Wprowadzenie wibroterapii do ćwiczeń (przysiadów) poprawiło chód i statyczną oraz dynamiczną równowagę, a także obniżyło biomarkery stanu zapalnego i odczuwanie bólu u starszych osób z chorobą zwyrodnieniową – osteoartrozą (OA) stawu kolanowego.

Eksperyment badawczy przeprowadzono na brazylijskim uniwersytecie, w którym uczestniczyło 126 osób z chorobą zwyrodnieniową kolan stwierdzoną na podstawie klinicznych i radiograficznych kryteriów Amerykańskiego Kolegium Reumatologicznego. Największym wyzwaniem tradycyjnego leczenia OA u starszych osób jest znalezienie takiego poziomu aktywności fizycznej, której obciążenie jest wystarczająco wysokie, aby skutecznie działać, ale nie na tyle wysokie, aby spowodować pogorszenie stanu stawu.

Celem projektu było zbadanie wpływu przysiadów w połączeniu z wibracjami całego ciała na stężenie markerów stanu zapalnego w osoczu i wydolności funkcjonalnej osób starszych z chorobą zwyrodnieniową stawu kolanowego.

• Stosowanie wibracji w połączeniu z przysiadami wpłynęło na obniżenie poziomu czynników zapalnych w osoczu sTNFR1 (Δ-146) i sTNFR2 (Δ-996,5).
• Wibroterapia istotnie poprawiła równowagę (Skala Równowagi Berga Δ 4,5) i prędkość chodu (Δ 0,33), testu 6-minutowego marszu (Δ 37,5).
• Sprawność funkcjonalna pacjentów u których stosowano wibroterapię uległa poprawie (Δ -175) (skala WOMAC).

Opracowano na podstawie:

Functional Performance and Inflammatory Cytokines After Squat Exercises and Whole-Body Vibration in Elderly Individuals With Knee Osteoarthritis. Adriano P. Simão, Núbia C. Avelar, Rosalina Tossige-Gomes, Camila D. Neves, Vanessa A. Mendonça, Arch Phys Med Rehabil Vol 93, October 2012

Badana populacja

Z 125 pacjentów, 35 (4 mężczyzn, 31 kobiet) spełniało kryteria włączenia tj. co najmniej 60 lat, choroba zwyrodnieniowa co najmniej jednego stawu kolanowego, ból kolana przez większość dni w ostatnim miesiącu; narośle kostne w łukach stawów na zdjęciach rentgenowskich; maź stawowa charakterystyczna dla choroby (badanie laboratoryjne); trzeszczenie podczas aktywnego ruchu stawu oraz poranną sztywność trwającą 30 minut bądź krócej. 

Postęp choroby sklasyfikowano według skali Lawrence’a (stopnie 0 – 4: 0, normalny; 4, ciężka osteoartoza). Stopień 2 (wyraźne narośle kostne i możliwe zwężenie przestrzeni stawowej) był stosowany jako granica klasyfikacji osteoartozy stawu kolanowego. Kryteria wykluczenia to: niedawny uraz kolana; stosowanie jakichkolwiek urządzeń do pomocy w poruszaniu się (np. lasek, kuli ortopedycznych, balkoników); fizjoterapia lub inne procedury rehabilitacji w ciągu ostatnich 3 miesięcy; brak minimalnych klinicznych i poznawczych warunków aby wykonać aktywność fizyczną oraz stosowanie glikokortykoidów, co najmniej 2 miesiące przed rozpoczęciem badania. 

Procedura badawcza

Badani zostali losowo przydzieleni do 3 grup: grupy która wykonywała przysiady z wibracjami całego ciała (podkładka wibracyjna); grupy wykonującej przysiady bez stosowania wibracji całego ciała oraz grupę kontrolną w której badani nie wykonywali treningu. Aby potwierdzić diagnozę osteoartrozy stawu kolanowego, wykonano cyfrowe oceny radiograficzne. 

Program przysiadów w grupie wykorzystującej podkładkę i grupie wykonującej tylko przysiady był przeprowadzany 3 razy na tydzień, co dwa dni przez 12 tygodni. Przysiady wykonywano rozpoczynając od ok. 10% ugięcia kolan i kontynuując do osiągnięcia 60° kąta zgięcia kolan. Intensywność treningu przysiadów dla grupy wykonującej przysiady i grupy stosującej podkładkę była systematycznie zwiększana podczas 12 tygodniowej interwencji, poprzez zwiększanie czasu i liczby powtórzeń oraz zmniejszanie czasu odpoczynku. Przed ćwiczeniem treningu, grupy interwencyjne (przysiad i podkładka) rozgrzewały się na rowerach stacjonarnych przez 10 minut przy 70% maksymalnej częstości skurczów serca , która jest przewidywana dla wieku i była monitorowana za pomocą kardiomonitora. 

