بررسي اثرات سن و سرعت راه‌رفتن بر نيروي عكس‌العمل عمودي زمين در جوانان و سالمندان

Research Paper: Effects of age and walking speeds on vertical ground reaction force in younger and older adults

هدف افزایش پیش‌رونده جمعیت سالمندان در بسیاری از كشورهای توسعه‌یافته توجه را بیش‌ازپیش به سلامت این گروه سنی معطوف كرده است. یكی از مهم‌ترین فعالیت‌های حركتی زندگی روزانه راه‌رفتن است كه نقشی حیاتی در زندگی افراد این گروه سنی ایفا می‌كند و می‌تواند به تأمین سلامت جسمانی و روانی سالمندان كمك شایانی كند. به‌طورخاص بررسی نیروی عكس‌العمل زمین در حین راه‌رفتن سالمندان در سرعت‌های مختلف و مقایسه آن با جوانان می‌تواند درك بهتری از سازوكارهای زیربنایی تنظیم سرعت در طول راه‌رفتن به‌وجود آورد. بنابراین هدف پژوهش حاضر بررسی اثرات سن و سرعت راه‌رفتن بر نیروی عكس‌العمل عمودی زمین در جوانان و سالمندان بود. روش بررسی آزمودنی‌های این پژوهش را پانزده مرد جوان و پانزده مرد سالمند تشكیل می‌داد كه میانگین سنی آن‌ها به‌ترتیب 46/26 و 3/70 سال بود. همگی این افراد سالم و به روش نمونه‌گیری غیرتصادفی انتخاب شده بودند. یك مسیر پیاده‌روی ده‌متری در طول آزمایشگاه درنظرگرفته و یك صفحه نیروی سه‌محوره كیستلر در وسط مسیر جاسازی شد. فاصله نقطه شروع راه‌رفتن آزمودنی‌ها تا صفحه نیرو چهار متر بود. هریك از آزمودنی‌ها این مسیر ده‌متری را با سرعت‌های مختلف خودانتخابی (100درصد) و كُند (80درصد) و سریع (120درصد) راه رفتند. نیروهای عكس‌العمل عمودی زمین طی مراحل استقرار راه‌رفتن شامل مرحله پذیرش وزن یا اوج اول (FZ1) و مرحله میانه استقرار یا عمق (FZ2) و مرحله پیشروی یا اوج دوم (FZ3) با صفحه نیرو با فركانس 200 هرتز ثبت شد. داده‌‌ها با آزمون تحلیل واریانس با اندازه‌گیری‌های مكرر و آزمون تعقیبی بونفرونی تجزیه‌وتحلیل شد. یافته‌ها نتایج نشان داد اثر سن (002/0=P) و سرعت (001/0=P) بر میانگین نیروی عكس‌العمل عمودی زمین معنی‌دار است. همچنین اثر تعاملی سن و سرعت بر میانگین نیروی عكس‌العمل عمودی زمین نیز معنی‌دار بود (013/0=P). مطابق آزمون بونفرونی در هر دو گروه سنی جوانان و سالمندان میانگین نیروی عكس‌العمل عمودی بین سرعت‌های مختلف تفاوت معنی‌داری داشت (01/0>P). به‌علاوه در سرعت‌های 100درصد (036/0=P) و 120درصد (002/0=P) بین جوانان و سالمندان تفاوت‌‌های معنی‌‌داری دیده شد. در سرعت 80درصد در نیروهای اوج اول و عمق و اوج دوم عكس‌العمل عمودی زمین بین جوانان و سالمندان تفاوت معنی‌داری وجود نداشت (05/0P). این در حالی است كه در نیروی عمق تفاوت معنی‌داری وجود نداشت (05/0P). نتیجه‌گیری به‌طورخلاصه نتایج پژوهش حاضر نشان داد هنگام راه‌رفتن با سرعت‌های دلخواه و سریع نیروهای اوج اول و دوم در بین جوانان و سالمندان تفاوت معنی‌داری دیده شد؛ درحالی‌كه در نیروی عمق تفاوت معنی‌داری وجود نداشت. علاوه‌براین در هر دو گروه سنی در مقدار نیروهای اوج اول و دوم بین سرعت‌های مختلف راه‌رفتن تفاوت‌های معنی‌داری مشاهده شد. از نتایج تحقیق حاضر چنین استنباط می‌شود كه كاهش نیروی اوج اول عكس‌‌العمل عمودی زمین در سالمندان به‌نوعی مؤید ضعف پویا و واكنش سیستم عصبی‌عضلانی در آن‌ها و كاهش نیروی اوج دوم عكس‌العمل زمین بیانگر عملكرد ضعیف‌تر عضلات پلانتارفلكسور سالمندان در هنگام راه‌رفتن است. به‌نظر می‌‌رسد تقویت عضلات اندام تحتانی در سالمندان بتواند به بهبود سرعت راه‌رفتن آن‌ها كمك كند و در كاهش خطرهای افتادن و ناتوانی عملكردی مؤثر واقع شود.

Objective Walking is one of the most important activities of daily living that plays a vital role in the lives of the elderly population and can help improve their physical and mental health. Especially, the survey of ground reaction force (GRF) during walking with different speeds between young and old adults results in better perception of essential mechanisms of speed regulation during walking. Thus, the purpose of this study was to examine the effects of age and walking speeds on vertical GRF in younger and older adults. Materials & Methods The subjects of this study included 15 younger and 15 older men with a mean age of 26.46 and 70.33 years, respectively. All the subjects were healthy and randomly selected. A-10-meters walking path was considered along the laboratory, and a three-axis Kistler Force plate was placed in the middle of the track. The distance of walking start line to force plate was 4 meters. Each subject walked this 10-meters path with self-selected (100%), slow (80%) and fast (120%) speeds. The vertical GRF during walking stance phases including weight acceptance or first peak phase (FZ1), midstance or depth phase (FZ2), and heel off or second peak phase (FZ3) were measured by the Force plate at 200-Hz frequency. The data were analyzed by ANOVA with repeated measures and Bonferroni tests. Results The results showed that the effects of age (P=0.002) and speed (P=0.001) on the mean vertical GRF are significant. Also, the interaction effect of age and speed on the mean vertical GRF was significant (P=0.013). According to the Bonferroni test, in both age groups, the mean vertical GRF was significantly different between different speeds (P<0.01). Moreover, at 100% (P=0.036) and 120% (P=0.002) speeds, there were significant differences between younger and older adults. At slow speed, there was no significant difference in GRF components (FZ1, FZ2, and FZ3) between the two age groups (p>0.05). At self-selected and fast speeds, there were significant differences in FZ1 and FZ3 between the two groups (p<0.01) while there was no significant difference regarding FZ2 (p>0.05). In addition, there were significant differences at FZ1 and FZ3 between different speeds (p<0.01). Conclusion In summary, the results of the present study showed that during walking with self-selected and fast speeds, the reaction forces of weight acceptance and heel off phases were significantly different between younger and older adults, but there was no significant difference in the reaction force of midstance phase. Moreover, in both age groups, there were significant differences among walking different speeds in the reaction forces of weight acceptance and heel off phases. It seems that lower extremity muscles strengthening in the older adults can increase walking speed and decrease falling risks and functional disabilities of these people.