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I cambiamenti nei modelli di camminata influenzano il consumo di energia

Esplorare come la variabilità nella lunghezza del passo aumenti i costi energetici nella camminata, specialmente per gli anziani.

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Con l'età, le persone spesso affrontano cambiamenti nei loro modi di camminare. Questi cambiamenti possono includere velocità di cammino più lente, passi più corti e maggiore variabilità nel modo in cui camminano. Inoltre, gli adulti più anziani potrebbero usare più energia mentre camminano, il che può influenzare la loro mobilità e salute generale. Le ricerche mostrano che questi cambiamenti nel camminare possono essere collegati a seri problemi di salute, compresa una maggiore possibilità di morte e malattie cardiache.

Capire come i modelli di camminata, specialmente i cambiamenti nella lunghezza dei passi, si relazionano all'uso dell'energia può aiutarci a trovare modi per migliorare la mobilità negli adulti più anziani. Una maggiore variabilità nel camminare è comune tra gli anziani e coloro che hanno condizioni neurologiche. Questo solleva domande sul fatto che questa variabilità giochi un ruolo nei maggiori Costi Energetici osservati in questi gruppi.

Importanza della Velocità di Cammino e della Lunghezza del passo

Camminare è un'attività base che la maggior parte delle persone fa ogni giorno. Tuttavia, man mano che invecchiamo, i nostri corpi potrebbero non rispondere in modo così efficiente. Gli studi evidenziano che, con l'avanzare dell'età, tendiamo a camminare più lentamente e a fare passi più corti. Questo può portare a differenze maggiori nel modo in cui viene fatto ogni passo, con alcuni più lunghi e altri più corti. L'aumento dell'energia necessaria per mantenere il camminare con l'età può essere una grande preoccupazione, poiché potrebbe limitare la nostra capacità di muoverci e partecipare ad attività.

Gli adulti più anziani spesso hanno difficoltà a camminare a causa di vari fattori, tra cui diminuzione della forza muscolare e problemi di equilibrio. Questo può portare a una maggiore variabilità nei loro passi, il che significa che i loro modelli di camminata sono meno costanti rispetto a quelli di persone più giovani e sane. Quando le persone camminano con meno stabilità e maggiore spesa energetica, questo può portare a stanchezza e a una qualità della vita inferiore.

Variabilità del Camminare e Costo Energetico

Quando parliamo di variabilità nella lunghezza del passo, ci riferiamo a quanto siano diversi o costanti i passi di una persona. Durante una camminata normale, le persone non fanno mai esattamente la stessa lunghezza di passo ogni volta. Piccole differenze si verificano naturalmente. Tuttavia, le persone con difficoltà di mobilità possono mostrare differenze molto più grandi o incoerenze nei loro modelli di passo.

Le ricerche hanno dimostrato che, all'aumentare della variabilità nella lunghezza del passo, aumenta anche il costo energetico del camminare. Questo significa che, quando le persone fanno passi troppo corti o troppo lunghi, il corpo deve lavorare di più per mantenere l'equilibrio e il movimento in avanti. La sfida è che molti fattori influenzano come le persone aggiustano i loro passi. Ad esempio, camminare su superfici irregolari o cercare di evitare ostacoli può portare a modelli di passo irregolari.

Progettazione dello Studio

In questo studio, i ricercatori miravano a misurare come i cambiamenti nella variabilità della lunghezza del passo influenzano il costo energetico del camminare. Hanno utilizzato un metodo che prevedeva segnali visivi per creare obiettivi di passo su un tapis roulant. Le pietre da passo proiettate sul tapis roulant avevano variazioni di distanza prestabilite, che permettevano ai partecipanti di aggiustare i loro passi di conseguenza. In questo modo, i ricercatori potevano testare come diversi livelli di variabilità impattassero l'energia usata durante il camminare.

Diciotto giovani adulti sani hanno partecipato allo studio. Sono stati scelti in base a criteri specifici per assicurarsi che fossero privi di infortuni, interventi chirurgici o condizioni di salute significative. Ogni partecipante indossava scarpe standard e aveva dei segni posizionati sui piedi per tracciare i loro movimenti.

