Kehon rakenne ja koostumus

Transkriptio

1 12 Kehon rakenne ja koostumus Harri Suominen Antropometria ja kehon koostumus 129 Ikään liittyvät muutokset 129 Antropometria ja kehon koostumus Antropometristen perusominaisuuksien mittaukset tarjoavat periaatteessa yksinkertaisen tavan arvioida ikääntyvien ihmisten terveydentilaa ja toimintakykyä sekä elintapojen (erityisesti ravinnon ja liikunnan) ja niiden muutosten vaikutuksia. Pituuden ja painon mittaukset tehdään yleensä kaikissa terveys- ja toimintakykytutkimuksissa ja niihin suhteutetaan myös monien muiden mittausten tulokset. Painoindeksi [BMI, paino (kg)/pituus (m) 2 ] on perinteinen työkalu lihavuuden arviointiin ravitsemustutkimuksissa, mutta sitä on käytetty myös ikääntyvän väestön kuolleisuutta ja sairastavuutta selvittävissä epidemiologisissa tutkimuksissa. Kehon painon vaihtelu liittyy väestötasolla ensisijaisesti kehon rasvamäärän vaihteluun. Pituus-, paino- ja BMI-tulosten perusteella ei voida kuitenkaan tehdä tarkkoja päätelmiä kehon eri kudoskomponenttien keskinäisistä suhteista ja niiden muutoksista. Paino ja BMI voivat säilyä entisellään vanhenemisen myötä, vaikka kehon koostumus muuttuu lihasmassan vähentyessä ja rasvan määrän lisääntyessä. Yksittäisissä tapauk sissa, esimerkiksi voimalajeja harrastavilla urheilijoilla, BMI:n yhteys lihavuuteen ja kehon koostumukseen voi olla hyvin erilainen kuin väestössä keskimäärin. Kehon koostumusta on tutkittu kahden tai useamman komponentin malleina, joissa rasvan osuus on määritelty vähän eri tavalla (kuva 12.1). Usean kemiallisen tai anatomisen komponentin malli on mittaamisen kannalta kuitenkin hankala, eikä esimerkiksi elimistölle välttämättömän (essentiaalisen) rasvan erotteleminen kokonaisrasvasta ole käytännössä mahdollista. Kliinisessä ja gerontologisessa tutkimuksessa on tästä syystä yleensä käytetty kahden komponentin, rasvan ja rasvattoman massan mallia, jossa rasvaton massa sisältää kaikki kehon rasvattomat kudokset lihas, luu, sidekudos ja elimet mukaan lukien. Ikään liittyvät muutokset Pituus Kehon pituus pysyy kasvuiän jälkeen jokseenkin muuttumattomana noin 40 vuoden ikään asti. Pituus vähenee tämän jälkeen progressiivisesti, aluksi hitaasti, mutta yli 60-vuotiailla keskimäärin jo noin 2 cm kymmenessä vuodessa. Pituuden menetys johtuu asennon ja ryhdin muutoksista, erityisesti kyfoosin lisääntymisestä, nikamavälilevyjen kokoonpuristumisesta, nikamien luukadosta sekä nikamia tukevien nivelsiteiden höllen- 129

2 III Yksilön vanheneminen Kuva Kaavamainen esitys kehon koostumuksesta neljän eri mallin mukaan (Willmore ja Costill 1999). tymisestä. Naisten pituus vähenee nopeammin kuin miesten. Pääasiallisena syynä tähän on luun menetyksen ja osteoporoottisten muutosten kiihtyminen vaihdevuosi-iässä. Pituusmuutokset ja niiden tulkinta eivät kuitenkaan ole niin yksiselitteisiä kuin voisi ajatella. Eri aikoina tehtyjen mittausten vertailu voi olla ongelmallista epätyydyttävien ja puutteellisesti raportoitujen mittaustekniikoiden vuoksi. Pituuden mittaaminen on hankalaa erityisesti iäkkäiltä vuodepotilailta ja henkilöiltä, joilla on huomattavia asento- ja ryhtivirheitä. Pituuden arvioinnissa sekä kehon koostumuksen ja muiden mittausten standardoinnissa ja normalisoinnissa on tästä syystä käytetty myös muita mittoja, esimerkiksi käsivarren pituutta ja polven korkeutta. Kehon pituuden muutoksiin vaikuttavat todennäköisesti myös geneettiset tekijät sekä erilaiset ravinto- ja elintapatekijät. Elinolojen, ravitsemuksen ja terveydentilan yleinen paraneminen on tutkimusten mukaan yhtenä syynä siihen, että väestön keskipituus on Suomessa ja muissa kehittyneissä maissa viime vuosiin asti kasvanut. Ravinto- ja elintapatekijät vaikuttavat pituuteen erityisesti kasvuiässä, ja on mahdollista, että niillä on oma merkityksensä myös myöhemmin vanhuudessa. Säännöllisen harjoittelun avulla voidaan periaatteessa ylläpitää ryhtiä ja vaikuttaa myös luuston kuntoon, mutta toistaiseksi ei ole varmuutta siitä, että liikunta samalla estäisi vanhenevan pituuden menetystä. Paino Kehon paino lisääntyy aikuisiässä keskimäärin vuoden ikään asti, naisilla vähän myöhempään kuin miehillä. Painon kertyminen johtuu tavallisimmin rasvan määrän lisääntymisestä. Rasvan lisääntyminen voi jatkua vielä tämänkin ikävaiheen jälkeen, erityisesti naisilla, mutta kehon paino ei välttämättä muutu, koska lihaskudoksen ja muiden rasvattomien komponenttien määrä vähenee. 70. ikävuoden jälkeen kehon paino kääntyy yleensä laskuun muutoksen ollessa keskimäärin 2 3 kg kymmenessä vuodessa. Painomuutosten tarkastelua haittaa vanhenemisen tutkimuksen yleinen ongelma: tiedot perustuvat enemmän eri-ikäisten vertailuun kuin samojen 130

3 12 Kehon rakenne ja koostumus Suominen ihmisten pitkäaikaiseen seurantaan. Tulosten tulkintaa vaikeuttaa edelleen lihavien suurempi kuolleisuus keski-iässä ja toisaalta laihojen huonompi ennuste myöhemmin vanhuudessa. Vanhuuden laihuus ja nopea painonlasku ovat usein yhteydessä kroonisiin sairauksiin ja huonoon ravitsemustilaan. Viimeaikaisten kohortti- ja pitkittäistutkimusten mukaan kehon paino on keskimääräistä jonkin verran suurempi ja ikään liittyvät muutokset vähäisempiä niillä henkilöillä, jotka ovat elossa vielä yli 85-vuotiaina. Kuten pituuden, myös painon ja painomuutosten taustalla on sekä geneettisiä että ympäristötekijöitä. Geneettisen komponentin vaikutus painoon on pituuteen nähden vähäisempi ja ravintotottumuksilla ja muilla elintavoilla on vastaavasti suurempi merkitys. Runsas energiansaanti ja vähäinen fyysinen aktiivisuus ovat yhteydessä painon kohoamiseen keski-iässä. Niukkaenergiaisella ravinnolla, liikunnalla ja tupakoinnilla on päinvastainen vaikutus, mutta säännöllinen liikunta voi toisaalta vastustaa vanhenemiseen liittyvää painonlaskua ylläpitämällä rasvatonta massaa. Painoindeksi Kehon painon suhteuttaminen pituuteen korostaa edellä esitettyjä ikään liittyviä muutoksia ja niiden taustalla olevia tekijöitä, erityisesti lihavuuden lisääntymistä naisilla. Terveys tutkimuksen mukaan lihaviksi katsottuja (BMI 30) on vuotiaista naisista noin 15 %, mutta vuotiaista jo noin kolmasosa (kuva 12.2). Vastaavanikäisistä miehistä lihavuusrajan ylittää noin viidesosa. Lihavuus on tutkimuksen mukaan lisääntynyt sekä keski-ikäisillä että yli 65-vuotialla miehillä ja naisilla viimeksi kuluneen 20 vuoden aikana. Lihavuuden yleistymistä voidaan pitää yleisenä terveysriskinä. BMI:n yhteys kuolleisuuteen ja sairastavuuteen on kuitenkin monitahoinen. Lisääntynyt kuolemanvaara on vanhemmissa ikäryhmissä korkeiden BMI-arvojen lisäksi erityisesti yhteydessä mataliin BMI-arvoihin. Optimaaliset BMI-tasot ovat iäkkäillä todennäköisesti korkeampia ja lähempänä lihavuusrajaa kuin keski-ikäisillä ja nuorilla aikuisilla. BMI-tasot vaihtelevat myös kuolinsyiden mukaan siten, että alhainen diabetes- ja sydän- ja verisuonitautikuolleisuus liittyy pienempiin BMI-arvoihin kuin alhainen keuhkokuume- ja influenssakuolleisuus. Sairauksien ohella kriittinen riskitekijä matalien BMI-tasojen yhteydessä on vähäinen lihasmassa. Vaikka ylenmääräinen rasva on riskitekijä myös vanhuudessa, lievä ylipaino ei näytä lisäävän riskiä, mikäli lihaskunto on hyvä. Kuva Lihavuuden esiintyvyys suomalaisilla miehillä ja naisilla eri ikäryhmissä Terveys tutkimuksen mukaan (Aromaa ja Koskinen 2002). 131

4 III Yksilön vanheneminen Suhteellisen painon tulosten vertailussa ja tulkinnassa on kuitenkin käytettävä huolellista harkintaa, koska pituuden muutokset ja mahdolliset mittavirheet voivat vanhemmissa ikäryhmissä, erityisesti iäkkäillä naisilla, yliarvioida BMI-arvoja. Kehon koostumus Edellä on jo viitattu siihen, että rasvan määrä lisääntyy ja rasvaton massa vähenee iän mukana. Muutosten seurauksena rasvan suhteellinen osuus kehon painosta saattaa lisääntyä pitkälle vanhuuteen asti. Viitearvojen perusteella kehitys tasaantuu kuitenkin ikävuoden tienoilla, erityisesti naisilla (kuva 12.3). Jyväskylässä tutkittujen 75- ja 80-vuotiaiden miesten ja naisten kehon rasvapitoisuus ei muuttunut merkitsevästi kymmenen vuoden seurannan aikana. Rasvan jakautuminen kehon eri osiin muuttuu vanhetessa yleensä siten, että ihonalaista rasvaa kertyy enemmän keskivartaloon kuin raajoihin ja että kehon sisäinen, sisäelinten ympärille ja lihaksiin kertyvä rasva lisääntyy suhteessa ihonalaiseen rasvaan. Rasvaton massa vähenee progressiivisesti aikuis iästä lähtien. Muutokset johtuvat pääasiassa lihaskudoksen, muiden proteiinien ja luiden mineraalien määrän vähenemisestä. Muutosten alkamisajankohdasta, etenemisnopeudesta sekä miesten ja naisten välisistä eroista on kuitenkin saatu ristiriitaisia tuloksia. Arviot rasvattoman massan menetyksestä 40. ja 80. ikävuoden välillä ovat vaihdelleet kahdesta kuuteen prosenttiin vuosikymmentä kohti. Muutokset ovat monissa tutkimuksissa olleet jonkin verran suurempia miehillä kuin naisilla, joilla on alun perinkin pienempi rasvaton massa. Jyväskylän pitkittäistutkimuksessa 80-vuotiaiden miesten rasvaton kehon paino aleni viiden vuoden aikana kuitenkin selvästi vähemmän kuin vastaavanikäisten naisten. Tutkimustulosten vaihtelu johtuu ainakin osittain tutkimuksen kohderyhmistä, tutkimusasetelmista ja käytetyistä kehon koostumuksen mittausmenetelmistä. Mittausten ongelmia ovat perinteisesti olleet väestötutkimukseen soveltuvien yksinkertaisten ja halpojen menetelmien epätarkkuus ja/tai huono toistettavuus ja toisaalta luotettavien menetelmien Kuva Kehon rasvapitoisuuden persentiilit iän funktiona (Kyle ym. 2001). 132

5 12 Kehon rakenne ja koostumus Suominen monimutkaisuus, kalleus ja käytön epämukavuus. Rasvattoman massan ja sen eri komponenttien muutosten heterogeenisuus on osasyynä siihen, että esimerkiksi solumassan ja solunsisäisen veden määritykset ovat osoittaneet suurempia muutoksia kuin ihopoimumittauksiin ja bioimpedanssiin perustuvat menetelmät. Viimeaikaisissa kliinisissä ja epidemiologisissa tutkimuksissa on yhä useammin käytetty alun perin luustotutkimuksia varten kehitettyä, kaksienergiaisen röntgensäteilyn vaimenemista (DXA) soveltavaa tekniikkaa. Myös kvantitatiivinen tietokonetomografia (QCT) ja magneettikuvaus (MRI, ks. kuva 12.4) tarjoavat nykyään entistä paremmat mahdollisuudet kehon koostumuksen tutkimiseen. Vanhenevan ihmisen kehon koostumuksen muutokset ovat ainakin osittain yhteydessä fyysisen aktiivisuuden vähenemiseen. Iäkkäitä urheilijoita tutkittaessa on havaittu, että kehon rasvamäärä on intensiivisesti harjoittelevilla miehillä ja naisilla suurempi kuin nuorilla urheilijoilla, mutta se on huomattavasti pienempi kuin samanikäisillä liikuntaa harrastamattomilla. Vastaavanlaisia tuloksia on saatu myös geneettisesti kontrolloiduissa aineistoissa. Fyysisen aktiivisuuden suhteen diskordantteja kaksospareja tutkittaessa on havaittu, että pitkäaikainen vapaa-ajan liikunnanharrastus voi ehkäistä terveyden kannalta haitallisen viskeraalisen ja lihaksensisäisen rasvan kertymistä iän myötä (kuva 12.4). Rasvan massa voi vähentyä myös lyhyempikestoisen kestävyysja voimaharjoittelun jälkeen. Lihasvoima- ja vastusharjoittelu ylläpitää toisaalta rasvatonta massaa ja vaikuttaa lihasmassaan ja luun mineraalipitoisuuteen vielä vanhallakin iällä. Ikään ja fyysiseen aktiivisuuteen liittyvät muutokset ovat todennäköisesti yhteydessä hormonaalisiin tekijöihin. Naisia tutkittaessa on saatu viitteitä siitä, että rasvattoman massan menetys, erityisesti keskivartalossa, liittyy vaihdevuosiin pikemminkin kuin vanhenemiseen sinänsä. Vaikka rasvan lisääntyminen ja uudelleenjakautuminen näyttäisivät olevan selvemmin yhteydessä ikään kuin menopaussiin, niin estrogeeni ja muut hormonit, erityisesti kasvuhormoni, insuliini ja androgeenit voivat merkittävästi vaikuttaa kehon koostumuksen muutoksiin. Hormonikorvaushoito (estrogeeni-progestiini ja testosteroni) voi Kuva Esimerkki rasvan kertymisestä fyysisen aktiivisuuden suhteen diskordantilla monotsygoottisella kaksosparilla. Aktiivinen veli oli harrastanut säännöllisesti juoksua, mutta hänen kaksosveljensä oli fyysisesti inaktiivinen yli 30 vuotta kestäneen seurannan aikana. Inaktiivisella miehellä oli 63 % suurempi rasvamassa sekä 74 % suurempi viskeraalisen rasvan ja 150 % suurempi lihaksensisäisen rasvan pinta-ala MRI-kuvassa (Leskinen ym. 2009). tutkimusten mukaan lisätä lihasmassaa myös ilman voimaharjoittelua. Niukkaenergiainen ravinto voi jarruttaa rasvan kertymistä vanhenevalla. Tiukka ruokavalio saattaa kuitenkin vähentää myös rasvatonta massaa. Vanhuuden aliravitsemus on erityisen haitallista, koska se edistää rasvattoman massan menetystä ja sarkopenian kehittymistä ja johtaa samalla myös rasvavarastojen hupenemiseen ja immunologisten funktioiden heikkenemiseen. Yhdessä vähentyneen fyysisen aktiivisuuden kanssa ravitsemushäiriöt hidastavat aineenvaihduntaa, rajoittavat toimintakykyä ja lisäävät avun tarvetta. Kirjallisuutta Aromaa A, Koskinen S, toim. Terveys ja toimintakyky Suomessa. Terveys tutkimuksen perustulokset. Kansanterveyslaitoksen julkaisuja B3/2002. Helsinki: Kansanterveyslaitos, Going S, Williams D P, Lohman T G. Aging and body composition: Biological changes and methodological issues. Kirjassa: Holloszy J O, toim. Exercise and Sport Sciences Reviews, Vol. 23. Baltimore: Williams & Wilkins, 1995, s Dey D K, Rothenburg E, Sundh V, Bosaeus I, Steen B. Height and body weight in the elderly. I. A 25-year longitudinal study of a population aged 70 to 95 years. Eur J Clin Nutr 1999; 53:

6 III Yksilön vanheneminen Dey D K, Rothenburg E, Sundh V, Bosaeus I, Steen B. Body mass index, weight change and mortality in the elderly. A 15 y longitudinal population study of 70 y olds. Eur J Clin Nutr 2001; 55: Kyle U G, Genton L, Slosman D O, Pichard C. Fat-free and fat mass percentiles in 5225 healthy subjects aged 15 to 98 years. Nutrition 2001; 17: Leskinen T, Sipilä S, Alen M, ym. Leisure time physical activity and high-risk fat: A longitudinal population-based twin study. Int J Obesity 2009; 33: Sipilä S. Body composition and muscle performance during menopause and hormone replacement therapy. J Endocrinol Invest 2003; 26: Spirduso W W, Francis K L, MacRae P G. Physical dimensions of aging. Champaign: Human Kinetics; Suominen H. Kehon rakenteen ja fyysisen suorituskyvyn muutokset vanhetessa ja liikunta. Kirjassa: Era P, toim. Ikääntyminen ja liikunta. Jyväskylä: Liikunnan ja kansanterveyden julkaisuja 1997; (108), s Suominen H. Changes in physical characteristics and body composition during 5-year-follow-up in year-old men and women. Scand J Soc Med 1997; (Suppl. 53): Wilmore J H, Costill D L. Physiology of sport and exercise. Champaign: Human Kinetics;

7 13 Luuston kunto Harri Suominen Luun rakenne ja tehtävät 135 Ikään liittyvät muutokset 136 Luustomuutoksiin vaikuttavia tekijöitä 138 Luun rakenne ja tehtävät Luu on erikoistunutta sidekudosta, jossa pääasiassa kollageenisäikeistä koostuvaan orgaaniseen matriisiin on kiteytynyt kiinteitä mineraaleja, hydroksiapatiittia. Luukudoksen koostumus yhdessä eri luiden koon, muodon ja geometrian kanssa antaa luustolle erinomaiset lujuusominaisuudet ja ominaisuuksiin nähden kevyen rakenteen, joka kestää minimaalisella massalla maksimaalisesti kuormitusta. Luiden ensisijainen tehtävä onkin kestää kuormitusta, ylläpitää kehon rakennetta ja asentoa, suojata pehmeitä kudoksia ja edistää lihassupistusten tuottaman voiman siirtymistä kehon osasta toiseen. Luusto osallistuu myös elimistön mineraalitasapainon ylläpitämiseen ja tarjoaa suotuisan ympäristön verisolujen muodostukselle. Luu voidaan makroskooppisesti jakaa kahteen päätyyppiin: kuoriluuhun, jota ovat raajojen (appendikulaaristen) pitkien luiden varsiosat ja muidenkin luiden pintaosat, ja hohkaluuhun, jota on keskivartalon (aksiaalisten) luiden ja muiden pienempien luiden sisäosissa ja pitkien luiden päissä (taulukko 13.1). Biomekaanisia ja suojaavia funktioita pidetään yleensä kovan ja tiiviin kuoriluun ominaisuuksina. Hohkaluun sienimäinen verkostorakenne ja suuri pinta-ala ovat toisaalta ideaalisia aktiivisen aineenvaihdunnan kannalta. Luiden tehtävät ovat kuitenkin riippuvaisia myös luiden sijainnista elimistössä. Sekä kuori- että hohkaluiden funktiot ovat raajoissa enimmäkseen mekaanisia, ja molemmilla luutyypeillä on keskivartalossa mekaanisten funktioiden lisäksi tärkeä aineenvaihdunnallinen rooli. Taulukko Luun rakennetyypit ja tehtävät. Kuoriluu Hohkaluu Raajojen pitkien luiden varsiosat, kaikkien luiden pintaosat Putkirakenne ja suuri jäyhyysmomentti Biomekaaniset ja aineenvaihdunnalliset funktiot (taivutus- ja kiertojäykkyys, mineraalitasapaino) Aksiaalisten ja muiden pienempien luiden sisäosat, pitkien luiden päät Sienimäinen verkostorakenne ja suuri pinta-ala Biomekaaniset ja aineenvaihdunnalliset funktiot (painon kannatus, voimansiirto, mineraalitasapaino) 135

8 III Yksilön vanheneminen Ikään liittyvät muutokset Luuston ikään liittyville muutoksille on tyypillistä luumassan lisääntyminen kasvun aikana, aikuisiän tasannevaihe ja luun menetys vanhenemisen myötä (kuva 13.1). Luukudos uusiutuu koko elämän ajan luuta hajottavien solujen (osteoklastien) ja luuta muodostavien solujen (osteoblastien) sekä niiden esiasteiden aktiivisen ja organisoidun toiminnan avulla. Luun modellaatio, joka on geenien ohjaama prosessi ja joka on erityisen aktiivinen kasvun aikana, vahvistaa luita lisäämällä niiden massaa ja muuttamalla niiden muotoa ja geometriaa (taulukko 13.2). Luun remodellaatio puolestaan on mekanismi, joka ylläpitää luiden massaa ja rakennetta aikuisiässä poistamalla vaurioituneen ja hajonneen kudoksen ja korvaamalla sen uudella luuaineksella. Vanhenemisen ja luun patologisen haurastumisen (osteoporoosin) yhteydessä remodellaatio pyrkii suosimaan luun hajoamista (resorptiota) siten, että luun muodostus ei täysin korvaa poistettua luuta. Seurauksena on luun määrän väheneminen ja rakenteen heikkeneminen. Luun määrä saattaa vähentyä ja luiden rakenne heikentyä jo vuoden iästä alkaen. Muutokset ovat selvempiä 50. ikävuoden jälkeen, erityisesti naisilla vaihdevuosi-iässä, jolloin estrogeenin tuotanto vähenee ja luun resorptio lisääntyy. Luun menetys näyttäisi olevan naisilla suurempaa kuin miehillä myös vanhemmissa ikäryhmissä (kuva 13.1). Hohkaisille luukohdille on tyypillistä luupalkkien oheneminen ja väheneminen sekä verkostorakenteen heikentyminen. Pitkien luiden varsiosissa vanheneminen ilmenee luun sisäpinnan (endosteum) haurastumisena, mikä on luun määrään nähden runsaampaa naisilla kuin miehillä. Luun ulkopinnan (periosteum) laajeneminen on naisilla sekä kasvun että vanhenemisen aikana vähäisempää, mikä edelleen vähentää naisten luiden lujuutta miehiin verrattuna. Luun määrä on aikuisilla naisilla kaiken kaikkiaan pienempi kuin miehillä, mutta mikäli luiden koko otetaan huomioon ja mineraalimassa ilmaistaan mineraalitiheytenä tilavuusyksikköä kohti kuten Kuva Kaavamainen esitys luun mineraalitiheyden muutoksista iän mukana ja niihin vaikuttavista tekijöistä. Kuvaan on myös piirretty WHO:n kriteerien mukaan arvioidut osteopenian ja osteoporoosin raja-arvot. 136

9 13 Luuston kunto Suominen kuvassa 13.1 sukupuolten väliset erot ovat huomattavasti pienempiä. Joka tapauksessa on arvioitu, että naiset menettävät keskimäärin 50 % hohkaluuaineksestaan ja 30 % kuoriluuaineksestaan elämänsä aikana, kun vastaavat luvut miehillä ovat 30 % ja 20 %. WHO:n määrittelemien kriteerien mukaan luun menetystä voidaan pitää fysiologisena osteopeniana, mikäli luuntiheys on 1 2,5 keskihajontaa (SD) nuorten aikuisten keskiarvoa alhaisempi ( 2,5 < T-score 1). Osteoporoosista eli patologisesta luukadosta on kyse, mikäli tiheys on pienempi kuin 2,5 SD. Vastaavia arvoja voidaan laskea myös suhteessa ikäryhmäkohtaisiin keskiarvoihin (Z-score). Vaikka erilaisten tiheysmittausten sekä miesten ja naisten vertailu voi olla ongelmallista, kyseiset raja-arvot ovat käyttökelpoisia murtumariskin arvioinnissa. Luun menetys varhaisessa vaihdevuosi-iässä lisää erityisesti hohkaisten luukohtien, nikamien ja distaaliradiuksen, murtumariskiä. Myöhemmän iän osteoporoosi, joka kohdistuu myös kuoriluun rakenteisiin, ilmenee sekä naisten että miesten lisääntyneinä lonkka- ja nikamamurtumina. Luun mineraalitiheyden ja murtumariskin yhteys on sinänsä samanlainen iäkkäillä miehillä ja naisilla (kuva 13.2), mutta naisten suuremman lukumäärän, heikomman luuston ja huonomman lihaskunnon vuoksi osteoporoosi on erityisesti naisten terveysongelma. Taulukko Luun modellaatio ja remodellaatio. Modellaatio Remodellaatio Vallitseva prosessi kasvavassa luustossa Osteoblastien ja osteoklastien strateginen, ajallisesti ja paikallisesti riippumaton aktiivisuus Vahvistaa luustoa lisäämällä luiden massaa ja muuttamalla niiden muotoa ja geometriaa Vallitseva prosessi ei-kasvavassa luustossa Osteoklastien, osteoblastien ja niiden prekursorien paikallisesti koordinoitu vuorottainen aktiivisuus Ylläpitää aikuisen luuston massaa ja rakennetta korvaamalla vaurioituneen ja resorboituneen kudoksen uudella luuaineksella Kuva Luun mineraalitiheyden yhteys murtumien ilmaantumiseen viiden vuoden seuranta-aikana vuotiailla naisilla ja miehillä. Kuva perustuu Chengin ym raportoimaan aineistoon. 137

