异()观察身体质量。

腿腿两种等距强度(出版社)增加了% (WB-EMS组)和维护(在CG %, n)。同时,增加了腿部力量% ()WB-EMS和无意义的下降了在CG %。相应的变化对相对确定(毫升/分钟/公斤)签证官₂马克斯(WB-EMS:%,与CG:%,n)。所有这些影响都是非常重要的()。然而,除了腰围,不再重要对代谢综合征的影响参数(血脂、血糖和血压)被证实。

在测试II中,我们清楚地证明的有效性WB-EMS增加肌肉,减少脂肪量,相关和显著水平。这个因素是重要的,因为“sarcopenic肥胖”(23,24),并行开发的过度超重和肌肉质量和功能的降低,对肢体残疾会增强他们的有害影响,发病率和死亡率。然而,只有少数人对这两个因素的干预措施能够产生积极的影响。而能源限制导致显著减少脂肪免费质量(25,26),有证据表明,身体锻炼积极影响两个系统(26),虽然有利的减少对脂肪的影响明显小于能源限制下25]。然而,我们最好的知识,我们没有意识到传统的运动研究报道相对有利的身体脂肪和免费的脂肪量的变化。非常尤其是考虑到短期结果,肥胖而不引人注目的地位(2科目WB-EMS组和3科目CG组体重指数> 30公斤/米²“nonsedentary”)的参与者和振动控制集团有利的对脂肪的影响参数。

3.3。摘要全身Electromyostimulation (WB-EMS)

全身Electromyostimulation是一个新的有前途的运动技术,可以激励对象不愿或不能履行传统运动项目对身体成分的影响和力量/电力发展。

其临床疗效,旁边这个替代运动技术的长处是(1)的可能性,与被动/静态应用程序,执行动态练习,而electromyostimulating确保谐波增加力量和权力的选择范围的运动,因此也暗示功能性能力(27),(2)低频率和持续时间的EMS应用程序允许达到主题和时间约束。更相关,(3)系统的流动性,使一个动态实现在疗养院,住宅保健,或作为一个应用程序由私人教练或护士在家里,和(4)由于低一个会话持续时间(20分钟),动态EMS-programs能够锻炼每个时间单位合理数量的参与者。

然而,一些限制会阻止广泛应用这种技术锻炼老年人容易脆弱。(1)基本上,WB-EMS是一项昂贵的运动技术(一个WB-EMS设备成本包括设备≈10.000€)。每天进一步,如果应用于基极电流成本由于磨损的设备可能平均每年1000€/设备。此外,由于劳动力成本的实际需要主管(见下文)地增加当前的成本。然而,根据我们的经验,四年WB-EMS应用程序有三个EMS设备三同时锻炼科目,一个主管,每天3 - 4小时的应用程序,也没有额外的房间出租,杂费,整体25分钟非商业EMS会话应该用5 - 7计算€/参与者。然而,考虑到低频率的急救与传统运动项目(每周1 - 2和2 - 3疗程28]),成本范围内的其他有效的干预措施。

(2)虽然video-animated指导和反馈系统可以确保一个独立、高效和安全的EMS应用程序中,老年人可能害羞开始单独干预技术。如前所述,实际上WB-EMS过程需要教练的监督和持续存在;因此,对于一个广泛的和经济的实现这项技术,它将简化WB-EMS过程更为可取。

(3)尽管我们不知道相关的副作用,为所有老年人WB-EMS可能不是可接受的。旁边的禁忌症也为传统EMS设备(癫痫、心脏起搏器、严重循环障碍、腹部、腹股沟疝、肺结核、癌症、严重神经功能障碍,炎症性疾病、出血倾向,皮肤发炎,伤口,和燃烧),高活力的要求在EMS为特征的急性能量消耗显著增加可能有问题的主题与严重的代谢紊乱。

3.4。全身振动

在过去的几年中,WBV已被建议作为一种温和的方法来抵消sarcopenia在老年人中。站在一个振荡平台诱发反应也就增强了腿部和姿势肌肉通过所谓的“补药振动反射”[29日]。这也就反应可能长期功能和结构的关键神经肌肉适应中观察到的一些研究。然而,潜在的WBV诱导肌肉力量还不清楚(30.]。研究结果表明,优先未经训练或老年人健康水平较低从WBV中受益。据,相反与年轻的个体的研究,大多数的研究老年报告积极成果对相关参数sarcopenia [31日]。涨幅最大的腿部力量被报道在绝经后妇女32- - - - - -36,老年人37),或混合老年人群(38,39经过长期的WBV训练。相应地,跳跃高度的增加(33,37,40和肌肉力量38,41,42在老年人)观察。研究中,实现了一个“活跃”对照组进行电阻(33- - - - - -35)或“健身”运动训练(37],WBV和传统运动项目导致类似的涨幅最大的腿部力量和权力。

