Česká kinantropologie 2013, vol. 17, no. 3, p. 91–102
FunkČNÍ PROFIL u Aktivních TeTRAPLEGIKŮ a PARAPLEGIKŮ – MUžů A ŽEn – V závislosti na výši míšní léze* FUNCTIONAL PROFILE OF ACTIVE TETRAPLEGICS AND PARAPLEGICS – MALES AND FEMALES – – IN DEPENDANCE ON THE LESION LEVEL Jan Heller, Pavel Vodička, Klára Coufalová, Eva Chaloupková Biomedicínská laboratoř Fakulta tělesné výchovy a sportu, Univerzita Karlova v Praze SOUHRN Provozování pohybových aktivit a sportu významně ovlivňuje kvalitu života; u osob s míšní lézí jsou pohybové aktivity postižením výrazně limitovány, ale na druhé straně pohybové aktivity přispívají k udržování i rozvoji funkcí organismu. Cílem studie bylo posoudit funkční profil, resp. tělesné složení, plicní funkce, krevní tlak a ukazatele aerobní kapacity u rekreačně sportujících paraplegiků a tetraplegiků – mužů (n = 56) a žen (n = 18) a porovnat rozdíly ve funkčních ukazatelích u jedinců zařazených dle výše míšní léze mezi tetraplegiky (s lézí segmentů C5–C8) a paraplegiky s vyšším (Th1–Th10) a nižším (Th11–S5) typem míšního postižení. Úroveň aerobní kapacity byla stanovena stupňovaným maximálním testem synchronní práce na klikovém ergometru pracujícím ve frekvenčně nezávislém režimu. Rozdíly mezi jednotlivými skupinami byly prokázány v absolutních i relativních hodnotách spirometrických ukazatelů, vrcholového ergometrického výkonu (Ppeak), vrcholové spotřeby kyslíku (VO2peak), vrcholové minutové ventilace a dechového objemu. V řadě funkčních ukazatelů se skupiny paraplegiků s vyšším a nižším typem míšního postižení významně nelišily, ale skupina tetraplegiků vykazovala výrazně nízké hodnoty řady kardiorespiračních ukazatelů, významně (p < 0,05) nižší než u obou skupin paraplegiků. Uvedené tři skupiny se ale navzájem nelišily v relativních ukazatelích úrovně ventilačního anaerobního prahu (% VO2peak, % Ppeak a % SFpeak). Výsledky průřezového šetření potvrzují předpoklad významné závislosti funkční kapacity na výši míšní léze a zároveň poskytují podklady pro srovnávací studie u osob s míšní lézí různého typu. Klíčová slova: paraplegie, tetraplegie, tělesné složení, plicní funkce, aerobní kapacita, fyzická aktivita tělesně postižených. ˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉ
* Tato studie vznikla s podporou Výzkumného záměru MŠMT ČR MSM 0021620864, specifického výzkumu SVV 2013-267603 a projektu PRVOUK P38. 91
Kinantropologie_2013_3_nov.indd 91
9.10.2013 10:58:41
ABSTRACT Physical activities and sports may alter positively quality of life; this statement has specific dimensions physically disabled populations; in wheelchair-dependent individuals with medulla lesion the motor activities are roughly limited, on the other side, however, physical activities may contribute to the maintenance and development of the function of the organism. The aim of the study was to evaluate the functional profile, namely body composition, pulmonary function, blood pressure and aerobic capacity indices in active recreationally sporting tetraplegics and paraplegics – males (n = 56) and females (n = 18) and compare the differences in functional indices in individuals classified according to the height of the lesion level into tetraplegics (lesion of segments C5–C8) and “higher” paraplegics (height of lesion level Th1–Th10) and “lower” paraplegics (height of lesion level Th11–S5). All the subjects were tested by stepwise maximum arm-cranking ergometry, in a synchronous mode, using a frequency independent electromagnetic ergometer. The differences between the groups were revealed both in absolute and in relative values of pulmonary function indices, peak power output, peak oxygen consumption, peak minute ventilation and tidal volume. In many functional indices, there were not significant differences between the group of “higher” and “lower” paraplegics, the group of tetraplegics, however, had demonstrated very low values of many cardio-respiratory indices, significantly (p < 0.05) lower than in bothgroups of paraplegics. The three groups were not different as regards the relative indices of ventilatory anaerobic threshold (% VO2peak, % peak power and % of peak heart rate). The results of the cross-sectional study had confirmed the assumption of the significant dependence of functional capacity on the height of the lesion level, and in addition, they may serve as comparative values for evaluation of performance capacity in men and women with the different height of medullar lesion level. Key words: paraplegia, tetraplegia, body composition, pulmonary function, aerobic capacity, physical activity in disabled. Úvod Pohybová aktivita představuje jeden ze základních faktorů životního stylu a kvality života. U osob se speciálními potřebami se proto přínosu pohybové aktivity a sportu přisuzuje zcela mimořádný význam (Potměšil, 1998; Kálal, 2007). Úrazy míšní páteře s následným ochrnutím, tj. paraplegie a tetraplegie, jsou závažným postižením, jehož