Durante l'esperimento, i partecipanti camminavano a una velocità costante cercando di mirare alle pietre da passo proiettate. I ricercatori hanno misurato l'energia utilizzata durante questa attività per vedere come diversi livelli di variabilità nella lunghezza del passo influenzassero il costo metabolico.

Risultati dello Studio

I risultati hanno mostrato che quando i partecipanti dovevano camminare su pietre da passo con distanze variabili, usavano più energia rispetto a quando camminavano senza queste proiezioni. Per ogni aumento nella variabilità della lunghezza del passo, c'era un aumento misurabile nel costo energetico del camminare. Specificamente, all'aumentare della variabilità della lunghezza del passo, aumentava anche la potenza metabolica.

Questo risultato suggerisce che anche lievi aggiustamenti nel modo in cui vengono fatti i passi possono influenzare significativamente l'uso dell'energia. L'aumento del costo energetico era modesto, ma sottolinea la connessione tra variabilità nella lunghezza del passo e l'energia complessivamente richiesta per camminare.

Perché È Importante?

Le implicazioni di questi risultati vanno oltre la comprensione di giovani adulti sani. Le persone più anziane e quelle con condizioni neurologiche sperimentano livelli più alti di variabilità nella lunghezza del passo. Un aumento dell'uso energetico mentre camminano può avere un grande impatto sulla loro capacità di partecipare alle attività quotidiane. Comprendere il legame tra variabilità nella lunghezza del passo e costi energetici può aiutare a informare strategie di riabilitazione mirate a migliorare la mobilità in queste popolazioni.

Con l'età o affrontando sfide neurologiche, le persone possono avere difficoltà a mantenere stabilità mentre camminano. Questo può portare a cadute, minore indipendenza e a una qualità della vita inferiore. Riconoscendo come la variabilità nella lunghezza del passo contribuisca a una maggiore spesa energetica, i caregiver e i fornitori di assistenza sanitaria possono affrontare meglio i problemi di mobilità negli adulti più anziani.

Direzioni Future

Sebbene lo studio fornisca preziose informazioni, c'è ancora molto lavoro da fare. Le ricerche future potrebbero esplorare come questi risultati si applicano agli adulti più anziani e a quelli con disabilità motorie. Comprendere come questi gruppi gestiscono la lunghezza del passo e come influisce sui loro costi energetici potrebbe guidare nuove interventi per migliorare la capacità di camminare.

Inoltre, studiare come diverse superfici di camminata influenzano la variabilità nella lunghezza del passo e l'uso energetico potrebbe portare a soluzioni pratiche per migliorare la mobilità nelle situazioni quotidiane. Meccanismi di feedback e addestramento per migliorare i modelli di camminata sono anche aree che potrebbero beneficiare di ulteriori esplorazioni.

I ricercatori sperano di continuare a esaminare il ruolo della variabilità nella lunghezza del passo nella spesa energetica, in particolare negli adulti più anziani e in quelli con condizioni di salute che influenzano la mobilità. Facendo ciò, mirano a sviluppare interventi mirati che possano aiutare a minimizzare i costi energetici durante il camminare e migliorare la mobilità complessiva.

Conclusione

In conclusione, i cambiamenti nei modelli di camminata, in particolare la variabilità nella lunghezza del passo, possono influenzare significativamente i costi energetici negli individui. Questa relazione diventa ancora più critica per gli anziani e quelli con condizioni neurologiche, poiché una maggiore variabilità può portare a una maggiore spesa energetica e ridotta mobilità. I risultati dello studio sottolineano la necessità di comprendere meglio queste dinamiche, poiché hanno il potenziale per guidare futuri interventi mirati a migliorare la capacità di camminare e la qualità della vita per coloro che affrontano sfide di mobilità.

Riconoscendo la connessione tra modelli di camminata e uso dell'energia, i caregiver e i fornitori di assistenza sanitaria possono meglio supportare gli individui nel mantenere la loro indipendenza e benessere complessivo.

Fonte originale

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

Estratto: 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.

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

Ultimo aggiornamento: 2024-06-02 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.28.596299

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

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

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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