Od wszystkich uczestników pobrano próbkę krwi przed rozpoczęciem 12-tygodniowej interwencji badawczej. Analiza czynników stanu zapalnego – sTNFR1 i sTNFR2 została wykonana według procedur dostarczonych przez producenta i stosując sprzęt ELISA. Kolejność badań była zawsze taka sama dla testów sprawności fizycznej zarówno przed jak i po okresie interwencji. Na końcu okresu treningowego, badani z 3 grup byli poddawani ponownej ocenie. 

Wskaźniki w badaniu – omówienie

Sprawność funkcjonalną oceniono za pomocą wskaźnika zwyrodnienia stawów (WOMAC), zatwierdzonego dla populacji brazylijskiej, który składa się z 24 pozycji i został opracowany, aby ocenić stan zdrowia i postrzeganie bólu przez pacjenta (5 pytań), sztywność stawów (2 pytania), i sprawność fizyczną (17 pytań) przez ostatnie 72 godziny. Wynik WOMAC przedstawiono na skali Likerta, gdzie pytania były punktowane odpowiednio 0, 25, 50, 75 lub 100 w przypadku braku bólu, niewielki ból, umiarkowany ból, intensywny ból i bardzo intensywny ból.

Sprawność fizyczną oceniono na podstawie skali równowagi Berga, testu prędkości chodu i testu 6-minutowego marszu. 

Skala równowagi Berga ocenia równowagę za pomocą 14 zadań, które obejmują równowagę statyczną i dynamiczną (tj. sięganie, obrót, przemieszczenie, stanie i wstanie). Wykonanie zadania oceniano przez bezpośrednią obserwację a wyniki wahały się od 0 (nie może wykonać zadania) do 4 (wykonuje zadanie samodzielnie) gdzie maksimum punktów wynosiło 56. Wynik poniżej 45 pkt wskazuje na słabą równowagę. 

Aby ocenić prędkość chodu, poproszono badanych o przejście w normalnym tempie wzdłuż 10 metrowej linii. Badanym mierzono czas potrzebny do ukończenia 6 metrowego dystansu. Średni czas 3 prób został wykorzystany do obliczenia prędkości chodu w metrach na sekundę.

Celem testu 6-minutowego marszu była ocena poruszania się. Test ten mierzy najdłuższy dystans jaki badany jest w stanie przejść w ciągu 6 minut. Do oceny wykonywano dwa testy z co najmniej 15-minutową przerwą między nimi.

Wykorzystanie wibroterapii w badaniu

Badani z grupy stosującej podkładkę otrzymali pionowe wibracje sinusoidalne. Częstotliwość wahała się od 35 do 40 Hz, amplituda wynosiła 4 mm, a przyspieszenie od 2,78 do 3,26 g. Intensywność treningu przysiadów dla grupy wykonującej przysiady i grupy stosującej podkładkę wibracyjną była systematycznie zwiększana podczas 12-tygodniowej interwencji poprzez zwiększanie czasu i liczby powtórzeń i zmniejszanie czasu odpoczynku. Dla pacjentów z grupy wykorzystującej podkładkę wibracyjną, przyspieszenie wibracji było także zwiększane przez różną częstotliwość wibracji (35– 40 Hz).

Wyniki

Frekwencja wynosiła 99.7 % w grupie stosującej podkładkę wibracyjną i 98.6% w grupie wykonującej przysiady.

Odchylenie (Δ) w stężeniach czynników sTNFR1 i sTNFR2 w osoczu wykazało znaczący spadek w grupie stosującej podkładkę wibracyjną (sTNFR1 (Δ-146)
i sTNFR2 (Δ-996,5)) w porównaniu z grupą kontrolną (sTNFR1 (Δ 389,2) i sTNFR2 (Δ 35,4)).