10 III Yksilön vanheneminen Luustomuutoksiin vaikuttavia tekijöitä Vaikka geneettiset tekijät ohjaavat luun massan ja rakenteen kehittymistä ja vaikuttavat luuston kuntoon todennäköisesti myöhemminkin, monet muut tekijät kuten lisääntynyt tai vähentynyt fyysinen aktiivisuus ja hormonaaliset tekijät voivat muokata luun modellaatio- ja remodellaatioprosesseja (vrt. kuva 13.1). Kehon painon ja rasvan määrän lisääntyminen on vähemmän liikkuvilla ihmisillä potentiaalisesti merkittävä luun mekaaniseen kuormitukseen ja hormoniaineenvaihduntaan vaikuttava tekijä. Luumassan lisääntyminen kasvuiässä ja luun menetyksen hidastuminen aikuisiässä ja myöhemmin vanhuudessa edellyttää riittävää kalsiumin ja D-vitamiinin saantia, mutta annos-vastesuhteista ja optimaalisesta saannista ei toistaiseksi ole tarkkaa tietoa. Myös muut elintapatekijät voivat vaikuttaa luuston kuntoon. Tupakoitsijoilla on pienempi luumassa kuin tupakoimattomilla jo kasvuiässä ja lisääntynyt lonkkamurtuman vaara vanhemmalla iällä. Liikunta Luun massaa ja mekaanista kompetenssia säätelevät homeostaattiset mekanismit, jotka kontrolloivat kuormituksen aiheuttamaa luun rasitusta ja muodonmuutosta (strain). Luuta muodostavat ja hajottavat solut saavat tiedon kuormituksesta todennäköisesti osteosyyttien (kalsifioituneeseen luuhun koteloituneiden osteoblastien) ja luun pintasolujen välityksellä, jotka muodostavat luuhun laajan, kolmiulotteisen kommunikaatioverkoston. Signaalien luonne ja välittymismekanismit ovat yksityiskohdiltaan epäselviä, mutta paikallisilla nestevirtauksilla, kasvutekijöillä tai sytokiineilla ja prostaglandiineilla lienee prosessissa keskeinen tehtävä. Mekanostaattinen säätely saattaa heikentyä postmenopausaalisessa osteoporoosissa, jolle on tunnusomaista estrogeenin puutteeseen liittyvä luun resorption lisääntyminen ja lujuuden väheneminen. Estrogeeni voi muuttaa mekanosensorisia asetuksia ja vaikuttaa näin kuormituksen aistimiseen ja luusolujen vasteeseen. Estrogeeniaineenvaihdunta voi tutkimusten mukaan vaikuttaa myös iäkkäiden miesten luun menetykseen. Jos luiden kuormitus on olennaisesti alentunut, niiden massa vähenee ja rakenne heikkenee nopeasti. Näin tapahtuu esimerkiksi pitkäaikaisen vuodelevon ja raajaimmobilisaation yhteydessä. Immobilisaation alkuvaiheessa mineraalikato voi hohkaluussa olla jopa 1 2 % viikossa. Muutokset ovat huonosti korjaantuvia, joskin yksilölliset erot ovat huomattavia. Luun tavanomaisen kuormituksen ylittävän liikunnan ja fyysisen aktiivisuuden vaikutukset eivät ole yhtä yksiselitteisiä. Epäsuoraa näyttöä luita kuormittavan liikunnan vaikutuksista on saatu runsaasti urheilija- ja ei-urheilija-vertailuista. Kuvaan 13.1 piirretty käyrä perustuu lukuisiin poikittais- ja eräisiin pitkittäistutkimuksiin, joiden mukaan intensiivisesti harjoittelevien urheilijoiden luun massa ja mineraalitiheys ovat keskimääräistä huomattavasti suurempia kaikissa ikäryhmissä. Korkeita luun mineraalimassan sekä kuoriluun poikkipinta-alan ja jäyhyysmomenttien arvoja on mitattu erityisesti voima- ja nopeuslajien harrastajilta. Sääriluun varren massajakaumaanalyysien mukaan luun mineraalimassa on esimerkiksi pikajuoksijoilla lisääntynyt spesifisti luuhun kohdistuneen kuormituksen suunnassa (kuva 13.3). Vastaavanlaisia suuntaspesifejä eroja luun massajakaumissa on havaittu myös verrattaessa fyysisen aktiivisuuden suhteen diskordantteja monotsygoottisia kaksosia. Vertailun vuoksi todettakoon, että pitkäaikaisen postmenopausaalisen hormonikorvaushoidon ylläpitämä luulisä näyttää kaksostutkimusten mukaan jakautuvan tasaisesti luun poikkipinta-alaan nähden. Kontrolloitu kokeellinen näyttö kriittisissä elämänvaiheissa kasvuiässä, vaihdevuosi-iässä ja myöhemmin vanhuudessa aloitetun liikunnan vaikutuksista on myös lisääntynyt viime vuosien aikana. Liikuntainterventioista on yleensä saatu positiivisia tuloksia, myös iäkkäille ihmisille, mutta luun mineraalitiheyden muutokset ovat jääneet keskimäärin 1 3 %:n tasolle vuodessa, mikä ei lyhyellä aikavälillä vaikuta olennaisesti luun lujuuteen ja murtumariskiin. Jyväskylässä tehty tutkimus osoitti, että hyppelytyyppinen harjoittelu voi yhdessä hormonikorvaushoidon kanssa lisätä varhaisessa vaihdevuosi-iässä olevien 138

11 13 Luuston kunto Suominen Kuva Veteraanipikajuoksijan ja verrokin tyypilliset sääriluun varren poikkileikkauskuvat ja keskimääräiset polaariset massajakaumakäyrät nuorilla (40 49 v) ja vanhoilla (70 85 v) urheilijoilla ja verrokeilla (31 45 v). Urheilijoiden ja verrokkien pituus- ja painovakioidun mineraalimassan erot ovat ilmeisiä luun poikkileikkeen anterolateraalisilla (A L) ja posteromediaalisilla (P M) sektoreilla. Kuva perustuu Korhosen ym raportoimaan aineistoon. naisten alaraajojen luiden mineraali tiheyt tä ja muuttaa sen lisäksi niiden massajakaumia ja laskettuja jäyhyysmomentteja. Luita tehokkaasti kuormittava nopeus- ja iskutyyppinen harjoittelu, joka tuottaa korkeita ja lyhytaikaisia kuormitushuippuja ja tavanomaisesta poikkeavia strain-arvoja, ei kuitenkaan sellaisenaan sovellu iäkkäille ihmisille. Hormonikorvaushoitoa on aikaisemmin suositeltu sekä terveille vaihdevuosiikäisille naisille että erityisesti osteoporoosin riskiryhmille, mutta sivuvaikutusten raportointi ja muun lääkehoidon kehittäminen ovat jonkin verran hillinneet estrogeenien käyttöä osteoporoosin ehkäisyssä ja hoidossa. Tulevissa tutkimuksissa pitäisi edelleen selvittää, minkälainen liikunta voi käytännössä parhaiten säilyttää kasvuiässä hankittua luun huippumassaa. Tiedon aukkojen täyttäminen edellyttää liikunnan ja muiden tekijöiden vaikutusmekanismien tarkempaa selvittämistä sekä luun rakenteen ja lujuuden mittausmenetelmien kehittämistä. Kohtuullinenkin fyysinen aktiivisuus ja liikunta voi pitkällä aikavälillä osoittautua hyödylliseksi osteoporoottisten murtumien ehkäisyssä ylläpitämällä lihasten massaa ja suorituskykyä sekä tasapainoa ja koordinaatiota, jotka luuston kunnon lisäksi ovat tärkeitä ominaisuuksia murtumariskin kannalta. Lihasvoima- ja vastusharjoittelu on todennäköisesti myös hyvää luuliikuntaa ikääntyville ihmisille. Lihaskunto-, liikkuvuus- ja tasapainoharjoitukset ovat asianmukaisesti toteutettuina potentiaali- 139

12 III Yksilön vanheneminen sia hoitomenetelmiä myös osteoporoosipotilaiden toimintakyvyn ja elämänlaadun kohentamisessa. Potilaille, joilla on kovia kipuja ja liikerajoituksia, voidaan soveltaa kehon painoa keventäviä liikuntaohjelmia (esimerkiksi vesivoimistelua). Osteoporoosipotilaiden tulisi kuitenkin välttää dynaamisia vatsalihasliikkeitä, voimakkaita taivutus- ja kiertoliikkeitä sekä äkillisiä tai impaktityyppisiä kuormituksia. Kirjallisuutta Cheng S, Suominen H, Sakari-Rantala R, Laukkanen P, Avikainen V, Heikkinen E. Calcaneal bone mineral density predicts fracture occurrence: a five-year follow-up study in elderly people. J Bone Miner Res 1997; 12: Cheng S, Sipilä S, Taaffe D R, Puolakka J, Suominen H. Change in bone mass distribution induced by hormone replacement therapy and high-impact physical exercise in postmenopausal women. Bone 2002; 31: Harridge S, Suominen H. Physical activity in the elderly. Kirjassa: Kjaer M, Krogsgaard M, Magnusson P, ym., toim. Textbook of sports medicine. Basic science and clinical aspects of sports injury and physical activity. Oxford: Blackwell Science; 2003, s Heinonen A, Karinkanta S. Liikunta osteoporoosin ja osteoporoottisten murtumien ehkäisyssä. Suom Lääkäril 2003; 38: Kahn K, McKay H, Kannus P, Bailey D, Wark J, Bennel K, toim. Physical activity and bone health. Champaign: Human Kinetics, Kohrt W M, Bloomfield S A, Little K D, Nelson M E, Yingling V R. American College of Sports Medicine position stand: physical activity and bone health. Med Sci Sports Exerc 2004; 36: Korhonen M T, Heinonen A, Siekkinen J, ym. Bone density, structure and strength, and determinants in aging sprint athletes. Med Sci Sports Exerc Jul 6. [Epub ahead of print] Ma H, Leskinen T, Alen M, ym. Long-term leisure time physical activity and properties of bone: A twin study. J Bone Miner Res 2009; 24: Mikkola T M, Heinonen A, Kovanen V, ym. Influence of longterm postmenopausal hormone replacement therapy on structural bone strength: A study in discordant monozygotic twins. J Bone Miner Res 2011; 26: Osteoporoosi (online). Käypä hoito -suositus. Suomalaisen Lääkäriseuran Duodecimin, Suomen Endokrinologiyhdistyksen ja Suomen Gynekologiyhdistyksen asettama työryhmä. Helsinki: Suomalainen Lääkäriseura Duodecim, 2006 (viitattu ). Saatavilla Internetissä: www. kaypahoito.fi. Suominen H. Bone mineral density and long term exercise: an overview of cross-sectional athlete studies. Sports Med 1993; 16: Suominen H. Muscle training for bone health. Aging Clin Exp Res 2006; 18: Taaffe D R, Daly R M, Suominen H, Galvão D A, Bolam K A. Physical activity and exercise in the maintenance of the adult skeleton and the prevention of osteoporotic fractures. Kirjassa: Marcus R, ym., toim. Osteoporosis. Elsevier (painossa). 140

13 14 Lihasvoima Sarianna Sipilä, Taina Rantanen, Kristina Tiainen Kuinka lihakset tuottavat voimaa 141 Lihasvoiman periytyvyys 145 Hermo-lihasjärjestelmän rakenteen ja toiminnan ikääntymismuutokset 146 Lihasvoiman merkitys terveydelle ja toimintakyvylle 148 Voiko vanhetessaan ylläpitää lihasvoimaa? 150 Tutkimuksesta ja käytännöstä 152 Iän mukana tapahtuva lihasvoiman heikkeneminen on keskeinen toiminnanvajauksien riskitekijä. Lihasvoimaharjoittelun merkitys iäkkäiden ihmisten primaari- ja sekundaarikuntoutuksessa on vilkkaan tutkimus- ja kehitystyön kohde. Lihasvoimatutkimusta tehdään usealla eri tieteenalalla, kuten molekyylibiologiassa, epidemiologiassa, liikuntatieteissä ja terapiatieteissä. Tutkimusnäkökulmien moninaisuus on pyritty ottamaan huomioon myös tässä luvussa. Aluksi kuvataan, kuinka lihakset toimivat. Sen jälkeen siirrytään käsittelemään lihasten vanhenemismuutoksia, lihasvoiman merkitystä iäkkään ihmisen terveydelle ja lopuksi lihasvoiman ylläpitämiseen ja harjoittamiseen liittyviä kysymyksiä. Kuinka lihakset tuottavat voimaa Luurankolihaksen pääasiallinen tehtävä on tuottaa voimaa, minkä seurauksena saadaan aikaan tarkoituksenmukainen liike tai toiminta. Kuvassa 14.1 esitetään pääpiirteissään hermolihasjärjestelmän eri osat sekä lihassupistukseen ja sen aiheuttamaan liikkeeseen osallistuvat rakenteet. Esimerkiksi kun henkilö päättää nousta istumasta seisomaan, tahdonalainen lihassupistus alkaa aivojen motorisella kuorella syntyneestä ärsykkeestä. Ärsyke kulkee sähköimpulssina selkäytimen etummaisessa juosteessa olevaa hermorataa pitkin alempaan liikehermosoluun, jossa se kulkee eteenpäin viejähaaraa (aksonia) pitkin. Aksonia ympäröi eristävä myeliinituppi, jossa on säännöllisin välein myeliinittomia Ranvier n kuroumia. Hermoimpulssi etenee hyppäämällä kuroumasta toiseen. Alemman liikehermosolun päässä olevat ulokkeet, päätelevyt, muodostavat lihassolukalvolla hermo-lihasliitoksen, jota kautta hermoimpulssi siirtyy kemiallisten välittäjäaineiden avulla lihassolun solukalvolle. Lihassolukalvoa pitkin sähköinen impulssi kulkeutuu lihassolun sisälle solukalvossa olevaa putkistoa (T-tubulusta) pitkin. Impulssin seurauksena lihassolun sisällä olevasta solulimakalvostosta vapautuu kalsiumioneja, jotka sitoutuvat aktiinifilamenttiin paljastaen rakenteen, jonka kanssa myosiinifilamentti pääsee tekemään kemiallisen sidoksen, poikittaissillan. Aktiini- ja myosiinifilamentit ovat lihassolun sisällä olevia valkuaisainesauvoja, jotka sijaitsevat rinnakkain toistensa lomassa. Aktiinifilamentit kiinnittyvät suoraan ja myosiinifilamentit mahdollisesti titiinin avulla Z-linjaan muodostaen lihaksen pienim- 141

14 III Yksilön vanheneminen Kuva Kaavakuva hermo-lihasjärjestelmän rakenteesta. A) Motorinen aivokuori ja siitä lähtevät hermoradat. B) Selkäydin ja siinä kulkevat hermoradat. C) Alempi liikehermosolu (alfamotoneuroni). D) Lihaksen poikkileikkauskuva. E) Lihassolukimppu pitkittäin. F) Yksittäinen lihassäie. G) Sarkomeeri. H) Yksittäinen myosiinimolekyyli. män supistuvan yksikön, sarkomeerin. Aktiini- ja myosiinifilamenttien välisten poikittaissiltojen avulla aktiinifilamentit liukuvat lähemmäksi sarkomeerin keskustaa sarkomeeri lyhenee ja lihas supistuu, jolloin syntyy haluttu liike. Lihassupistus vaatii runsaasti energiaa. Sitä tarvitaan erityisesti aktiini- ja myosiinifilamenttien välisten sidosten purkamiseen ja kalsiumin pumppaamiseen takaisin solulimakalvostoon. Energiaa saadaan pilkkomalla lihakseen varastoitunutta korkeaenergistä adenosiinitrifosfaattia (ATP) adenosiinidifosfaatiksi (ADP) ATPaasientsyymin avulla. ATP:a tuotetaan lisää lihakseen varastoituneesta kreatiinifosfaatista. Näiden lihaksen ns. välittömien energianlähteiden lisäksi energian tuottamiseen tarvitaan hiilihydraatteja ja rasvoja sekä joissakin erityistapauksissa valkuaisaineita. Luurankolihas on hiilihydraattiaineenvaihdunnan kannalta tärkeä ja keskeinen kudos. Liian vähäinen lihasten käyttö esimerkiksi fyysisen inaktiivisuuden tai halvauksen seurauksena on diabeteksen riskitekijä. Lihassolutyypit Lihassolut voidaan luokitella supistumisnopeuden mukaan hitaisiin (I-tyypin), nopeisiin (IIa tai IIb/ IIx) ja välimuotoisiin (esimerkiksi Ic, IIab, IIc) 142

15 14 Lihasvoima Sipilä Rantanen Tiainen soluihin. Yleisesti ottaen ihmisellä on luurankolihaksissa hitaita ja nopeita lihassoluja suunnilleen yhtä paljon. Poikkeusyksilöitäkin tosin on. Esimerkiksi kestävyysurheilussa on etua siitä, jos valtaosa lihassoluista on hitaita. Joillain kestävyysurheilijoilla voi % lihassoluista olla hitaita. Hitaita lihassoluja käytetäänkin pääasiassa pitkäkestoisissa suorituksissa, oli sitten kyseessä kestävyysurheilu tai päivittäisistä toiminnoista selviytyminen. Näissä suorituksissa lihassolujen energia-aineenvaihdunta perustuu aerobisiin prosesseihin. Nopeissa lyhytkestoisissa suorituksissa puolestaan käytetään nopeita lihassoluja, jotka tuottavat energiaa anaerobisten prosessien avulla. Nopeuslajien urheilijoilla, esimerkiksi pikajuoksijoilla, voi olla 80 % nopeita lihassoluja. Lihassolut voidaan luokitella histokemiallisilla menetelmillä myosiinifilamentin ATPaasin aktiivisuuteen perustuen. Luokittelu voidaan tehdä Metabolinen oireyhtymä Metabolisen oireyhtymän tunnusomaisia piirteitä ovat keskivartalolihavuus, kohonnut verenpaine ja heikentynyt kyky käyttää glukoosia hyödyksi. Yksi keskeinen mekanismi metabolisen oireyhtymän synnyssä on liian vähäinen liikunta eli lihasten käyttämättömyys. Lihasten käyttämättömyys saattaa usein johtua istumatyöstä ja passiivisesta vapaa-ajanvietosta. Ääriesimerkki lihasten vähäisestä käytöstä on halvaantumisen aiheuttama tahdonalaisen lihastyön dramaattinen väheneminen. Hyvin usein halvauksen saaneille ihmisille kehittyy diabetes. Lihasten liian vähäinen käyttö saattaa johtaa hiilihydraattiaineenvaihdunnan häiriöön. Insuliinin vaikutuksen heikentymisen eli insuliiniresistenssin seurauksena elimistön kyky käyttää hyväkseen verensokeria (glukoosia) on heikentynyt. Huonon glukoosinsietokyvyn (intoleranssin) ja insuliiniresistenssin seurauksena verensokeritaso kohoaa normaalia korkeammaksi. Seurauksena on kohonnut riski sairastua aikuistyypin diabetekseen ja ateroskleroosiin. myös myosiinimolekyylin raskasketjun (MHC) perusteella. Tällöin lihassolut luokitellaan I-, IIA- tai IIX-tyypin soluihin immunohistokemiallisesti sen perusteella, mitä myosiinin raskasketjua (MHC I, MHC IIA tai MHC IIX) kyseinen solu ilmentää. Lihaskudosnäytteestä voidaan analysoida myosiinin raskasketjujen suhteelliset osuudet myös niiden ominaispainojen perusteella. Yksittäinen lihassolu saattaa ilmentää kahta tai jopa kolmea eri raskasketjua. Tällöin puhutaan välimuotoisista soluista, hybridisoluista. On toistaiseksi jossain määrin epäselvää, mitä toiminnallisia seurauksia hybridisolujen olemassaolosta on, mutta vaikuttaa siltä, että hybridit eivät pysty toimimaan yhtä tehokkaasti kuin yhdentyyppistä raskasketjua ilmentävät solut. Motorinen yksikkö Liikehermosolu ja sen hermottamat lihassolut muodostavat motorisen yksikön. Motorisen yksikön koko vaihtelee eri lihaksissa ja se on riippuvainen lihaksen pääasiallisesta toiminnasta. Mitä tarkempaa voimantuoton säätelyä lihakselta vaaditaan, sitä vähemmän lihassoluja on yhdessä motorisessa yksikössä. Esimerkiksi silmää liikuttavissa lihaksissa voi olla vain muutama lihassolu yhtä liikehermosolua kohtaan. Suurissa raajojen lihaksissa saattaa olla satoja, jopa tuhansia soluja motorista yksikköä kohden. Peräkkäisten sarkomeerien ja koko lihassolun lyheneminen välitetään liikkeeksi lihassolun sisällä olevien rakenteiden ja solun ulkopuolisen, pääasiassa kollageenista koostuvan sidekudosverkoston avulla. Sidekudosverkosto yhdistyy lihaksen molemmissa päissä jänteisiin. Yksittäistä lihassolua ympäröivää sidekudoskalvoa kutsutaan endomysiumiksi. Lihassolukimppuja ympäröi perimysium ja koko lihasta peittää epimysium. Sidekudosverkoston tehtävänä on liikkeen välittämisen lisäksi myös ylläpitää lihaksen rakennetta. Lihasvoiman mittaaminen Se, kuinka paljon lihakset pystyvät tuottamaan voimaa, riippuu lihasten koosta sekä hermotuksen tehokkuudesta. Iän mukana lihasten koko pienenee ja hermotus heikkenee aiheuttaen lihasvoiman 143

16 III Yksilön vanheneminen Kuva Yhteenveto lihasten suorituskyvyn heikkenemiseen vaikuttavista tekijöistä. alenemista (kuva 14.2). Viimeksi kuluneen vuosikymmenen aikana kiinnostus iäkkäiden ihmisten lihasvoiman mittaamiseen on lisääntynyt sekä tieteellisessä tutkimuksessa että kuntoutuksen tarpeen ja vaikuttavuuden arvioinnissa. Isometrisessa lihassupistuksessa lihas tuottaa voimaa, mutta ulkoista liikettä ei tapahdu. Laukun kannattelu on esimerkki isometrisesta lihassupistuksesta. Monet mittausjärjestelmät perustuvat isometristen suoritusten taltioimiseen. Esimerkiksi käden puristusvoima useimmiten mitataan isometrisesti siten, että tutkittavaa pyydetään ottamaan voimadynamometriin kytketystä kahvasta tukeva ote ja puristamaan mahdollisimman kovaa (kuva 14.3). Mittalaitteessa oleva venymäliuska-anturi rekisteröi itseensä kohdistuneen voimantuoton, jonka jälkeen tulos digitoidaan ja muutetaan voiman yksiköiksi, newtoneiksi (N). Maksimivoiman mittauksissa tutkittavaa pyritään motivoimaan mahdollisimman hyvään suoritukseen. Tällöin on kyseessä tahdonalainen maksimivoima. Tahdonalainen voima on varsinkin iäkkäillä ihmisillä jonkin verran alempi kuin lihasten todellinen maksimivoima, joka saadaan selville vain ulkoisen sähköärsykkeen avulla. Dynaamisista lihassupistuksista puhutaan silloin kun lihassupistukseen liittyy havaittava liike. Konsentrisessa supistuksessa lihas supistuessaan lyhenee. Esimerkiksi portaita noustaessa reiden etupuolen lihakset työskentelevät konsentrisesti. Eksentrisessä supistuksessa lihas pitenee Kuva Isometrisen lihasvoiman mittaaminen säädettävällä dynamometrillä. Kuvassa on meneillään käden puristusvoiman mittaus. Henkilö puristaa käsinojaan kytkettyä kahvaa, jolloin siihen liitetty mitta-anturi rekisteröi tuotetun voiman. Kuvan laitteella voi mitata lisäksi polven ojennusvoimaa ja käden koukistusvoimaa. Mittauksen aikana tutkittava istuu paikoillaan ja yhden lihasryhmän voima mitataan kerrallaan. Mittaus ei ole fyysisesti rasittava, joten myös hyvin iäkkäät ja sangen huonokuntoiset ihmiset voivat osallistua lihasvoimamittauksiin esimerkiksi tieteellisissä tutkimuksissa tai kuntoutuksen vaikuttavuutta arvioitaessa. Isometrisissa mittauksissa nivelessä ei tapahdu liikettä, joten kipuriski esimerkiksi nivelrikkopotilailla on vähäinen. 144

17 14 Lihasvoima Sipilä Rantanen Tiainen supistuessaan. Portaita laskeuduttaessa reiden etupuolen lihakset tekevät eksentristä työtä. Eksentrisen ja konsentrisen voiman mittaaminen vaatii monimutkaisempia laitteita kuin isometrisen voiman mittaaminen. Lihasten voimantuottoteho on myös ikääntymistutkimuksissa kiinnostuksen kohteena. Sillä tarkoitetaan sitä, kuinka suuren työn lihakset pystyvät tekemään tietyssä ajassa. Voimantuottoteho voidaan laskea jakamalla tehty työ siihen käytetyllä ajalla. Toinen mahdollisuus laskea voimantuottoteho on kertoa tuotettu voima liikenopeudella. Tehon yksikkö on watti (W). Lihasvoimamittauksia tehtäessä on tärkeää pyrkiä standardoimaan tutkittavan asento mahdollisimman hyvin ja samalla kontrolloida, että suoritus on puhdas. Nivelten kulma samoin kuin kehon asento saattaa vaikuttaa voimamittauksen tulokseen, joten ne täytyy kontrolloida huolellisesti. Tutkittavan on syytä antaa harjoitella suoritusta etukäteen, koska oppiminen yleensä parantaa tulosta. Myös motivaatio tai tilanneahdistuneisuus saattaa vaikuttaa tulokseen. Kaikki suoritusta häiritsevät tekijät täytyy mittaustilanteissa pyrkiä minimoimaan. Tästä syystä myös mittaajan on syytä harjoitella etukäteen. Lihasvoiman periytyvyys Yksilöiden väliset erot lihasvoimassa selittyvät perimällä ja eroilla ympäristötekijöissä. Perimällä tarkoitetaan yksilön vanhemmiltaan perimien kaikkien geenimuotojen kokonaisuutta. Geeni on perinnöllisyyden perusyksikkö, perintöaineksen toiminnallinen osa, joka siirtää perinnöllisen tiedon sukupolvelta toiselle. Usein puhutaan ominaisuuksien periytymisestä vanhemmilta lapsille. Varsinaisesti ominaisuudet eivät kuitenkaan periydy, vaan ominaisuuksiin vaikuttavat geenit periytyvät. Ympäristötekijöillä puolestaan tarkoitetaan kaikkia ominaisuuteen vaikuttavia ei-geneettisiä tekijöitä. Nykyisin periytyvyyden ja geenien tutkiminen on suuren kiinnostuksen kohteena. Periytyvyyttä ja geneettisiä tekijöitä selitettäessä tutkimuksessa voidaan nähdä kolme eri vaihetta. Ensimmäisessä vaiheessa selvitetään, ovatko geneettiset tekijät ylipäätään yhteydessä tutkittavaan ominaisuuteen. Jos perimällä on merkitystä, seuraavana tavoitteena on selvittää, mitkä perimän alueet ovat yhteydessä tutkittavaan ominaisuuteen. Viimeisessä vaiheessa pyritään tarkentamaan ja nimeämään, mitä nämä ominaisuuteen yhteydessä olevat geenit ovat. Taudin tai ominaisuuden periytyvyyttä voidaan tutkia kaksostutkimuksen avulla. Kaksostutkimuksessa verrataan toisiinsa perimältään 100-prosenttisesti samanlaisia, identtisiä kaksosia (monotsygoottiset kaksoset) ja perimältään 50-prosenttisesti samanlaisia ei-identtisiä kaksosia (ditsygoottiset kaksoset). Identtisten kaksosten suurempi samankaltaisuus tutkittavan ominaisuuden suhteen verrattuna ei-identtisiin kaksosiin on osoitus siitä, että perimä selittää yksilöiden välisiä eroja kyseisessä ominaisuudessa. Yksilöiden välisiä eroja selitettäessä geenien selitysosuus on tutkitun väestön ominaisuus eikä tarkoita yksilön ominaisuutta. Perimän selitysosuus englanninkielisessä kirjallisuudessa raportoidaan usein heritabiliteettina (heritability). Heritabiliteetti on tilastollinen termi, joka kuvaa geneettisten tekijöiden selitysosuutta ilmiön kokonaisvaihtelusta. Heritabiliteetti on riippuvainen ajasta ja tutkimuskohteesta. Tästä syystä perimän selitysosuus saattaa vaihdella iän, sukupuolen ja väestön mukaan. On kuitenkin muistettava, että geneettiset ja ympäristötekijät ovat jatkuvassa vuorovaikutussuhteessa toistensa kanssa. Tästä syystä ominaisuudet ja sairaudet ovat aina geenien ja ympäristötekijöiden yhteisvaikutuksen tulosta. Periytyvyyden tutkimuksessa yleisesti käytettävä tilastollinen menetelmä on geneettinen mallinnus, jossa tutkittavan ominaisuuden, esimerkiksi lihasvoiman, kokonaisvaihtelu jaetaan perimän eli geneettisten tekijöiden selittämään vaihteluun ja ympäristötekijöiden selittämään vaihteluun. Kaksostutkimuksissa ympäristötekijöillä tarkoitetaan tekijöitä, jotka vaikuttavat tai ovat vaikuttaneet kaksosiin samalla tavalla, esimerkiksi lapsuuden ajan kasvu- ja kasvatusympäristö. Yksilölliset ympäristötekijät ovat puolestaan tekijöitä, jotka tekevät jokaisesta yksilöstä erilaisia, esimerkiksi omat sairaudet, vammat ja harrastukset. 145

