Simple Science

Hochmoderne Wissenschaft einfach erklärt

# Biologie# Physiologie

Änderungen im Gehverhalten beeinflussen den Energieverbrauch

Untersuchen, wie die Variabilität der Schrittlänge die Energiekosten beim Gehen erhöht, besonders bei älteren Menschen.

― 6 min Lesedauer


Gehenmuster undGehenmuster undEnergieverbrauchGehen für ältere Erwachsene.beeinflusst die Energiekosten beimDie Variabilität der Schrittlänge
Inhaltsverzeichnis

Im Alter verändern sich oft die Gehgewohnheiten der Leute. Diese Veränderungen können langsameres Gehen, kürzere Schritte und mehr Variabilität im Gehen umfassen. Ausserdem benötigen ältere Menschen beim Gehen oft mehr Energie, was ihre Mobilität und die allgemeine Gesundheit beeinflussen kann. Studien zeigen, dass diese Veränderungen beim Gehen mit ernsten Gesundheitsproblemen verbunden sein können, einschliesslich einem höheren Sterberisiko und Herzkrankheiten.

Zu verstehen, wie Gehgewohnheiten, besonders Veränderungen der Schrittlänge, mit dem Energieverbrauch zusammenhängen, kann uns helfen, Möglichkeiten zu finden, die Mobilität älterer Menschen zu verbessern. Eine höhere Variabilität beim Gehen ist bei älteren Menschen und solchen mit neurologischen Erkrankungen häufig. Das wirft Fragen auf, ob diese Variabilität eine Rolle bei den höheren Energiekosten in diesen Gruppen spielt.

Bedeutung der Gehgeschwindigkeit und Schrittlänge

Gehen ist eine grundlegende Aktivität, die die meisten Leute täglich machen. Mit dem Alter reagieren unsere Körper jedoch möglicherweise nicht mehr so effizient. Studien zeigen, dass wir, je älter wir werden, langsamer gehen und kürzere Schritte machen. Das kann zu grösseren Unterschieden darin führen, wie jeder Schritt gemacht wird – einige sind länger, andere kürzer. Der erhöhte Energieaufwand, um das Gehen im Alter aufrechtzuerhalten, kann ein grosses Problem darstellen, da es unsere Fähigkeit einschränken kann, uns zu bewegen und aktiv zu sein.

Ältere Menschen haben oft Schwierigkeiten beim Gehen, wegen verschiedener Faktoren wie abnehmender Muskelkraft und Gleichgewichtsproblemen. Das kann zu einer grösseren Variabilität in ihren Schritten führen, was bedeutet, dass deren Gehgewohnheiten weniger konstant sind als bei jüngeren, gesünderen Menschen. Wenn Leute mit weniger Stabilität und höherem Energieverbrauch gehen, kann das zu Müdigkeit und einer geringeren Lebensqualität führen.

Variabilität des Gangbildes und Energiekosten

Wenn wir von der Variabilität der Schrittlänge sprechen, meinen wir, wie unterschiedlich oder konstant die Schritte einer Person sind. Beim normalen Gehen machen Menschen nicht jedes Mal genau die gleiche Schrittlänge. Es gibt kleine Unterschiede, die ganz natürlich entstehen. Bei Leuten mit Mobilitätsproblemen können jedoch viel grössere Unterschiede oder Inkonsistenzen in ihren Schritten auftreten.

Studien haben gezeigt, dass mit steigender Variabilität der Schrittlänge auch die Energiekosten für das Gehen zunehmen. Das bedeutet, dass der Körper härter arbeiten muss, um das Gleichgewicht und die Vorwärtsbewegung aufrechtzuerhalten, wenn Personen Schritte machen, die zu kurz oder zu lang sind. Die Herausforderung ist, dass viele Faktoren beeinflussen, wie Menschen ihre Schritte anpassen. Zum Beispiel kann das Gehen auf unebenen Flächen oder das Vermeiden von Hindernissen zu unregelmässigen Gehmustern führen.

Studiendesign

In dieser Studie wollten die Forscher messen, wie sich Änderungen in der Variabilität der Schrittlänge auf die Energiekosten des Gehens auswirken. Sie verwendeten eine Methode, bei der visuelle Hinweise genutzt wurden, um Zielpunkte auf einem Laufband zu erstellen. Die projizierten Schrittsteine auf dem Laufband hatten festgelegte Abstände, was den Teilnehmern erlaubte, ihre Schritte entsprechend anzupassen. So konnten die Forscher testen, wie unterschiedliche Variabilitätslevels den Energieverbrauch beim Gehen beeinflussten.

Achtzehn gesunde junge Erwachsene nahmen an der Studie teil. Sie wurden nach spezifischen Kriterien ausgewählt, um sicherzustellen, dass sie keine Verletzungen, Operationen oder signifikanten Gesundheitsprobleme hatten. Jeder Teilnehmer trug Standard-Schuhe und hatte Marker an seinen Füssen, um seine Bewegungen zu verfolgen.

Während des Experiments gingen die Teilnehmer mit gleichbleibender Geschwindigkeit und zielten auf die projizierten Schrittsteine. Die Forscher massen die beim Gehen verwendete Energie, um zu sehen, wie unterschiedliche Variabilitätslevels der Schrittlänge die metabolischen Kosten beeinflussten.

Ergebnisse der Studie

Die Ergebnisse zeigten, dass die Teilnehmer beim Gehen über Schrittsteine mit unterschiedlichen Abständen mehr Energie verbrauchten als beim Gehen ohne diese Projektionen. Bei jeder Zunahme der Variabilität der Schrittlänge gab es einen messbaren Anstieg der Energiekosten des Gehens. Genauer gesagt, stieg mit der Variabilität der Schrittlänge auch die metabolische Leistung.

