Fettleibigkeit und Gehen - Obesity and walking

Adipositas und Gehen beschreibt, wie sich die Fortbewegung beim Gehen zwischen einer adipösen Person ( BMI ≥ 30 kg/m 2 ) und einer nicht adipösen Person unterscheidet. Die Prävalenz von Fettleibigkeit wird zu einem weltweiten Problem, wobei die amerikanische Bevölkerung die Nase vorn hat. In den Jahren 2007-2008 betrugen die Prävalenzraten für Fettleibigkeit bei erwachsenen amerikanischen Männern etwa 32 % und bei erwachsenen amerikanischen Frauen über 35 %. Laut der Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health sind 66 % der amerikanischen Bevölkerung entweder übergewichtig oder fettleibig, und diese Zahl wird voraussichtlich bis 2015 auf 75 % ansteigen. Fettleibigkeit wird mit Gesundheitsproblemen wie verminderter Insulinsensitivität und Diabetes , Herz-Kreislauf- Erkrankungen in Verbindung gebracht Krankheit , Krebs , Schlafapnoe , und gemeinsame Schmerzen wie Arthrose . Es wird angenommen, dass ein Hauptfaktor der Fettleibigkeit darin besteht, dass übergewichtige Personen eine positive Energiebilanz aufweisen , was bedeutet, dass sie mehr Kalorien zu sich nehmen als sie verbrauchen. Der Mensch verbraucht Energie durch seinen Grundumsatz , die thermische Wirkung der Nahrung , die Thermogenese ohne körperliche Aktivität (NEAT) und Bewegung . Während viele Behandlungen für Fettleibigkeit der Öffentlichkeit präsentiert werden, ist Bewegung in Form von Gehen eine einfache, relativ sichere Aktivität, die das Potenzial hat, eine Person in eine negative Energiebilanz zu bringen und, wenn sie lange genug durchgeführt wird, das Gewicht reduzieren kann.

Biomechanik

Kniearthrose und andere Gelenkschmerzen sind häufige Beschwerden bei übergewichtigen Personen und oft ein Grund dafür, dass Bewegungsvorschriften wie Gehen nach der Verordnung nicht fortgesetzt werden. Um festzustellen, warum eine adipöse Person möglicherweise mehr Gelenkprobleme hat als eine nicht adipöse Person, müssen die biomechanischen Parameter beobachtet werden, um Unterschiede zwischen adipösen und nicht adipösen Gehen zu erkennen.

Schritt und Trittfrequenz

Zahlreiche Studien haben die Schrittunterschiede zwischen übergewichtigen und nicht übergewichtigen Personen untersucht. Spyropouloset al. 1991 untersuchten Schrittlänge, -breite und Gelenkwinkelunterschiede zwischen den beiden Gruppen. Sie fanden heraus, dass übergewichtige Personen kürzere (1,25 m vs. 1,67 m) und breitere (0,16 m vs. 0,08 m) Schritte machen als ihre nicht fettleibigen Gegenstücke. Browning und Kram beobachteten auch fettleibige Menschen, die bei unterschiedlichen Gehgeschwindigkeiten (0,50, 0,75, 1,00, 1,50 und 1,75 m/s) größere Schritte (~30% mehr) machten, aber die Schrittweite änderte sich bei unterschiedlicher Geschwindigkeit nicht. Sie fanden keine unterschiedlichen Schrittlängen über die Geschwindigkeiten hinweg. Zusammen mit größeren Schritten haben mehrere Artikel festgestellt, dass fettleibige Personen langsamer gehen als ihre nicht fettleibigen Gegenstücke, und behaupten, dass dies auf das Gleichgewicht und die Körperkontrolle beim Gehen zurückzuführen sein könnte. Ledin und Odkivst unterstützen diese Theorie in einer Studie, als sie schlanken Personen durch ein gewichtetes Hemd (20% Körpergewicht) Masse hinzufügten und eine Zunahme des Schwankens beobachteten. Auch bei präpubertären Jungen wurde ein vermehrtes Schwanken beobachtet . Obwohl fettleibige Personen in der Lage sein können, die zusätzliche Masse in Bezug auf das Gleichgewicht aufzunehmen, weil sie jeden Tag damit gehen, haben mehrere Studien festgestellt, dass fettleibige Menschen während des Gehzyklus mehr Zeit in der Stand- als in der Schwungphase verbringen und die doppelte Stützzeit erhöhen . Eine langsamere Trittfrequenz oder Anzahl von Schritten innerhalb eines bestimmten Zeitraums wurde auch mit fettleibigen Personen im Vergleich zu schlanken Personen in Verbindung gebracht und wäre bei langsameren Gehgeschwindigkeiten zu erwarten. Andere haben keinen Unterschied bei übergewichtigen Menschen zu Fuß gefunden Geschwindigkeiten und feststellen , dass sie eine ähnliche bevorzugte Gehgeschwindigkeit mit schlanken Personen teilen.