18 III Yksilön vanheneminen Yksilöiden välisistä lihasvoimaeroista geneettiset tekijät selittävät %. Tutkimukset ovat myös osoittaneet, että kahteen erilaiseen lihassupistustapaan, isometriseen lihasvoimaan ja voimantuottotehoon, vaikuttavat osittain yhteiset geneettiset tekijät. Tulosten suurta vaihtelua selittävät osaltaan mm. erot tutkittavien lukumäärässä, erilaisten mittausmenetelmien käyttö, tutkittavien ikä ja sukupuoli. Geneettisten tekijöiden osuus lihasvoimaerojen selittäjänä saattaa kuitenkin muuttua ikääntyessä niin, että ympäristötekijöiden merkitys kasvaa geneettisten tekijöiden merkityksen vähentyessä. Iäkkäiden miesten puristusvoimaeroja tutkittaessa perimän selitysosuus alkutilanteessa oli 35 %. Kymmenen vuoden seurannan jälkeen perimän selitysosuus oli pudonnut 22 prosenttiin ja ympäristötekijöiden selitysosuus oli puolestaan noussut 39 %:sta 45 %:iin. Lihasvoima on polygeeninen eli monitekijäinen ilmiö, johon todennäköisesti vaikuttavat useat eri geenit ja niiden väliset yhteydet (gene gene interaction). Lisäksi geenit toimivat vuorovaikutuksessa ympäristötekijöiden kanssa (gene environment interaction). Yksilön lihasvoimataso muodostuukin usean eri geenin ja ympäristötekijöiden yhteisvaikutuksen tuloksena. Myös geenien aktiivisuustaso vaihtelee iän myötä. Lihasvoimaan vaikuttavina kandidaattigeeneinä on esitetty mm. seuraavia geenejä: GDF8 (growth differentiation factor 8, myostatin), ACE (angiotensin converting enzyme), ACTN3 (alpha actinin 3), CNTF (ciliary neutrophin factor gene), COL1A1 ja COL1A2 (collagen type 1 genes), IGF1 ja IGF2 (insulin like growth factors), VDR (vitamin D reseptor). Myostatiinia pidetään tällä hetkellä ehkä voimakkaimpana kandidaattigeeninä, joka selittäisi lihasvoimaeroja ikääntyneillä. Jos geneettisten tekijöiden selitysosuus on hyvin korkea, kuten esimerkiksi kehon pituuden määräytymisessä, ympäristötekijöitä muuttamalla pystytään vaikuttamaan vain vähän tutkittavaan ominaisuuteen. Lihasvoiman kohdalla kuitenkin yli puolet yksilöiden välisistä eroista selittyy muilla kuin geneettisillä tekijöillä. Ympäristötekijöiden eli ei-perinnöllisten tekijöiden suuri selitysosuus korostaa fyysisen aktiivisuuden, kuntoutuksen, harjoittelun sekä muiden elämäntapatekijöiden tärkeyttä iäkkäiden lihasvoiman ylläpidossa ja sen lisäämisessä. Hermo-lihasjärjestelmän rakenteen ja toiminnan ikääntymismuutokset Lihasvoima Lihasvoima saavuttaa huippunsa ikävuoden tienoilla. Mikäli fyysisessä aktiivisuudessa ja elintavoissa ei tapahdu suuria muutoksia, se pysyy suhteellisen muuttumattomana aina 50. ikävuoteen saakka. Tämän jälkeen lihasvoima alkaa heikentyä noin 1 %:n vuosivauhtia. Vaihdevuosiin liittyvien hormonaalisten muutosten takia naisten lihasvoima heikkenee 50. ikävuoden tienoilla luultavasti enemmän ja nopeammin kuin miesten. Iän lisääntyessä myös lihasvoiman heikentyminen kiihtyy. Kuudenkymmenenviiden ikävuoden jälkeen se heikkenee noin 1,5 2 % vuodessa. Osa voiman heikkenemisestä liittyy sairauksiin, osa muissa elinjärjestelmissä tapahtuviin ikääntymismuutoksiin, osa fyysisen aktiivisuuden muutoksiin ja osa suoranaisiin hermo-lihasjärjestelmän vanhenemismuutoksiin. Tässä kappaleessa esitellään lähinnä hermo-lihasjärjestelmässä tapahtuvia ikääntymismuutoksia. Sarkopenia Lihaskudoksen määrä vähenee ihmisen ikääntyessä, samalla kun hävinnyt lihaskudos korvautuu ainakin osittain rasvakudoksella. Erään tutkimuksen mukaan iäkkäiden ihmisten polven ojentajalihaksen poikkipinta-alasta vain 50 % muodostui lihaskudoksesta ja loput rasva- ja sidekudoksesta. Tätä ilmiötä kutsutaan sarkopeniaksi, ja se on viime vuosina ollut vilkkaan tutkimuksen kohteena erityisesti Yhdysvalloissa. Lihasmassan pieneneminen johtuu sekä hitaiden, että nopeiden lihassolujen lukumäärän vähenemisestä palautumattoman soluvaurion tai liikehermosolun kuoleman seurauksena. Sarkopenialle tyypillisenä piirteenä pidetään juuri liikehermosolujen vähenemistä. Myös nopeiden lihassolujen koko pienenee ikääntymisen seurauksena. Sarkopenian taustalla on monia muitakin mekanismeja kuten hormonitasojen lasku (estrogeenit, androgeenit, 146

19 14 Lihasvoima Sipilä Rantanen Tiainen Kuva Poikkileikkauskuva reiden puolivälistä. Kuvissa näkyy mustana keskellä reisiluu. Tummanharmaa on lihaskudosta ja vaaleanharmaa rasvakudosta. Vasemmalla oleva kuva on otettu 36-vuotiaan terveen naisen reidestä. Koko reiden poikkileikkeessä noin 70 % on lihaskudosta. Oikean puolen kuva on otettu 70-vuotiaan terveen naisen reidestä. Poikkileikkeestä noin 50 % on lihaskudosta. kasvuhormoni), lisääntyneeseen rasvan määrään liittyvä insuliiniresistenssi, sekä käyttäytymisen muutokset kuten fyysisen aktiivisuuden aleneminen ja ruokahaluttomuudesta johtuva proteiinin saannin väheneminen. Myös moniin sairauksiin liittyvää tulehdusreaktiota pidetään yhtenä sarkopenian taustalla olevana tekijänä. Myös ikääntymiseen liittyvä matalaintensiteettinen tulehdustila (kohonnut seerumin C-reaktiivisen proteiinin ja interleukiini-6:n konsentraatio) on yhteydessä lihasvoiman heikkenemiseen. Sarkopenian seuraukset, lihasheikkous ja metabolisen reservin aleneminen, ovat tärkeitä tekijöitä toiminnanvajauksien ja lisääntyneen kuolleisuusriskin taustalla. Kuva 14.4 esittää ikääntymisen mukanaan tuomia muutoksia reiden lihasten koostumuksessa. Lihassolujakauma Myös lihassolujakaumassa näyttää tapahtuvan muutoksia ikääntymisen myötä, joskin tieto tältä alueelta on jossain määrin ristiriitaista. Osa aikaisemmista tutkimuksista on osoittanut, että iäkkäillä ihmisillä hitaiden lihassolujen suhteellinen osuus on suurempi kuin nuoremmilla. Tämä saattaa johtua siitä, että toimiva, yleensä hitaita lihassoluja hermottava liikehermosolu alkaa hermottaa osaa niistä lihassoluista, joiden oma nopea liikehermosolu on kuollut. Uuden hermotuksen saaneet lihassolut muuttuvat vähitellen muiden samassa motorisessa yksikössä olevien solujen kaltaisiksi eli hitaiksi. Tämän denervaatio-reinnervaatioprosessin seurauksena toimivien motoristen yksiköiden lukumäärä vähenee ja niiden koko suurenee. Edellisten ikääntymismuutosten lisäksi lihasten supistumisnopeuteen ja voimantuottotehoon vaikuttavat luultavasti myös myosiinifilamentin pään entsyymiaktiivisuuden ja toiminnan muutokset lihassupistuksen aikana. Aktiini- ja myosiinifilamenttien välinen liukumisnopeus hidastuu ikääntymisen mukana erityisesti niissä soluissa, jotka ilmentävät MHC I:tä ja IIA:ta. On todettu, että yli 85-vuotiailla miehillä ja naisilla on jopa kolmasosa soluja, jotka sisältävät myosiinin raskasketju I:tä ja IIA:ta. Näiden ns. hybridisolujen runsas määrä johtuu luultavasti myosiinin raskasketjujen ilmentymistä säätelevien mekanismien häiriintymisestä. Tämä tutkimussuunta on parhaillaan kehittymässä ja tuottaa lähivuosina todennäköisesti uutta tietoa lihasten vanhenemismuutosten syistä. Sitä voi pitää askeleena eteenpäin 147

20 III Yksilön vanheneminen niistä tutkimuksista, jotka perustuivat perinteiseen jaotteluun hitaisiin ja nopeisiin lihassoluihin. Lihasvoiman merkitys terveydelle ja toimintakyvylle Lihasvoima ja toimintakyky Aiemmissa tutkimuksissa on todettu, että lihasvoima heikkenee erityisesti sellaisissa sairauksissa kuten kroonisessa ahtauttavassa keuhkosairaudessa, diabeteksessa, sepelvaltimotaudissa, osteoartriitissa, reumassa ja halvauksissa. Näissä sairauksissa tautiprosessien suorien vaikutusten lisäksi juuri lihasvoiman heikkeneminen saattaa olla merkittävä toiminnanvajausten riskin lisääjä. Lihasvoima saattaa lopulta pudota tasolle, jolloin monien päivittäisten rutiinien tekeminen vaikeutuu. Jotta ihminen pystyisi kiipeämään portaita tai nousemaan tuolista ylös, hänen lihastensa tuottaman voiman pitää pystyä voittamaan maan kehon massaan kohdistama vetovoima. Lihasvoiman puute saattaa muodostua liikkumista rajoittavaksi tekijäksi erityisesti liikunnallisesti passiivisilla ylipainoisilla henkilöillä, joilla on useita sairauksia. Tiettyyn liikkeeseen, vaikka portaalle nousemiseen, tarvittavan lihasvoiman määrä riippuu henkilön painosta eli siitä, kuinka suuri työ pitää tehdä, sekä motorisesta taidosta. Taidokas suorittaja tarvitsee vähemmän lihasvoimaa kuin henkilö, jonka suoritus on hioutumaton tai muuten haparoiva. Esimerkiksi huono asennonsäätelykyky käveltäessä asettaa lisävaatimuksia voimankäytölle. Usein hyvin iäkkäillä ihmisillä on vaikeuksia liikkeen koordinoinnissa, joka entisestään lisää lihasvoiman merkitystä suorituksen mahdollistajana. Viimeaikaisissa tutkimuksissa on myös havaittu, että ne iäkkäät naiset, joilla on suuri ero alaraajojen ojentajalihasten voimantuottotehon välillä, kävelevät hitaammin ja heidän asennonsäätelykykynsä on heikentynyt verrattuna sellaisiin naisiin, joilla puoliero oli vähäisempi. Lisäksi alaraajojen voimantuottotehon puolieron on todettu olevan yhteydessä vamman aiheuttamiin kaatumisiin. Alaraajojen välinen lihasvoiman puoliero lisääntyy toiseen jalkaan kohdistuneiden vammojen ja sairauksien, kuten lonkka- tai polvinivelen kuluman tai luun murtuman, seurauksena. Reservikapasiteetista puhutaan, kun voimaa on riittävästi ja voiman lisäys ei enää sinänsä paranna suoritusta. Reservikapasiteetti on ikään kuin turvamarginaali. Esimerkiksi sairaalahoidossa lihasvoima saattaa vuodelevossa vähetä jopa 2 % päivässä. Mikäli alaraajojen lihasvoima on jo valmiiksi lähellä liikkumiseen tarvittavaa minimiarvoa, henkilöllä on merkittävä lihasten heikkoudesta johtuvien toiminnanvajausten riski. Jos taas lihasvoimissa on reserviä, ei muutaman prosentin voiman aleneminen vielä johda toiminnanvajauksiin (kuva 14.5). Lihasvoimareservin merkitystä uusien toiminnanvajauksien synnyssä tutkittiin mittavassa seurantatutkimuksessa, johon osallistui yli tervettä keski-ikäistä miestä. Tutkimus aloitettiin 1960-luvulla, jolloin osallistujilta mitattiin käden puristusvoima. Heidän toimintakykyään on seurattu siitä alkaen. Käden puristusvoimaa on usein käytetty suurissa epidemiologisissa tutkimuksissa lihasvoiman indikaattorina siksi, että puristusvoiman mittaus on helppo tehdä ja siten toteutettavissa myös suurelle osallistujajoukolle. Vaikka kyseessä on vain yksinkertainen testi, tulokset korreloivat hyvin muiden lihasryhmien tulosten kanssa. Keski-iässä (45 68-vuotiailla) mitatun käden puristusvoiman todettiin ennustavan toiminnanvajausten riskiä 25 vuoden päähän. Henkilöillä, joilla oli huono käden puristusvoima keski-iässä, oli kaksin tai kolminkertainen riski saada myöhemmällä iällä toiminnanvajauksia verrattuna henkilöihin, joiden puristusvoima keski-iässä oli hyvä. Hyvä lihasvoima siis suojeli toiminnanvajauksilta riippumatta siitä, ilmaantuiko henkilölle sairauksia vai ei. Lihasvoima ja kuolleisuus Lihasvoiman on todettu ennustavan kuolleisuutta. Edellä kuvatussa tutkimuksessa todettiin, että kun osallistujat jaettiin kolmeen yhtä suureen ryhmään alkumittauksiensa käden puristusvoiman perusteella, kokonaiskuolleisuudessa havaittiin selkeä 148

21 14 Lihasvoima Sipilä Rantanen Tiainen Kuva Lihasvoiman ja toimintakyvyn yhteys. Lihasvoiman ja toimintakyvyn yhteys on käyräviivainen ja sisältää kynnystasoja. Tarvitaan tietty minimimäärä lihasvoimaa, jotta suoritus on mahdollinen. Kun välttämätön minimi on ylitetty, voiman lisäys on lähes suoraviivaisesti yhteydessä suorituksen paranemiseen. Reservikapasiteetti on saavutettu silloin, kun voimaa on suoritukseen riittävästi ja voiman lisäys sinänsä ei enää paranna suoritusta. Reservikapasiteetti on ikään kuin turvamarginaali. Esimerkiksi vuodepotilaalla saattaa lihasvoima heiketä jopa 5 % päivässä. Jos henkilöllä on lihasvoimareserviä, muutaman prosentin heikkeneminen ei vielä lisää toiminnanvajausten riskiä. gradientti lihasvoiman mukaan. Kuolleisuutta seurattiin 30 vuoden ajan. Kuolleisuus henkilövuotta kohden oli alimmassa voimatertiilissä 24.8, keskimmäisessä 18.5 ja ylimmässä Kun lihasvoiman ja kuolleisuuden yhteyttä tutkitaan, on otettava huomioon, että yhteys voi olla näennäinen ja johtua sekoittavista tekijöistä. Heikentynyt lihasvoima on yhteydessä korkeampaan ikään, alempaan ruumiinpainoon, sairauksiin, liikunnalliseen inaktiivisuuteen ja matalaan koulutustasoon. Kaikki nämä tekijät ovat samalla yhteydessä myös lisääntyneeseen kuolleisuuteen, ja tämä täytyy ottaa huomioon tutkimuksissa. Edellä kuvatussa tutkimuksessa sekoittavien tekijöiden huomioon ottaminen ei muuttanut tulosta. Tällä hetkellä ei ole pystytty täysin selvittämään sitä, miksi lihasvoima ennustaa kuolleisuutta. Kun tutkitaan geriatrisia potilaita, lihasvoima saattaa olla yleisen terveyden ja voinnin kuvaaja, joka siten luonnollisesti ennustaa myös kuolleisuutta. Yhteyksiä on lihasvoiman ja kuolleisuuden välillä kuitenkin havaittu myös hyvin pitkän aikavälin tutkimuksissa. Keski-iässä lihasvoimaan vaikuttavat terveystottumukset kuten liikunta-aktiivisuus. On myös mahdollista, että aiemman elämän tapahtumat vaikuttavat siihen, kuinka hyvä lihasvoima on myöhemmin. Esimerkiksi lapsuuden ravitsemustila ja kasvu, elämänaikaisen työn laatu ja työperäiset altistukset ja aiemmin vaivanneet mutta sittemmin parantuneet sairaudet voivat olla yhteydessä lihasvoiman tasoon keski-iässä. Aiemman elämän kuormitustekijät voivat alentaa lihasvoimaa ja olla myös yhteydessä kuolleisuuteen. Saattaa myös olla, että huono lihasvoima on joidenkin kuolemanvaaraa lisäävien sairauksien, kuten diabeteksen riskitekijä. On olemassa alustavia viitteitä siitä, että huono lihasvoima on aikuisiän diabeteksen riskitekijä. Kolmas selitys saattaa löytyä lihasmassasta. Voimakkailla henkilöillä on yleensä enemmän lihasmassaa kuin lihasvoimiltaan heikommilla. Lihasmassareservin olemassaolo on tärkeää esimerkiksi traumasta toipumisessa; parantuakseen haava tarvitsee valkuaisaineita. Mahdollinen selitys voi olla myös se, että tahdonalainen lihasvoima kuvaa sekä keskushermoston että lihaksiston kuntoa. Saattaa olla, että tahdonalainen lihasvoima on jonkinlaisen vitaliteetin indikaattori ja siksi ennustaa kuolleisuutta. 149

22 III Yksilön vanheneminen Voiko vanhetessaan ylläpitää lihasvoimaa? Nykyaikaisissa liikuntasuosituksissa on alettu kiinnittää huomiota vanhenevan ihmisen lihasten kunnon ylläpitoon. Niissä annetaan suosituksia voimaharjoittelun liittämisestä ikääntyvien ihmisten kunto-ohjelmiin luvun alkupuolelta lähtien on perustettu kuntosaleilla kokoontuvia ryhmiä, joissa ikääntyneet ihmiset voivat ohjatusti ja turvallisesti harjoitella. Näyttää siltä, että vaikka joillekin ikämuutoksille ei nykytietouden mukaan voi mitään, monet lihasten suorituskykymuuttujat ovat herkkiä ulkoisille tekijöille. Liikunta onkin keskeinen keino lihasten suorituskyvyn ylläpitämisessä. Toinen lupaava keino saattaa olla hormonikorvaushoito. Lihaskunnon ylläpitämisessä suositusten mukaisella ravitsemuksella on tärkeä merkitys. Liikunta Useissa tutkimuksissa on todettu, että liikuntaa harrastavilla iäkkäillä ihmisillä on enemmän lihasvoimaa kuin liikunnallisesti passiivisilla samanikäisillä henkilöillä. Lisäksi liikunta-aktiivisuudessa tapahtuneiden muutosten on todettu olevan yhteydessä lihasvoiman muutoksiin myös myöhäisellä iällä. Tämä johtuu siitä, että hermo-lihasjärjestelmä mukautuu suhteellisen nopeasti muuttuneisiin kuormitusolosuhteisiin. Jo muutaman kuukauden pituisen, viikoittaisen, lihaskudosta lisäävän (hypertrofisen) kuntosaliharjoittelun seurauksena iäkkäiden naisten ja miesten lihasvoima lisääntyy %. Muutaman kuukauden hypertrofisella harjoittelulla aikaansaadulla voimanlisäyksellä saattaa olla itsenäisen liikkumiskyvyn rajalla oleville ihmisille suuri merkitys. Voi olla, että muutaman kuukauden harjoittelulla henkilön tilanne parantuu niin, että itsenäinen liikkuminen mahdollistuu, vaikka henkilö pystyi aiemmin juuri ja juuri nousemaan itsenäisesti tuolista. Joidenkin laajalti uutisoitujen tutkimusten mukaan iäkkäiden henkilöiden lihasvoima näyttää lisääntyvän jopa 100 % muutaman kuukauden harjoittelun seurauksena. Näissä tutkimuksissa on kuitenkin ongelmana se, että on käytetty vähemmän hyväksyttyjä mittausmenetelmiä. Tällöin lihasvoima on arvioitu yhden toiston maksimisuorituksena (1 repetition maximum, 1 RM) harjoituslaitteella. 1 RM tarkoittaa maksimipainoa, jonka henkilö pystyy kuntosalissa olevalla harjoituslaitteella nostamaan hyväksytyllä tavalla yhden kerran. Tällaisella mittaustavalla saatu tieto ei kuitenkaan suoranaisesti kerro voiman lisääntymisestä, vaan ainoastaan siitä, että suoritus on parantunut siinä liikkeessä, mitä harjoiteltiin. Lihasvoimaa pitäisi mitata erityisesti lihasvoiman mittaukseen suunnitellulla laitteella, dynamometrilla, joka antaa luotettavaa tietoa lihasvoiman kehittymisestä. Lihasvoiman lisäksi myös lihasten voimantuottotehoa voidaan lisätä kuntosaliharjoittelun avulla. Nopeaa voimantuottoa kehitettäessä harjoituslaitteen vastus on pienempi ja liikenopeus suurempi kuin hypertrofioivassa harjoittelussa. Kuntosaliharjoittelun aiheuttama lihasvoiman lisääntyminen johtuu sekä hermostollisista että lihaskudoksessa tapahtuvista harjoitusvaikutuksista. Erityisesti harjoitusjakson alussa tapahtuva voiman lisääntyminen johtuu pääasiassa hermoston parantuneesta toiminnasta, kuten oppimisesta ja harjoitettavien lihasten lisääntyneestä hermostollisesta aktivoinnista. Myös iäkkäillä ihmisillä voimaharjoittelu kasvattaa lihasmassaa. Lihassolujen poikkipinta-ala ja koko lihaksen koko kasvavat noin 5 % jo 12 viikkoa kestäneen viikoittaisen hypertrofioivan harjoittelun seurauksena. Eri voimaominaisuuksien kehittämisessä käytetään tavoitteen mukaan painotettuja harjoitusohjelmia. Voimaharjoittelua aloittelevan olisi syytä pyytää kuntosaliohjaajaa tai muuta asiantuntijaa suunnittelemaan yksilöllinen harjoitusohjelma. Voimaominaisuudet kehittyvät harjoittelun alussa nopeasti. Lihasvoima kehittyy silloin, kun harjoituksen kuormitustaso ylittää aikaisemman lihasten kuormitustason. Jo muutaman viikon säännöllisen harjoittelun jälkeen vastusta voidaan nostaa ja toistojen sekä sarjojen määrää lisätä. Kuntosaliharjoittelun vaikutuksia iäkkäiden ihmisten lihasten suorituskykyyn on selvitetty tutkimuksissa, joissa on yleensä käytetty hypertrofioivaa harjoitusohjelmaa. On osoitettu, että terveillä iäkkäillä miehillä ja naisilla lihasvoima 150

23 14 Lihasvoima Sipilä Rantanen Tiainen ja lihaksen koko kasvavat merkittävästi jo 3 4 kuukauden säännöllisen harjoittelun seurauksena. Myös nopeusvoimaharjoittelua pitäisi suosia iäkkäiden ihmisten kuntosaliharjoittelussa lihaksen voimantuottotehon lisäämiseksi. Hormonit Ikääntymisen mukana useissa hormonaalisissa järjestelmissä tapahtuu muutoksia, jotka heikentävät lihasten suorituskykyä ja siten yleistä toimintakykyä. Osaa muutoksista pidetään fysiologisina eli ne eivät johdu kyseisen järjestelmän patologisista (sairauteen liittyvistä) muutoksista. Esimerkkinä on sukupuolihormonien, kasvuhormonin ja lisämunuaisen kuorikerroksen erittämän sukupuolihormonien esiasteen dehydroepiandrosteronin (DHEA) tuotannon väheneminen. Fysiologisen luonteensa vuoksi edellä mainittuja ikämuutoksia ei yleensä hoideta hormonikorvaushoidolla. Poikkeuksena on kuitenkin estrogeeni- tai estrogeeni-progestiinikorvaushoito vaihdevuosi-ikäisillä ja iäkkäillä naisilla. Vaihdevuosioireiden helpottumisen ja osteoporoosin ehkäisyn lisäksi hormonikorvaushoito näyttäisi hidastavan lihasvoiman ja liikkumiskyvyn heikentymistä vaihdevuosi-ikäisillä naisilla. Joidenkin tutkimusten mukaan lihasvoima saattaa jopa kohentua ja lihaksen massa kasvaa vuoden jatkuneen hormonikorvaushoidon seurauksena. Vaihdevuosiin liittyvä hormonikorvaushoito ei kuitenkaan sovi kaikille naisille. Sen aloittamista pitää harkita hoitavan lääkärin kanssa. Ravitsemus Suositusten mukainen ravitsemus on tärkeää lihasten hyvän kunnon kannalta. Ikääntyneen ihmisen ruokavalion tulisi sisältää energiaa vähintään kcal (6,5 MJ) vuorokaudessa, josta % pitäisi saada proteiineista. Ikääntyneen tulisi saada proteiinia grammaa vuorokaudessa eli noin 1,0 1,2 g painokiloa kohden. Elimistö käyttää proteiineja mm. lihasten rakennusaineena. Proteiinit muodostuvat aminohapoista, joista osa on saatava ravinnosta (ns. välttämättömät aminohapot), koska elimistö ei pysty niitä itse tuottamaan. Hyviä proteiinin lähteitä ovat esim. soija, liha, kananmuna, palkokasvit, täysjyvävilja, pähkinät, siemenet ja maitotaloustuotteet. Liian niukka proteiinin saanti aiheuttaa lihaskatoa, joka heikentää liikkumis- ja toimintakykyä. Ikääntyvien ja vanhojen ihmisten pitää huolehtia riittävän energian ja proteiinin saannin lisäksi myös riittävästä D-vitamiinin saannista. Tutkimusten Esimerkkejä lihasten voimaominaisuuksien harjoittamisesta Maksimivoimaharjoittelu Tavoite: Maksimivoiman lisääminen ensisijaisesti hermostollisten mekanismien kautta. Vastus: %:a maksimivoimasta Toistoja/sarja: 1 6 Sarjoja: Useita Lihasmassaa lisäävä, hypertrofioiva, kuntosaliharjoittelu Tavoite: Lihasvoiman lisääminen ensisijaisesti lihaksen massan lisääntymisen kautta. Vastus: %:a maksimivoimasta. Toistoja/sarja: 6 12, tehdään väsymykseen asti Sarjoja: 3 6 Nopeusvoimaa lisäävä harjoittelu Tavoite: Räjähtävän voimantuoton lisääminen ensisijaisesti hermostollisten mekanismien kautta. Vastus: % maksimivoimasta Toistoja/sarja: 5 10 kpl Sarjoja: Useita Supistumisnopeus on selvästi suurempi kuin muissa harjoitusmuodoissa. Kestovoimaa lisäävä harjoittelu Tavoite: Lihasten kestävyysominaisuuksien parantaminen, jolloin lihas pystyy työskentelemään suhteellisen alhaisella voimatasolla pidemmän aikaa. Vastus: Alle 30 % maksimivoimasta Toistoja/sarja: Kymmeniä Sarjoja: Useita 151

24 III Yksilön vanheneminen mukaan vanhoilla ihmisillä D-vitamiinin vaje on yhteydessä alhaiseen lihasvoimaan ja fyysiseen suorituskykyyn sekä toiminnanvajauksiin. Lisäksi se on yhteydessä liikkumiskyvyn ongelmien ilmaantumiseen ja mahdollisesti myös lisääntyneeseen kaatumisriskiin. Tutkimuksesta ja käytännöstä Lihasten kyky tuottaa voimaa on tärkeä ikääntyvän toimintakykyyn vaikuttava asia. Erityisesti 1990-luvulla tutkimus iäkkäiden lihasvoimasta vilkastui. Erityisen kiinnostuksen kohteena olivat lihasvoiman ikämuutokset, voiman heikkenemiseen liittyvät seikat, voiman ja toimintakyvyn yhteys sekä lihasvoiman harjoittamiseen ja ylläpitämiseen liittyvät seikat. Melko nopeasti tutkimustulokset siirtyivät myös terveydenhuollon ja liikuntatoimen käytännöiksi. Kun vielä luvun alussa usein ajateltiin, että voimaharjoittelu on vanhuksille vaarallista ja tarpeetonta, nykyään käsitykset ovat muuttuneet lähes päinvastaisiksi. Tällä hetkellä Suomessa on erityisesti iäkkäille suunnattuja kuntosaleja. Myös terveydenhuollossa toteutetaan sekundaari- ja tertiaarikuntoutuksena erityyppisiä voimahankintaohjelmia iäkkäille asiakkaille. Jotkut päiväsairaalat järjestävät kuntosalitoimintaa, ja vanhainkoteihinkin on ilmestynyt ahkerassa käytössä olevia kuntosaleja. Kirjallisuutta Bray M S, Hagberg J M, Pérusse L, ym. The human gene map for performance and health-related fitness phenotypes: The update. Med. Sci. Sports Exerc. 2009; 41: Carmelli D, Reed T. Stability and change in genetic and environmental influences on hand-grip strength in older male twins. J Appl Physiol 2000; 89: Frederiksen H, Gaist D, Petersen H C, ym. Hand grip strength: a phenotype suitable for identifying genetic variants affecting mid- and late-life physical functioning. Genet Epidemiol 2002; 23: Garatachea N, Lucía A. Genes, physical fitness and ageing. Ageing Res Rev 2013; 12: Garatachea N, Lucía A. Genes and the ageing muscle: a review on genetic association studies. AGE, 2011 DOI / s Lexell J. Evidence for nervous system degeneration with advancing age. J Nutr 1997; 127: 1011S 3S. Houston D K, Tooze J A, Davis C C, ym. Serum 25-hydroxyvitamin D and physical function in older adults: the Cardiovascular Health Study All Stars. J Am Geriatr Soc Oct; 59 (10): Lexell J, Taylor C C, Sjöström M. What is the cause of the aging atrophy. Total number, size and proportion of different fiber types studied in whole vastus lateralis muscle from 15- to 83-year-old men. J Neurol Sci 1988; 84: McComas A J. Skeletal muscle. Form and function. Human Kinetics; Portegijs E, Sipilä S, Álen M, ym. Leg extenson power asymmetry and mobility limitation in older women. Arch Phys Med Rehabil 2005; 86: Portegijs E, Sipilä S, Pajala S, ym. Asymmetrical lower extremity power deficit as a risk factor for injurious falls in healthy older women. J Am Geriatr Soc 2006; 54: Rantanen T. Grip strength changes over 27 yrs in Japanese- American men. J Appl Physiol 1998; 85: Rantanen T, Guralnik J M, Foley D, ym. Mid-life hand grip strength as a predictor of old age disability. JAMA 1999; 286: Rantanen T, Harris T, Leveille S, ym. Hand grip strength and body-mass index as long-term predictors of mortality in Japanese-American men. J Gerontol Med Sc 2000; 55: M Schaap L A, Pluijm S M, Deeg D J, Visser M. Inflammatory markers and loss of muscle mass (sarcopenia) and strength. Am J Med. 2006; 119: 526.e9 17. Sipilä S, Suominen H. Effects of strength and endurance training on thigh and leg muscle mass and composition in elderly women. J Appl Physiol 1995; 78: Sipilä S, Multanen J, Kallinen M, Era P, Suominen H. Effects of strength and endurance training on isometric muscle strength and walking speed in elderly women. Acta Physiol Scand 1996; 156: Thomis MA, Aerssens J. Genetic variation in human muscle strength opportunities for therapeutic interventions? Curr Opin Pharmacol 2012; 12: Tiainen K, Sipilä S, Alén M, ym. Shared genetic and environmental effects on strength and power in older female twins. Med. Sci Sports Exerc ; Tiainen K, Sipilä S, Alén M, ym. Heritability of isometric muscle strength in older female twins. J Appl Physiol 2004; 96: Vandervoort A A. Aging of the human neuromuscular system. Muscle Nerve 2002; 25: Verkkosivuja Ravitsemusneuvottelukunnan suositus

25 15 Kestävyys Mauri Kallinen, Urho Kujala Kestävyyden fysiologinen perusta 153 Kestävyyteen vaikuttavat tekijät 154 Kestävyyden heikkeneminen 156 Kestävyyden merkitys terveydelle ja toimintakyvylle 158 Kestävyyden mittaaminen ja arviointi 158 Kestävyyden harjoitettavuus 159 Kestävyyden fysiologinen perusta Kestävyyden synonyymeina käytetään aerobista kapasiteettia, hengitys- ja verenkiertoelimistön kuntoa, sydämen ja verenkiertoelimistön kuntoa tai kestävyyskuntoa. Kestävyydellä tarkoitetaan elimistön kykyä vastustaa väsymystä pitkäkestoisessa, vähintään minuutteja kestävässä lihastyössä. Tällöin rasvoista ja/tai hiilihydraateista syntyy hapellisen (aerobisen) energia-aineenvaihdunnan tuotteena runsaasti energiaa sisältäviä fosfaatteja (mm. adenosiinitrifosfaattia eli ATP:tä), hiilidioksidia ja vettä. Kestävyyskuntoon vaikuttavat pääasiassa hengitys- ja verenkiertoelimistön kyky välittää happea lihaksille ja lihaksen kyky ottaa vastaan happea verenkierrosta sekä tuottaa energiaa. Myös hapettomalla (anaerobisella) energiatuotolla kuten myös liikkeiden taloudellisuudella ja hermo-lihasjärjestelmän toimintakyvyllä on merkitystä kestävyyssuorituskykyyn. Kestävyyskunto voi parantua hapenkuljetuksen tehostuessa esimerkiksi sydämen iskutilavuuden ja minuuttitilavuuden kasvaessa tai lihaksen energia-aineenvaihdunnan entsyymien aktiivisuuden kasvaessa. Myös veren hemoglobiinipitoisuudessa, veren sitkeydessä tai veritilavuudessa tapahtuneet muutokset vaikuttavat hapenkuljetukseen ja siten kykyyn tehdä pitkäkestoista lihastyötä. Myös suorituksen taloudellisuuden parantuessa ja lihasvoiman kasvaessa kestävyys paranee. Kestävyyden mittarina käytetään maksimaalisen hapenkulutuksen arvoa, eli kuinka monta litraa mitattavan elimistö kykenee kuluttamaan happea minuutissa. Hapenkulutus voidaan laskea kertomalla sydämen minuuttitilavuus valtimoveren ja laskimoveren happipitoisuuden erotuksella. Maksimaalisen hapenkulutuksen arvo minuutissa kertoo sen energia-aineenvaihdunnan tason, mikä pystytään enimmillään tekemään ulkoista työtä pitkäkestoisesti. Maksimaalinen hapenkulutus voidaan laskea henkilön painokiloja kohden, jolloin se kertoo henkilön kyvystä liikkua pitkäkestoisesti. Hapenkulutus voidaan ilmoittaa lepohapenkulutuksen kerrannaisina ns. METarvoina. Normaalipainoisella aikuisella yksi MET on keskimäärin 3,5 ml/kg/min eli hapenkulutus lepotilanteessa. Kestävyys voidaan mitata myös maksimaalisen työtehon arvona (watteina) esimerkiksi polkupyöräergometrikuormituksessa. 153

26 III Yksilön vanheneminen Kestävyyteen vaikuttavat tekijät Verenkiertoelimistö Luurankolihassolujen kato ja pienentyminen ovat keskeisimpiä fyysiseen suorituskykyyn vaikuttavista ikääntymisen mukanaan tuomista muutoksista. Edellä mainitusta johtuva lihasmassan pienentyminen johtaa osaltaan kestävyyden ja maksimaalisen hapenkulutuksen laskuun. Lihaksethan kuluttavat noin 90 % elimistöön tulevasta hapesta maksimaalisessa pitkäkestoisessa fyysisessä kuormituksessa. Ikääntymisen myötä sydänlihassolujen määrä vähenee, ja jäljelle jääneet solut kasvavat kooltaan. Sydänlihaksen sidekudos lisääntyy. Sydänlihassolujen supistuvien proteiinien on havaittu muuttuvan hitaammin supistuvaan muotoon. Sydänlihassolun supistumisen laukaiseva kalsiumionien aktivaatio hidastuu iän myötä. Sydänlihassolun sähköinen aktivaatio hidastuu. Sydämen eteisessä olevien tahdistinsolujen määrä laskee, ja niiden herkkyys katekoliamiinien (adrenaliini, noradreanaliini) supistumista kiihdyttävälle vaikutukselle alenee. Keskeinen muutos ikääntyvän sydämen toiminnassa on maksimaalisen syketiheyden lasku. Nuorella henkilöllä maksimaalisessa fyysisessä kuormituksessa sydämen syketiheys saattaa nousta 180:n 200:n tasolle minuutissa, kun 70-vuotiaalla se nousee korkeintaan 140:n 160:n tasolle. Syketiheyden jäädessä alhaisemmalle tasolle sydämen vasemman kammion laajenemisella pyritään turvaamaan sydämen minuuttitilavuuden säilyminen pitkäkestoisessa fyysisessä kuormituksessa. Maksimisykkeen laskemiseksi eri-ikäisille on kehitetty useita kaavoja. Yleisimmin käytössä on ollut 220 ikä vuosina -kaava. Sillä saadaan hieman alhaisempia arvoja maksimisykkeeksi kuin Tanakan ja kumppaneiden (2001) suosittelemalla kaavalla 208 0,7 ikä vuosina. Maksimisyke on iäkkäillä kuitenkin hyvin yksilöllinen, ja kaavojen käytöllä saadaan vain karkea arvio iänmukaisesta maksimipulssista. Lisäksi useat sydämen ja verenkiertoelimistön sairauksiin käytetyt lääkkeet vaikuttavat maksimisykkeeseen. Ikääntyvän ihmisen sydämessä voidaan nähdä kammioiden laajenemista (eksentrinen hypertrofia) sekä kammioiden seinämien paksunemista (konsentrista hypertrofiaa). Vasemman kammion seinämien paksuneminen johtuu kohonneesta verenpaineesta ja suurten verisuonten seinämien paksunemisesta ja jäykistymisestä. Sydämen supistumisen aikaansaama paineaalto suurissa valtimoverisuonissa saattaa heijastua takaisin sydämeen päin kohdatessaan kalkkiutuneen vatsa-aortan. Seuraava sydämen supistumisen aiheuttama paineaalto voi kohdata heijastuneen paineaallon, ja verenpaine nousee hetkellisesti edelleen. Tällaiset nopeat verenpaineen nousut voivat olla suuruudeltaan noin 20 mmhg. Ne pidentävät sydämen supistumisvaiheen kestoa ja voivat ääritilanteissa vaurioittaa valtimoiden seinämiä. Alaraajojen laskimoiden seinämien veltostuminen johtaa veren kasautumiseen laskimoihin ja sydämen oikean eteisen täyttymisen hidastumiseen. Tämä saattaa heikentää kammioiden täyttymistä ja alentaa sydämen minuuttitilavuutta. Kammioiden täyttymisvajetta pyritään iän myötä estämään tehokkaalla eteisten supistumisella. Taulukossa 15.1 on kooste keskeisimmistä ikään- Taulukko Verenkiertoelimistön keskeisimmät ikääntymismuutokset ja niiden vaikutus toimintaan. Ikääntymismuutos Sydänlihassolujen kato. Sydänlihassolujen supistuvat proteiinit hidastuvat. Sidekudos lisääntyy. Sydänlihaksen sähköinen aktivaatio hidastuu. Sydänlihaksen ja eteistahdistimen herkkyys katekoliamiineille heikkenee. Suuret valtimot jäykistyvät. Alaraajalaskimoiden seinämät veltostuvat. Vaikutus toimintaan Sydämen supistusvoima heikkenee. Sydämen supistuminen hidastuu. Sydämen seinämien venyvyys heikkenee. Sydämen supistuminen hidastuu. Sydämen maksimaalinen syketiheys laskee. Sydämen jälkikuorma kasvaa ja systole pitkittyy. Sydämen täyttyminen hidastuu diastolessa. 154

27 15 Kestävyys Kallinen Kujala tymisen vaikutuksista sydämeen ja verenkiertoelimistöön ja niiden toiminnallisesta merkityksestä. Hengityselimistö Yleisesti uskotaan, ettei hengityselimistön toiminta muodostu rajoittavaksi tekijäksi kestävyyssuorituksessa kuin urheilijoilla. Ikääntyvillä tilanne voi olla toinen. Hengityselimistössä tapahtuvat ikääntymismuutokset nostavat hengitystyön osuutta kulutettua happilitraa kohden. Näin ikääntyvä saavuttaa nopeammin oman hengenahdistuskynnyksensä ja väsyy nopeammin kuormituksessa. Keskeisimmät ikääntymismuutokset hengityselimistössä ja niiden merkitys toiminnalle on esitetty taulukossa Lihasten energia-aineenvaihdunta ja verenkierto Ikääntyvän ihmisen luurankolihaksen kestävyys vähenee. Tämä johtuu pienemmästä lihasmassasta ja lihaksen aineenvaihdunnallisista muutoksista. Pitkäkestoinen lihastyö on riippuvainen myös energiavarastoista. Elimistössä rasvoja on lähes rajattomasti saatavissa ja siten rajalliset hiilihydraattivarastot ovat tärkeä kestävyyssuoritusten kestoa rajoittava tekijä. Ikääntyvän luurankolihasten pienten hiussuonten (kapillaarien) määrä vähenee. Lihaksen hapetus voidaan kuitenkin turvata tehokkaammalla hapenotolla lihaskudokseen. Valtimoveren ja laskimoveren happipitoisuuden eron on havaittu kasvaneen ikääntyneillä. Terveys Pääosin samat fysiologiset tekijät vaikuttavat kestävyyskuntoon terveillä ja sairailla. Suuri osa iäkkäistä henkilöistä sairastaa jotakin sydämen ja verenkiertoelinten, hengityselinten tai tuki- ja liikuntaelinten sairautta, joka alentaa kestävyyttä usealla eri mekanismilla ja joillakin henkilöillä kestävyyssuorituskykyä voi pääosin rajoittaa jokin yksittäinen spesifinen sairauteen liittyvä poikkeavuus (esim. läppävika tai keuhkoahtaumatauti). Sydämen ja verenkiertoelinten sairauksista yleisin on kohonnut verenpaine. Systolisen ja Taulukko Hengityselimistön keskeisimmät ikääntymismuutokset ja niiden vaikutus toimintaan. Ikääntymismuutos Rintakehän elastisuus vähenee. Rintarangan ryhti muuttuu (kumaraisempi asento). Keuhkoputkien rustojen tuki vähentyy. Keuhkoputkistojen värekarvojen toiminta heikentyy. Limarauhasten määrä kasvaa. Keuhkokudoksen jäykkyys kasvaa. Alveolien määrä laskee. Keuhkojen valtimot vähenevät. Hengityslihaksiston heikkous. Vaikutus toimintaan Lisääntynyt hengitystyö. Lisääntynyt hengitystyö. Hengitysvastus uloshengityksessä kasvaa. Hengitysvastus ulos- ja sisäänhengityksessä kasvaa. Hengitysvastus ulos- ja sisäänhengityksessä kasvaa. Vitaalikapasiteetti laskee. Vitaalikapasiteetti laskee. Vitaalikapasiteetti laskee. Nopeampi väsyminen fyysisessä kuormituksessa. diastolisen verenpaineen kohoaminen ei vaikuta suoraan kestävyyteen. Sydämen sepelvaltimoiden kalkkiutuminen sen sijaan heikentää sydänlihaksen hapetusta ja pumppauskykyä. Tällöin myös sydämen minuuttitilavuus alenee ja kestävyyskunto laskee. Sydämen vajaatoiminnassa myös lihasten verenkierto on heikentynyt. Lihasten energianlähteenä käytettävien runsaasti energiaa sisältävien fosfaattien pitoisuus on todettu alentuneeksi. Lisäksi sydämen vajaatoimintapotilailla on fyysisessä kuormituksessa alhainen lihaksen ph ja korkea maitohappopitoisuus. Lihassolujen pienentymistä ja alhaisia aerobisen energia-aineenvaihdunnan entsyymipitoisuuksia on myös raportoitu. Sydämen vajaatoimintapotilailla on muiden lihasten heikentymisen ohella heikentyneet hengityslihakset. Keuhkoastmassa ja muissa kroonisissa keuhkosairauksissa kestävyyttä saattavat alentaa hengi- 155

28 III Yksilön vanheneminen tysvastuksen kasvu, alentunut valtimoveren happipitoisuus, aerobisen energia-aineenvaihdunnan entsyymien aktiivisuuden alentuminen sekä heikentynyt lihasvoima. Tuki- ja liikuntaelinsairaat ovat usein ylipainoisia, ja heillä on alentunut lihasvoima ja -kestävyys. Tuki- ja liikuntaelinten sairauksia potevat eivät ole aktiivisia liikkumaan, ja heillä on usein verenkiertoelinten sairauksia, jotka edelleen heikentävät kestävyyskuntoa. Sairauksien lääkityksillä on yleensä sairauden oireita lievittäviä vaikutuksia ja kestävyyttä parantavaa vaikutusta. Toisaalta esimerkiksi ei-selektiiviset beetasalpaajat alentavat muuten terveiden verenpainepotilaiden maksimaalista syketiheyttä ja sydänlihaksen supistusvireyttä alentaen kykyä tehdä työtä pitkäkestoisesti. Liikunta Liikunta ja kunto, esimerkiksi kestävyyskunto, sekä terveys kytkeytyvät toisiinsa. Terveyskuntokäsite korostaa tätä kiinteää yhteyttä. Lisääntynyt fyysinen aktiivisuus voi vaikuttaa suoraan kestävyyskuntoa kohottavasti ja verenkiertoelinten sairauksia ehkäisevästi ja siten edelleen estää kestävyyskunnon alenemista. Vaikutukset kulkevat myös toiseen suuntaan terveydestä fyysiseen aktiivisuuteen ja fyysiseen kuntoon. Yleensä terveillä ihmisillä on taipumus liikkua enemmän kuin niillä, joilla on liikkumista hankaloittavia pitkäaikaissairauksia. Vähäiselläkin ja alhaisella teholla tehtävällä liikunnalla saattaa olla edullisia terveysvaikutuksia, vaikka se ei maksimaalista suorituskykyä kohottaisikaan. Edellä mainittujen lisäksi terveyteen ja fyysiseen kuntoon vaikuttavat useat muut tekijät, kuten perimä ja elämäntapatekijät (esimerkiksi ravitsemus, tupakointi, alkoholinkäyttö). Nämä kytkeytyvät toisiinsa erottamattomaksi kokonaisuudeksi, ja yksittäisten tekijöiden itsenäistä vaikutusta kuntoon ja terveyteen on vaikea erottaa. Tiedetään että fyysisen kunnon vaihtelusta perimä selittää noin puolet ja ympäristötekijät noin puolet. Perimä vaikuttaa myös fyysisen kunnon harjoitettavuuteen. Kestävyyden heikkeneminen Kestävyyskuntoa kuvaava maksimaalinen hapenkulutus laskee väistämättä ihmisen ikääntyessä. Se laskee sekä liikunnallisesti aktiivisilta että liikuntaa harrastamattomilta. Liikunnallisesti aktiivisilla maksimaalinen hapenottokyky säilyy parempana, eikä sen lasku muodostu yleensä rajoittavaksi tekijäksi päivittäisistä toiminnoista selviytymiselle (kuva 15.1). Maksimaalisen hapenottokyvyn lasku alkaa noin 30 vuoden iässä ja se on suuruudeltaan 5 22 % kymmenessä vuodessa tai 0,28 1,32 ml/kg/min vuodessa. Aerobisen kunnon lasku on samanlainen miehillä ja naisilla. Maksimaalisen hapenkulutuksen odotusarvon MET-arvona vuotiailla miehillä on raportoitu olevan 18,1 0,16 ikä vuosina. Pitkittäistutkimuksissa saatujen tulosten mukaan ikääntyvän aerobinen kapasiteetti näyttää laskevan jyrkemmin kuin poikittaistutkimusten tulokset antavat ymmärtää. Eräiden tutkimusten mukaan kestävyyskunnon heikkeneminen olisi selvästi hitaampaa niillä, joiden fyysinen aktiivisuus säilyy korkealla tasolla. Taulukossa 15.3 on esitetty hapenkulutuksen arvot ja työtehot submaksimaalisessa ja maksimaalisessa polkupyöräergometrikuormituksessa vuotiailla fyysisesti aktiivisilla naisilla ja vastaavanikäisillä verrokkinaisilla. Toisessa Ikivihreät-tutkimukseen kuuluvassa aineistossa keskimääräinen suurin työteho polkupyöräergometritestissä oli 75-vuotiailla jyväskyläläisillä miehillä (n = 77) 98 wattia (W) ja naisilla (n = 126) vastaavasti 59 W. 80-vuotiaat miehet (n = 26) ja naiset (n = 72) polkivat enimmillään 82 W:n ja 48 W:n teholla. Kuuden minuutin submaksimaalisessa kävelytestissä 80-vuotiaat jyväskyläläiset miehet (n = 45) kävelivät keskimäärin 479 metriä, ja naiset (n = 86) vastaavasti 434 metriä. 85-vuotiailla miehillä (n = 19) ja naisilla (n = 40) vastaavat arvot olivat 464 metriä ja 369 metriä. 156

29 15 Kestävyys Kallinen Kujala Kuva Maksimaalinen hapenkulutus eri ikäisenä ja suhteessa hapenkulutukseen päivittäisissä toiminnoissa (mukailtu Saltinin 1980 perusteella). Taulukko Liikunnallisesti aktiivisten vuotiaiden naisten ja vastaavanikäisten verrokkinaisten kestävyyskunto. Luvut on esitetty keskiarvoina ja keskihajontoina. Submaksimaalinen kuormitus 1 Maksimaalinen kuormitus 1 Fyysisesti aktiiviset naiset (N = 22) Verrokkinaiset (N = 19) Fyysisesti aktiiviset naiset (N = 20) Verrokkinaiset (N = 3) Ikä (vuosia) 75,5 ± 4,2 74,2 ± 2,9 72,2 ± 4,3 74,8 ± 4,2 Kuormituksen kesto (min) 8,7 ± 3,5 6,8 ± 2,4* 12,5 ± 2,1 10,7 ± 2,1 Korkein syke (kertaa/min) ± ± 12** 155 ± ± 4* Korkein työteho (wattia) 76,8 ± 30,8 63,7 ± 20,4 116,3 ± 30,1 96,3 ± 22,1 Korkein työteho (wattia/kg) 1,27 ± 0,47 0,86 ± 0,31** 1,99 ± 0,54 1,66 ± 0,52 Korkein hapenkulutus (l/min) 3 1,17 ± 0,37 1,18 ± 0,17 1,56 ± 0,41 1,22 Korkein hapenkulutus (ml/kg/min) 3 19,1 ± 5,3 15,2 ± 2,4* 26,2 ± 6,2 18,7 Korkein hengitysosamäärä 3 0,88 ± 0,10 0,85 ± 0,12 0,96 ± 0,05 0,91 1 Testaaja arvioinut kuormituskokeen maksimaalisuuden. 2 N = 21 submaksimaalisessa kuormituksessa ja N = 19 maksimaalisessa kuormituksessa fyysisesti aktiivisilla naisilla sekä N = 16 ja N = 2 verrokkinaisilla. 3 N = 17 submaksimaalisessa kuormituksessa ja N = 18 maksimaalisessa kuormituksessa fyysisesti aktiivislla naisilla sekä N = 12 ja N = 1 verrokkinaisilla. * P < 0,05 tilastollisesti merkitsevä ero fyysisesti aktiivisiin naisiin verrattuna. ** P < 0,01 tilastollisesti merkitsevä ero fyysisesti aktiivisiin naisiin verrattuna. 157

30 III Yksilön vanheneminen Kestävyyden merkitys terveydelle ja toimintakyvylle Sekä keski-ikäisen että ikääntyneen väestön korkea fyysinen aktiivisuus on ollut yhteydessä alhaiseen kuolleisuuteen useissa epidemiologisissa tutkimuksissa. Fyysinen aktiivisuus ja kestävyys ovat toisistaan riippuvaisia, joten myös korkean kestävyyskuntotason voisi olettaa kytkeytyvän alhaiseen kuolleisuuteen ja pienentyneisiin terveys riskeihin. Niissä harvoissa tutkimuksissa, joita on tehty, korkea hapenkulutus tai työteho kuormituskokeissa onkin ollut itsenäisesti yhteydessä alhaiseen kuolleisuuteen myös iäkkäällä väestöllä. Liikunta on vaikuttanut iäkkäilläkin edullisesti eräisiin terveysriskimuuttujiin (korkea lepoverenpaine, alhainen veren HDL-kolesterolipitoisuus, alentunut insuliiniherkkyys). Ikääntyvän maksimaalisen hapenkulutuksen arvot laskevat väistämättä. Erityyppiset liikuntamuodot ja fyysinen työ vaativat tietyn hapenkulutustason (taulukko 15.4). Ikääntyvän aerobisen kunnon lasku saattaa muodostua esteeksi päivittäisille toiminnoille (esimerkiksi kävely portaissa). Hapenottokyvyn laskeminen 17 ml:aa/kg/min tai alle voi jo vaikuttaa päivittäisistä toiminnoista selviytymiseen ja yleiseen jaksamiseen. Fyysisesti aktiivisilla (harjoitelleet) hapenkulutuksen lähtötaso on korkeammalla kuin fyysisesti inaktiivisilla (harjoittelemattomat), ja heidän aerobinen kapasiteettinsa pysyy korkeammalla kuin päivittäisissä toiminnoissa vaadittu hapenkulutuksen taso (kuva 15.1). Taulukko Hapenkulutus eri liikunta- ja työmuodoissa (mukailtu Fletcher ym perusteella). Liikuntamuoto MET-arvo 1 Kevyet Leipominen 2,0 Kohtalaiset Raskaat Kävely (3,2 km/tunti) 2,5 Tanssi (hidas) 2,9 Ruohon leikkaaminen (moottorikäyttöisellä koneella) 3,0 Pyöräily (kevyt) 3,5 Puutarhan hoito (ilman nostamista) 4,4 Uinti (hidas) 4,5 Kävely (6,4 km/tunti 4,5 Puiden pilkkominen kirveellä 4,9 Sulkapallo 5,5 Tennis 6,0 Rullaluistelu 6,5 Hölkkä (9,6 km/tunti) 10,0 Naruhyppely 12,0 1 MET-arvoja on pidettävä suuntaa antavina. Ne riippuvat liikkeen nopeudesta kyseisissä toiminnoissa. Kestävyyden mittaaminen ja arviointi Ikääntyvien terveys ja toimintakyky vaihtelevat yksilöittäin. Kestävyyskunnon mittaamisen tarve ja käytettävä mittausmenetelmä pitäisi arvioida yksilöllisesti. Fyysinen kunto, terveys ja toimintakyky vaikuttavat menetelmän valintaan (kuva 15.2). Käytettyihin menetelmiin kuuluvat itseraportointi, haastattelu, havainnointi, toimintakykytestit sekä epäsuorat submaksimaaliset ja suorat maksimaaliset kuormituskokeet. Suorissa maksimaalisissa kuormituskokeissa hapenkulutus ja hiilidioksidin tuotto mitataan yleensä hengityskaasuanalysaattorilla. Suorassa testissä mitataan myös hengitysvolyymi ja -tiheys sekä ns. hengitysosamäärä, jonka arvo kertoo testin maksimaalisuudesta. Maksimaalisissa testeissä hengitysosamäärän arvo on yli 1,1. Epäsuorista submaksimaalisista kuormituskokeista eniten käytettyjä ovat polkupyöräergometritesti, kuuden minuutin kävelytesti sekä kahden minuutin askellustesti. Testaamisessa täytyy ottaa huomioon iäkkäiden huonompi rasituksen sieto sekä mahdolliset sairauksista johtuvat vasta-aiheet kuntotestien 158

31 15 Kestävyys Kallinen Kujala Kuva Ikääntyneiden jako kestävyysominaisuuksien arviointia ja mittaamista varten (mukailtu Spirduson 1995 perusteella). suorittamiselle.tässä luvussa näitä vasta-aiheita ei käsitellä tarkemmin. Kuorman lisäykset eivät saisi olla liian suuria, ja testin kestoksi suositellaan korkeintaan 12 minuuttia. Testimuodon valinta täytyy tehdä yksilöllisesti ottaen huomioon testattavan terveydentilan, tasapainon, aistien suorituskyvyn (näkö) sekä testattavan omat mieltymykset. Luotettavan tuloksen saamiseksi tarvitaan usein enemmän kuin yksi testikerta. Iäkkäiden kestävyyden mittaamisessa korostuvat turvallisuustekijät. Ennen submaksimaalisia testejä pitäisi terveydentila tarkastaa (terveyskysely ja lääkärintarkastus). Laajempi terveystutkimus (verianalyysi, EKG, terveyskysely, lääkärintarkastus, mahdolliset röntgentutkimukset) on aiheellinen ennen maksimaalisia kuormituskokeita. Iäkkäiden kuormitustesteissä suositellaan lääkärin läsnäoloa sekä verenpaine- ja EKG-seurantaa testin aikana. Mahdolliset poikkeavat löydökset testin aikana ja testin keskeyttämisen aiheet täytyy huomioida. Erityisesti on myös huomioitava, että submaksimaalisen testin ongelmaton sujuminen ei takaa sitä, ettei terveysongelmia voisi ilmaantua rasittavamman liikunnan aikana. Kestävyyden harjoitettavuus Ole aktiivinen nuorena, vältä liikkumattomuutta vanhempana -periaatetta voidaan käyttää yleisenä ohjenuorana liikuntaneuvonnassa kaiken ikäisille. Iäkkäät saattavat hyötyä enemmän pienemmistä määristä ja alhaisemmalla teholla tehdyistä harjoitteista kuin keski-ikäiset ja sitä nuoremmat. Harjoittelu korkealla intensiteetillä ja suurilla määrillä saattaa aiheuttaa enemmän haitallisia kuin hyödyllisiä vaikutuksia. Kokeellisissa 2 12 kuukautta kestäneissä harjoittelututkimuksissa vuotiaiden miesten ja naisten kestävyyskunto (maksimaalisen hapenottokyvyn arvo) on parantunut 6 38 %. Harjoittelun intensiteettinä näissä tutkimuksissa on käytetty % maksimaalisesta hapenottokyvystä, % maksimaalisesta syketiheydestä tai % sykereservistä vastaavaa harjoittelusykettä. Sykereservi saadaan vähentämällä maksimisyke leposykkeellä ja harjoittelusyke lisäämällä tietty sykereservin osuus leposykkeeseen. Harjoittelu on toistunut näissä interventioissa 1 7 kertaa viikossa minuuttia kerrallaan. Harjoittelumuotoina on käytetty kävelyä, juoksua, pyöräilyä, kuntosa- 159

32 III Yksilön vanheneminen liharjoittelua, step-aerobicia tai vesivoimistelua. Myös lihasvoimaharjoittelulla on saatu aerobista kapasiteettia (maksimaalista hapenkulutusta) parannettua. Tämä selittynee lihasmassan kasvulla ja paremmalla alaraajojen suorituskyvyllä kestävyyttä mittaavassa testissä esimerkiksi polkupyöräergometriassa. Varsinkin iäkkäämmillä harjoittelijoilla yksilölliset erot harjoittelun vaikutuksissa ovat olleet suuria. Tämä saattaa johtua perinnöllisistä eroista harjoitteluvasteissa. Suurin osa näistä harjoittelututkimuksista on tehty täysin terveille alle 75-vuotiaille miehille. Erityisesti kaivataan vielä tietoa kroonisia sairauksia potevien yli 75-vuotiaiden harjoitettavuudesta. Tehtyjen tutkimusten perusteella näyttää siltä, että yli 75-vuotiailla kestävyysharjoittelun vaikutukset aerobiseen kapasiteettiin jäävät hieman pienemmiksi kuin nuoremmilla. Tämä saattaa johtua sairauksien aiheuttamasta heikentyneestä harjoiteluvasteesta tai liian alhaisesta fyysisen harjoittelun määrästä sekä tehosta. Kestävyysharjoittelu näyttää olevan iäkkäänäkin turvallista. Yleisemmin esiintyvät ongelmat liittyvät tuki- ja liikuntaelimistön rasitusoireisiin. Vakavampia sydämen ja verenkiertoelimistön haittavaikutuksia esiintyy harvemmin. Turvallisimmin raskaamman liikunnan aloittaminen tapahtuu asiantuntijan valvomassa liikuntaryhmässä perusteellisen terveys- ja lääkärintarkastuksen jälkeen. Vuosittaiset terveys- ja lääkärintarkastukset ovat usein tarpeen kestävyysurheilua aktiivisesti harrastavilla iäkkäillä henkilöillä. Kirjallisuutta American College of Sports Medicine. ACSM s guidelines for exercise testing and prescription. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, American College of SportsMedicine. ACSM s exercise management for persons with chronic diseases and disabilities. Champaign: Human Kinetics; Fletcher G F, Froelicher V F, Hartley L H, Haskell W, Pollock M. Exercise standards: a statement for health professionals from American Heart Association. Circulation 1990; 82: Ehsani A A, ym. Attenuation of cardiovascular adaptations to exercise in frail octogenarians. J Appl Physiol 2003; 95: Folkow B, Svanborg A. Physiology of cardiovascular aging. Physiol Rev 1993; 73: Heikkinen R-L, Suutama T. Iäkkäiden toimintakyvyn ja terveyden arviointi. Ikvihreät-projekti Osa II. STM kehittämisosaston julkaisuja 1991:10. Helsinki: Valtion painatuskeskus, Jones N L, Killian K J. Exercise limitations in health and disease. N Engl J Med 2000; 343: Kallinen M. Cardiovascular benefits and potential hazards of physical exercise in elderly people. Studies in Sport, Physical Education and Health. Jyväskylä: Jyväskylän yliopisto, Liikunta (online). Käypä -hoito suositus. Suomalaisen Lääkäriseura Duodecimin ja Käypä hoito -johtoryhmän asettama työryhmä. Helsinki: Suomalainen Lääkäriseura Duodecim, 2012 (viitattu ). Saatavilla Internetissä: www. kaypahoito.fi. Morris C K, Myers J, Froelicher V, Kawaguchi T, Ueshima K, Hideg A. Nomogram based on metabolic equivalents and age for assessing aerobic exercise capacity in men. J Am Coll Cardiol 1993; 22: Newman A B, Simonsick E M, Naydeck B L, ym. Association of long-distance corridor walk performance with mortality, cardiovascular disease, mobility limitation, and disability. JAMA 2006; 295: Nummela A. Kestävyysominaisuuksien mittaaminen. Kirjassa: Keskinen K L, Häkkinen K, Kallinen M, toim. Kuntotestauksen käsikirja. Liikuntatieteellisen Seuran julkaisu nro 156. Tampere: LTS 2004, s Rikli R E, Jones C J. Senior fitness test manual. Champaig: Human Kinetics; Sakari-Rantala R. Hengitys- ja verenkiertoelimistö. Kirjassa: Sakari-Rantala R, toim. Iäkkäiden ihmisten liikunta- ja kuntosaliharjoittelu. Iäkkäiden ihmisten terveysliikunnan tutkimustyö tuotteistuksen tukena -hanke. Jyväskylä: Liikunnan ja kansanterveyden edistämissäätiö LIKES 2003, s Saltin B. Fysisk praestationsevne. Aerob kapacitet. Månedskrift for praktisk laegegerning 1980; 58: Shephard R J. Impact of aging on major physiological systems at rest and during submaximal and maximal exercise. Kirjassa: Shephard R J, toim. Aging, physical activity, and health. Champaign: Human Kinetics; 1997, s Spirduso W W. Physical dimensions of aging. Champaign: Human Kinetics; Stathokostas L, Jacob-Johnson S, Petrella R J, Paterson D H. Longitudinal changes in aerobic power in older men and women. J Appl Physiol 2004; 97: Tanaka H, Monahan K D, Seals D R. Age-predicted maximal heart rate reviseted. J Am Coll Cardiol 2001; 37: Åstrand P-O, Rodahl K. Textbook of work physiology. Physiological bases of exercise. New York: McGraw-Hill Book Company;

33 16 Nopeus Marko Korhonen Räjähtävä nopeus 161 Liikkumisnopeus 163 Ikääntymisen vaikutukset nopeuteen 163 Nopeuden harjoitettavuus 165 Nopeus tarkoittaa kykyä reagoida ärsykkeeseen ja tuottaa tietty yksittäinen tai jatkuva liikesuoritus mahdollisimman lyhyessä ajassa. Nopeus luokitellaan usein kolmeen eri lajiin: reaktionopeuteen, räjähtävään nopeuteen ja liikkumisnopeuteen. Tässä yhteydessä tarkastellaan sen eri ilmenemismuodoista räjähtävää nopeutta ja liikkumisnopeutta. Räjähtävä nopeus ja liikkumisnopeus riippuvat pitkälti hermo-lihasjärjestelmän voimantuotto-ominaisuuksista. Kyky tuottaa voimaa nopeasti on merkityksellistä mm. tuolilta ylös nousussa ja kävelynopeudessa. Iäkkäillä henkilöillä voimantuottonopeuden säilymisen on havaittu ehkäisevän myös kaatumistapaturmia. Räjähtävä nopeus Räjähtävä nopeus kuvastaa hermo-lihasjärjestelmän kykyä tehdä yksittäinen liikesuoritus mahdollisimman lyhyessä ajassa. Räjähtävää nopeutta vaativat esimerkiksi erilaiset hypyt, heitot ja iskut, joista oman kehon massan liikuttamiseen (esimerkiksi hypyt) tarvitaan suurempaa maksimivoimatasoa kuin pienillä kuormilla tapahtuviin liikkeisiin (esimerkiksi iskut). Alaraajojen ojentajalihasten voimatuotto nopeut ta voidaan mitata sekä isometrisissä mittauksissa voima-anturilla varustetulla dynamometrilla että kontaktimatolla tai voimalevyllä tehtävillä hyppytesteillä. Isometrisissä mittauksissa tutkittava tuottaa maksimaalisen voiman liikkumatonta vastusta vastaan mahdollisimman nopeasti. Mittauksesta saadaan voima-aikakäyrä, josta voidaan laskea aika tietyn absoluuttisen tai prosentuaalisen voimatason saavuttamiseen supistuksen alusta (kuva 16.1). Voima-aikakäyrän muodon on osoitettu olevan jyrkempi eli voimantuotto tapahtuu lyhyemmässä ajassa niillä, joiden lihaksissa on enemmän nopeasti supistuvia soluja kuin henkilöillä, joilla on hitaampi solurakenne. Samanlainen ero on osoitettavissa myös hyppytesteissä. Kuvassa 16.2 nähdään kaksi erilaista vertikaalihypyn reaktiovoimakäyrää. Ne henkilöt, joiden ulommassa reisilihaksessa on suuri nopeiden solujen lukumääräinen osuus (yli 60 %) pystyvät tuottamaan samassa ajassa merkitsevästi enemmän voimaa kuin ne henkilöt, joilla on hidas solusuhde (nopeiden solujen osuus alle 40 %). Tästä syystä myös hyppykorkeus on lähes 10 % suurempi. Räjähtävän nopeuden riippuvuus nopeiden lihassolujen suhteellisesta osuudesta on ymmärrettävä, kun tarkastellaan yksittäisten hitaiden (tyyppi I) ja nopeiden (tyypit IIa ja IIx) lihassolujen supistumisominaisuuksia. Nopeat lihassolut supistuvat selvästi nopeammin ja tehokkaammin kuin hitaat solut, mikä selittyy ensisijaisesti nopei- 161

34 III Yksilön vanheneminen Kuva Esimerkki jalkojen ojentajalihasten isometrisestä voima-aikakäyrästä. Voima-akselia voidaan analysoida ajan suhteen sekä absoluuttisena (N) että suhteellisena (% omasta maksimivoimasta). Kuvassa 75 %:n voimatason tuottamiseen kulunut aika on noin 0,3 sekuntia (mukailtu: Häkkinen 1990; 28). Kuva Ponnistusalustaan tuotetut voima-aikakäyrät lihassolurakenteeltaan nopeilla ja hitailla koehenkilöillä (mukailtu: Bosco ja Komi, Eur J Appl Physiol 1979;41 280). den solujen korkeammalla myosiini-atpaasiaktiiviteetilla. Ihmisellä nopeimpien tyypin IIx lihassolujen supistumisnopeuden on osoitettu olevan jopa kymmenen kertaa ja tyypin IIa lihassolujen noin kolme kertaa hitaiden, tyypin I lihassolujen supistumisnopeutta suurempi. Voimantuottonopeus yksittäisissä liikesuorituksissa riippuu lihassolusuhteen ohella lihakseen tulevan hermotuksen tehokkuudesta, lihaksen poikkipinta-alasta, lihassolujen järjestäytymisestä sekä lihaksiston elastisuudesta. Keskeinen voimantuottonopeuteen vaikuttava tekijä on hermotuksen tehokkuus, eli keskushermoston kyky aktivoida mahdollisimman monta lihaksen motorista yksikköä suurella syttymistiheydellä. Nopeat motoriset yksiköt, joilla on korkeampi ärsytyskynnys, aktivoituvat vain erittäin nopeaa tai maksimaalista voimantuottoa vaativissa liikkeissä. Lihaksen hermotusta voidaan määrittää ihon pinnalta elektromyografia (EMG) -signaalista. Kuva 16.3 osoittaa lihaksen aktivoitumisnopeuden ja voiman tuottamiseen kuluneen ajan yhteyttä isometrisissä lihassupistuksissa. 162

35 16 Nopeus Korhonen Kuva Kyynärvarren ojentajalihasten aktivoituminen (EMG) ja isometrinen voima-aikakäyrä räjähtävässä suorituksessa kahdella eri koehenkilöllä. Kuvasta huomataan, että koehenkilöllä A lihaksen nopeampi aktivoituminen näkyy suurempana voimantuottonopeutena kuin henkilöllä B (mukailtu: Komi, Int J Sports Med 1986; 7: 11). Liikkumisnopeus Maksimaalinen liikkumisnopeus voidaan yleispätevästi määritellä kyvyksi edetä mahdollisimman nopeasti. Useat pallopelit (esimerkiksi tennis, jalkapallo) vaativat kykyä kiihdyttää kehoa eri suuntiin tapahtuvissa lähdöissä, kun taas esimerkiksi pituushypyssä painottuu saavutettu maksiminopeus. Pikajuoksusuoritus edellyttää kiihdytys- ja maksiminopeuden lisäksi nopeuskestävyyttä juoksunopeuden säilyttämiseksi maaliin asti. Koska juoksunopeus on askelpituuden ja askeltiheyden tulo, käytetään näitä muuttujia yleisimmin juoksusuorituksen arvioinnissa. Juoksunopeutta voidaan lisätä joko suurentamalla askeltiheyttä tai lisäämällä askelpituutta, tai parhaassa tapauksessa parantamalla kumpaakin muuttujaa samanaikaisesti. Merkittävä juoksun askelpituutta selittävä tekijä on alaraajojen lihassupistusten voima ja nopeus kontaktivaiheessa rataan. Hyvään askeltekniikkaan kuuluu päkiäkontakti, joka tehostaa lihas-jännesysteemin elastisen energian hyväksikäyttöä lisäten edelleen voimantuottoa ja sen nopeutta. Lihaskoordinaatiolla eli lihaksiston jännittymisen ja rentoutumisen vuorottelulla on myös tärkeä rooli toistuvissa (syklisissä) nopeusliikkeissä. Juoksussa suuri liiketiheys voidaan saavuttaa vain sillä edellytyksellä, että vaikuttaja- (agonisti) ja vastavaikuttajalihakset (antagonisti) supistuvat ja rentoutuvat oikeassa rytmissä eivätkä näin aiheuta lihaksistossa liikettä jarruttavia voimia. Kontaktivaiheessa tarvitaan kuitenkin hetkellisesti agonisti- ja antagonistilihasten yhteissupistusta jalan jäykkyyden lisäämiseksi, joka nopeuttaa voiman välittymistä. Pitempiaikaisissa nopeussuorituksissa aineenvaihdunnan energianlähteiden saatavuus on tärkeä suoritusta määrittävä tekijä. Nopeussuorituksissa energianlähteinä käytetään pääasiassa kreatiinifosfaattia ja maitohappoa tuottavaa anaerobista glykolyysiä. Energiantuotossa kreatiinifosfaatti on keskeinen 1 6 sekunnin maksimaalisessa lihastyössä, jonka jälkeen pääpaino siirtyy anaerobiseen glykolyysiin. Nopeiden lihassolujen anaerobinen kapasiteetti on suurempi kuin hitaiden lihassolujen, koska nopeilla lihassoluilla ovat ATP:n hajotukseen ja uudelleenmuodostamiseen tarvittavien entsyymien aktiivisuus huomattavasti suurempi kuin hitailla lihassoluilla. Ikääntymisen vaikutukset nopeuteen Ikääntymisen myötä voimantuottonopeus heikkenee, vaikka lihasten poikkipinta-alaan suhteutettu maksimivoima pysyisi miltei ennallaan. Suhteellisen voima-aikakäyrän avulla voidaan havainnollistaa sekä voimantuottonopeuden että maksimivoiman vähenemistä ikääntyvällä. Kuvasta 16.4 nähdään, että naisilla jalkojen ojentajalihasten voima-aikakäyrä loivenee nuorimmasta vanhimpaan ikäryhmään. Tämä osoittaa, 163

36 III Yksilön vanheneminen Kuva Jalkojen ojentajalihasten suhteellinen voima-aikakäyrä kolmella eri ikäisellä naisryhmällä (mukailtu: Häkkinen ja Häkkinen, Eur J Appl Physiol 1991; 62: 412). että voimantuottoaika tietyn voimatason saavuttamiseen kasvaa ja että ikääntyminen johtaa suhteellisesti suurempaan jalkalihasten nopean voimantuottokyvyn kuin lihasten maksimivoiman heikkenemiseen. Kuva 16.5 esittää ikääntymisen vaikutusta esikevennyshyppyyn, joka kuvaa räjähtävää voimantuottokykyä ja lihaksiston elastisten osien toimintaa. Hyppytulos on parhaimmillaan noin 20 vuoden iässä miehillä ja noin 10 vuoden iässä naisilla, minkä jälkeen tulokset heikkenevät selvästi. Nopeusharjoittelutaustan omaavilla miesurheilijoilla hyppykorkeudet ovat selvästi suurempia kuin samanikäisillä harjoittelemattomilla henkilöillä. On huomattava, että hypyssä lihaksiston voimantuottoaika on suhteellisen pitkä ja vastusvoima (kehon paino) melko suuri, erityisesti iäkkäillä ihmisillä. Tällaisessa liikkeessä suoritukseen vaikuttaa iäkkäillä ihmisillä nopeusvoiman lisäksi myös maksimivoima. Koska kevennyshyppy on teknisesti melko vaativa, voi suorituksen huomattava heikkeneminen iän mukana heijastaa myös koordinaatiokyvyn eroja. Tulokset voimantuottonopeuden alenemisesta tukevat käsitystä, jonka mukaan lihasmassan väheneminen ikääntyvällä johtuu ensisijaisesti nopeiden II-tyypin lihassolujen pinta-alan ja lukumäärän pienenemisestä. Lisäksi on mahdollista, että ikääntyvän henkilön kyky rekrytoida nopeasti suuri joukko motorisia yksiköitä heikkenee. Kuva Maksimaalisen ponnistuskorkeuden (kevennyshyppy) yhteys ikään harjoittelemattomilla miehillä ja naisilla sekä miespikajuoksijoilla (mukailtu: Bosco ja Komi, Eur J Appl Physiol 1980; 45: 214 ja Korhonen ym. J Appl Physiol 2006; 101: ). Ikääntymisen vaikutuksia maksimaaliseen liikkumisnopeuteen on tutkittu varsin vähän. Liikkumisnopeuden ikääntymiseen liittyvien muutosten 164

37 16 Nopeus Korhonen havaittu olevan iäkkäillä alhaisempia kuin nuoremmilla henkilöillä. Tulokset viittaavat siihen, että nopeussuorituskyvyn heikkeneminen iän mukana johtuu osittain elimistön kyvystä tuottaa energiaa anaerobisesti. Nopeuden harjoitettavuus Kuva Miesten ja naisten 100 m:n juoksun maailmanennätykset eri ikäryhmissä (2012). tarkastelussa voidaan käyttää apuna eri ikäisten urheilijoiden huippusuorituksia. Verrattaessa sadan metrin juoksun maailmanennätystuloksia havaitaan, että ikävuosien 25 ja välillä maksimaalinen juoksunopeus heikkenee miehillä keskimäärin noin 0,6 %:n ja naisilla noin 0,7 %:n vuosivauhdilla. Tämän jälkeen nopeussuorituskyvyn heikkeneminen kiihtyy ja on keskimäärin noin 2 % vuodessa sekä miehillä että naisilla (kuva 16.6). Veteraaniurheilijoilla ikääntymiseen liittyvä maksimaalisen juoksunopeuden aleneminen johtuu askelpituuden lyhenemisestä ja maakontaktiajan pitenemisestä, kun taas askeltiheys säilyy lähes muuttumattomana. Keskeinen mekanismi ikääntyvän juoksijan askelrakenteen ja suorituskyvyn muutoksissa on lihasmassan ja -voiman väheneminen, joka rajoittaa suurten kontaktivoimien tuottamista lyhyen maakontaktin aikana (kuva 16.7). Harjoitelleiden henkilöiden anaerobinen energiantuottokyky arvioituna maksimikuormituksen jälkeisestä veren laktaattipitoisuudesta heikkenee iän mukana, mutta selvimmin vasta 70. ikävuoden jälkeen. Lisäksi lihasten anaerobisten entsyymien aktiivisuuksien ja välittömien energiavarastojen (ATP, kreatiinifosfaatti) on eräissä tutkimuksissa Tutkimustietoa on erittäin vähän siitä, kuinka paljon iäkkäiden ihmisten juoksunopeutta voidaan harjoittelulla kehittää. Vain yhdessä laajemmassa tutkimuksessa on selvitetty liikunta-aktiivisuuden vaikutuksia maksimaaliseen eri ikäisten naisten juoksunopeuteen. Tulokset osoittivat, että suhteellisen vanhallakin iällä aloitettu liikuntaharjoittelu parantaa huomattavasti maksimaalista juoksunopeutta. Säännöllisesti liikuntaa harrastavien vuotiaiden henkilöiden maksimaalisen juoksunopeuden havaittiin vastaavan keskimäärin vuotta nuorempien harjoittelemattomien henkilöiden tasoa. Viime vuosina on saatu viitteitä siitä, että ikääntyneillä ihmisillä harjoittelun vaikutukset ilmenevät spesifisyysperiaatteen mukaisesti niissä ominaisuuksissa, joita harjoitetaan. Ikääntyneiden ihmisten voimaharjoittelututkimuksissa tämä vaikutusten spesifisyys on näkynyt mm. siten, että voimaharjoitteluohjelmat, jotka maksimivoimaharjoitteiden lisäksi ovat sisältäneet pienemmillä kuormilla ja suuremmilla nopeuksilla tapahtuvia liikkeitä, ovat kehittäneet maksimivoiman ohella myös nopeusvoimaominaisuuksia. Voimantuottonopeuden kasvun on arvioitu johtuvan kyvystä aktivoida lihaksen motorisia yksiköitä lyhyemmässä ajassa ja aikaisempaa enemmän. Tämän lisäksi yhdistetyssä nopeus- ja maksimivoimatyyppisessä harjoittelussa saavutetun lihasmassan kasvu on kohdistunut nopeisiin lihassoluihin, jotka ovat voimantuottonopeuden kannalta ratkaisevassa asemassa. Perusedellytyksenä voiman ja nopeuden kehittymiselle on elimistön fysiologinen ylikuormitus. Koko ikänsä harjoitelleilla huipputason veteraaniurheilijoilla on elimistön mukautumispotentiaali lähes kokonaan käytetty. Heille harjoitusvaikutus- 165

38 III Yksilön vanheneminen Kuva Kaavio maksimaalisen juoksunopeuden heikkenemisen taustalla olevista biomekaanisista sekä lihaksiston rakenteeseen ja voimantuottoon liittyvistä ikämuutoksista. Nuolet kuvaavat muuttujissa iän myötä tapahtuvaa pienenemistä ( ), ei muutosta ( ) ja kasvamista ( ). (Mukailtu: Korhonen ym. 2009; 4: ). ten saaminen on vaikeampaa kuin passiivisille tai kohtuullisesti liikuntaa harrastaville henkilöille. Ikääntymiseen liittyvien tiettyjen rajoitusten (mm. hitaampi palautumiskyky) takia veteraaniurheilijoiden voi olla vaikeaa ylläpitää aikaisempaa intensiivistä harjoittelua. Fyysisen suorituskyvyn on kuitenkin osoitettu säilyvän joillakin henkilöillä miltei muuttumattomana. Huipputason veteraanipikajuoksijoille tehdyn seurantatutkimuksen mukaan osalla urheilijoista maksimaalinen liikkumisnopeus (100 m:n juoksu) heikkeni 40 vuoden aikavälillä (20 60 vuotta) keskimäärin vain 0,1 0,3 % vuodessa. Tämän tutkimuksen tulokset osoittavat, että liikkumisnopeuden harjoitettavuus voi säilyä ainakin 60. ikävuoteen saakka erittäin hyvänä. Näiden urheilijoiden tulokset viittaavat siihen, että optimaalisella harjoittelulla voidaan vaikuttaa hermo-lihasjärjestelmään (mm. nopeisiin motorisiin yksiköihin) siten, että nopeussuorituskyvyn heikkeneminen hidastuu (kuva 16.8). Voimaharjoittelulla on keskeinen merkitys nopeusominaisuuksien ylläpidossa ja kehittämisessä. Raportoitujen tutkimustulosten perusteella iäkkäillä ihmisillä nopean voimantuottokyvyn kehittämiseksi pitää harjoittelun alussa olla hypertrofia- ja maksimivoimaperiaatteella tehtäviä harjoitteita sisältävät valmistavat jaksot, joilla varmistetaan elimistön hyvä perusvoimataso ja 166

39 16 Nopeus Korhonen Yhteenvetona voidaan todeta, että kestävyyden ja voiman ohella myös nopeus on kehitettävissä ja ylläpidettävissä oleva ominaisuus iäkkäillä henkilöillä. Hyvinvoinnin, terveyden ja toimintakyvyn säilyttämiseksi iäkkäiden henkilöiden liikuntaohjelmassa pitäisi ottaa huomioon myös nopeusominaisuuksien harjoittaminen. Hermo-lihasjärjestelmän parantunut nopeudentuottokyky saattaa mm. vähentää iäkkään henkilön kaatumisriskiä. On tärkeää ottaa huomioon, että iän mukana mm. tuki- ja liikuntaelimistön rakenteissa tapahtuu muutoksia, jotka lisäävät loukkaantumisriskiä nopeusharjoitteissa. Ikääntyvän ihmisen nopeusharjoittelu pitää suunnitella yksilöllisesti huomioiden mahdolliset rajoitukset ja harjoitteluun liittyvät riskit. Kuva Pikajuoksu- ja hyppylajien veteraaniurheilijoilla liikkumisnopeus ja räjähtävä voimantuottokyky säilyvät erittäin hyvinä myöhäiseen ikään asti. Kuvassa 82-vuotias Aatos Sainio, joka kuuluu pituushypyssä ja kolmiloikassa ikäluokkansa maailman parhaimmistoon. (Kuva Angela Jimenez). harjoitettavuus. Tämän jälkeen siirrytään suuremmalla liikenopeudella tehtävään nopeusharjoitteluun, mutta sen rinnalla jatketaan hypertrofia- ja maksimivoimaharjoittelua vähentäen kuitenkin niiden määrää. Nopeusvoimaharjoittelun alkuvaiheessa on suositeltavaa käyttää turvallisia liikeratoja sisältäviä voimalaiteharjoitteita. Mikäli henkilön kehon koordinaatiokyky ja perusvoimataso ovat hyviä, voidaan harjoittelun edetessä ottaa ohjelmaan mukaan myös vaativampia, koko kehoon kohdistuvia liikesuorituksia (esimerkiksi hyppyjä, juoksupyrähdyksiä). Voimavalmiuksiltaan heikommat ihmiset, kuten esimerkiksi kroonisesti sairaat, voivat myös harjoittaa nopeusvoimaominaisuuksiaan. Käytettäväksi soveltuvat esimerkiksi paineilmavastuksella varustetut kuntosalilaitteet, joilla harjoiteltaessa vastus on tasainen eikä liikelaajuuden äärialueillakaan tule lihaksille vaarallisia äkillisiä kuormituksen muutoksia. Tehokkaan harjoitusärsykkeen saamiseksi pitää nopeusvoimaharjoittelussa pyrkiä mahdollisimman suureen supistusnopeuteen. Yksittäisessä sarjassa käytettävän kuorman pitää olla noin % ja toistojen lukumäärän noin Kirjallisuutta Arampatzis A, Degens H, Baltzopoulos V, Rittweger J. Why do older sprinters reach the finish line later? Exerc Sport Sci Rev 2011; 39: Conzelmann A. The plasticity of courses of physical performance in the second part of life. Kirjassa: Huber G, toim. Healthy aging, activity and sports. Gamburg: Health Promotion Publications, 1997, s Cristea A, Korhonen M T, Häkkinen K, ym. Effects of combined strength and sprint training on regulation of muscle contraction at the whole-muscle and single-fiber levels in elite master sprinters. Acta Physiol 2008; 193: Evans W J. Exercise strategies should be designed to increase muscle power (pääkirjoitus). J Gerontol Med Sci 2000; 55A: M Korhonen M T, Suominen H, Mero A. Age-related differences in 100-m sprint performance in male and female master runners. Med Sci Sports Exerc 2003; 35: Korhonen M T, Suominen H, Mero A. Age and sex differences in blood lactate response to sprint running in elite master athletes. Can J Appl Physiol 2005; 30: Korhonen M T, Cristea A, Alen M, ym. Aging, muscle fiber type, and contractile function in sprint-trained athletes. J Appl Physiol 2006; 101: Korhonen M T, Mero A A, Alen M, ym. Biomechanical and skeletal muscle determinants of maximum running speed with aging. Med Sci Sports Exerc 2009; 41: Mero A, Peltola E, Saarela J. Nopeus- ja nopeuskestävyysharjoittelu. Jyväskylä: Gummerus Oy; Spirduso W W, Francis K L, MacRae P G. Physical dimensions of aging Champaign, IL: Human Kinetics; Suominen H. Aging and maximal physical performance. Eur Rev Aging Phys Activ 2011; 8: Thorstensson A. Speed and acceleration. Kirjassa: Dirix A, Knuttgen H G, Tittel K, toim. The Olympic book of sports medicine. Oxford: Blackwell Scientific, 1991, s

40 17 Asennon hallinta ja havaintomotorinen kyvykkyys Satu Pajala, Sanna Sihvonen, Pertti Era Asennon hallinta 168 Havaintomotoriikka 175 Kaatumistapaturmat iäkkäiden terveysongelmana 182 Asennon hallinta Vanhenevan ihmisen asennon hallintaan liittyvä elinjärjestelmä ja sen muutokset Tasapainon hallinta on edellytys liikkumiskyvylle, ja sitä tarvitaan päivittäisistä toiminnoista suoriutumisessa. Usein juuri tasapainoon liittyvät ongelmat ovat iäkkäiden henkilöiden itsensä mielestä yleisimpiä arkielämää haittaavia rajoitteita. Heikentynyt asennon hallinta on merkittävä kaatumisten vaaratekijä. Kehon asennon hallinta on prosessi, joka edellyttää kehon useiden säätelyjärjestelmien yhteistoiminnan lisäksi myös suoritettavan toiminnan sekä ympäristön vaatimusten huomiointia. Tasapainon hallinta on motorinen taito, jonka kehon hermojärjestelmä vähitellen oppii. Lapsuudessa pelkästään pystyasennon hallintaa harjoitellaan lukuisten yritysten ja erehdysten kautta. Harjoittelun avulla kehittyy myös vielä vaativampaa tasapainon hallintaa edellyttävä suoritus eli kävely. Kehon asennon hallintaan osallistuvat keskushermosto, hermo-lihasjärjestelmä, tuki- ja liikuntaelimistö ja useat aistikanavat, kuten sisäkorvan tasapainoelin (vestibulaarijärjestelmä), näkö ja mekaaninen tuntoaisti sekä asento- ja liiketunto (somatosensoriikka). Tasapainon säätelyä kuvaava malli havainnollistaa säätelyn eri tasojen ja järjestelmien jatkuvaa ja yhtäaikaista prosessointia (kuva 17.1). Mallin vasen puolisko kuvaa sensorisia järjestelmiä ja sensorisen informaation prosessointia. Oikealla puolella näkyvät motorisen vasteen suunnitteluun ja tuottamiseen liittyvät järjestelmät. Mallin alaosa kuvaa säätelyyn liittyviä aistikanavia ja tuki- ja liikuntaelimistön toimintaa ja sen yläosa keskushermoston toimintaa. Tasapainon hallinta tapahtuu sekä ennakoivien että palautetta antavien mekanismien avulla siten, että sensorisen informaation perusteella keskushermosto tuottaa kuhunkin tilanteeseen mahdollisimman tarkoituksenmukaisen motorisen vasteen eli esimerkiksi vartalon tai raajan liikkeen. Perusta dynaamiselle liikesuoritukselle, jossa yhtä aikaa toteutetaan monia kehon eri osien liikkeitä, on se, että näitä liikkeitä ohjataan ennakoivasti ja samanaikaisesti. Säätelyprosessiin vaikuttavat lisäksi olennaisesti sekä yksilön tekemät tarkoituksenmukaiset valinnat että ympäristön yksilölle asettamat vaatimukset. Motorisen järjestelmän tuottama vaste tasapainon säilyttämiseksi määräytyy kulloisenkin tehtävän ja tilanteen asettamien vaatimusten mukaisesti. Motoriset vasteet jaotellaan niiden ominaisuuksien mukaisesti nopeisiin reflekseihin, automaattisiin strategioihin ja tahdonalaiseen kontrolliin. Refleksit ovat samanlaisina toistuvia lihasten nopeita aktivoitumismalleja, joiden kontrollointi 168

41 17 Asennon hallinta ja havaintomotorinen kyvykkyys Pajala Sihvonen Era Kuva Asennon hallinnan systeemimalli, joka kuvaa jatkuvaa eri tasoilla samanaikaisesti tapahtuvaa säätelyprosessia (mukailtu Allisonin 1995 esittämästä mallista). tapahtuu selkäydintasolla. Automaattiset strategiat ovat hieman hitaampia koordinoituja lihasten aktivaatiomalleja, joita voidaan muunnella kuhunkin tilanteeseen sopiviksi ja joita kontrolloidaan aivorungon ja subkortikaalisen eli alemman aivotason avulla. Strategioista käytetään nimityksiä sen mukaan, minkä nivelen tasolta niitä tuotetaan (nilkka- ja lonkkastrategia) tai sen mukaan minkä tyyppinen vaste tuotetaan (painon siirto-, askeleen ottamis- ja kehon painopisteen alentamisstrategia). Tahdonalaisia vasteita tuotetaan tietoisesti ja niiden tuottamisessa on lähes rajattomasti vaihtoehtoja. Tahdonalaiset vasteet ovat hitaampia kuin refleksit tai automaattiset strategiat, koska niiden kontrollointi edellyttää aivorungon ja kortikaalisen eli ylemmän aivotason ohjausta. Ikääntymisen ja iän mukana lisääntyvien sairauksien myötä sekä motoristen vasteiden tuottamisessa että sensorisissa järjestelmissä tapahtuu asennon hallintaa heikentäviä muutoksia. Lihasvoima heikkenee iän mukana. Alaraajojen voiman väheneminen sekä lihasten voimantuottonopeuden aleneminen heikentävät tasapainon hallintaa erityisesti äkillisissä asentoa horjuttavissa tilanteissa. Tutkimuksissa on havaittu, että iäkkäillä henkilöillä, joilla on ollut kaatumisia, alaraajojen lihasvoima on heikompi kuin niillä henkilöillä, jotka eivät ole kaatuneet. Iän mukana heikentyvän tasapainon yhtenä keskeisenä selittäjänä on pidetty lihasvoimaan liittyviä muutoksia, joiden vuoksi tarkoituksenmukaisten korjausliikkeiden tuottaminen häiriintyy. Tämän lisäksi iäkkäiden henkilöiden käyttämät asennon hallinnan korjausstrategiat eivät ole enää yhtä tarkoituksenmukaisia ja kyky aktivoida lihaksia ennakoivasti on huonompaa kuin nuoremmilla henkilöillä. Lihasvoiman heikkenemisen ohella iäkkäillä henkilöillä nivelten liikkuvuuden rajoittuminen ja selkärangan jäykistyminen huonontavat pystyasentoa. Ryhdin muuttuessa etukumaraksi asennon hallintaa vaikeuttaa kehon painopisteen siirtyminen taaemmaksi kantapäiden suuntaan. Sisäkorvan tasapainoelin tuottaa informaatiota, joka liittyy erityisesti pään asennon ja sen muutosten aistimiseen suhteessa painovoimaan. Tämän tiedon avulla henkilö pystyy erottamaan oman kehon ja ulkoisten kohteiden liikkumisen. Sisäkorvan tasapainoelimen toiminta jaetaan kahteen eri järjestelmään. Kaarikäytävien muodostama järjestelmä aistii pään liikkeiden kiihtyvyyttä ja 169

42 III Yksilön vanheneminen hidastuvuutta ja se on aktiivinen lähinnä liikkeiden alku- ja loppuvaiheissa. Tasapainokivien avulla saadaan puolestaan tietoa pään asennosta suhteessa painovoimakenttään. Tällä alueella on myös jatkuvasti impulsseja välittäviä aistinsoluja, jotka synapsoituvat sensoristen informaatiota tuovien hermosolujen ja vestibulaarihermon kanssa. Nämä impulssit välittyvät keskushermostoon, joka tulkitsee ne. Sisäkorvan tasapainoelimen rakenteet heikentyvät iän mukana, mutta ei ole varmuutta siitä, miten paljon jokin tietty anatominen muutos vaikuttaa järjestelmän varsinaisen toiminnan heikentymiseen. Iän myötä tapahtuva näkökyvyn heikkeneminen vaikeuttaa tasapainon säätelyä. Erityisesti keskeisen näön tarkkuuden aleneminen, silmän valoherkkyyden väheneminen, mahdolliset näkökenttäpuutokset sekä kontrastien erotuskyvyn ja silmän adaptaatiokyvyn heikkeneminen aiheuttavat ongelmia tasapainon ylläpitämisessä. Myös näköinformaation käsittely on iäkkäillä henkilöillä hitaampaa kuin nuorilla aikuisilla. Näön heikentymisestä huolimatta sen merkitys tasapainon säätelyssä korostuu iän mukana. Näköaistin avulla iäkkäät ilmeisesti kompensoivat muiden aistien heikkenemistä. Tärkeitä tasapainon hallinnan osatekijöitä ovat asento- ja liikeaistiin liittyvät kosketus- ja asentotunto. Sensorisia reseptoreita sijaitsee nivelissä, jänteissä, ligamenteissa, lihaksissa, ihonalaisessa kudoksessa ja iholla. Reseptorit aistivat lihasten, jänteiden ja ihon tilaa, jännitystä, venytystä, supistumista, painetta, lämpötilaa ja kipua. Näiden aistimusten perusteella saadaan tietoa nivelten asennoista ja kehon eri osien suhteesta toisiinsa ja esimerkiksi alustaan, jolla liikutaan. Tätä tietoa tarvitaan sopivien motoristen vasteiden tuottamiseksi. Ikääntymisen mukana reseptorien toiminta heikentyy johtaen siihen, että tieto esimerkiksi asennon muutoksista tai alustan vaihtelusta muuttuu epätarkemmaksi, mikä taas haittaa tasapainon säilyttämistä. Tasapainon säilyttämiselle tehokkaimman ja sopivimman hallintastrategian valinta muuttuvissa toiminta- ja ympäristöolosuhteissa edellyttää kykyä punnita ja valikoida eri aistikanavista lähtöisin olevaa, joskus myös ristiriitaista informaatiota. Symmetristen vasteiden tuottamiseksi olennaista on kehon oikealta ja vasemmalta puolelta tulevan informaation vertaileminen. Kunkin aistikanavan tuottaman tiedon osuus asennon hallinnassa vaihtelee tilanteen mukaan, ja sen merkitys voi joko edistää pystyssä pysymistä, olla neutraalia tai jopa haitaksi. Esimerkiksi näköhavainto viereisen auton liikkumisesta voi aiheuttaa virheellisen aistimuksen siitä, että itse liikkuu. Sensorisen informaation integraatio on erityisesti koetuksella tilanteissa, joissa tasapainon säilyttäminen edellyttää nopeita ratkaisuja, kuten yhtäkkisissä horjahduksissa. Sopeutuminen tavallisuudesta poikkeaviin tilanteisiin, kuten pimeässä tai heikossa valaistuksessa liikkumiseen tai epätavallisella alustalla, kuten pehmeällä matolla tai jäisellä kadulla kävelyyn, voi aiheuttaa ongelmia. Vaikka asennon hallinta ja esimerkiksi kävely vaikuttavat suhteellisen automaattisilta toiminnoilta, keskushermosto kuitenkin integroi jatkuvasti asennon hallintaa säätelevistä järjestelmistä tulevaa informaatiota ja tuottaa kuhunkin tilanteeseen sopivia vasteita. Keskushermostolle asennon hallinnasta tietoa välittävissä järjestelmissä, kuten näkö tai tuntoaisti, tapahtuu iän myötä niiden toimintaa heikentäviä muutoksia, mikä johtaa siihen, että keskushermostolle tuleva informaatio on esimerkiksi aiempaa epätarkempaa tai riittämätöntä. Lisäksi iän myötä tapahtuvan rappeutumisen ja lisääntyvien sairauksien seurauksena keskushermoston rakenteissa ja toiminnassa tapahtuu monia muutoksia, kuten valkoisen aineen vähenemistä, aivoatrofiaa, kognition ja toiminnan säätelyn heikkenemistä. Ilmiötä on tutkittu niin kutsutuissa dual- ja multitasking-tilanteissa, joissa iäkkään säätelyjärjestelmää kuormitetaan kahdella tai useammalla samanaikaisella suorituksella kuten esimerkiksi kävellessä suoritettavalla lasku- tai sanojenluettelutehtävällä. Kahden asian samanaikainen tekeminen heikentää joko toista tai molempia suorituksia myös nuoremmilla, mutta heikkeneminen on merkittävästi voimakkaampaa terveilläkin iäkkäillä ihmisillä. Iäkkään henkilön suoriutumisen heikkeneminen lisääntyy sitä enemmän, mitä monimutkaisemmista toiminnoista on kyse eli mitä enemmän osasuoritukset kuormittavat keskushermostoa ja sen kapasiteettia. Häiriöttömän keskushermostollisen säätelyn merkitys hyvän asennon hallinnan kannalta tulee 170

43 17 Asennon hallinta ja havaintomotorinen kyvykkyys Pajala Sihvonen Era korostetusti esiin iäkkäillä, joilla on kognition alenemaa tai muistisairaus. Ruotsalaistutkimuksessa havaittiin, että iäkkäillä, joilla oli alentunut kognitio ja jotka hoitajan kanssa kävellessään joutuivat pysähtymään ryhtyessään puhumaan hoitajalle, oli suurentunut alttius kaatumisille. Multitasking-tilanteissa tapahtuvaa tasapainosuorituksen heikkenemistä on yleisimmin selitetty ns. resource competition -teorialla. Kahta tai useampaa samanaikaista toimintaa suoritettaessa elin- ja säätelyjärjestelmät kilpailevat ainakin osittain samoista resursseista, kuten kognitiivisesta kapasiteetista tai aistitoiminnoista. Iäkkäillä nämä resurssit ovat usein heikentyneet. Tällöin rajallisen kapasiteetin jakaminen tehtävien kesken vaikuttaa siihen, että jompikumpi tai molemmat suoritukset heikkenevät. Tutkimuksissa on havaittu kuitenkin, että paitsi toimintaresurssien puutokset, multitasking-tehtävistä suoriutumiseen näyttävät vaikuttavan myös yksilölliset taipumukset valita yksi tehtävä muita tärkeämmäksi. Tällöin henkilö kohdistaa valitsemaansa toimintaan enemmän resursseja ja pyrkii turvaamaan tämän suorituksen muiden tehtävien kustannuksella (adaptive resource sharing). Jos iäkäs esimerkiksi kävellessä kiinnittää enemmän huomiota vaikkapa muun liikenteen seuraamiseen, hänen tasapainon säätelynsä voi vaarantua niin, että hän kompastuu tai kaatuu. Tasapainon hallinta on parhaimmillaan nuorilla aikuisilla. Heikkenemistä alkaa tapahtua vähitellen iän lisääntymisen mukana ja noin 60 vuoden iästä alkaen se tapahtuu kiihtyvällä vauhdilla. Tämä on voitu havaita muun muassa suomalaisen Terveys tutkimuksen aineistossa, jossa tasapainokykyä on mitattu kehon huojuntana (kuva 17.2). Mitä nopeampaa huojunta on, sen heikompana tasapainokykyä voidaan pitää. Iän myötä tapahtuvan tasapainokyvyn heikkenemisen on havaittu olevan hieman erilaista riippuen siitä, tarkastellaanko sitä poikittais- vai pitkittäistutkimusten valossa. Pitkittäistutkimuksissa samoja henkilöitä seuraamalla on havaittu tasapainon heikkeneminen suuremmaksi kuin sen on havaittu olevan poikkileikkausaineistojen perusteella. Miesten ja naisten tasapainokyvyssä mahdollisesti olevista eroista on raportoitu ristiriitaisia tuloksia. Joissakin tutkimuksissa miehillä on havaittu naisia heikompi tasapainokyky, toisissa tutkimuksissa taas erot ovat olleet päinvastaisia ja osassa eroja ei ole löytynyt. Suomalaiset aineistot osoittavat, että miesten kehon huojunta on suurempaa verrattuna samanikäisiin naisiin, ja sukupuolten väliset erot ovat selkeimmät vanhimmissa ikäryhmissä (kuva 17.2). Asennon hallintaan vaikuttavat sairaudet ja lääkkeet Tasapainon hallintaa ikääntyneillä henkilöillä hankaloittavat monet sairaudet kuten aivoverenkiertohäiriöt, Parkinsonin tauti, diabetes ja erilaiset tuki- ja liikuntaelinvaivat. Monilla sairauksien hoitoon käytettävillä lääkkeillä on haittavaikutuksia, jotka voivat vaikeuttaa tasapainon ylläpitoa ja aiheuttaa esimerkiksi huimausta. Aivoverenkiertohäiriöpotilaiden (AVH) tasapainon hallintaan vaikuttaa neuraalisen vaurion laajuus ja paikka. Vaurion seurauksena usein jonkin sensorisen tai motorisen järjestelmän toiminta heikentyy ja systeemien välinen koordinaatio muuttuu. AVH-potilailla sairauden aiheuttamat hermo-lihasjärjestelmän häiriöt haittaavat muiden muassa sopivan liikestrategian valintaa tasapainon säilyttämisessä. Myös sairauden hoidossa käytettävän lääkityksen vaikutukset tasapainoon voivat olla merkittäviä. Tyypillisin AVH-potilaan tasapaino-ongelma on toispuoleisen halvauksen seurauksena syntyvä kehon painon epätasainen jakautuminen ja epäsymmetrinen seisoma-asento; AVH- potilas varaa halvaantuneen puolen alaraajan merkittävästi vähemmän kuin terveen puolen alaraajaan ja kehon painopisteen paikka siirtyy kohti ei-halvaantunutta kehonpuoliskoa ja tukipinta pienenee. Tukipinnan pienentymisestä johtuen AVH-potilailla kehon huojunta voimalevymittauksissa on tyypillisesti suurempaa kuin terveillä iäkkäillä. Motoristen vasteiden poikkeavuudet AVH-potilailla voivat näyttäytyä lihasten normaalista poikkeavana aktivoitumisjärjestyksenä tukipinnan muuttuessa. AVH-potilaan asennon hallintaa haittaavat lisäksi muutokset lihasten koordinaatiossa, vasteiden ajoittamisessa sekä tarkoituksenmukaisessa voimantuotossa. Parkinsonin tautia sairastavilla potilailla on runsaasti tasapainovaikeuksia. Asennon hallintaan liit- 171

44 III Yksilön vanheneminen Kuva Eteen-taakse- ja sivusuuntaisen huojunnan nopeudet sekä vauhtimomentti eri ikäryhmiin kuuluvilla naisilla ja miehillä tasapainotestissä, jossa seisotaan normaalissa asennossa jalat vierekkäin, silmät auki. A) Eteen-taakse suuntaisen huojunnan nopeus, B) sivusuuntaisen huojunnan nopeus, C) vauhtimomentti (keskiarvot ja keskihajonnat). tyvien refleksien ja liikestrategioiden tuottaminen on häiriintynyt ja stabiliteetin rajat kaventuneet, jolloin tarkoituksenmukaisten ja oikea-aikaisten motoristen vasteiden tuottaminen vaikeutuu. Parkinsonpotilaan muskuloskeletaalinen jäykkyys tulee esiin kehon huojunnan vähenemisenä ja kankeuden lisääntymisenä. Asennon hallintaa haittaavat etenkin lantion alueen ja selkärangan liikkuvuuden vähentyminen sekä rajoittuneet vartalon kierrot ja puutteelliset yläraajojen myötäliikkeet. Parkinson-potilaan kävelyä vaikeuttavat liikkeen aloittamisen vaikeutuminen, lyhentyvä askelpituus sekä vaikeus reagoida yllättäviin tilanteisiin, kuten esteisiin tai alustan muutoksiin. 172

45 Diabetesta sairastavilla tasapainon hallintaa vaikeuttavat kehon kosketus- ja asentotuntoa heikentävät ääreishermoston muutokset, jotka ovat yleisiä varsinkin taudin myöhemmässä vaiheessa. Alaraajojen tuntopuutoksista kärsivillä diabetespotilailla kehon huojunnan nopeus ja kokonaishuojunnan määrä lisääntyy terveisiin henkilöihin verrattuna. Iäkkäillä yleisesti esiintyvät nivelkulumat ja artroosi aiheuttavat tasapainohäiriöitä, mikä ilmenee esimerkiksi suurempana kehon huojuntana verrattuna iäkkäisiin, joilla ei kulumavaivoja ole. Iäkkäillä on usein myös erilaista syistä johtuvia kipuja. Kipu saattaa rajoittaa liikkumista ja vähäinen liikkuminen tai liikkumattomuus johtaa iäkkäillä nopeasti lihasvoiman vähenemiseen ja tasapainon hallinnan heikentymiseen. Iäkkäillä on usein monia sairauksia ja niihin määrättyjen lääkkeiden määrä voi olla hyvinkin suuri. Keskeisimpiä ongelmia iäkkäiden ihmisten lääkkeiden käytössä ovat alentunut lääkkeensietokyky, lääkkeiden kohonnut haittavaikutusriski ja lääkkeiden käyttöohjeiden noudattamisen vaikeudet. Huimaus on yksi lääkkeiden yleisimpiä haittavaikutuksia. Mitä useampia lääkkeitä on käytössä, sitä tavallisempaa on tasapainohäiriöiden ilmaantuminen. Keskushermoston toimintaan vaikuttavista lääkkeistä rauhoittavat lääkkeet, uni- ja nukahtamislääkkeet sekä mieliala- ja masennuslääkkeet vaikuttavat vireystilaan ja tasapainokykyyn. Myös sydän- ja verenkiertolääkkeet voivat aiheuttaa huimausta. Iäkkäillä on käytössä runsaasti kohonneen verenpaineen ja sydänsairauksien hoitoon tarkoitettuja lääkkeitä ja niiden käyttö kasvaa merkittävästi ikävälillä vuotta. Nesteenpoisto- ja diabeteslääkkeet saattavat johtaa sokeri- ja elektrolyyttitasapainon häiriöön, joka puolestaan voi aiheuttaa huimausta. Lääkkeet saattavat aiheuttaa myös ortostaattista hypotoniaa, jolla tarkoitetaan verenpaineen laskua ja siihen liittyviä subjektiivisia oireita, kuten sydämentykytystä ja tiheälyöntisyyttä, näköhäiriöitä ja silmissä mustenemista makuulta pystyyn noustaessa. Nämä oireet johtuvat aivojen verenkierron tilapäisestä häiriintymisestä ja voivat johtaa pyörtymiseen. 17 Asennon hallinta ja havaintomotorinen kyvykkyys Pajala Sihvonen Era Asennon hallinnan harjoittaminen iäkkäillä Iäkkäiden tasapainon harjoitettavuutta selvittäneissä tutkimuksissa tasapainokykyyn on pyritty vaikuttamaan sekä harjoittelulla, joka kohentaa yleistä fyysistä kuntoa että harjoitusohjelmilla, jotka on kehitetty parantamaan ja ylläpitämään nimenomaan asennon hallinnan säätelyyn osallistuvien elinjärjestelmien toimintaa. Tutkimustulokset ovat osin ristiriitaisia mikä johtunee ainakin osin siitä, että tutkimuksissa käytetyt harjoitteet, harjoitusohjelmat sekä niiden kesto ja intensiteetti ovat vaihdelleet eri tutkimuksissa. Myös harjoitteluvaikutusta osoittavat mittarit sekä tulosmuuttujat ovat eri tutkimuksissa olleet erilaisia. Hyvinkin iäkkäiden henkilöiden maksimivoimaa ja voimantuottonopeutta voidaan parantaa harjoittelulla. Harjoittelun seurauksena parantuva lihasvoima ei kuitenkaan paranna samassa suhteessa iäkkään henkilön tasapainon hallintaa. Sama voidaan havaita, jos liikuntaharjoittelun painopiste on kestävyys- tai notkeusominaisuuksien harjoittamisessa. Nämä havainnot viittaavat siihen, että asennon hallinnan harjoittaminen edellyttänee nimenomaan tasapainon säätelyyn osallistuvien järjestelmiin kohdistuvia ja niitä riittävästi haastavia harjoitteita. Asennon hallinnan säätelyyn osallistuvien elinjärjestelmien harjoittamiseen tähdänneissä tutkimuksissa harjoitusohjelmissa on joko keskitytty jonkin tietyn säätelyjärjestelmän harjoittamiseen tai niissä on tehty monipuolisesti asennon hallintaan osallistuvien elinjärjestelmien toimintaa parantavia harjoitteita. Tasapainoharjoittelun tavoitteena on ehkäistä tasapainon hallintaan liittyvien rajoitteiden syntyä tai vähentää niiden vaikutusta. Harjoittelulla pyritään myös kehittämään tehokkaita eri toimintoihin liittyviä sensorisia ja motorisia strategioita ja opettelemaan niiden soveltamista erilaisissa päivittäisissä tehtävissä ja vaihtelevissa ympäristöolosuhteissa. Parhaat tulokset on saatu harjoitusohjelmista, jotka ovat sisältäneet sekä lihasvoimaharjoittelua että tasapainotaitoja kehittäviä harjoitteita. Harjoitusvaikutuksen aikaansaamiseksi tarvitaan pitkäkestoista (3 12 kk) harjoittelua, jossa harjoitteiden vaikeusaste vähitellen lisääntyy harjoittelun edetessä. Koska 173

46 III Yksilön vanheneminen iäkkäiden tasapainohäiriöt johtuvat usein muutoksista monissa eri tasapainon säätelyyn osallistuvissa elinjärjestelmissä, on harjoittelunkin kohdistuttava monipuolisesti säätelyn ja järjestelmien eri osatekijöihin. Tasapainoharjoitteiden tuleekin siksi sisältää tehtäviä, joissa henkilö pyrkii ylläpitämään tasapainoa erilaisissa alkuasennoissa, tekemään painonsiirtoja, erilaisia toiminnallisia suorituksia (esimerkiksi nojaamiset, kurkottamiset), liikkumaan eri suuntiin (esimerkiksi eteenpäin, taaksepäin, sivuttain) ja reagoimaan ulkoisiin horjutuksiin (esimerkiksi tönäisy, alustan liike). Suorituksia vaikeutetaan esimerkiksi rajoittamalla jonkin aistikanavan käyttämistä (esimerkiksi silmät kiinni), käyttämällä vaihtelevia tukipintoja (kapea tai kalteva) ja alustoja (pehmeä, epätasainen) tai rakentamalla tehtäväratoja (esimerkiksi esteiden ylittämistä ja väistämistä liikuttaessa). Tasapainoharjoitteita voi vaikeuttaa myös välineiden, kuten pallojen, tasapainolaudan tai trampoliinin avulla. Iäkkäiden tasapainoharjoittelussa erilaisten mittaus- ja harjoittelulaitteiden käyttö on lisääntynyt. Niiden avulla saadaan niin kutsuttua biopalautetta erilaisia tasapainon hallintaa vaativia suorituksia tehtäessä. Biopalautetta voi olla esimerkiksi sitä, että harjoittelija saa tietoa omasta suorituksestaan ja kehon liikkeistä harjoituksen aikana näyttöpäätteeltä. Näiden laitteiden hyötynä on se, että ne mahdollistavat tarkan tiedon keräämisen ja analysoinnin henkilön asennonhallintakyvystä. Tietoa voidaan hyödyntää esimerkiksi yksilöllisen harjoitusohjelman luomiseksi. Lisäksi iäkkään suoritustilanteessa saama monipuolinen palaute voi helpottaa tasapainotaitojen kehittymistä kun henkilö oppii käyttämään täydentävästi eri aistikanavien tuottamaa tietoa etenkin silloin, kun jokin aisti ei toimi riittävän hyvin. Iäkkäiden liikuntaharjoittelututkimuksia koonneen systemaattisen katsauksen mukaan tasapainon hallintaa voidaan parantaa seuraavilla harjoitusmuodoilla: 1) kävely-, tasapaino- ja toiminnalliset harjoitteet, 2) lihasvoimaharjoittelu, 3) 3D-tyyppinen harjoittelu, kuten taiji-, tanssi- ja joogaharjoittelu, 4) yleinen fyysinen aktiivisuus, kuten kävely tai pyöräily, 5) näköpalautteeseen perustuva tietokoneavusteinen tasapainoharjoittelu, 6) värähtelyharjoittelu, joka tapahtuu värähtelevän levyn päällä paikallaan seisten tai tehden esimerkiksi kyykistyksiä tai painonsiirtoja ja 7) useita edellisiä harjoittelumuotoja yhdistävä harjoittelu. Vaikka katsauksen tutkimuksissa oli mukana hieman yli yhdeksäntuhatta iäkästä henkilöä, katsauksen tekijät toteavat, että näyttö eri harjoittelumuotojen tasapainokykyä parantavista vaikutuksista on puutteellista ja lisätutkimusta tarvitaan. Keskeisenä periaatteena iäkkäiden asennon hallintaa ja tasapainotaitoja parantavien harjoitusohjelmien suunnittelussa on se, että harjoitteet tulee suunnitella nimenomaan harjoitusta vaativan taidon parantamista ajatellen ja harjoittelulla pitää pyrkiä asennon hallintaan osallistuvien elinjärjestelmien monipuoliseen harjoittamiseen. Harjoittelua suunniteltaessa otetaan aina huomioon harjoittelijan yksilölliset rajoitteet sekä taitotaso ja huolehditaan harjoittelun turvallisuudesta. Motorisen taidon oppimiselle tärkeät tekijät, kuten harjoittelun toistuvuus, palaute suoriutumisesta ja kokemukset taitojen joustavasta soveltamisesta vaihtelevissa tilanteissa ovat olennaisia tehokkaan tasapainoharjoittelun kannalta. Tasapainokuntoutuksella on tärkeä sija iäkkäiden henkilöiden kaatumisalttiuden pienentämisessä ja tätä kautta elämänlaatuun vaikuttavana tekijänä sekä hoito- ja kuntoutuskustannusten taloudellisten säästöjen kannalta. Liikuntaharjoittelun lisäksi ja sen ohella tasapainoa voidaan parantaa myös sellaisin hyvin yksinkertaisin keinoin, kuten huolehtimalla siitä, että iäkkään henkilön näkökyky on mahdollisimman hyvä eli hänellä on tarkoituksenmukaiset silmälasit, ja että asuinympäristöön liittyvät turvallisuustekijät (esimerkiksi valaistus) on huomioitu. Myös eräissä sisäkorvan tasapainoelimen häiriötiloissa on saatu hyviä tuloksia harjoitteilla, jotka ovat tarkasti kohdistuneet olemassa olevien oireiden hoitamiseen ja elinjärjestelmän vähittäiseen totuttamiseen tilanteisiin ja olosuhteisiin, joissa oireita on ilmennyt (ns. habituaatioterapia). 174

47 17 Asennon hallinta ja havaintomotorinen kyvykkyys Pajala Sihvonen Era Havaintomotoriikka Havaintomotorisen järjestelmän toiminnan muutokset iän mukana Havaintomotoriikalla tarkoitetaan prosessia, joka tuottaa tarkoituksenmukaisia liikkeitä ja toimintaa havainnoinnin, liikkeiden tuottamisen ja niiden kontrolloinnin avulla (kuva 17.3). Havaintomotorisessa prosessissa keskushermosto valikoi ja käynnistää kuhunkin tilanteeseen sopivat motoriset vasteet (esimerkiksi sormen tai jalan liike) käyttämällä hyväksi aistinelinten keräämää tietoa kunkinhetkisestä ympäristöstä ja ihmisen toiminnasta ja vertailemalla sitä aikaisempaan tietoon ja kokemukseen. Lisäksi kunkin liikkeen ja toiminnan aikana keskushermosto kontrolloi ja mukauttaa vasteita jatkuvasti toiminnasta aistien välityksellä saatavan ajantasaisen palautteen perusteella. Havaintomotorinen prosessi on yksikertaista ärsyke-vastejärjestelmää moniulotteisempi kokonaisuus, jossa keskeistä on keskushermoston sekä havainnoivien ja suorittavien järjestelmien jatkuva monisuuntainen yhteistoiminta. Jokapäiväisissä toimissa, kuten autoa ajettaessa tai katua ylitettäessä, havaintomotorinen järjestelmä ja sen häiriötön toiminta on olennainen esimerkiksi liikesuoritusten valinnassa ja niiden ajoittamisessa sekä liikkeiden nopeuden ja tarkkuuden säätelyssä. Iäkkäillä havaintomotorisen järjestelmän toiminnan heikkeneminen on yleistä ja se voi merkittävästi rajoittaa päivittäisistä perustoiminnoista suoriutumista. Suomalaisen Ikivihreät-tutkimuksen mukaan 75-vuotiailla miehillä ja naisilla havaintomotoriset toiminnot, seisomatasapaino ja lihasvoima selittivät % maksimaalisen kävelynopeuden vaihtelusta ja 80-vuotiailla miehillä jopa 54 % portaiden nousussa ilmenevästä vaihtelusta. Olennaista usean elinjärjestelmän säätelemän ja tuottaman toiminnan heikkenemisessä on se, että yhdenkin osa-alueen toiminnan heikentyminen suhteessa toiminnan vaatimuksiin saattaa uhata kokonaissuoritusta, vaikka muilla suorituksen osaalueilla vaatimustaso ei ylittäisikään elinjärjestelmien toimintakapasiteettia. Iän mukana tapahtuvia muutoksia havaintomotoriikassa tutkitaan yleisesti testeillä, joissa mitataan henkilön reagointinopeutta erilaisiin näkö-, ääni- tai kosketusärsykkeisiin sekä suoritusnopeutta, jolla henkilö pystyy tekemään tietyn vasteen (esimerkiksi liikkeen tai äänen tuottaminen). Testitilanteissa ärsyke ja vaste voivat pysyä samanlaisina läpi testin (simple reaction) tai ärsykkeitä ja niiden edellyttämiä vasteita voi olla useita erilaisia (choice reaction). Kuva Havaintomotorinen järjestelmä on jatkuva havainnoinnin, liikkeiden tuottamisen ja niiden kontrolloinnin kehä (mukailtu Welfordin 1984 esittämästä mallista). 175

48 III Yksilön vanheneminen Kuva Wilkinsonin ja Allisonin (1989) poikittaistutkimusaineisto (n = 5 325) havainnollistaa reaktioajan nopeutumisen ikävuoteen saakka, jonka jälkeen reaktionopeus vähitellen alkaa hidastua. Reaktioaika kehittyy kasvuiässä ja nopeutumista tapahtuu sekä yksinkertaisissa että monivalintatehtävissä aina noin 25 ikävuoteen saakka. Tämän jälkeen reaktioaika alkaa hidastua vähitellen ja 50 ikävuoden jälkeen hidastumisen nopeus selkeästi kiihtyy (kuva 17.4). Suoriutuminen reaktiotehtävissä hidastuu iän myötä sitä enemmän, mitä monimutkaisemmasta tehtävästä on kysymys. Suomalaisen Terveys tutkimuksen aineisto osoittaa, että reaktio- ja liikeaika pitenevät iän mukana sekä yksinkertaisessa että monivalintatehtävässä. Miehillä reaktio- ja liikeaika on lyhyempi kuin naisilla kaikissa ikäryhmissä, mutta monivalintatehtävässä ero reaktioajassa on merkitsevä vain vuotiaiden ikäryhmässä. (kuva 17.5). Iän mukana tapahtuva havaintomotorinen hidastuminen on hyvin yksilöllistä samoin kuin se nopeus, jolla hidastuminen etenee. Terveys tutkimuksessa havaittiin, että joidenkin vanhimpien henkilöiden suoritukset olivat samalla tasolla kuin nuorimman ikäryhmän ja joidenkin nuorten henkilöiden suoritukset puolestaan vastasivat vanhimman ikäryhmän suoritustasoa. Iän myötä tapahtuva hidastuminen on usein vähittäistä ja iäkäs suoriutuu arkielämän toimista, vaikkakin hieman hitaammin tai varovaisemmin. Toimintojen hidastuminen on havaittu tärkeäksi toiminnanvajausten prekliiniseksi indikaattoriksi. Hidastuminen voi olla merkki iäkkään toimintaja liikkumiskykyä uhkaavasta heikentymisestä, ennen kuin varsinaiset toiminnanvajaudet ilmenevät. Tällöin voidaan aloittaa heikentymistä ehkäisevät toimet, kuten liikuntaharjoittelu, hyvissä ajoin. Havaintomotorinen hidastuminen on iäkkäillä yhteydessä myös elinajan ennusteeseen. Käden taputustestillä iäkkäiden havaintomotorista nopeutta mitanneessa tutkimuksessa ne iäkkäät, jotka olivat elossa seuranta-ajan päättyessä, suoriutuivat nopeutta mittaavasta käden toistuvasta taputustestistä paremmin kuin ne, jotka menehtyivät tutkimuksen kuluessa. Taputustesti ei vaadi juurikaan lihasvoimaa, kestävyyttä tai liikkuvuutta, tämäntyyppistä nopeutta vaativassa suorituksessa keskeinen merkitys on keskushermoston kapasiteetilla ohjata automatisoitunutta havaintomotorista prosessia. Havaintomotoriikan hidastuminen ja se, kuinka nopeasti hidastuminen etenee iän lisääntyessä, näyttäytyvät hieman eri tavoin poikittais- ja pitkittäistutkimusten tuloksissa. Jos iän myötä tapahtuvaa hidastumista tarkastellaan pelkästään poikittaisaineistojen valossa, hidastuminen on hitaampaa kuin mitä pitkittäistutkimusaineistot osoittavat (kuva 17.6). Syynä lienee se, että iäkkäitä tutkittaessa tutkimuksesta jättäytyvät useimmin pois juuri heikoimmat ja huonokuntoisimmat. Tällöin koko tutkimusjoukon keskiarvo alkutilanteessa on huonompi kuin niillä henkilöillä, jotka tulevat säilymään elossa ja osallistuvat myös seuruumittauksiin. Seurantamittauksiin osallistuvat saattavat olla siten keskimääräistä samanikäistä väestöä parempikuntoisia. Verrattaessa samoja henkilöitä eri aikoina saadaan kuitenkin poikittaistutkimuksia parempi arvio iäkkäillä ajan myötä tapahtuvasta hidastumisen nopeudesta. 176

49 17 Asennon hallinta ja havaintomotorinen kyvykkyys Pajala Sihvonen Era Kuva Reaktio- ja liikeaika hidastuu ikääntyessä sekä yksinkertaisessa että monivalintatehtävässä. Miehillä on lyhyempi reaktio- ja liikeaika kuin naisilla yksinkertaisessa testissä ja ero säilyy tai jopa lisääntyy iän myötä. Monivalintatestissä reaktionopeudessa ei havaittu sukupuolten välistä eroa. Reaktioaika yksinkertaisessa (kuva A) ja monivalintatehtävässä (kuva B). Liikeaika yksinkertaisessa (kuva C) ja monivalintatehtävässä (kuva D) (keskiarvot ja keskihajonnat). (Era ym. 2011). 177

50 III Yksilön vanheneminen Kuva Ikivihreät-tutkimuksen aineistossa (Era ja Rantanen 1997) yksinkertaisessa reaktiotestissä voidaan havaita 75-vuotiaiden miesten reaktio- ja liikeajan heikkenevän enemmän viiden vuoden aikana kuin jos verrataan samanikäisten miesten (80 v) suoriutumista poikittaisasetelmassa. Havaintomotorista hidastumista selittäviä teorioita Havaintomotoriikkaa säätelevien järjestelmien muutoksia ja niiden vaikutusta toimintojen hidastumiseen on selvitetty jo pitkään. Laaja-alaisen tutkimustyön tuloksena on esitetty monia teorioita ja selityksiä iäkkäiden havaintomotorisesta hidastumisesta mutta toistaiseksi mikään yksittäinen teoria tai selitys ei ole selittänyt ilmiötä tyhjentävästi. Yleinen hidastuminen Kaikkein yksinkertaisin selitys havaintomotoristen prosessien hidastumiselle on ikääntymisen yhteydessä tapahtuva yleinen kognitiivinen, motoristen toimintojen ja havainnoinnin hidastuminen (general slowing). Yleistä hidastumista tarkemmaksi selityksesi on esitetty ajatus siitä, että hidastuminen johtuisi iäkkäiden taipumuksesta pyrkiä onnistuneeseen suoritukseen suoritusnopeuden kustannuksella (speed-accuracy trade-off). Tilanteissa, joissa iäkäs ja nuorempi henkilö laitetaan suorittamaan sama tehtävä mahdollisimman tarkasti ja samalla mahdollisimman nopeasti, iäkäs pystyy suorittamaan tehtävän yleensä yhtä tarkasti kuin nuori henkilö, mutta tekee sen hitaammin. On mahdollista, että toiminnan hidastuminen voi olla havaintomotorisen prosessien tai prosessiin osallistuvien elinjärjestelmien toiminnasta johtuvaa hidastumista mutta se voi olla myös kompensaatiomekanismi, jolla iäkäs varmentaa oikean ja turvallisen suorituksen. Iäkkäiden suoritusnopeutta voidaan parantaa harjoittelulla mutta täysin nuoria vastaavaan nopeuteen harjoittelemallakaan iäkäs ei yleensä enää pääse. 178

51 17 Asennon hallinta ja havaintomotorinen kyvykkyys Pajala Sihvonen Era Häiriösignaaliteoria ja signaalien heikkeneminen Keskushermostossa on jatkuvasti ns. taustakohinaa (neural noise) eli signaalien jälkivaikutuksia ja häiriösignaaleja, joita järjestelmä ei pysty täysin vaimentamaan. Taustakohina voi haitata etenkin nopeasti toisiaan seuraavien perättäisten signaalien havaitsemista sekä häiritä vasteiden tuottamista. Iän myötä kyky erottaa relevantit signaalit taustakohinasta ilmeisesti heikkenee, ja se voi olla yhtenä tekijänä havaintomotoristen toimintojen hidastumisen taustalla. Etenkin visuaalisen informaation prosessoinnissa lisääntyvän taustakohinan on esitetty olevan ikääntymisen myötä tapahtuvan toimintojen hidastumisen taustalla. Toisaalta havaintomotorisen hidastumisen on esitetty johtuvan yleisestä signaalien heikkenemisestä. Signaalien heikkenemisen taustalla voivat olla aistinelinten muutokset, aivosolujen väheneminen tai vähentyneiden aivosolujen toimintaa heikentävät kardiovaskulaariset ja biokemialliset ikämuutokset. Signaalien heikkenemiseen vaikuttaa myös keskushermostoon ärsykkeitä tuovien (afferenttien) ja toimintaa aikaansaavia signaaleita vievien (efferenttien) hermosolujen johtonopeuden hidastuminen. Koska hermosolujen johtonopeuden hidastumisen vaikutus kokonaisreaktioaikaan ei kuitenkaan näyttäisi olevan kovin suuri, sillä ei liene merkittävästi havaintomotoriikkaa heikentävää vaikutusta. Usean toiminnon samanaikainen suorittaminen hidastaa havaintomotoriikkaa Tasapainoisen seisoma-asennon ylläpitäminen tai kävely, samalla kun tehdään jotain toista toimintoa, esimerkiksi katetaan ruokapöytää, toistuvat päivittäisessä arjessa. Tällaisissa tilanteissa suoriutuminen edellyttää monialaista havaintomotorista prosessointia, ja iäkkäät suoriutuvat tällaisissa tilanteissa merkitsevästi huonommin kuin nuoret (kuva 17.7). Iäkkäiden suoriutuminen vaikeutuu ja hidastuu joko toisen tai molempien tehtävien osalta. Heikkenemisen taustalla on ennemmin keskushermostollisen säätelyn kuin liikkeen toteuttamisessa tarvittavien elinjärjestelmien toiminnan heikkeneminen. Toimintojen hidastumista aiheuttavat muiden muassa alentunut kyky joustavasti siirtyä tehtävästä toiseen tai muuttaa Kuva Reaktioaika pitenee iäkkäillä merkittävästi enemmän, kun vasteena on samanaikaisesti sekä manuaalinen että verbaalinen tehtävä (dual task) kuin jos vasteena on pelkästään manuaalinen suoritus (Rubichi ym. 1999). toimintastrategiaa tehtävien erilaisten vaatimusten mukaisiksi. Toiminnan vaikeusasteen vaikutus havaintomotorisen prosessoinnin nopeuteen iäkkäillä Ikääntyvän reaktio- ja liikeajan hidastuminen on sitä suurempaa, mitä monimutkaisempaa tehtävää suoritetaan. Testitilanteissa on voitu havaita, että liikeaika pidentyy reaktioaikaa enemmän silloin, kun suorituksen laukaisemiseksi annettu ärsyke on yksinkertainen (esimerkiksi valo) ja vaste hyvin epäspesifinen liikesuoritus (esimerkiksi koko kehon käyttöä edellyttävä toiminto). Jos testisuorituksena on monivalintatehtävä tai hienomotoriikkaa vaativa toiminto, reaktionopeus hidastuu liikeaikaa enemmän. Suoritusnopeutta iäkkäillä hidastavat myös suorituksen vaiheiden tai vaikeusasteen lisääntyminen. Nämä havainnot viittaavat siihen, että iäkkäillä suorituksen valmisteluprosessit hidastuvat enemmän kuin tilanteen havainnointi ja liikkeiden suorittaminen. Valmisteluprosessien hidastumista selittävät löydökset liikkeiden suunnitteluun osallistuvien aivojen frontaalisten alueiden toiminnan heikkenemisestä iän mukana. Toisaalta on esitetty, 179

