文摘

我们检查是否高速电力培训(HSPT)改善肌肉使用驾驶模拟器性能和制动速度。72老年人(22米,50 f;年龄= 70.6±7.3岁)被随机分配到HSPT 40%一次最大(1 rm) (HSPT: = 2 5 ;重复3组,每组12 - 14),低速力量训练在80% 1 rm (SSST: = 2 5 ;重复3组8 - 10),或控制(反对: = 2 2 ;拉伸为12周)3次/周。腿媒体和膝盖扩展峰值功率、峰值功率速度、峰值功率力/力矩和制动速度得到基线和12周。HSPT增加峰值功率和峰值功率速度在一系列外部电阻(40 - 90% 1 rm; < 0 。 0 5 )和改善制动速度( < 0 。 0 5 )。团体之间的工作是相似的,但是认为努力是低HSPT ( < 0 。 0 5 )。因此,越艰苦的HSPT产生了更广泛的训练效果和改善制动速度SSST相比。

1。介绍

阻力训练是一种常用和广泛研究老年人康复策略,以维持或提高肌肉力量和功能。阻力训练干预通常强调高负载,加强锻炼;然而,肌肉力量(力×速度)已成为一个重要的肌肉性能特点在这个人口(1- - - - - -7]。肌肉力量的重要组成部分是开发的速度力量。阻力训练使用高运动速度和外部电阻(8)或高运动速度和低外部电阻(9- - - - - -11)展示了积极影响肌肉力量和一些功能性能测试。最近的一项荟萃分析显示,各种形式的高速阻力训练(即。,power training) were more effective at improving muscle power with only a small impact on function compared to traditional slow-speed strength training [12]。

在老年人中,肌肉力量下降高达两倍比肌肉力量(3 - 4%和1 - 2%),主要是由于下降速度比力(13,14]。因此,潜在的干预措施提高肌肉力量和权力的速度分量可能在这个群体是至关重要的,特别是对于函数。不同的功能任务,然而,可能需要力量与速度分量更大或更大的分力根据特定任务的性质(例如,移动下肢快速继续下跌还是慢慢地从椅子上站起来);因此,不同的阻力训练协议有可能给美国带来不同方面的权力转移到功能任务的性能。我们相信阻力训练计划以提高速度可能产生重大影响与安全相关的功能任务在这个人口。例如,锻炼提高的能力迅速移动下肢从油门刹车开车时将产生重大的公共卫生影响,因为机动车事故的主要原因之一是在老年人与伤害相关的死亡15]。最近的一项研究表明,脚踝力量训练增加脚的移动速度比使用左,右脚踏开关控制(16]。因为快速制动汽车的重要性,但是,我们相信这是复制的关键设备在汽车和运动力学的刹车。

很少有对老年人的研究集中在肌肉力量的关键部件(速度和力量),这些变量是如何影响不同的阻力训练协议。本研究的目的是检查高速力量训练对肌肉力量的影响及其组件在老年男性和女性如何改变这些参数与使用驾驶模拟器训练影响制动速度。我们假设高速力量训练会提高力量和权力的速度分量较低的外部培训抗性和成功地转移到提高制动速度比低速力量训练。

2。材料和方法

2.1。参与者

合格的参与者必须在65 - 90岁之间,回廊有或没有一个辅助设备(甘蔗或3 post walker)和社区居住。排除标准包括心脏病史的,严重的视力损害,神经系统疾病,肺病要求使用氧气,不受控制的高血压、髋部骨折或下肢关节置换术在过去6个月,和当前参与结构化的运动。所有参与者的研究医生确定医疗资格。

一百一十四个人联系参与这项研究。八十九人被随机分为三组:高速力量训练(HSPT: = 3 0 )、低速力量训练(SSST: = 3 0 )和控制(反对: = 2 9 )(见图配偶图1详情)。十七个参与者退出基线时期之前,训练开始了。八个参与者退出干预期间,1在HSPT SSST 3,和4个案子,三是进一步研究(HSPT ( = 1 )和SSST ( = 2 ))。使用意向性治疗设计,数据从72年长的男性和女性(HSPT: = 2 5 ;STR: = 2 5 ;反对: = 2 2 )进行了分析研究。展示在表主题特征1。这个项目是密苏里大学的机构审查委员会批准,从所有参与者获得书面同意。

表1
主题特点。

图1
概述招聘的研究参与者和随机化研究武器。HSPT =高速力量训练;SSST =低速力量训练;反对=控制。
2.2。程序

12周的炸药相比,研究高速与传统低速力量训练力量训练。主要结果措施包括肌肉性能:腿媒体和膝盖扩展一次最大(1 rm)肌肉力量在一系列外部电阻(40 - 90% 1 rm),和相应的速度峰值功率和力/力矩峰值功率。主要措施选择确定高速训练肌肉性能将提高关键变量(力量和速度)老年人功能所必需的。为简便起见只腿压措施。二次测量结果包括高速功能:制动速度使用一个汽车驾驶模拟器。这二次的结果测量是必要的,以证明主要结果翻译实际功能性能的变化。三级措施包括评级结果的感知运动(RPE)和总工作期间进行培训。这些后者措施包括作为一个探索性的分析个人如何应对不同的运动方案,并确保运动在训练组织的体积相当,分别。

参与者报告的实验室2周的基线测量。在访问1日体重是记录在一个平台规模到最近的0.1公斤的穿着衣服的。高度测量精确到0.5厘米尺度测距仪。身体质量指数计算从这些变量。全球认知功能评估细微精神状态检查(17),和老年抑郁量表进行评估抑郁症在前一周(18]。数量的下降在过去的一年里和日常药物通过问卷进行评估。在访问2和3,肌肉性能和功能的措施。接下来的一周,所有肌肉性能和功能措施重复建立可靠性。如果基线倾斜超过10% 1 rm测量重复尝试,第三个措施。基线测试结束时,参与者被随机分配到治疗。12周后阻力训练干预,posttraining肌肉性能和功能的措施。

2.3。阻力训练协议

志愿者随机分为HSPT和SSST每周锻炼3次12周使用computer-interfaced Keiser a420气动腿新闻坐在膝盖扩展阻力训练设备(弗雷斯诺,CA)。对于HSPT,每个训练包括3套12 - 14重复40% 1 rm。高速运动参与者进行爆炸在同心阶段的重复,停顿了一秒,执行的偏心部分收缩在2 - 3秒。志愿者随机分为SSST也为12周,每周锻炼3次每个训练组成的3组,每组重复做8 - 10次为80% 1 rm。重复数字是高HSPT组之间工作更接近于组织和保持一致的阻力训练锻炼指南使用较低的外部电阻(19]。参与者执行每个动作缓慢的速度(同心阶段的重复2 - 3 s),停了一秒钟,执行的偏心部分收缩在2 - 3秒。对照组见到每周三次热身和伸展运动,但没有执行阻力训练。HSPT和SSST执行相同的热身和伸展运动,反对。

2.4。结果测量
2.4.1。主要结果:肌肉性能

腿媒体和膝盖扩展1 rm获得使用Keiser气动阻力训练设备配备a420电子产品。锻炼手臂移动通过其范围的运动,活塞驱动到一个圆柱体,它遇到的机械阻力系统中空气压力。a420设备捕获的峰值功率、峰值功率速度和峰值功率/扭矩在每个收缩的同心部分采样系统压力在400赫兹,使计算基于一个适当的算法。

伏卧的座椅腿新闻坐在膝盖扩展机器定位,确保髋关节和膝关节在90到100度的弯曲。1 rm的最大负载被定义为可以移动整个全方位的运动一次,同时保持适当的形式(20.]。1 rm是通过逐步增加阻力,直到主题不再是能够成功地推出一个重复。[Borg规模21)被用来协助评估当1 rm(结合感知最大努力)。最大肌肉力量得到为40%,50%,60%,70%,80%,90% 1 rm大约30分钟后1 rm的测试(10,11]。参与者被指示发挥“尽快”每1 rm的相对比例。三个试图在每个阻力和最大的峰值功率输出在每个电阻是用于分析获得。相应的峰值功率速度和峰值功率得到了力/力矩为每个外部阻力从40 - 90% 1 rm。1 rm测量两周一次的HSPT和SSST只和相对训练强度相应的调整,以确保足够的过载在训练。

Posttraining肌肉性能措施获得使用载荷相对于初始基线1 rm评估肌肉性能变量的变化从基线到Posttraining一系列外部电阻40 - 90% 1 rm通常遇到的日常任务。我们比较这些变化相对于基线1 rm因为外部环境中的电阻通常是固定的,不会随着你走强。这更紧密地反映出力量和速度的变化适用于“现实世界”的功能。样本大小的评价是:HSPT ( = 2 1 ),STR ( = 2 3 )反对( = 1 7 )。

2.4.2。二次结果:制动速度

使用驾驶模拟器制动速度测量。模拟器由一个可调节的汽车座椅,转向柱,depressable油门和刹车安装在钢架连接到一台电脑和宽屏显示器(数字2(一)和2(b))。参与者坐在双手放在方向盘上,右脚令人沮丧的加速器。参与者被指示“踩刹车”当视觉刺激改变从绿色(“走”)红色(“停止”)。试点工作表明,大多数受试者倾向于把脚从油门刹车利用臀部,膝盖,和脚踝在紧急制动的情况下在我们的实验室中,因此,我们要求所有参与者利用这种策略而不是简单地旋转之间的脚踏板。此外,这种策略密切复制的机械运动肢体在腿媒体训练。电脑记录两个事件(女士):最初的反应时间,或者时间参与者对红灯,把脚从油门和制动速度,运动的时间松开油门和刹车。平均6个试验是用于分析。


图2
驾驶模拟器(a)和特写镜头的油门和刹车踏板(b)中使用高速功能任务。
2.4.3。三次结果:评级的努力和工作

评级的感知运动(RPE)在训练干预进行了使用Borg规模(21]。Borg规模由一组数字,对应于一个特定的努力水平。规模范围从6(没有发挥)20(最大努力),和老年人常用来确定训练强度(8]。参与者被要求评价的发挥他们觉得每组后腿部按压和膝关节伸展运动。平均每条腿的三个RPE措施新闻和膝盖扩展运动计算获得一定程度的发挥每练习会话。每个会话的RPE当时在运动训练的总数平均出席在干预(12周×3每周访问)提供一个日均RPE的措施。措施的日均腿媒体和膝盖扩展RPE被用于单独的分析。

工作(F×D)被计算为遇到的机械阻力(F)乘以汽缸活塞旅行到的距离(D)在每个练习重复使用Keiser气动a420电子软件。为每个重复工作的腿部按压和膝关节伸展运动获得了在每个训练和总结的总功/会话。总工作然后在运动训练的总数平均出席在干预(12周×3每周访问)提供一个衡量平均每日的工作。日均腿媒体和膝盖扩展工作的措施被用于单独的分析。

2.5。统计分析

描述性统计是运行在所有变量。变量之间的关联的年龄、性别、体重指数、认知功能、抑郁症、药物,和瀑布皮尔森的评价 。重大协会发现时,这些变量被用作反是;在所有方差分析(方差分析)模型。

评估基线差异主题特征、单向方差分析(连续变量)或卡方(分类变量)运行。评估基线差异组腿按肌肉的性能(峰值功率、峰值功率速度和峰值功率力)在每个条件(40 - 90% 1 rm)和制动速度,跑单变量方差分析。

评价组间差异在腿肌肉性能,峰值功率的变化分数,速度峰值功率,计算和峰值功率的力量训练(posttraining价值减去基线值)在每个条件(40 - 90% 1 rm)和单变量方差分析运行基线测量的共变。评估不同组间在制动速度从基线到posttraining,改变分数计算(posttraining值减去基线值)和一个单变量方差分析运行基线测量的共变。如果发现重要的集团主要影响,图基HSD测试执行。确定组织平均每日RPE和工作之间的差异表现在12周的干预,独立样本 测试进行HSPT和SSST之间。接受了所有的测试的统计学意义 < 0 。 0 5 。数据报告为手段(95% CI)。

3所示。结果

3.1。基线

组间没有差异在年龄、性别、体重指数、抑郁、认知功能、药物或落在过去的一年里(见下表1)。单变量方差分析显示没有集团主要影响基线腿按峰值功率(所有 ≥ 0 。 0 9 (所有),腿压峰值功率速度 ≥ 0 。 2 8 ),或者腿压峰值功率(所有力量 ≥ 0 。 1 7 )在任何条件(40 - 90% 1 rm)。单变量方差分析显示没有集团主要影响基线反应时间( = 0 。 6 7 )或制动速度( = 0 。 4 4 )。这些发现表明主题特征、肌肉性能和功能类似的在所有组的培训。

3.2。基线训练后
3.2.1之上。肌肉性能

腿按峰值功率的变化,腿压峰值功率速度,和腿部压峰值功率力值在每个条件(40 - 90% 1 rm)(见表2使用单变量方差分析)进行了比较。有显著集团主要影响腿压峰值功率和峰值功率速度在每个条件(所有 ≤ 0 。 0 0 7 )。事后测试表明,两个措施(峰值功率和峰值功率速度)HSPT大于反对所有外部电阻(40 - 90% 1 rm;所有 ≤ 0 。 0 2 ),而SSST只有大于反对从70 - 90% 1 rm(所有 ≤ 0 。 0 4 )(见图3和4)。没有明显集团主要影响腿(所有媒体峰值功率的力量在任何条件 ≥ 0 。 1 0 )。这些发现表明HSPT施加一个更广泛的训练效果比SSST当比较基线力量和速度的变化通常会遇到的一系列外部电阻。

表2
肌肉的变化表现在一系列外部电阻经过12周的培训(使用载荷相对于基线1 rm)。数据代表的意思(95% CI)。

图3
基线posttraining腿按峰值功率的变化相对于基线最大一次(1 rm)在一系列外部电阻。HSPT =高速力量训练;SSST =低速力量训练;反对=控制。* HSPT >反对;__SSST >反对。

图4
基线posttraining腿按峰值功率的变化速度相对于基线最大一次(1 rm)在一系列外部电阻。HSPT =高速力量训练;SSST =低速力量训练;反对=控制。* HSPT >反对;__SSST >反对。
3.2.2。制动速度

女士基线反应时间和制动速度值分别为322.9(95%置信区间:293.8—-352.1 ms)和221.9(95%置信区间:188.5—-255.4)女士,女士分别HSPT;303.1毫秒(95%置信区间:270.2—-335.8 ms)和236.1(95%置信区间:206.6—-265.6)女士,女士分别SSST;311.3毫秒(95%置信区间:269.4—-349.8 ms)和252.0(95%置信区间:211.7—-292.3)女士,女士分别为场骗局没有明显集团主要影响反应时间的变化出现的视觉刺激的运动训练后松开油门(改变=−0.79 (95% CI: 3.1−-1.5 ms)女士HSPT, 0.07 (95% CI: 1.9−-2.1 ms)女士SSST,女士和−1.5 (95% CI: 4.4−-1.4 ms)反对; = 0 。 7 2 )。单变量方差分析显示出显著的组主要影响与培训(制动速度的变化 = 0 。 0 2 )。下肢的速度从油门刹车改善15.3% HSPT女士(改变=−3.4(95%置信区间CI:−4.8 - (−2.0 ms)))和2.7% SSST女士(改变=−0.68 (95% CI: 3.0−-1.7 ms)),但在反对恶化了2.2%(改变= 0.58 (95% CI: 1.7−-2.8 ms)女士)。

3.2.3。认为努力/工作

之间没有区别组织日均腿按执行工作(HSPT: 7235 J(95%置信区间:6346 - 8123 J)与SSST: 6876 J(95%置信区间:5800 - 7953 J) = 0 。 5 9 )或膝盖扩展执行工作(HSPT: 4002 J(95%置信区间:3514 - 4490 J]和SSST: 3839 J(95%置信区间:3176 - 4501 J); = 0 。 6 8 在为期12周的干预)。之间有差异平均每日RPE HSPT和SSST ( < 0 。 0 0 1 )在两个腿媒体和膝盖扩展运动。腿按RPE平均为12.2(95%置信区间:11.5—-12.9;“光”“有点困难”)HSPT为15.1(95%置信区间:14.3—-16.0;“有点困难”“硬”)SSST训练而膝盖扩展RPE平均为14.6(95%置信区间:13.9—-15.2;“有些硬”“硬”)HSPT为17.0(95%置信区间:16.2—-17.8;“非常困难”)SSST培训。这些结果表明,尽管接触类似的工作负载在训练,HSPT感知运动更容易。

4所示。讨论

本研究的主要发现是,高速力量训练显著提高肌肉性能和制动速度在老年男性和女性使用驾驶模拟器。高速电力培训和低速力量训练改善在老年男性和女性;然而,高速力量训练也提高了速度分量的权力改善低速力量训练相比,这可能导致改进能力把脚从油门快速移到刹车。我们认为这些发现对维护老司机安全有着重要的意义。因为速度是可训练的老年人,利用高速运动的阻力训练期间可能导致转移功能的任务需要高速运动。肌肉性能获得的好处,在高速和低的外部阻力也发生在肌肉力量没有妥协和较低的感知运动而低速力量训练。

4.1。肌肉性能

我们评估肌肉性能通过比较峰值功率、峰值功率速度和峰值功率在一系列外部电阻通常遇到在日常任务的性能。因为外部环境的抗性是固定的,不增加你强壮,我们比较峰值功率的变化,峰值功率速度和峰值功率力量相对于基线1 rm,可以更精确地反映如何改善肌肉性能适用于现实世界的运转。我们假设高速力量训练会增加峰值功率和峰值功率速度较低的外部培训抗性虽然低速力量训练会增加高的峰值功率和峰值功率力量抵抗外部培训,因为培训特异性的原则。然而,HSPT提高峰值功率和峰值功率速度在整个范围的外部电阻(40 - 90% 1 rm),而SSST改进仅限于外部最接近训练负荷(~ 70 - 90% 1 rm)。虽然我们没有假设低速力量训练会提高峰值功率速度,是有道理的,培训后(和力量获得),它会更容易移动相同的绝对加载更快。不过,这并不是发生在所有的外部电阻就像高速力量训练。培训在40% 1 rm,然而,提高峰值功率和峰值功率速度在整个范围的外部电阻,证明高速电力培训比低速力量训练产生更广泛的训练效果。

4.2。制动速度

一个关键问题是提高肌肉的性能是否与高速力量训练会影响制动速度功能任务。有趣的是,它并不罕见找到研究功能性任务不改进阻力训练和力量训练。回顾和荟萃分析22,23]显然展示一个非常小的阻力训练对函数的影响,与gait-related改进观察到的主要任务。力量训练的研究厄尔斯et al。3和豆等。2)没有发现显著变化函数设备培训或训练使用偏重的背心演习后,分别。其他力量训练的研究显示只有小的变化有时一半或更少的功能任务在电池的任务4,24]。也许许多阻力训练研究的参与者与备用容量更大的健康功能的能力。这些类型的参与者可能会接近其功能阈值,即使大量增加力量或权力会导致很少或没有增加功能。或者它可能是阻力训练任务的转移并没有密切代表任务所需的复杂的运动功能。阻力训练任务的传输功能的任务是最有可能当功能所需的肌肉活动模式是那些一再练习通过培训任务1]。因此,最优训练迁移函数要求培训任务和功能之间的特异性。因为制动速度的性能任务用于本研究需要相当大的运动速度和类似的运动模式腿媒体锻炼,我们预期高速训练会影响测量的功能,更大程度比低速阻力训练。

改善肌肉性能与高力量训练与提高制动速度密切相关。当我们测量的影响相对简单但爆发性运动(把脚从油门刹车),密切近似的爆炸性质锻炼(腿出版社专门培训),我们确实发现训练函数的正迁移。当我们检查腿媒体力量和速度所需的“现实世界”的一系列外部电阻功能任务,高速电力培训演示了低速力量训练相比更大的改进。结果,类似制动任务可能受益于这种全球改善力量和速度与高速培训。

我们认为这些发现对老年人产生显著的公共健康影响机动车继续运营。一项研究由韦伯和波特(16]发现踝跖屈肌的力量训练和dorsiflexors 80% 1 rm显著增加的速度从一只脚运动相比,切换到第二个脚踏开关控制。因为老司机在开车时更大的危险与伤害有关的死亡15),我们认为这是至关重要的进一步探讨这个问题通过使用驾驶模拟器的油门和刹车更紧密地代表了设备和机械制动操纵利用。我们计算出60英里/小时(88英尺每秒)平均减速的速度每秒20英尺(0.75)摩擦系数、制动车辆的时间是4.4秒(88/20),194英尺(初始速度的一半×停止所需的时间(0.5×88×4.4 s))。然而,在初始速度(60英里),有一个延迟应用刹车由于刺激反应时间和运动时间从油门刹车。在我们的研究中,组平均0.310秒的反应时间加上一个额外的0.235秒把脚从油门移到刹车。反应时间仅(0.310×88英尺/秒)添加了一个额外的27英尺的距离(194 + 27 = 221英尺)。如果我们计算15.3%的改善制动时间HSPT(0.198×88 = 17英尺),恶化了2.2%反对(0.240×88 = 21英尺),停车距离差异组将成为反对242英尺(221 + 21)和238英尺HSPT (221 + 17)。仅仅考虑到英寸可能是至关重要的,以避免年间受伤在高速度,4英尺的差异可能产生重大安全影响。

4.3。感知到的努力

最后,老年人执行高速力量训练感知运动更容易表现比低速力量训练在为期12周的干预,尽管两组培训期间执行相同的工作量。这些发现可能对老年人的记忆产生影响阻力训练项目外的实验室。目前,只有~ 10%的老年人人口参与阻力训练(25]。此外,对于以前的老年人参与阻力训练项目维护持续参与这种运动被证明是困难的。一项研究的数量下降了50%老年人参与阻力训练期间跟踪从12周的以机构为依托的阻力训练26]。研究表明,更能预示中等强度运动的成年人是否保持持续参与运动比高强度运动(27,28];因此,锻炼协议如高速电力培训被认为是那么艰苦的可能是一个战略的一部分来扭转这一趋势降低了老年人参与阻力训练。

5。结论

高速电力培训和传统低速力量训练提高峰值12周的训练后肌肉力量;然而,高速电力培训增加速度比传统的力量训练。当检查所需的功率和速度“现实世界”的一系列外部电阻功能任务,高速电力培训比低速力量训练产生了更广泛的训练效果。这些好处发生没有妥协的肌肉力量和较低的感知运动(在执行相同的工作量)当执行低速力量训练。最重要的是,高速电力使用驾驶模拟器训练改善制动速度,表明当训练的爆炸性质密切模仿动作和任务执行的速度,有一个积极的训练迁移功能。我们认为这些发现为我们的人口老龄化具有重要的公共卫生意义。

确认

本文得到了在美国国立卫生研究院的国家老龄研究所(R03 AG025141-01)和美国运动医学学院(REG-07)。