没有瘦体重的增加,所评估的测定仪,诱导了WBV锻炼(35,43,44通过添加WBV阻力训练[]或45,46]表明神经机制主要为观察到的强壮和力量增长作出贡献。然而,局部肌肉变化(大腿肌肉横截面积),确定利用CT (32,37)建议,而特有的形态的影响。

WBV练习的神经肌肉的影响和潜在的机制在很大程度上仍是不清楚的。猫王I和II审判的目的(埃朗根纵向振动研究I)是评估WBV对骨矿物质密度的影响,身体成分/肌肉和神经肌肉在老年女性的表现。研究,然而,有不同的目标:在猫王我研究中,我们审查的影响是否多用途运动可以增强全身振动(WBV)。在猫王II的试验中,我们确定一个孤立的WBV培训的效果在不同的WBV设备(垂直和旋转)。在这个贡献,对sarcopenia将集中相关参数的影响。对于更详细的信息,请读者阅读原始出版物(36,43,46,47]。

方法
这两项研究是大学的伦理委员会批准的埃朗根(Ethik Antrag 3354年和3693年)。所有的研究参与者给书面知情同意在研究开始之前。排除标准为研究(1)影响骨代谢疾病或药物,(2)影响神经肌肉疾病或药物性能,(3)下肢或脊柱植入物,影响视网膜(4)眼疾,(5)物理能力低(< 50 W)。

3.5。埃朗根纵向振动研究(猫王我)

猫王我试验,随机对照为期18个月的介入研究,我们检查了全身振动(WBV)是否可以提高传统的多功能运动训练计划的影响包括有氧舞蹈、阻力、灵活性、和协调培训对神经肌肉性能和身体成分。151绝经后妇女(y)被随机分配给一个(1)培训集团(TG),(2)培训组包括振动(VTG),或(3)wellness-control集团(CG)。TG和VTG执行相同的每周两次的培训计划(60分钟)组成的有氧和力量训练,唯一的区别是腿部力量训练序列(15分钟)进行(VTG)或没有(TG)振动。培训包括(1)20分钟的有氧舞蹈,(2)5分钟的总体协调和平衡训练,(3)20分钟功能体操、动态(使用弹性腰带(Thera-Band^,Hadamar、德国)和等距力量练习,和伸展和加强动态腿(4)15分钟练习在振动平台上执行。VTG,盘子(Vibrafit,德国索姆)振实25赫兹的频率和振幅的1.7毫米,而TG的盘子都被关闭了。三个练习(跟上升,独腿深蹲,和腿部绑架)在一个电路模式下进行两次。一分钟的腿部力量练习(≈12代表60 - 70% 1 rm)中断了一分钟的伸展运动。在研究过程中,振动频率(30、35赫兹)和运动强度增加(通过修改练习)。确保合规和为了盲目的参与者,CG进行低强度的“健康”计划有不同的目的,为结构适应性应低于阈值。

在基线和18个月后,身体成分测定使用双x线吸收仪(DXA对)(4500年版的《四年防务评估》,发现升级,Hologic,贝德福德,MA)。最大等长腿部力量决定在一个静态的腿按使用力测量板。腿部力量衡量反向运动跳跃(CMJ)通过力测量板。最大强度的躯干屈肌和评估了两种等距模式使用快速地M3设备(Peutenhausen,德国)。

在这两个培训组,瘦体重(磅)积极影响(VTG:公斤,n和TG:公斤,),而只有TG显著的变化()相比,CG (−公斤)。

最大腿部力量显著()提高运动训练组织(VTG:%与TG:%),但只有VTG和CG(之间的区别%,n)是重要的()。尽管运动训练组织显示阳性结果树干弯曲强度(VTG:%,与TG%,n),一个重要的群体间的差异()相比,CG (%,n)是VTG只观察到。同时,培训组显著()获得了树干扩展强度(VTG:%;TG:)。此外,相比CG (%,n),变化都是统计学意义()。

VTG只腿力量显著增加(%与TG:%与CG:然而,%),组间差异不显著()。综上所述,多用途运动项目的影响被WBV不增强。对于神经肌肉的性能,只是一个趋势的运动训练协议使用振动。

3.6。埃朗根纵向振动研究(猫王II)

孤立的WBV可能是一个有效的策略来抵消sarcopenia特别是对于那些不愿意或能够执行一个耗时和费力的力量训练计划。因此,猫王的哲学二审判是专门执行WBV运动来确定潜在的孤立的WBV代替传统的运动训练计划。然而,最有效的振动类型连同最优惠(即振动参数。,frequency, amplitude, etc.) and the longitudinal training strategy to maximize neuromuscular effects is still unidentified. With respect to the construction of vibration plates, there are two principally different systems: (1) plates which rotate around a fulcrum, producing alternating forces to the left and right foot; (2) devices in which the whole plate vibrates vertically producing forces on both feet simultaneously.

猫王II试验,随机对照12个月介入研究,我们确定的影响WBV训练使用两个不同的WBV设备(旋转:Qionic Burtenbach,德国与垂直:Vibrafit,索姆德国)。108绝经后妇女(y)被随机分配给(1)振动训练转动盘子(RVT;12.5赫兹,12毫米)或(2)在垂直振动板(VVT;35赫兹,1.7毫米)。两组组成的WBV培训执行3次/周,持续15分钟。15分钟培训项目,七十一年或两条腿动态腿加强练习进行站立位置的盘子,每个持续90秒:两条腿蹲,两条腿的动态蹲包括鞋跟上升,腿绑架,和独腿下蹲,独腿蹲包括侧髋关节屈曲方面,其次是练习1和2。加强锻炼是中断40年代的伸展运动。两个振动协议导致类似的加速度(约8倍地球引力(8 g))。

在第一个三个交易日,女性介绍了振动设备和练习。以下,女性的表现WBV训练自己伴随着视频动画,然而,正确的完成练习被老师定期检查。

相对的猫王,使用DXA对身体成分测定,和最大等长力量和下肢力量决定,最大强度为树干弯曲和扩展(见上图)。

经过12个月的WBV, video-instructed培训的可行性很好(辍学:RVT < 20%;VVT < 10%;出勤率70%两组)。VT集团大幅上涨最大的腿部力量(RVT:%;VVT:%)相比,CG (%)(),而在培训中获得了力量组相比没有显著的CG。有显著增加最大树干弯曲(VVT:%;RVT:%;公斤:%)(),而不是扩展强度;然而,没有观察到显著变化加快。

总之,猫王I和II试验显示出积极的效果WBV运动有或没有额外的传统运动的最大力量,然而对瘦体重的影响取决于测定仪是微不足道的。

3.7。全身振动的总结

综上所述,大多数的WBV研究老年展示肌肉力量或权力的积极变化。然而,报告收益最大强度(大约15%平均除了Machado et al。32:38%,冯·斯坦格尔et al。46]:25%),而小的研究结果相比,执行一个特定的阻力训练方案(48]。相反到特定的阻力训练协议(49,50),对加快WBV没有显示相关的影响,表明神经机制为主要机制增加力量或权力。进一步研究,确定区域肌肉通过CT显示,而WBV特定站点结构的影响。

由于骨科和心脏的局限性或简单的厌恶,许多人不愿或无法执行有力的阻力训练项目。对于那些脆弱的人来说,WBV可能抵消sarcopenia的替代品。考虑到可行性,对人力和时间的灵活性高、低要求视频WBV的训练,就像我们使用的猫王II的研究中,在不同机构大规模实施的可能性。

尽管没有WBV vibration-related不利影响测定在当前的研究中,仍然没有一个潜在知识阈值超出WBV可能过载骨头或其他组织造成不利影响,尤其在老年人与减少肌肉骨骼系统的适应性。了解最优强度(依赖于振动类型、振幅、加速度、持续时间,和站立位置(即。角膝盖,脚跟和脚掌)),有效地触发适应性但防止过载也仍然稀缺。

4所示。结论

有一个很好的证明,WB-EMS和有些限制WB振动是有效增加肌肉质量和功能能力的老话题。

在他们的临床有效性,旁边这两种技术的主要优点与常规锻炼是总结如下:(1)设备的操作方式,增加受试者的自愿加载到更高,因此更有效的水平。因此,受试者不愿意或不能运动与足够的(高)运动强度可能受益于WB-EMS的辅助应用或WBV尽管锻炼否则低于阈值水平,(2)两种技术的节省时间的效果,WBV特别是WB-EMS,相比之下,传统的抵抗运动项目对于每个肌肉群和多组重复,(3)选择运动灵活的根据自己的权威,和(4)的通用排他性和吸引力新的运动技术相比,显然“老式的举重”项目。

因此,两种技术都可能有吸引力尤其是对受试者否则无法或不愿运动传统,因此将是一个有前途的选择增加受试者的身体活动水平sarcopenia争斗。

利益冲突

作者没有任何咨询委员会或经济利益,构成利益冲突。