vznik spadá nejčastěji do období adolescence nebo mladého dospělého věku (Noreau a Shephard, 1992). Mimo přímé důsledky míšní léze, tj. ztrátu somatických a autonomních funkcí nervového systému, se u paraplegiků a tetraplegiků udává asi pětkrát vyšší výskyt oběhových a metabolických poruch ve srovnání s běžnou populací (Grundy a Silver, 1983; Lavis et al., 2007), jedná se přitom nejen o “pasivnější” životní styl a sníženou kondici, ale o zvýšený výskyt specifických problémů, vyplývajících z degenerativních procesů a svalové atrofie (Cowell et al., 1986; Myers et al., 2012). Popisují se zejména změny v tělesném složení, tj. vzestup depotního tuku a pokles tukuprosté hmoty, vzestup poměru extracelulární/intracelulární tekutiny, pokles volného draslíku a vzestup volného sodíku, alterace hemodynamiky a snížení žilního návratu. U míšních lézí vyšších než Th4 dochází k významným poruchám sympatikotonie, což má za následek výrazné snížení pracovní srdeční frekvence, sní92
Kinantropologie_2013_3_nov.indd 92
9.10.2013 10:58:42
žení vrcholové (maximální) srdeční frekvence i minutového výdeje srdečního a vzniklá autonomní dysregulace může následně představovat výrazné riziko vzniku hypertenze (Cowell et al., 1986). Pro osoby závislé na pohybu na vozíku představuje vyšší pracovní kapacita horních končetin přínos pro jejich lokomoci a lze předpokládat, že pasivnější způsob života osob odkázaných na pohyb na vozíku je odpovědný za zvýšený výskyt kardiovaskulárních a metabolických onemocnění u těchto osob. Problémy s disabilitou omezují fyzickou výkonnost, ale na druhé straně život jedince se speciálními potřebami klade vyšší nároky na tělesnou zdatnost, než je tomu u běžné populace (Kofsky et al., 1983). Trénink horní části těla může představovat u osob odkázaných na pohyb na vozíku účinný nástroj pro omezení výskytu kardiovaskulárních a metabolických onemocnění, interindividuální rozdíly v kardiorespirační zdatnosti u osob odkázaných na vozík jsou ale značné (Heller et al., 2010; Theisen, 2012). Zatímco někteří z nich mají výrazně snížené fyzické schopnosti s velmi omezenou aerobní kapacitou, jiní jsou ve svých fyzických schopnostech plně srovnatelní s běžnou zdravou či přesněji tělesně nepostiženou („able bodied“) populací nebo ji i v některých ohledech převyšují. Například v jedné z našich starších studiích (Heller et al., 2001) jsme zaznamenali, že hodnota vrcholové spotřeby kyslíku (VO2peak) dosažená v maximální synchronní práci horních končetin na klikovém ergometru se u pohybově aktivních mužů – paraplegiků a kontrolní nepostižené populace mužů shodného věku navzájem neliší (32 ml.kg–1.min–1). Obdobné výsledky u aktivních paraplegiků a kontrolní nepostižené populace mužů (VO2peak 29,6 vs. 29,3 ml.kg–1.min–1) popsal i Schneider et al. (1999), který navíc zaznamenal u paraplegiků lepší ekonomiku práce i příznivé metabolické adaptace, resp. vyšší úroveň ventilačního anaerobního prahu a nižší poměrrespirační výměny na všech stupních submaximální zátěže svědčící pro omezení glykogenolýzy a naopak zvýšenou utilizaci tuků. Srovnání u žen (Heller et al., 2001) navíc prokázalo, že ženy odkázané na lokomoci na vozíku dosahují při ergometrii horních končetin vyšší hodnoty VO2peak než ženy kontrolní nepostižené populace (29 ml.kg–1.min–1 vs. 23 ml.kg–1.min–1). Tyto nálezy podporují předpoklad vysoké trénovatelnosti pro práci horních končetin, ale u řady osob závislých na lokomoci na vozíku, jako jsou paraplegici a tetraplegici, závisí aktuální úroveň fyzické zdatnosti a potenciál trénovatelnosti primárně na výši míšní léze. Mnohé studie se zaměřují na fyziologické údaje u tetraplegiků a paraplegiků stanovené při práci horních končetin a jejich vztahu míšní léze nebo k mezinárodním klasifikacím, např. ISMG (International Stoke Mandeville Games) (Veeger et al., 1991). V naší starší studii (Heller et al., 1999) jsme stanovili ve skupině 24 mužů – sportujících paraplegiků těsnou závislost (p < 0,01) plicních funkcí, vrcholového ergometrického výkonu, úrovně VO2peak i vrcholové hodnoty pozátěžové koncentrace laktátu v krvi na výši míšní léze. Na druhou stranu, i přes tuto silnou determinaci funkční kapacity výší míšní léze existuje poměrně značná možnost zlepšení fyzických kapacit s využitím pohybových a sportovních aktivit. Zatímco krátkodobé tréninkové programy mohou zvyšovat fyzickou kapacitu cca o 3 až 7 %, dlouhodobé programy trvající pět a více let mohou zlepšit např. plicní funkce o 13 %, úroveň VO2peak o 18 %, plicní ventilaci o 17 % a vrcholovou koncentraci laktátu v krvi o cca 29 % (Heller et al., 1999). I když byla publikována řada studií zaměřených na posouzení pracovní kapacity a aerobní zdatnosti u jedinců s různými úrovněmi míšní léze, jsou jejich výsledky těžko srovnatelné (Veeger et al. 1991; Myers et al., 2012). Problémem jsou malé skupiny vyšetřených osob s odlišnou zdatností event. trénovaností, využití rozdílných 93
Kinantropologie_2013_3_nov.indd 93
9.10.2013 10:58:42
typů ergometrů i různého způsobu práce a značně se liší i metodiky a protokoly použitých zátěžových testů. V našich dřívějších studiích jsme ověřovali ergometrické testy na vlastním vozíku („wheelchair-ergometry“) na běhacím koberci, resp. na modifikovaných cyklistických válcích (Heller a kol., 1995), kde se technika jízdy, resp. charakter propulze a eliminace setrvačnosti vozíku výrazně odlišuje od reálného pohybu jedince na vozíku. K zátěžovému testu byl proto zvolen stupňovaný maximální test soupažné práce na klikovém ergometru s vertikální polohou rukojetí (Heller a kol., 1999), kde uzpůsobení klikového ergometru i typ soupažné práce představuje pro vozíčkáře specifičtější způsob zatížení než tradiční model střídavé práce horních končetin na klikovém ergometru nebo méně přesné a méně spolehlivé ergometrické testy prováděné na vlastním vozíku (Shephard, 1991; Heller et al., 2005). Cílem studie bylo posoudit funkční profil, resp. tělesné složení, plicní funkce, krevní tlak a ukazatele aerobní kapacity rekreačně sportujících paraplegiků – mužů (n = 56) a žen (n = 18) a porovnat rozdíly ve funkčních ukazatelích u jedinců zařazených dle výše míšní léze mezi tetraplegiky (tzv. „dolní“ tetraplegiky s lézí C5–C8) a paraplegiky s vyšším (Th1–Th10) a nižším (Th11–S5) typem míšního postižení, a to pomocí standardních vyšetření, které zahrnovaly i stupňovaný maximální test synchronní práce na klikovém ergometru pracujícím ve frekvenčně nezávislém režimu. METODiKa Výzkumný soubor tvořilo celkem 56 mužů a 18 žen s traumatickou míšní lézí, kteří se pohybovali na vozíku tři roky a déle a věnovali se rekreačně až výkonnostně sportovním aktivitám jednou až třikrát týdně (basketbal, handbike, kvadruragby, plavání, posilování, stolní tenis, tenis). Šestnáct mužů s klasifikací ISMG 1a, 1b a 1c, resp. s míšní lézí na úrovni segmentu C5–Th1 tvořilo skupinu kvadruplegiků (tetraplegiků), 15 mužů s klasifikací 2 a 3, resp. míšní lézí na úrovni segmentů Th2–Th10 představovalo skupinu paraplegiků s vyšší míšní lézí a 25 mužů s klasifikací 4, 5 a 6, resp. s míšní lézí na úrovni segmentu Th11–S5, tvořilo skupinu paraplegiků s nižší míšní lézí. Ve skupině vyšetřených žen bylo pouze 9 paraplegiček s klasifikací 2 a 3, resp. míšní lézí na úrovni segmentů Th1–Th10 (vyšší míšní léze) a 9 paraplegiček s klasifikací 4, 5 a 6, resp. s míšní lézí na úrovni segmentu Th11–S5 (nižší míšní léze). Před vlastním vyšetřením byl od všech účastníků získán informovaný souhlas s testováním i prohlášení, že účastníci dodrželi standardní režimová a dietní opatření před laboratorním vyšetřením. Vyšetření zahrnovalo stanovení tělesné výšky vleže s využitím antropometru, tělesné hmotnosti na decimální váze vybavené sedačkou s přesností 0,1 kg. Procento tělesného tuku a množství tukuprosté hmoty bylo stanoveno na základě kaliperace 4 kožních řas metodu Durnina a Womersleyho (Durnin a Womersley, 1974; Kofsky et al., 1983). Spirometrické ukazatele, tj. usilovná vitální kapacita plic (FVC), jednosekundový usilovný výdech (FEV1) a vrcholový výdechový průtok (PEF, „peak expiratory flow“) byly stanoveny spirometrickým systémem Pony Graphic (Cosmed srl., Itálie) a výsledky byly vyjádřeny jak v absolutních hodnotách, tak i relativně jako procento náležitých hodnot (% n. h.) s využitím evropských norem (ECCS 1983). Vrcholová spotřeba kyslíku (VO2peak) byla stanovena stupňovaným maximálním testem na klikovém ergometru pracujícím ve frekvenčně nezávislém režimu (modifikovaný ergometr Siemens Elema), který umožňoval široké individuální úpravy k optimalizaci polohy jedince a podmínek práce na klikovém ergometru. Test byl absolvován v synchronním 94
Kinantropologie_2013_3_nov.indd 94
9.10.2013 10:58:42
modu (Heller a Příbaňová, 2000), který odpovídá specifickému pohybu vozíčkářů. Vlastnímu testu předcházela dvě tříminutová submaximální zatížení, a to u paraplegiků zpravidla 0,5 a 1,0 W.kg–1 tělesné hmotnosti u mužů a 0,25 a 0,75 W.kg–1 tělesné hmotnosti u žen (Heller a Vodička, 2011). U tetraplegiků byla intenzita nastaveného zatížení nižší a vycházela z individuálního pretestu, kde se ověřovala i kvalita úchopu klik. Protože i tetraplegici s nejnižší úrovní léze na úrovni C7–C8 mají více či méně postižené flexory prstů a zápěstí, bývá často pevný aktivní úchop rukojeti nemožný a je třeba podpořit úchop dorzální flexí ruky a fixovat tento úchop elastickým obinadlem event. je třeba ergometr dovybavit speciálními úchopy pro pevnou fixaci předloktí. Poté zpravidla počínaje zatížením na úrovni W150 nebo u mladších osob W170, event. individualizovaně dle odezvy srdeční frekvence na submaximální zatížení, bylo zatížení zvyšováno o 10–20 W každou minutu až do „vita maxima“. Hodnota W150, resp. W170 byla stanovena lineární regresí, která byla součástí softwaru vyvinutého pro řízení zátěžových testů a zpracování dat. Respirační parametry a výměna dýchacích plynů byly měřeny v otevřeném systému (SensorMedics, Velká