Gelenkwinkelunterschiede

Mehr aufrecht in der gesamten Standphase mit mehr hip zu sein , in einer Studie von DeVita und Hortobágyi wurden fettleibige Menschen gefunden Erweiterung , weniger Kniebeugung und mehr Plantarflexion im Verlauf der Haltung als nicht-übergewichtige Menschen. Sie fanden auch heraus, dass übergewichtige Personen im frühen Stand eine geringere Kniebeugung und eine größere Plantarflexion beim Absetzen der Zehen aufwiesen. In einer Studie zur Kniestreckung haben Messier et al. fanden eine signifikant positive Korrelation mit maximaler Kniestreckung und BMI. Dieselbe Studie untersuchte die mittleren Winkelgeschwindigkeiten an Hüfte und Knöchel und fand keinen Unterschied zwischen fettleibigen und schlanken Personen.

Bodenreaktionskraft

Eine Bodenreaktionskraft ist die Kraft, die der Boden auf jeden Körper ausübt, der mit dem Boden in Kontakt ist, und ist gleich der Kraft, die auf den Boden ausgeübt wird. Ein Beispiel ist die Kraft, die der Boden beim Gehen und Bodenkontakt auf den Fuß und dann das Bein einer Person ausübt. Diese können gemessen werden, indem eine Person über eine Kraftplattform geht und die auf den Boden ausgeübten Kräfte sammelt. Es wurde lange angenommen, dass diese Kräfte die Belastung des Knies erhöhen und mit größerer Masse einer fettleibigen Person zunehmen würden. Dies kann ein Prädiktor für Osteoarthritis bei einer fettleibigen Person sein, da dokumentiert wurde, dass die vertikale Kraft möglicherweise die bedeutendste Kraft ist, die vom Bein auf das Knie übertragen wird. 1996 beobachteten Messier und Kollegen die Unterschiede in den Bodenreaktionskräften zwischen fettleibigen und schlanken älteren Menschen mit Osteoarthritis. Sie fanden heraus, dass die vertikale Kraft unter Berücksichtigung von Alter und Gehgeschwindigkeit signifikant positiv mit dem BMI korrelierte. Daher nahmen die Kräfte mit steigendem BMI zu. Sie fanden dies nicht nur in der vertikalen Kraft, sondern auch in den anteroposterioren und mediolateralen Kräften. Aufgrund der Studienpopulation wurden in dieser Studie adipöse Erwachsene nicht mit schlanken Kollegen verglichen. Browning und Kram beobachteten 2006 zwei Gruppen (eine fettleibige und eine nicht fettleibige) von Bodenreaktionskräften junger Erwachsener mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Sie fanden heraus, dass die absoluten Bodenreaktionskräfte bei den fettleibigen Menschen bei langsameren Gehgeschwindigkeiten signifikant größer waren als bei der nicht fettleibigen Gruppe, und bei jeder Gehgeschwindigkeit war die vertikale Spitzenkraft etwa 60 % höher. Die absoluten Spitzen in anteroposteriorer und mediolateraler Richtung waren bei der adipösen Gruppe ebenfalls größer, aber der Unterschied wurde bei der Skalierung auf das Körpergewicht gelöscht. Auch bei langsameren Gehgeschwindigkeiten wurden die Kräfte stark reduziert.

Netto-Muskelmomente

Die Gelenkbelastung der unteren Extremität wird durch Nettomuskelmomente , Gelenkreaktionskräfte und Gelenkbelastungsraten geschätzt . Die Netto-Muskelmomente können um bis zu 40% zunehmen, wenn die Gehgeschwindigkeit von 1,2 auf 1,5 m/s steigt. Man könnte dann vorhersagen, dass mit zunehmender Geschwindigkeit die Belastungen der Gelenke der unteren Extremitäten zunehmen würden, wenn die Nettomuskelmomente und die Bodenreaktionskräfte zunehmen. Browning und Kram haben auch festgestellt, dass die Nettomuskelmomente in der sagittalen Ebene in der Standphase bei übergewichtigen Erwachsenen im Vergleich zu schlanken Personen größer sind.

Energie

Stoffwechselrate

Es ist allgemein bekannt, dass übergewichtige Personen im Ruhezustand und bei körperlicher Aktivität wie Gehen mehr Stoffwechselenergie verbrauchen als schlanke Personen. Zusätzliche Masse erfordert mehr Energie, um sich zu bewegen. Dies wird in einer Studie von Foster et al. 1995, als sie 11 adipöse Frauen nahmen, hatten sie ihren Energieverbrauch vor und nach der Gewichtsabnahme berechnet. Sie fanden heraus, dass die Probanden nach einem signifikanten Gewichtsverlust weniger Energie für die gleiche Aufgabe aufwendeten, als sie es taten, wenn sie schwerer waren. Um festzustellen, ob das Gehen pro Kilogramm Körpermasse teurer ist und ob fettleibige Personen langsamer gehen, versuchten Browning und Kram, die Stoffwechselenergie zu charakterisieren, die fettleibige Frauen beim Gehen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten aufwenden würden. Sie fanden heraus, dass das Gehen für fettleibige Frauen pro Kilogramm Körpermasse 11% teurer war als schlanke Menschen und dass die fettleibigen Frauen es vorzogen, mit einer ähnlichen Geschwindigkeit zu gehen wie die schlanken Menschen, die ihre Bruttoenergiekosten pro Strecke minimierten . Um die Stoffwechselraten adipöser Männer im Vergleich zu adipösen Frauen zu untersuchen und festzustellen, ob die geschlechtsspezifische Fettverteilung ( gynoid vs. android ) eine Rolle beim Energieverbrauch spielt, haben Browning et al. beobachtete fettleibige Männer und Frauen der Klasse II, die mit unterschiedlicher Geschwindigkeit gingen. Sie fanden heraus, dass die Stoffwechselrate im Stehen, wenn sie auf das Körpergewicht normalisiert wird, bei übergewichtigen Personen ~20 % niedriger war (mehr Fettgewebe und weniger stoffwechselaktives Gewebe), aber dass die Stoffwechselraten beim Gehen bei übergewichtigen Personen ~10 % höher pro Kilogramm Körpermasse waren als im Vergleich lehnen. Diese Forscher auch festgestellt , dass Oberschenkel Masse und erhöhten adipöse Verteilung nicht Materie, Gesamtkörperzusammensetzung von Prozent Körperfett wurde auf dem Nettoumsatz bezogen. Daher verbrauchen übergewichtige Personen mehr Stoffwechselenergie als ihre schlanken Kollegen, wenn sie mit derselben Geschwindigkeit gehen.

Normalisierung

Viele Messungen werden auf das Körpergewicht normiert , um bei Vergleichen unterschiedliche Körpergewichte zu berücksichtigen (siehe V02max-Test ). Die Normalisierung des Körpergewichts beim Vergleich der Stoffwechselraten von adipösen und mageren Personen verringert die Differenz, was darauf hinweist, dass das Körpergewicht und nicht die Körperfettzusammensetzung der primäre Indikator für die metabolischen Kosten des Gehens ist. Bei der Analyse der wissenschaftlichen Literatur ist Vorsicht geboten, um zu verstehen, ob die Ergebnisse normalisiert sind oder nicht, da sie unterschiedlich interpretiert werden können.

Mögliche Strategien

Eine mögliche vorgeschlagene Strategie zur Maximierung des Energieverbrauchs bei gleichzeitiger Reduzierung der unteren Gelenkextremität besteht darin, übergewichtige Menschen langsam und schräg gehen zu lassen. Die Forscher fanden heraus, dass ein Gehen mit entweder 0,5 oder 0,75 m/s und einer Steigung von 9° bzw. 6° der gleichen Netto-Stoffwechselrate entsprechen würde wie eine fettleibige Person, die mit 1,50 m/s ohne Steigung geht. Diese langsameren Geschwindigkeiten mit einer Steigung hatten auch signifikant reduzierte Belastungsraten und reduzierte Nettomuskelmomente der unteren Extremitäten. Andere zu erwägende Strategien sind langsames Gehen über einen längeren Zeitraum und Training unter Wasser, um die Belastung der Gelenke zu reduzieren und die fettfreie Körpermasse zu erhöhen.

Einschränkungen bei der Arbeit mit übergewichtigen Personen als Probanden

Es ist oft sehr schwierig, adipöse Menschen zu rekrutieren, die keine anderen Komorbiditäten wie Arthrose oder Herz-Kreislauf-Erkrankungen haben. Es ist auch schwierig abzuleiten, ob eine gesunde Bevölkerung repräsentativ für die gesamte adipöse Bevölkerung ist, da die Freiwilligen möglicherweise bereits etwas aktiv sind und eine größere Fitness aufweisen als ihre sesshaften Kollegen. Eine weitere Schwierigkeit liegt in der Fähigkeit, biomechanische Variablen aufgrund der großen Variabilität zwischen den Platzierungen biomechanischer Marker zwischen den Forschungsgruppen zu charakterisieren . Die häufig bei schlanken Personen verwendete Markerplatzierung kann bei fettleibigen Personen aufgrund des Überschusses an Fett zwischen dem Knochenmarkstein und dem Marker schwierig zu finden sein. Die Verwendung von DEXA und Röntgenstrahlen hat die Platzierung dieser biomechanischen Marker verbessert, aber die Variabilität bleibt bestehen und sollte bei der Analyse wissenschaftlicher Erkenntnisse berücksichtigt werden.

Siehe auch

Verweise