Dieses Ergebnis deutet darauf hin, dass selbst kleine Anpassungen in der Art, wie Schritte gemacht werden, den Energieverbrauch erheblich beeinflussen können. Der Anstieg der Energiekosten war gering, betont jedoch die Verbindung zwischen der Variabilität der Schrittlänge und dem gesamten Energieaufwand beim Gehen.

Warum ist das wichtig?

Die Implikationen dieser Ergebnisse gehen über das Verständnis gesunder junger Erwachsener hinaus. Ältere Personen und solche mit neurologischen Erkrankungen erleben höhere Niveaus von Variabilität in der Schrittlänge. Der erhöhte Energieverbrauch beim Gehen kann ihre Fähigkeit, tägliche Aktivitäten auszuführen, erheblich beeinträchtigen. Zu verstehen, wie die Verbindung zwischen Variabilität der Schrittlänge und Energiekosten aussieht, kann helfen, Rehabilitationsstrategien zu informieren, die darauf abzielen, die Mobilität in diesen Bevölkerungsgruppen zu verbessern.

Wenn Menschen älter werden oder mit neurologischen Herausforderungen konfrontiert sind, haben sie möglicherweise Schwierigkeiten, die Stabilität beim Gehen aufrechtzuerhalten. Das kann zu Stürzen, vermindertem Selbstständigkeit und einer geringeren Lebensqualität führen. Indem erkannt wird, wie die Variabilität der Schrittlänge zu einem höheren Energieaufwand beiträgt, können Pflegekräfte und Gesundheitsdienstleister besser auf Mobilitätsprobleme bei älteren Menschen eingehen.

Zukünftige Richtungen

Obwohl die Studie wertvolle Einblicke bietet, gibt es noch viel zu tun. Zukünftige Forschungen könnten untersuchen, wie diese Ergebnisse auf ältere Erwachsene und solche mit Mobilitätseinschränkungen zutreffen. Zu verstehen, wie diese Gruppen die Schrittlänge managen und wie sich das auf ihre Energiekosten auswirkt, könnte neue Interventionen zur Verbesserung der Gehfähigkeit leiten.

Zusätzlich könnte die Untersuchung, wie verschiedene Gehoberflächen die Variabilität der Schrittlänge und den Energieverbrauch beeinflussen, zu praktischen Lösungen zur Verbesserung der Mobilität im Alltag führen. Rückmelmechanismen und Trainings zur Verbesserung der Gehgewohnheiten sind ebenfalls Bereiche, die von weiterer Erforschung profitieren könnten.

Die Forscher hoffen, die Rolle der Variabilität der Schrittlänge im Energieverbrauch weiter zu untersuchen, insbesondere bei älteren Menschen und solchen mit Gesundheitsproblemen, die die Mobilität beeinflussen. Indem sie das tun, möchten sie gezielte Interventionen entwickeln, die helfen, die Energiekosten beim Gehen zu minimieren und die allgemeine Mobilität zu verbessern.

Fazit

Zusammenfassend können Veränderungen in den Gehgewohnheiten, insbesondere die Variabilität der Schrittlänge, einen erheblichen Einfluss auf die Energiekosten bei Menschen haben. Diese Beziehung wird noch kritischer für ältere Menschen und solche mit neurologischen Erkrankungen, da erhöhte Variabilität zu höheren Energiekosten und reduzierter Mobilität führen kann. Die Ergebnisse der Studie betonen die Notwendigkeit, diese Dynamiken weiter zu verstehen, da sie das Potenzial haben, zukünftige Interventionen zu leiten, die darauf abzielen, die Gehfähigkeit und die Lebensqualität von Menschen mit Mobilitätsproblemen zu verbessern.

Indem die Verbindung zwischen Gehgewohnheiten und Energieverbrauch erkannt wird, können Pflegekräfte und Gesundheitsdienstleister besser unterstützen, dass Personen ihre Unabhängigkeit und ihr allgemeines Wohlbefinden erhalten.

Originalquelle

Titel: Walking with increased step length variability increases the metabolic cost of walking

Zusammenfassung: Older adults and neurological populations tend to walk with slower speeds, more gait variability, and a higher metabolic cost. This higher metabolic cost could be related to their increased gait variability, but this relationship is still unclear. The purpose of this study was to determine how increased step length variability affects the metabolic cost of waking. Eighteen healthy young adults completed a set of 5-minute trials of treadmill walking at 1.20 m/s while we manipulated their step length variability. Illuminated rectangles were projected onto the surface of a treadmill to cue step length variabilities of 0, 5 and 10% (coefficient of variation). Actual step lengths and their variability were tracked with reflective markers on the feet, while metabolic cost was measured using indirect calorimetry. Changes in metabolic cost across habitual walking (no projections) and the three variability conditions were analyzed using a linear mixed effects model. Metabolic power was largest in the 10% condition (4.30 {+/-} 0.23 W/kg) compared to 0% (4.16 {+/-} 0.18 W/kg) and habitual (3.98 {+/-} 0.25 W/kg). The participants actual step length variability did not match projected conditions for 0% (3.10%) and 10% (7.03%). For every 1% increase in step length variability, there is an 0.7% increase in metabolic cost. Our results demonstrate an association between the metabolic cost of walking and gait step length variability. This suggests that increased gait variability contributes to a portion of the increased cost of walking seen in older adults and neurological populations. Summary StatementFor every 1% increase in step length variability, there is an 0.7% increase in the metabolic cost of walking.

Autoren: Adam Grimmitt, M. Whelan, D. N. Martini, W. Hoogkamer

Letzte Aktualisierung: 2024-06-02 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.28.596299

Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.28.596299.full.pdf

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

Vielen Dank an biorxiv für die Nutzung seiner Open-Access-Interoperabilität.

Ähnliche Artikel