Británie). Srdeční frekvence byla kontinuálně monitorována telemetrií o krátkém dosahu (Sport-Tester PE 4000, Polar Electro, Finsko). Rozhodujícím kritériem pro určení VO2peak bylo dosažení plató v hodnotách VO2 a pro výpočet vrcholové hodnoty byly využity čtyři nejvyšší po sobě následující 15s hodnoty spotřeby kyslíku. Ve třetí minutě zotavení po ukončení testu byly z prstu odebrány vzorky kapilární krve (20 µl) a maximální koncentrace laktátu v krvi byla stanovena elektrochemicky aparaturou Biovendor Super GL (Smith et al., 2002). Anaerobní ventilační práh (Tvent) byl určen pomocí dvousložkového lineárního modelu závislosti ventilace na spotřebě kyslíku (Bunc et al., 1987). K analýze dat a jejich statistickému zpracování jsme použili programy SPSS a Microsoft Excel. Pro popis souborů byly využity základní statistické charakteristiky (aritmetický průměr, směrodatná odchylka). Pro zhodnocení významnosti rozdílů mezi sledovanými skupinami tetra- a paraplegiků a paraplegiček s odlišnou úrovní míšní léze byl použit t-test pro nepárové výběry a významnost rozdílů byla posuzována na hladině významnosti α = 0,05. VÝSLEDKY Základní antropometrické charakteristiky, hodnoty plicních funkcí a systolického a diastolického tlaku u skupin mužů kvadruplegiků a paraplegiků s vyšší a nižší úrovní míšní léze jsou uvedeny v tabulce 1. Ve věku, v tělesné výšce a procentu tělesného tuku nebyly mezi vyšetřenými skupinami mužů zjištěny významné rozdíly, ale tělesná hmotnost, index tělesné hmotnosti BMI i množství tukuprosté hmoty bylo u kvadruplegiků významně (p < 0,05) nižší než u paraplegiků s lézí nižšího typu. Absolutně vyjádřené hodnoty usilovné vitální kapacity plic (FVC) i jednosekundového výdechu (FEV1) se u kvadruplegiků a paraplegiků s lézí vyššího typu navzájem významně nelišily a byly nižší (p < 0,05) než u paraplegiků s lézí vyššího typu. Relativně vyjádřené hodnoty usilovné vitální kapacity plic (FVC) i jednosekundového výdechu (FEV1) se ale významně (p < 0,05) odlišovaly mezi jednotlivými skupinami navzájem. Nejnižší byly u kvadruplegiků, významně vyšší byly u paraplegiků s lézí vyššího typu a nejvyšší byly u paraplegiků s lézí nižšího typu. Absolutní i relativní hodnoty vrcholové výdechové rychlosti (PEF) se u obou skupin paraplegiků navzájem nelišily a byly přitom v obou případech významně vyšší než u skupiny tetraplegiků. 95
Kinantropologie_2013_3_nov.indd 95
9.10.2013 10:58:42
U tetraplegiků byly také zjištěny významně nižší hodnoty klidového systolického i diastolického krevního tlaku než u obou skupin paraplegiků. U žen paraplegiček s vyšší a nižší úrovní míšní léze (tabulka 2) se základní antropometrické charakteristiky, hodnoty plicních funkcí a systolického a diastolického tlaku navzájem významně nelišily, s výjimkou relativně vyjádřené hodnoty usilovné vitální kapacity plic, která byla významně (p < 0,05) vyšší u žen s nižší úrovní míšní léze oproti paraplegičkám s vyšší úrovní míšní léze. Vrcholové hodnoty kardiorespiračních ukazatelů a úroveň ventilačního anaerobního prahu (Tvent) u skupin mužů s odlišnou výškou míšní léze u skupin mužů tetraplegiků a paraplegiků s vyšší a nižší úrovní míšní léze jsou uvedeny v tabulce 3. V absolutních i relativních hodnotách vrcholového ergometrického výkonu, vrcholové spotřeby kyslíku i v hodnotách vrcholové minutové ventilace a dechového objemu byly mezi třemi skupinami vyšetřených mužů zjištěny významné rozdíly. Absolutní i relativní hodnoty tepového kyslíku se u tetraplegiků a paraplegiků s lézí vyššího typu navzájem nelišily, ale obě uvedené skupiny dosáhly významně (p < 0,05) nižších výsledků než skupina paraplegiků s nižší úrovní míšní léze. Hodnoty dechového objemu vyjádřeného v procentech využití vitální kapacity ani hodnoty ventilačního ekvivalentu pro kyslík (VEqO2) se u tří vyšetřených skupin mužů navzájem nelišily, ale hodnoty poměru respirační výměny (RER) a maximální koncentrace laktátu byly u skupiny tetraplegiků významně (p < 0,05) nižší než u obou skupin paraplegiků. Absolutní hodnoty ventilačního anaerobního prahu vyjádřené ve spotřebě kyslíku a úrovni srdeční frekvence byly u obou skupin paraplegiků významně (p < 0,05) vyšší než u skupiny tetraplegiků. Absolutní hodnoty ergometrického výkonu na úrovni anaerobního prahu se mezi třemi skupinami vyšetřených mužů významně (p < 0,05) odlišovaly, ale relativní hodnoty uvedených ukazatelů úrovně ventilačního anaerobního prahu (% VO2peak, % Ppeak a % SFpeak) se u tří skupin vyšetřených mužů navzájem významně nelišily. U skupiny žen (tabulka 4) se paraplegičky s lézí vyššího a nižšího typu významně (p < 0,05) lišily jen v relativních hodnotách vrcholového ergometrického výkonu a v absolutně i relativně vyjádřené vrcholové spotřebě kyslíku; rozdíly v dalších ukazatelích oběhových a dýchacích funkcí byly nevýznamné. Paraplegičky s lézí vyššího typy vykazovaly významně (p < 0,05) nižší hodnoty RER i vrcholové pozátěžové koncentrace laktátu v krvi.
96
Kinantropologie_2013_3_nov.indd 96
9.10.2013 10:58:42
Tabulka 1 Antropometrická charakteristika, plicní funkce a hodnoty klidového krevního tlaku u tří skupin mužů s odlišnou úrovní míšní léze (průměr ± sm. odchylka) Kvadruplegici (n = 16)
Paraplegici s lézí vyššího typu (n = 15)
Paraplegici s lézí nižšího typu (n = 25)
Věk [r] 25,9±6,1 28,5±5,4 Hmotnost [kg] 72,0±7,1 76,3±10,3 Výška [cm] 182±7 179±7 BMI [kg.m–2] 21,7±3,1 23,8±2,8 Těl. tuk [%] 12,4±5,5 12,3±3,5 Tukuprostá hm. [kg] 62,7±4,5 66,7±7,7 FVC [l] 3,6±0,9 4,1±0,9 FVC [% normy] 65,3±16,9 79,1±18,8 1 FEV1 [l] 3,3±0,7 3,7±0,7 FEV1 [% normy] 72,5±15,5 85,3±16,5 1 –1 PEF [l.s ] 6,4±0,9 7,9±1,5 1 PEF [% normy] 63,9±10,7 79,8±15,2 1 TK syst. [torr] 105±15 124±12 1 TK diast. [torr] 60±12 74±9 1 1 … významný rozdíl (p < 0,05) mezi skupinou kvadruplegiků a „vyšších“ paraplegiků, 2 … významný rozdíl (p < 0,05) mezi skupinou kvadruplegiků a „nižších“ paraplegiků, 3 … významný rozdíl (p < 0,05) mezi skupinami paraplegiků s lézí vyššího a nižšího typu.
27,8±6,3 80,8±10,5 2 183±8 24,3±3,7 2 14,9±5,2 68,3±6,2 2 5,1±0,6 2, 3 92,8±10,3 2, 3 4,3±0,5 2, 3 95,9±12,3 2, 3 8,9±1,6 2 87,8±14,4 2 126±11 2 78±7 2
Tabulka 2 Antropometrická charakteristika, plicní funkce a hodnoty klidového krevního tlaku u dvou skupin žen – paraplegiček s odlišnou úrovní míšní léze (průměr±sm. odchylka) Paraplegičky s lézí vyššího typu (n = 9)
Paraplegičky s lézí nižšího typu (n = 9)
Věk [r]
29,3±5,2
28,6±5,1
Hmotnost [kg]
60,9±10,3
57,0±6,2
Výška [cm]
168±5
166±8
BMI [kg.m ]
21,3±3,9
19,1±2,0
Těl. tuk [%]
21,4±8,0
20,1±5,7
Tukuprostá hm. [kg]
47,9±6,0
46,1±6,2
–2
FVC [l] FVC [% normy] FEV1 [l]
1
3,1±0,4
3,5±0,4
83,2±11,6
100,9±15,7 1
2,9±0,3
3,2±0,3
FEV1 [% normy]
90,4±11,8
104,9±15,8
PEF [l.s–1] PEF [% normy] TK syst. [torr] TK diast. [torr]
5,7±1,4 78,1±20,3 1 117±14 1 69±11
5,5±1,2 78,9±17,6 112±4 69±10
… významný rozdíl (p < 0,05) mezi skupinami paraplegiček s lézí vyššího a nižšího typu. 97
Kinantropologie_2013_3_nov.indd 97
9.10.2013 10:58:42
Tabulka 3 Vrcholové hodnoty kardiorespiračních ukazatelů a úroveň ventilačního anaerobního prahu (Tvent) u tří skupin mužů s odlišnou výškou míšní léze (průměr±sm. odchylka) Výkon peak [W] Výkon peak [W.kg–1] VO2peak [l.min–1] VO2peak [ml.kg–1.min–1] SF peak [min–1] VO2/SFpeak [ml] VO2/SFpeak [ml.kg–1] Vpeak [l.min–1] DF [min–1] VT [min–1] VT [% VC] VEqO2 RER LApeak [mmol.l–1] Tvent [VO2, l.min–1] Tvent [%VO2peak] Tvent [Výkon, W] Tvent [% Výkonpeak] Tvent [SF, min–1] Tvent [% SFpeak]
Kvadruplegici (n = 16) 88±23 1,24±0,32 1,35±0,57 18,6±7,1 126±23 10,3±4,0 0,14±0,05 49,0±20,1 53±15 1,0±0,7 28,9±19,8 36,9±9,9 1,03±0,06 6,4±2,4 0,99±0,42 67,0±19,8 69±15 71,7±7,1 109±19 87,4±4,7
Paraplegici s lézí vyššího typu (n = 15) 151±32 1 1,98±0,32 1 2,09±0,40 1 27,6±5,3 1 181±10 1 11,6±2,2 0,15±0,03 77,1±14,9 1 48±11 1,7±0,7 1 41,4 ±13,3 37,5±6 1,12±0,10 1 10,1±2,9 1 1,56±0,34 1 74,4±4,8 110±23 1 73,1±15,2 161±12 1 88,7±2,8
Paraplegici s lézí nižšího typu (n = 25) 205±29 2, 3 2,55±0,38 2, 3 2,76±0,46 2, 3 34,4±6,0 2, 3 182±12 2 15,2±2,7 2, 3 0,19±0,03 2, 3 102,7±19,6 2, 3 46±15 2,4±0,8 2, 3 46,7±15,6 2 37,7±6,6 1,14±0,06 2 11,6±3,0 2 1,84±0,37 2 71,7±6,3 129±21 2, 3 71,3±8,8 156±14 2 87,4±5,4
… významný rozdíl (p < 0,05) mezi skupinou kvadruplegiků a „vyšších“ paraplegiků, … významný rozdíl (p < 0,05) mezi skupinou kvadruplegiků a „nižších“ paraplegiků, 3 … významný rozdíl (p < 0,05) mezi skupinami paraplegiků s lézí vyššího a nižšího typu. 1 2
Tabulka 4 Vrcholové hodnoty kardiorespiračních ukazatelů a úroveň ventilačního anaerobního prahu (Tvent) u dvou skupin žen – paraplegiček s odlišnou výškou míšní léze (průměr±sm. odchylka) Výkon peak [W] Výkon peak [W.kg–1] VO2peak [l.min–1] VO2peak [ml.kg–1.min–1] SF peak [min–1] VO2/SFpeak [ml] VO2/SFpeak [ml.kg–1] Vpeak [l.min–1] DF [min–1] VT [min–1] VT [% VC] VEqO2 RER LApeak [mmol.l–1] Tvent [VO2, l.min–1] Tvent [%VO2peak] Tvent [Výkon, W] Tvent [% Výkonpeak] Tvent [SF, min–1] Tvent [% SFpeak] 1
Paraplegičky s lézí vyššího typu (n = 9) 93±16 1,54±0,33 1,20±0,36 19,9±6,6 172±10 7,0±2,2 0,12±0,04 51,7±9,9 47±8 1,1±0,3 35,9±9,0 42,6±8,0 1,01±0,09 6,2±1,5 0,89±0,31 73,4±5,2 71±16 76,2±4,7 153±10 88,8±3,7
Paraplegičky s lézí nižšího typu (n = 9) 112±28 2,05±0,51 1 1,47±0,51 27,1±6,4 1 181±11 8,2±2,7 0,15±0,05 62,8±11,5 47±8 1,4±0,3 39,7±10,6 42,2±4,6 1,10±0,07 1 8,5±2,3 1 1,08±0,35 73,7±4,3 82±21 73,6±3,5 159±9 88,5±4,4
… významný rozdíl (p < 0,05) mezi skupinami paraplegiček s lézí vyššího a nižšího typu.
98
Kinantropologie_2013_3_nov.indd 98
9.10.2013 10:58:42
DISKuse Srovnání výsledků mužů s hodnotami stanovenými u tělesně nepostižené populace při klikové ergometrii synchronního modu práce (Heller et al., 2001; Heller a Vodička, 2011) ukazuje, že průměrné výsledky u skupiny tetraplegiků odpovídaly 54 % VO2peak, resp. 58 % VO2peak.kg–1, 57 % absolutního a 63 % relativního vrcholového výkonu, 68 % SFpeak, 75 % vrcholového tepového kyslíku, 51 % minutové ventilace, ale 113 % dechové frekvence, 48 % dechového objemu a 55 % LApeak. U paraplegiků s vyšším typem míšní léze průměrné hodnoty odpovídaly 83 % VO2peak, resp. 86 % VO2peak.kg–1, 98 % absolutního a 101 % relativního vrcholového výkonu, 98 % SFpeak, 85 % vrcholového tepového kyslíku, 81 % minutové ventilace, 103 % dechové frekvence, 81 % dechového objemu a 86 % LApeak hodnot mužů kontrolní nepostižené populace. Srovnání výsledků u paraplegiků s nižším typem míšní léze odpovídaly průměrné hodnoty 111 % VO2peak, resp. 107 % VO2peak.kg–1, 133 % absolutního a 130 % relativního vrcholového výkonu, 99 % SFpeak, 111 % vrcholového tepového kyslíku, 107 % minutové ventilace, 102 % dechové frekvence a 115 % dechového objemu a 99 % LApeak hodnot mužů kontrolní nepostižené populace. Celkově srovnání ukazuje, že aktivní paraplegici s nižším typem míšní léze dosahují obdobné či vyšší maximální či vrcholové hodnoty funkčních ukazatelů (99–130 %) než kontrolní nepostižená populace, aktivní paraplegici s vyšším typem míšní léze dosahují srovnatelnou či poněkud nižší úroveň (cca 81–101 %) než kontrolní nepostižená populace, zatímco funkční ukazatele u tetraplegiků odpovídají jen 48–68 % hodnot stanovených u mužů kontrolní nepostižené populace. U žen, paraplegiček s vyšším typem míšní léze odpovídaly průměrné hodnoty 84 % VO2peak, resp. 86 % VO2peak.kg–1, 119 % absolutního a 121 % relativního vrcholového výkonu, 102 % SFpeak, 82 % vrcholového tepového kyslíku, 121 % minutové ventilace, 97 % dechové frekvence a 85 % dechového objemu a 77 % LApeak hodnot žen kontrolní nepostižené populace. Výsledky zátěžového testu u paraplegiček s nižším typem míšní léze víceméně převyšovaly hodnoty stanovené u žen kontrolní skupiny a odpovídaly 103 % VO2peak, resp. 117 % VO2peak.kg–1, 143 % absolutního a 161 % relativního vrcholového výkonu, 108 % SFpeak, 95 % vrcholového tepového kyslíku, 100 % minutové ventilace, 97 % dechové frekvence a 108 % dechového objemu a 105 % LApeak hodnot žen kontrolní nepostižené populace. U tetraplegiků udává Shephard (1990) poněkud nižší vrcholovou spotřebu kyslíku, cca 15 ml.kg–1.min–1, vrcholový výkon 8 W a plicní ventilaci okolo 39 l.min–1. U paraplegiků s vyšším typem míšní léze popsal VO2peak 22–28 ml.kg–1.min–1, vrcholový výkon 34–41 W a plicní ventilaci okolo 76–94 l.min–1. U paraplegiků s lézí nižšího typu udává Shephard (1990) shodnou vrcholovou spotřebu kyslíku cca 31–36 ml.kg–1.min–1, plicní ventilaci okolo 85–104 l.min–1, ale vrcholový výkon jen 40–42 W, což může souviset s typem a protokolem zátěžového testu. Obdobné či poněkud vyšší výsledky publikoval Veeger et al. (1991) u atletů s míšní lézí, kteří se účastnili paralympijských her. U nesportujících tetraplegiků popsal Haisma et al. (2006) nižší VO2peak 0,76 až 1,03 l.min–1, zatímco u sportujících tetraplegiků (kvadruragby) stanovil Leicht et al. (2011) naopak vyšší hodnoty, cca 1.67 l.min–1, než dosáhli tetraplegici zařazení v naší studii. Zahraniční i naše studie uvádějí, že úroveň plicních funkcí i maximálních hodnot kardiorespiračních ukazatelů souvisí s výší míšní léze (Shephard, 1990; Heller a kol., 1995, 1999; Theisen, 2012) a byly podrobně popsány výrazné rozdíly ve funkční kapacitě 99
Kinantropologie_2013_3_nov.indd 99
9.10.2013 10:58:42
u tetraplegiků a paraplegiků. Shodně jako v této studii i naše předchozí výsledky (Heller a kol., 1996, 1999) prokázaly, že hodnoty ventilačního anaerobního prahu u paraplegiků souvisí s výší míšní léze jen v absolutním, ale nikoli v relativním vyjádření (tj. v % maxima), což značí, že individuální ekonomika aerobní práce není výší míšní léze ovlivněna. Sportující, resp. trénovaní jedinci s míšní lézí jsou schopni na úrovni anaerobního (ventilačního) prahu využívat přibližně shodný podíl (cca 67–74 % VO2peak, 71–76 % vrcholového výkonu a 87–89 % vrcholové srdeční frekvence) bez ohledu na výši míšní léze, a to na úrovni srovnatelné s běžnou aktivní populací. Významnější či těsnější závislost funkční kapacity na výši postižení se přisuzuje lézím nad úrovní segmentu Th3 a naopak pod úrovní Th6 se zdá rozhodujícím či determinujícím faktorem funkční kapacity spíše pohybový režim než výše míšní léze. Uvádí se, že např. úroveň VO2max je u paraplegiků determinována výší léze cca z 46 % (Davis, 1993) a existuje tedy značná možnost ovlivnění kardiorespirační zdatnosti sportovní aktivitou. Tomu odpovídají také výsledky i našich dřívějších šetření (Heller et al., 1999; Heller a Potměšil, 2001; Heller et al., 2010), např. plná srovnatelnost ergometrického výkonu i VO2max u paraplegiků a zdravých netrénovaných osob a možnost zlepšení kardiorespirační zdatnosti o cca 20 %. I přes značnou determinaci funkční kapacity výší funkční léze,lze provozováním pravidelné sportovní aktivity zlepšovat individuální úroveň plicních funkcí a kardiorespirační zdatnosti a omezovat tak zvýšená zdravotní rizika daná závažným tělesným postižením. ZÁVĚRY V uvedené studii dosáhli jedinci s vyšší úrovní míšní léze, resp. s nižší ISMG klasifikací nižší hodnoty ukazatelů kardiovaskulární a respirační zdatnosti a ergometrického výkonu v klikové ergometrii horních končetin než jedinci v nižší úrovní míšní léze, resp. vyšší klasifikací ISMG. Podle předpokladu byly mezi skupinami tetraplegiků a paraplegiků s vyšším a nižším typem míšní léze zjištěny podstatné rozdíly ve spirometrických ukazatelích, u tetraplegiků byly hodnoty krevního tlaku i množství tukuprosté hmoty významně nižší než u obou skupin paraplegiků. Rozdíly v morfologických a funkčních ukazatelích mezi oběma skupinami vyšetřených žen, paraplegiček s vyšším a nižším typem míšní léze, byly méně výrazné než mezi skupinami mužů. Ve srovnání s hodnotami kontrolní tělesně nepostižené populace mužů a žen byly výsledky paraplegiků a zejména paraplegiček s nižším typem míšní léze překvapivě dobré a ve většině ukazatelů hodnoty kontrolní tělesně nepostižené populace převyšovaly, nejvýrazněji v hodnotách vrcholového ergometrického výkonu. Tělesné aktivity a celkově aktivní způsob života může snižovat zdravotní rizika kardiovaskulárních a metabolických onemocnění, proto i u osob upoutaných na vozík je vhodné ukazatele kardiovaskulární zdatnosti vyšetřovat a hodnotit v kontextu srovnatelných populací mužů a žen s obdobnou výší míšní léze. Výsledky průřezového šetření potvrdily předpoklad významné závislosti funkční kapacity na výši míšní léze a zároveň mohou poskytovat podklady pro srovnávací studie u osob s míšní lézí různého typu.
100
Kinantropologie_2013_3_nov.indd 100
9.10.2013 10:58:42
LITERATURA Bunc, V., Heller, J., Leso, J., Šprynarová, Š. & Zdanowicz, R. (1987) Ventilatory threshold in various groups of highly trained athletes. International Journal of Sports Medicine, 8, p. 275–280. COWELL, L. L., SQUIRES, W. G. & RAVEN, P. B. (1986) Benefits of aerobic exercise for the paraplegic: a brief review. Medicine and Science in Sports and Exercise, 18, p. 501–508. DAVIS, G. M. (1993) Exercise capacity of individuals with paraplegia. Medicine and Science in Sports and Exercise, 25, p. 423–432. DURNIN, J. & WOMERSLEY, J. (1974) Body fat assessed from total body density and its estimation from skinfold thickness: measurements on 481 men and women aged from 16 to 72 years. British Journal of Nutrition, 32, p. 77–97. HAISMA, J. A., BUSSMANN, J. B., STAM, H. J., SLUIS, T. A., BERGEN, M. P., DALLMEIJER, A. J., DE GROOT, S. & VAN DER WOUDE, L. H. (2006) Changes in physical capacity during and after inpatient rehabilitation in subject with a spinal cord injury. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation, 87, p. 741–748. Heller, J., DlouhÁ, R., KYRALOVÁ, M. & HOLEČEK, Z. (1995) Functional capacity, anaerobic threshold, nutrition, and lipid profile in paraplegics involved into regular physical activity. In Physical Activity for Life: East and West, South and North. 9th Biennal Conference ICPES Prague (pp. 430–434). Aachen: Meyer and Meyer. Heller, J., DlouhÁ, R. & PotmĚŠil, J. (1999) Benefits of physical activity in handicapped populations: Experience in paraplegics. In Movement and Health 1999, 1st International Conference (pp. 223–226). Olomouc: Palacký University. Heller, J. & Potměšil, J. (2001) Zdravotní přínos sportu u aktivních paraplegiků. In Národní konference Sport v České republice na začátku nového tisíciletí. Díl 2. (pp. 323–327). Praha: UK FTVS. HELLER, J. & PŘÍBAŇOVÁ, L. (2000) Asynchronous and synchronous arm ergometry in trained and untrained subjects. Science & Sports, 15(6), p. 333–334. Heller, J. & Vodička, P. (2011) Praktická cvičení z fyziologie tělesné zátěže. Praha: Karolinum. Heller, J., Vodička, P., KINKOROVÁ, I., COUFALOVÁ, K. & PIVOŇKOVÁ, J. (2010) Funkční profil sportujících paraplegiků – handbikerů. Česká kinantropologie, 14(3) p. 177–185. HELLER, J., VODIČKA, P., POTMĚŠIL, J. (2005) Maximum arm cranking exercise performance in men with spinal cord injury. In Movement and Health, Proceedings of the 4th International Conference (p. 52, full version CD “Full papers”, 5 p.). Olomouc: Palacký University. Heller, J., Vodička, P. & Příbaňová, L. (2001) Modes of upper body exercise used in aerobic and anaerobic tests. In Movement and Health 2001, 2nd International Conference (pp. 191–195). Olomouc: Palacky University. KÁLAL, J. (2007) Využití sportu u lokomočně handicapovaných – historie a možnosti. Medicina Sportiva Bohemica & Slovaca, 16(1), p. 2–6. Kofsky, P. R., Davis, G. M., Shephard, R. J., Jackson, R. W. & Keene G. C. R. (1983) Field testing: Assessment of physical fitness of disabled adults. European Journal of Applied Physiology, 51, p. 109–120. LAVIS, T. D., SCELZA, W. M. & BOCKENEK, W. L. (2007) Cardiovascular health and fitness in persons with spinal cord injury. 18(2), p. 317–331. LEICHT, C. A., BISHOP, N. C. & GOOSEY-TOLFREY, V. L. (2011) Submaximal exercise responses in tetraplegic, paraplegic and non-spinal injured elite wheelchair athletes. Scandinavian Journal of Medicine and Sciences in Sports, published online: DOI: 1111/j.1600-0838.2011.01328.x. MYERS, J., KIRATLI, B. J. & JARAMILLO, J. (2012) The cardiometabolic benefits of routine physical activity in persons living with spinal cord injury. Current Cardiovascular Risk Reports, 6(4), p. 323–330. NOREAU, L., SHEPHARD, R. J. (1992) Physical fitness and productive activity of paraplegics. Sports Medicine, Training and Rehabilitation, 3, p. 165–181. POTMĚŠIL, j. (1998) Tělesná zdatnost je pro zdravotně postiženého člověka velmi důležitou vlastností. Vozíčkář, 7, č. 4, s. 17. Shephard, R. J. (1990) Physical fitness in special populations. Champaign, IL: Human Kinetics.
101
Kinantropologie_2013_3_nov.indd 101
9.10.2013 10:58:42
SHEPHARD, r. j. (1991) Benefits of sport and physical activity for the disabled. Implications for the individual and for society. Scandinavian Journal of Rehabilitation Medicine, 23, p. 51–59. SCHNEIDER, D. A., SEDLOCk, D. A., GASS, E. & GASS, G. (1999) VO2peak and the gas-exchange anaerobic threshold during incremental arm cranking in able bodied and paraplegic men. European Journal of Applied Physiology, 80, p. 292–297. Smith, P. M., Davidson, R. C. R. & Price, M. J. (2002) Blood lactate profile after two different arm crank ergometry tests. Journal of Sport Sciences, 20(1), p. 58–59. THEISEN, D. (2012) Cardiovascular determinants of exercise capacity in the Paralympic athlete with spinal cord injury. Experimental Physiology, 97(3), p. 319–324. Veeger, H. E. J., Yahmend, M. H., Van der Woude, L. H. V. & Charpentier, P. (1991) Peak oxygen uptake and maximal power output of Olympic wheelchair-dependent athletes. Medicine and Science in Sports and Exercise, 23(10), p. 1201–1209.
Doc. MUDr. Jan Heller, CSc. UK FTVS, J. Martího 31, 162 52 Praha 6-Veleslavín e-mail:
[email protected]
102
Kinantropologie_2013_3_nov.indd 102
9.10.2013 10:58:42