Ocena sprawności fizycznej, które były analizowane przez odchylenia w wynikach po i przed interwencyjnych (Δ), wykazały istotne różnice między grupą kontrolną a grupą stosującą podkładkę wibracyjną. Odczuwanie bólu w grupie kontrolnej nie zmieniło się. W grupie wykonującej przysiady zmniejszyło się (Δ -62,5), ale nie tak znacznie jak w grupie z podkładką wibracyjną (Δ -137,5). Odczycie sztywności w stawach kolanowych nie zmieniło się w grupie kontrolnej. W grupie wykonującej przysiady i w grupie z wibroterapią  Δ wynosiła -25. Własną sprawność funkcjonalną badani z grupy kontrolnej ocenili gorzej na zakończenie projektu (Δ 75) niż badani z pozostałych grup (z przysiadami Δ -100, z wibroterapią Δ -175).

Równowaga (Skala Równowagi Berga) nie uległa zmianie w grupie kontrolnej, w grupie przysiadów poprawiła się (Δ 1,5) jednak nie tak znacznie jak w grupie z podkładką wibracyjną (Δ 4,5).

Znaczną poprawę w tej grupie odnotowano w teście 6-minutowego marszu (grupa kontrolna Δ 6, grupa przysiadów Δ 17,5, grupa wibracyjna Δ 37,5) i w testu prędkości chodu (grupa kontrolna Δ 0,7, grupa przysiadów Δ 0,16, grupa wibracyjna Δ 0,33). 

Odchylenia stężeń sTNFR1 (A) i sTNFR2 (B) w osoczu przed i po okresie interwencyjnym (delta = Δ). *Znacząca różnica między grupą stosującą podkładkę a grupą kontrolną (P<.01 dla sTNFR1 i P<.05 dla sTNFR2).

Odchylenia subiektywnego odczucia bólu (A), równowagi, którą oceniano za pomocą Skali Równowagi Berga (B), odległości pokonanej w teście 6-minutowego marszu (C) i prędkości chodu (D) przed i po okresie interwencji (Δ). *P<.05 dla grupy stosującej podkładkę vs. grupy kontrolnej. 

Wartości przed i potestowe z oceny sprawności i stężenia sTNFR1 i sTNFR2 w osoczu.

Komentarz

Dodatkowe pionowe sinusoidalne wibracje, pobudzają pierwotne zakończenia wrzecion mięśniowych, aktywując motoneurony α, co powoduje skurcze mięśni, które są porównywalne do tonicznego odruchu wibracyjnego. W rezultacie, bodziec wibracyjny wzmacnia kończyny dolne i poprawia propriocepcję u starszych osób z osteoartrozą stawu kolanowego, poprzez wywoływanie izometrycznych, koncentrycznych i ekscentrycznych skurczy prostowników biodra i kolana oraz zginaczy podeszwowych. Poprawia tym samym kontrolę i wykonanie ruchów funkcjonalnych, niezbędnych do utrzymania równowagi statycznej i dynamicznej oraz chodu. W konsekwencji, wibracje całego ciała mogą pomagać w ustabilizowaniu lub zminimalizowaniu objawów i skutków osteoartrozy u starszych pacjentów poprzez zmniejszenie postępu stanu zapalnego stawu i odczuwania bólu. 

Bautmans i współpracownicy  zastosowali randomizowane badanie kontrolowane, aby sprawdzić wpływ stosowania wibracji całego ciała u osób starszych przebywających w szpitalu. Zaobserwowali znaczącą poprawę równowagi w badanej grupie, która trenowała na podkładce wibracyjnej w porównaniu z grupą placebo. Przytoczone  badanie było pierwszym randomizowanym badaniem, które sprawdzało wpływ połączenia wibracji całego ciała z przysiadami na stężenia markerów stanu zapalnego w osoczu u starszych osób z chorobą zwyrodnieniową stawu kolanowego. 

Wyniki badania potwierdzają obniżenie stężenia cytokin prozapalnych i katabolicznych. Wyniki badania Penninxa wykazały tymczasem, że szczególnie wysokie stężenia cytokin prozapalnych wiązały się ze spadkiem sprawności fizycznej, nasileniem objawów osteoartrozy i gorszymi wynikami radiograficznymi kolana. Obciążenie masą własnego ciała badanych osób podczas przysiadów było niewystarczające, aby przyczyniło się to, do poprawy w testach oceny fizyczno-funkcjonalnej zastosowanych w niniejszym badaniu, zmian w stężeniach cytokin w osoczu lub spadku dolegliwości bólowych. Połączenie przysiadów z wibracjami całego ciała wystarczyło, aby wywołać znaczące zmiany, co wskazuje na to, że wibracje całego ciała stanowiły dodatkowe obciążenie do przysiadów.

Następne badania powinny ocenić zmiany funkcjonalne i biochemiczne przy wykorzystaniu wibroterapii z innymi formami ćwiczeń.

Więcej w: