Ученые выяснили, почему с возрастом скорость ходьбы снижается

Фото из открытых источников

Голеностопный сустав выполняет сразу две функции. Он поглощает вес при соприкосновении стопы с землей и толкает вперед перед следующим шагом – две задачи, которые отчасти работают друг против друга. На протяжении большей части жизни голеностопный сустав без нареканий справляется с обеими задачами.

Австралийские исследователи, наблюдавшие за 107 здоровыми взрослыми людьми в возрасте от двадцати пяти до восьмидесяти пяти лет, обнаружили, что баланс между этими двумя задачами незаметно смещается с возрастом. Голеностопный сустав начинает отдавать предпочтение приземлению, а не отталкиванию.

И этот выбор, повторяющийся на каждом шагу на протяжении десятилетий, во многом объясняет, почему пожилые люди ходят медленнее и быстрее устают.

В Университете Флиндерса в Аделаиде исследователи зафиксировали и проанализировали механику ходьбы на протяжении шести десятилетий взрослой жизни. Результаты исследования опубликованы в журнале Gait & Posture.

Ведущий автор исследования Коди Линдсей является специалистом в области спортивных и физиологических технологий в Институте заботливого будущего при университете. Линдсей указывает на голеностопный сустав как на сустав, имеющий здесь наибольшее значение. Он одновременно отвечает за равновесие и движение вперед, и с возрастом у людей начинает преобладать функция поддержания равновесия.

«С возрастом организм начинает отдавать предпочтение стабильности, а не эффективности», — говорит Линдсей.

Деятельность помогает людям оставаться в вертикальном положении. Она также превращает обычную ходьбу в более тяжелую работу, чем раньше. 

Команда набрала здоровых взрослых людей широкого возрастного диапазона и измерила точную механику ходьбы каждого человека. Выявленные командой изменения были незначительными – незаметными для стороннего наблюдателя – но последовательными и измеримыми на протяжении всех шести десятилетий.

Вот что зафиксировали записи. С возрастом мышцы на противоположных сторонах лодыжки начинают включаться одновременно, а не по очереди. Одна группа мышц тянет стопу вверх, другая направляет ее вниз. Когда обе группы мышц работают одновременно, сустав фиксируется в жестком положении точно в тот момент, когда стопа касается земли.

Это напряжение — преднамеренная адаптация, а не сбой в работе. Жесткая лодыжка — более устойчивая, поэтому в момент удара пяткой о землю вероятность подвернуть или поскользнуться уменьшается. Нервная система, по-видимому, рассматривает уверенное и устойчивое приземление как первостепенную задачу.

У этого есть своя цена. Когда обе группы мышц одновременно работают в противовес друг другу – это явление известно как ко-сокращение – большая часть усилий, кажется, уходит на удержание сустава в нужном положении, а не на продвижение тела вперед. Мышцы работают интенсивнее, но при этом совершают менее полезные движения.

Подобная закономерность наблюдалась у пожилых людей во время выполнения заданий на статическое равновесие, но отслеживание её на протяжении всего шага было чем-то, чего ранее не проводилось у здоровых взрослых в этом возрастном диапазоне.

Второе изменение происходит в конце каждого шага. Нормальная ходьба во многом зависит от резкого отталкивания стопы от земли, и именно это отталкивание в основном движет тело вперед. У участников старшего возраста это отталкивание значительно ослабло. Меньший отталкивающий толчок означает более короткие шаги и более медленный темп.

Исследователям давно было известно, что с возрастом сила в голеностопном суставе снижается, и что организм компенсирует это, больше полагаясь на тазобедренные суставы — перераспределение силы, исследованное в более ранних работах.

Исследование, проведенное в Университете Флиндерса, повышает точность результатов, показывая, как ослабление отталкивания соотносится с уплотнением сустава, происходящим в той же самой голеностопной суставе.

Совместный бег обоих спортсменов создает целостную картину. Голеностопный сустав сильнее напрягается при спуске и теряет часть своей силы при подъеме.

Соавтор исследования Маартен Имминк, возглавляющий исследовательскую программу «Активный образ жизни» в институте, интерпретирует полученные результаты как более масштабное изменение в том, как организм регулирует движения с возрастом.

Голеностопный сустав не просто изнашивается – нервная система активно перестраивается, отдавая приоритет стабильности, а не движению вперед. Этот инстинкт защищает от самой непосредственной опасности — падения. Но эта защитная стратегия влечет за собой и более скрытые издержки, которые накапливаются со временем.

Длительные прогулки отнимают больше сил. Усталость наступает раньше. Организм также медленнее восстанавливается после падения, и именно задержка в преодолении неустойчивости часто определяет, сможет ли человек удержаться на ногах. Люди могут заметить, что чувствуют себя менее устойчиво на неровной поверхности или теряют уверенность на тех поверхностях, по которым раньше ходили, не задумываясь.

Исторически сложилось так, что в программах профилактики падений основной целью считалась сила мышц – укрепление мышц и обеспечение стабильности. Результаты исследования в университете Флиндерса усложняют эту картину.

Если основная проблема заключается в том, как мышцы координируются на каждом шаге — когда они сокращаются, какие группы активируются одновременно, как голеностопный сустав справляется со своими конкурирующими функциями, — то развитие чистой силы решает лишь часть реальных проблем.

Исследователи доказывают необходимость упражнений, направленных на развитие координации и баланса наряду с укреплением мышц голени, уделяя внимание не только силе, но и синхронизации движений и взаимодействию мышц. Это означает иной акцент по сравнению с большинством современных программ.

Регулярные движения, упражнения на равновесие, такие как тайцзи, и занятия, развивающие координацию движений в голенях, способствуют достижению этой цели. Аргументы в пользу тренировок, направленных на улучшение равновесия у пожилых людей, подкреплены собственными доказательствами.

Небольшие, но устойчивые привычки, как правило, превосходят эпизодические интенсивные усилия, если цель состоит в поддержании координации в течение многих лет, а не в достижении пика на короткий период.

Данное исследование вносит свой вклад в точное описание того, откуда берутся эти изменения.

Две функции голеностопного сустава — поглощение удара и создание импульса — естественным образом противостоят друг другу, и с возрастом эта борьба смещается в сторону поглощения удара, что исследователи теперь могут отслеживать шаг за шагом на протяжении всего шага.

Такая точность открывает перед врачами более целенаправленные возможности. Реабилитационные программы могут учитывать конкретные изменения координации, происходящие с возрастом, вместо того чтобы рассматривать замедление ходьбы как неопределенное и неизбежное следствие старения.

Падения среди пожилых людей остаются одной из основных причин травм и потери независимости, но теперь изменения в механике голеностопного сустава, происходящие перед падением, дают исследователям конкретное направление для изучения.

Для тех, кто наблюдает за этими изменениями в себе или в ком-то из своих знакомых, картина здесь не провал, а адаптация. Организм выбирает осторожность, свойственную здоровому старению, вместо скорости, отдавая предпочтение безопасному шагу, а не тому, который позволит пройти как можно дальше. Знание того, где происходит эта граница, и что этому можно обучиться, — вот что меняет дальнейшую судьбу.