52 III Yksilön vanheneminen että iäkkäillä liikkeiden suunnittelu ja valmistelu eivät sinänsä heikkenisi laadullisesti nuorempiin verrattuna, nämä prosessit ainoastaan hidastuvat. Hidastumisen taustalla voi olla myös heikentynyt kyky ajoittaa liikesuorituksia oikein. Iäkkäillä liikesuorituksen suorituksenaikainen kontrollointi tapahtuu suorituksesta saadun välittömän (online) palautteen perusteella, mikä on hitaampaa kuin nuorempien käyttämä opittuihin liikemalleihin ja kokemuksiin perustuva kontrollointi. Suorituskontrollin pois kytkentä tutun tai opitun suorituksen aikana ei myöskään näyttäisi ikääntyvillä toimivan yhtä hyvin kuin nuorilla. Iäkkäillä siis toiminnan jatkuva arviointi, palautejärjestelmien hidastuminen sekä heikentyneet kontrollointiprosessit ovat suorituksia hidastavia tekijöitä. Jatkuva arviointi ja kontrollointimekanismien käyttö hidastavat toimintaa myös siksi, että ne häiritsevät tai viivästyttävät seuraavan ärsykkeen havainnointia ja seuraavan suorituksen aloittamista. Havaintomotoristen suoritusten kontrolloinnissa tapahtuvia muutoksia ei vielä tunneta täysin. Esimerkiksi eräässä tutkimuksessa iäkkäiden suoriutuminen piirtämistehtävästä parani heidän saatuaan ennakkotietoa tehtävästä. Tämä viittaisi siihen, että iäkkäät eivät aina turvaudu pelkästään välittömään suorituspalautteeseen. Fyysisen aktiivisuuden, sairauksien ja elintapojen merkitys havaintomotorisessa nopeudessa tapahtuville muutoksille Fyysisesti aktiivisilla ja hyväkuntoisilla henkilöillä havaintomotorinen nopeus on kaikissa ikäryhmissä suurempi kuin inaktiivisten henkilöiden. Aivan varmasti ei kuitenkaan tiedetä, onko parempi havaintomotorinen nopeus seurausta liikunta-aktiivisuuden määrästä ja paremmasta kunnosta vai siitä, että henkilöt, joilla on hyvä havaintomotoriikka, hakeutuvat useammin liikuntaharrastuksien pariin ja jatkavat sitä pitkäjänteisesti. Liikunta on hyvän havaintomotoriikan omaaville helpompaa ja mielekkäämpää kuin henkilöille, joiden havaintomotoriikka ei ole niin hyvä ja jotka ovat esimerkiksi hitaita tai kömpelöitä. Toisaalta, nimenomaan nämä henkilöt saattaisivat hyötyä liikuntaharjoittelusta havaintomotoristen taitojen ja toimien kannalta hyvinkin paljon. Liikuntaharjoittelun havaintomotoriikan kannalta suotuisat vaikutukset välittynevät harjoittelun tuomien fysiologisten vaikutusten kautta. Harjoittelun myötä parantuva hengitys- ja verenkiertoelimistön toiminta parantanee myös keskushermoston toimintaa ja alentaa esimerkiksi verenpainetta. Lisäksi fyysinen aktiivisuus parantaa vireystasoa ja hermojärjestelmän välittäjäaineiden aktiivisuutta. Nämä harjoitteluvaikutukset saattavat osaltaan selittää liikunnan havaintomotorista nopeutta parantavaa vaikutusta. Havaintomotorista nopeutta ilmeisesti parantaa parhaiten kestävyystyyppinen harjoittelu, mutta toisaalta yleisellä liikuntaharjoittelulla ei ole voitu osoittaa olevan vaikutuksia havaintomotoriseen suorituskykyyn. Havaintomotoriikkaa on hyödyllisintä harjoittaa samanlaisilla tai samankaltaisilla harjoitteilla, joita halutaan kehittää tai joissa on havaittu puutteita. Iäkkäillä henkilöillä havaintomotoristen taitojen harjoittelulla saadaan näkyviä tuloksia paremmin kuin nuorilla, koska iäkkäillä henkilöillä taidoissa ja toiminnoissa on jo usein tapahtunut heikentymistä. On kuitenkin havaittu, että mikäli harjoittelua jatketaan riittävän pitkään ja suoritusten toistomäärät ovat suuria, jopa tuhansia, harjoitteluvaikutus on samanlainen iästä riippumatta. Harjoittelulla on erityisen suuri merkitys huonokuntoisille iäkkäille, joilla pienikin havaintomotorisen suorituskyvyn paraneminen voi helpottaa päivittäisistä toimista selviytymistä. Liikuntaharjoittelu voi vaikuttaa havaintomotoriikkaan joko sentraalisen (keskushermosto) tai perifeerisen (hermo-lihas) järjestelmän kautta. Osa tutkimuksista viittaa liikuntaharjoittelun vaikutusten olevan seurausta nimenomaan liikunnan vaikutuksista hermo-lihasjärjestelmän toimintaan. Kuitenkin verrattaessa harjoittelun aikaansaamia muutoksia premotorisessa (sentraaliseen prosessointiin kuluva aika) ja motorisessa (liikeaika) ajassa, on havaittu, että suurempi muutos tapahtuu premotorisessa ajassa. Premotorinen aika on reaktionopeuden suhteellisesti suurempi komponentti, ja siten tämä havainto viittaa siihen, että liikuntaharjoittelun positiiviset vaikutukset kohdentuvat ennemmin sentraaliseen prosessointiin kuin liikkeen tuottamiseen. 180

53 17 Asennon hallinta ja havaintomotorinen kyvykkyys Pajala Sihvonen Era Havaintomotoristen toimintojen edellyttämän monimutkaisen säätelyn ja useiden järjestelmien yhteistoiminnan parantaminen edellyttää pitkäjänteistä harjoittelua. Myöhemmällä iällä aloitetulla liikuntaharjoittelulla saadaan aikaan positiivisia vaikutuksia havaintomotoriikan kannalta mutta myöhemmällä iällä aloitettu vuosiakaan kestävä harjoittelu ei täysin vastaa jo nuorena alkaneen ja elämän läpi jatkuneen liikunta-aktiivisuuden hyötyjä. Kaikkein tehokkainta havaintomotoriikan kannalta lienee harjoittelu, joka on aloitettu ennen kuin hermojärjestelmässä alkaa tapahtua vanhenemiseen liittyviä rakenteellisia ja toiminnallisia muutoksia. Liikunnan määrällä on ilmeisesti merkitystä havaintomotorisen nopeuden kannalta. Pohjoismaisessa tutkimuksessa havaittiin, että vain vähän liikunnallisesti aktiivisilla 75-vuotiailla oli tutkimusjoukon heikoin havaintomotorinen nopeus mutta keskimääräisesti tai hyvin aktiivisilla henkilöillä havaintomotorisessa nopeudessa ei ollut juurikaan eroja. Havaintomotoristen valmiuksien ylläpitämisen kannalta siis jo kohtuullinen liikunta-aktiivisuus voi olla riittävää. Yleisesti voidaan todeta, että liikuntaharjoittelu on iäkkäille tärkeä väline havaintomotorisen toiminnan säilyttämisen ja parantamisen kannalta. Havaintomotorisessa suoriutumisessa iän mukana tapahtuvat muutokset eivät ole täysin peruuttamattomia, ja niitä pystytään liikuntaharjoittelulla palauttamaan sekä hidastamaan niiden heikkenemistä. Iän myötä sairaudet yleistyvät, ja niistä sellaiset, jotka haittaavat keskushermoston tai perifeerisen hermojärjestelmän toimintaa, voivat heikentää tai haitata myös havaintomotorisen järjestelmän toimintaa. Tällaisia sairauksia ovat esimerkiksi Parkinsonin tauti ja diabetes. Myös sydän- ja verisuonitautipotilaiden suoriutuminen reaktionopeutta vaativista tehtävistä on terveitä heikompaa. Muistisairaudet heikentävät merkittävästi iäkkäiden havaintomotorisia toimintoja. Ilmeisesti jo alkavakin kognitiivisten toimintojen heikentyminen (mild cognitive impairment) heikentää suoriutumista havaintomotorisista toiminnoista. On myös mahdollista, että havaintomotorisissa toiminnoissa tapahtuvat muutokset ovat varhaisia kognition heikkenemisen ja muistisairauden ennusmerkkejä. Muistisairailla iäkkäillä on voitu havaita esimerkiksi reaktioajan ja kävelynopeuden alenemista jo vuosia ennen sairauden puhkeamista. Paitsi sairaudella myös sairauden hoitoon ja oireisiin käytettävällä lääkehoidolla voi olla haitallisia vaikutuksia havaintomotorisen järjestelmän toimintaan. Usein kuitenkin on vaikea erottaa toisistaan havaintomotoriikkaa heikentäviä ikääntymismuutoksia ja sairauksien tai lääkityksen aiheuttamia vaikutuksia. Korkea verenpaine voi heikentää havaintomotorista nopeutta. Iäkkään verenpainetaudin hoitoon käytettävillä lääkkeillä ei kuitenkaan ole pelkästään positiivisia vaikutuksia havaintomotoriikkaan. Beetasalpaajat voivat satunnaisesti käytettynä heikentää havaintomotorisia toimintoja mutta pitempiaikaisessa käytössä elimistö ilmeisesti mukautuu lääkitykseen ja heikentävä vaikutus häviää. Pieninä annoksina beetasalpaajien on havaittu jopa parantavan havaintomotorisia suorituksia, mutta annosten suurentuessa vaikutus kääntyy päinvastaiseksi. Verenpainetaudin hoitoon käytettävät angiotensiinikonvertaasientsyymin (ACE:n) estäjät puolestaan parantavan psykomotorista suorituskykyä. Nesteenpoistolääkkeillä on tuntoaistia heikentäviä mutta suoritusten ajoittamista parantava vaikutus. On myös mahdollista, että diureetit heikentävät huomiokykyä, mutta näyttö asiasta on vielä epävarma. Havaintomotoriseen nopeuteen vaikuttavat iän tuomien muutosten ja sairauksien lisäksi sosioekonominen asema, koulutuksen pituus ja ammatillinen tausta. Korkeammassa sosioekonomisessa asemassa olevien henkilöiden parempaa havaintomotorista nopeutta on selitetty sekä perintötekijöillä että yleisesti korkeampaan sosioekonomiseen asemaan liittyvillä terveemmillä elintavoilla, kuten liikunta-aktiivisuudella, tupakoimattomuudella ja alkoholin kohtuukäytöllä. Pitkäaikaisen tupakoinnin vaikutusta havaintomotoriseen nopeuteen ei varmasti tiedetä, mutta pitkään tupakoineet suoriutuvat etenkin monimutkaisista havaintomotorisista tehtävistä tupakoimattomia heikommin. Myös pitkään jatkunut alkoholin käyttö heikentää havaintomotorisista tehtävistä suoriutumista. 181

54 III Yksilön vanheneminen Kaatumistapaturmat iäkkäiden terveysongelmana Yksi havaintomotoristen valmiuksien ja kehon asennonhallintakyvyn vanhenemismuutoksien seuraamuksista on kaatumisalttiuden ja vakavien kaatumistapaturmien yleistyminen iäkkäillä. Kaatumisille ja kaatumistapaturmille altistavia muita tekijöitä ovat lihasheikkous, kävelyssä tapahtuvat muutokset, useiden lääkevalmisteiden samanaikainen käyttö ja lääkkeiden käytön taustalla olevat monet sairaudet, kognition heikkeneminen ja muistisairaudet, mielialaongelmat, aiemmat kaatumiset ja kaatumispelko. Teollistuneissa maissa tehdyt väestötutkimukset osoittavat, että kaikista omassa kodissaan asuvista 65 vuotta täyttäneistä henkilöistä noin kolmannes kaatuu vähintään yhden kerran vuoden aikana. Laitoksissa olevilla iäkkäillä vastaava osuus on jopa yli 50 %. Kaatuminen on yli 65-vuotiailla yleisin tapaturmaisten kuolemien syy. Naisten tapaturmaisista kuolemista kolme neljästä ja miehillä 65 % (v. 2011) johtui kaatumisesta tai matalalta putoamisesta. Kaatumisesta johtuvan vamman seurauksena kuolee vuosittain hieman yli yli 65-vuotiasta henkilöä Suomessa. Vaikka kaatuminen ei johtaisikaan välittömiin terveysvaikutuksiin, se usein käynnistää tapahtumaketjun, jolla voi olla suuri merkitys ikääntyvän henkilön tulevaisuudelle (kaatumispelko itsenäisyyden menettämisen pelko riskien välttäminen, käyttäytymisen muutokset vähentynyt fyysinen aktiivisuus ja toimeliaisuus toimintakyvyn aleneminen, sosiaalisten kontaktien väheneminen suurentunut kaatumis- ja vammautumisriski). Iäkkäiden määrä sekä osuus väestöstä ovat lisääntyneet merkittävästi ja osittain tämä vaikuttaa siihen, että kaatumisten määrä on lisääntynyt. Suomessa vuonna 1971 oli sairaaloiden poistorekisterin mukaan lähes sama määrä sairaalassa hoidettuja liikennetapaturmista (n = 4 935) ja kaatumistapaturmista (n = 4 957) aiheutuneita vammoja. Vuonna 1995 kaatumistapaturmista aiheutuneita vammoja saaneita potilaita hoidettiin sairaalassa ja liikennetapaturmista johtuneita vammoja saaneita potilaita oli Iäkkäiden henkilöiden kaatumistapaturmien yleisyys ei kuitenkaan ole selitettävissä pelkästään iäkkään väestön määrän kasvulla, vaan siihen osaltaan vaikuttavat sellaiset tekijät kuin vakavien sairauksien hoidon kehittyminen. Tämä johtaa osaltaan siihen, että pidentyneen keskimääräisen elinajan seurauksena väestössä on yhä enemmän niitä, joilla toimintakyky on korkean iän seurauksena heikentynyt. Lisäksi muistisairauksien lisääntyminen iäkkäässä väestössä lisää niiden määrää, joilla on suuri kaatumisalttius. Kaatumistapaturmien ehkäisyn kannalta on välttämätöntä tuntea ja tunnistaa iäkkään henkilön yksilölliset kaatumisten vaaratekijät mahdollisimman hyvin. Kaatumisten vaaratekijät jaetaan yleisesti kaatumisalttiutta lisääviin sisäisiin ja ulkoisiin sekä niin sanottuihin tilannetekijöihin. Kotona asuvien yli 65-vuotiaiden kaatumisten vaaratekijöistä ja niiden kaatumisvaaraa ja toistuvia kaatumisia lisäävä vaikutus sekä tutkimusten lukumäärä, joiden perusteella vaaratekijöiden vaikutus on määritelty, esitetään taulukossa Kaatumisalttiutta lisäävät merkittävästi liikkumis- ja toimintakyvyn vajaus, neurologiset sairaudet sekä alentunut kognitio, jotka lisäävät kaatumisvaaraa 2 3-kertaiseksi verrattuna niihin iäkkäisiin, joilla näitä tiloja ei ole. Naisilla kaatumisalttius on miehiä suurempaa mutta kiinnostavalla tavalla ikä sinänsä ei lisää kaatumisvaaraa niin merkittävästi kuin yleensä ajatellaan, vaan kaatumisalttiuden taustalla ovat ennemminkin muut terveyteen ja toimintakykyyn liittyvät tekijät. Useimpia kaatumisten vaaratekijöitä voidaan poistaa tai niiden vaikutusta voidaan vähentää huolehtimalla iäkkään mahdollisimman hyvästä terveydestä ja toimintakyvystä. Kaatumisten vaaratekijät esiintyvät vain harvoin yksinään. Tyypillisempää on monien vaaratekijöiden kasautuminen samoille henkilöille. Huonoon lihaskuntoon liittyy usein myös liikkumis- ja tasapainovaikeuksia, vaikeuksia päivittäisten toimintojen hoitamisessa, tuki- ja liikuntaelimistön sairauksia ja oireita ja mahdollisesti myös korkea ikä. Kaatumistapaturmien ehkäisyn kannalta on oleellista tunnistaa ne henkilöt, joille merkittäviä riskitekijöitä on kasautunut ja kohdistaa ehkäiseviä ja kuntouttavia toimenpiteitä erityisesti heihin. Huolelliseen yksilölliseen kaatumisvaaran arviointiin perustuvalla monitekijäisellä 182

55 17 Asennon hallinta ja havaintomotorinen kyvykkyys Pajala Sihvonen Era Taulukko Kotona-asuvien yli 65-vuotiaiden kaatumisten vaaratekijät ja niiden kaatumisvaaraa lisäävä vaikutus sekä tutkimusten lukumäärä, joiden perusteella vaaratekijän vaikutus kaatumisalttiuteen on laskettu (Deandrea S. ym. 2010). Vaaratekijä Kaatuminen Toistuvat kaatumiset OR* Tutkimusten lkm** OR* Tutkimusten lkm** Ikä (viiden vuoden lisäys) Sukupuoli (naiset vs. miehet) Aiemmat kaatumiset Kaatumispelko Parkinsonin sairaus Epilepsialääkkeiden käyttö Huimaus ja pyörrytys Kävelyvaikeus Kävelyapuvälineen käyttö Fyysisen toimintakyvyn vajaus Alentunut kognitio Virtsainkontinenssi Depressio Reumasairaus Rauhoittavia lääkkeitä käytössä AVH Heikentynyt näkö Verenpainelääkitys Itsearvioitu heikko terveys Yksin asuminen Heikentynyt kuulo Hypotensio Alhainen BMI Diabetes Kipu * OR kuvaa sitä, kuinka paljon kyseinen vaaratekijä lisää henkilön kaatumisvaaraa verrattuna henkilöön, jolla ei ole vaaratekijää. Kaikki OR:t ovat tilastollisesti merkitseviä. ** Tutkimusten lukumäärä, joista tehdyn meta-analyysin tulos esitetty OR on. Kaikissa tutkimuksissa kaatumisten seuranta on toteutettu kalenterimenetelmällä kuukausittain tai vähintään 3 kk:n välein haastattelemella. 183

56 III Yksilön vanheneminen kaatumisten ehkäisyllä voidaan ehkäistä jopa 40 % kaatumisista. Kotona asuvilla iäkkäillä kaatumisten ehkäisyssä tehokkain yksittäinen keino on liikuntaharjoittelu ja sen tulee kuulua aina osana kaatumisten ehkäisyyn. Kaatumisten ehkäisyyn tähtäävään liikuntaharjoitteluun tulee aina kuulua sekä tasapainoa että lihaskuntoa kehittävää harjoittelua. Harjoittelun tulee olla riittävän kuormittavaa sekä jatkuvaa kaatumisia ehkäisevän vaikutuksen saavuttamiseksi. Suomalaisessa kaatumisten ja kaatumisvammojen ehkäisyn fysioterapiasuosituksessa kuvataan näyttöön perustuvat suositukset liikuntaharjoittelusta, jolla iäkkäiden kaatumisia voidaan ehkäistä ja vähentää. Yksinkertainen iäkkään kaatumisvaaraa selvittävä kysymys Oletteko kaatunut viimeisen kolmen kuukauden/vuoden aikana? tulisi kuulua kaikkiin tilanteisiin, joissa iäkäs kohtaa sosiaalitai terveydenhuollon palveluissa toimivia ammattilaisia. Yksilöllinen kaatumisten vaaratekijöiden kartoitus tulee tehdä kaikille niille iäkkäille, jotka ovat kaatuneet yhden tai useamman kerran, jotka kertovat pelkäävänsä kaatumista tai jotka kertovat tasapainovaikeuksista. Niillä iäkkäillä, jotka hakeutuvat hoitoon kaatumistapaturman seurauksena, tulee selvittää tapaturmaan johtaneen kaatumisen syyt sekä tehdä huolellinen kaatumisvaaran arviointi. Tehokkaan kaatumisten ehkäisyn edellytyksiä ovat moniammatillisesti toteutettu kaatumisvaaran arviointi ja sen perusteella yksilöllisesti valitut toimenpiteet, jotka toteutetaan moniammatillisesti yhdessä iäkkään ja hänen omaistensa kanssa. Omassa kodissaan itsenäisesti asuvien iäkkäiden henkilöiden osalta hyviä tuloksia ovat tuottaneet interventiot, joiden sisältönä on ollut mm. kävelyn harjoittelu ja mahdollisten liikkumisen apuvälineiden käytön harjoittelu, käytössä olevan lääkityksen tarkistus ja tarvittaessa lääkesaneeraus (erityisesti psyykenlääkkeet), fyysisen kunnon kohentamiseen pyrkivät ohjelmat, joiden yhtenä komponenttina on tasapainokyky, asentoperäisen verenpaineen laskun hoito, asuinympäristön vaaratekijöiden kartoitus ja tarvittaessa tehtävät muutokset sekä sydän- ja verenkiertoelimistön oireiden ja sairauksien hoito (mukaan lukien rytmihäiriöt). Laitoksissa asuvien iäkkäiden henkilöiden osalta hyviä tuloksia ovat antaneet monitekijäiset interventiotutkimukset, joissa toimenpiteiden kohteina ovat olleet henkilöstön täydennyskoulutus, asukkaiden kävelyn harjoittelu ja liikkumisen apuvälineiden käytön opettelu ja lääkityksen tarkistus ja tarvittaessa saneeraus erityisesti psyykenlääkkeiden osalta. Kirjallisuutta Abellan van Kan G, Rolland Y, Andrieu S, ym. Gait speed at usual pace as a predictor of adverse outcomes in community-dwelling older people an International Academy on Nutrition and Aging (IANA) Task Force. J Nutr Health Aging. 2009; 13: Ahonen J. Drug use in elderly persons: Inappropriate medication and drug interactions. University of Eastern Finland, Faculty of Health Sciences, Publications of the University of Eastern Finland. Dissertations in Health Sciences p. Alexander N. Postural control in older adults. J Am Geriatr Soc 1994; 42: Allison L. Balance Disorders. Kirjassa: Umphred D A, toim. Neurological rehabilitation. St. Louis: Mosby Year Book Inc. 1995, s Annweiler C, Beauchet O, Bartha R, ym. Slow gait in MCI is associated with ventricular enlargement: results from the gait and brain study. J Neural Transm Nov 30. [Epub ahead of print] PubMed PMID: Amrhein P, Stelmach G, Goggin N. Age differences in the maintenance and restructuring of movement preparation. Psychol Aging 1991; 3: Baloh R, Corona S, Jacobson K, ym. A prospective study of posturography in normal older people. J Am Geriatr Soc 1998; 46: Berg K, Wood- Dauphinée S, Williams J, Gayton D. Measuring balance in the elderly: preliminary development of an instrument. Physiotherapy Canada 1989; 41: Buchner E, Cress M, de Latour B, ym. The effect of strength and endurance training on gait, balance, fall risk, and use of services in community-dwelling older adults. J Gerontol 1997; 52: M Campbell A, Robertson M, Gardner M, ym. Randomized controlled trial of a general practice programme of home based exercise to prevent falls in elderly women. BMJ 1997; 315: Campbell A, Robertson M, Gardner M, ym. Psychotropic medication withdrawal and a home-based exercise program to prevent falls: a randomised controlled trial. J Am Geriatr Soc 1999: 47: Close J, Ellis M, Hooper R, ym. Prevention of falls in the elderly trial (PROFET): a randomised controlled trial. Lancet 1999; 353: Deandrea S, Lucenteforte E, Bravi F, ym. Risk factors for falls in community-dwelling older people: a systematic review and meta-analysis. Epidemiology. 2010; 21:

57 17 Asennon hallinta ja havaintomotorinen kyvykkyys Pajala Sihvonen Era Era P. Havaintomotoriikan ja kehon asennonhallintakyvyn muutokset vanhetessa ja liikunta. Kirjassa: Era P, toim. Ikääntyminen ja liikunta. Liikunnan ja kansanterveyden julkaisuja 108, Liikunnan ja kansanterveyden edistämissäätiö. Jyväskylä: Likes 1997, s Era P, Jokela J, Heikkinen E. Reaction and movement times in men of different ages: A population study. Percept Motor Skills 1986; 63: Era P, Heikkinen E, Gause-Nilsson I, ym. Postural balance in elderly people: Changes over a five-year follow-up and its predictive value for survival. Aging Clin Exp Res 2002; 14: Era P, Rantanen T. Changes in physical capacity and sensory/ psychomotor functions from 75 to 80 years of age and from 80 to 85 years of age A longitudinal study. Scand J Soc Med Sci 1997; Suppl 53: Era P, Sainio P, Koskinen S, ym. Postural balance in a random sample of 7,979 subjects aged 30 years and over. Gerontology 2006; 52: Era P, Sainio P, Koskinen S, ym. Psychomotor speed in a random sample of 7,979 subjects aged 30 years and over. Aging Clin Exp Res. 2011; 23: Gillespie L, Robertson M, Gillespie W, ym. Interventions for preventing falls in older people living in the community. Cochrane Database Syst Rev. 2012: 12; 9. Howe T, Rochester L, Neil F, ym. Exercise for improving balance in older people. Cochrane Database Syst Rev. 2011:9; 11. Huupponen R. ja Hartikainen S. Monilääkitys huono isäntä, joskus kelpo renki. Suom Lääkäril 36/2011. Huxhold O, Shu-Chen L, Schmiedek F, ym. Dual-tasking postural control: Aging and the effects of cognitive demand in conjunction with focus of attention. Brain Res Bull 2006; 69: Korhonen N, Niemi S, Parkkari J, ym. Unintentional injury deaths among adult Finns in Injury. 2011; 42: Kluger A, Gianutsos J, Golomb J, ym. Patterns of motor impairment in normal aging, mild cognitive decline, and early Alzheimer s disease. J Gerontol 1997; 52B: P Lord S, Clark R. Simple physiological and clinical tests for the accurate prediction of falling in older people. Gerontology 1996; 42: Malmberg-Céder K, Kaakkola S. Lääkkeet ja akuutit neurologiset oireet. Suom Lääkäril 2000; 55: Manchester D, Woollacott M, Zederbauer-Hylton N, ym. Visual, vestibular, and somatosensory contributions to balance control in the older adult. J Gerontol 1989; 44: M Martin K, Blizzard L, Wood A, ym. Cognitive function, gait, and gait variability in older people: A population-based study. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2012; 30. [Epub ahead of print]. Mitra S. Postural costs of suprapostural task load. Hum Mov Sci 2003; 22; Montero-Odasso M, Verghese J, Beauchet O, ym. Gait and cognition: a complementary approach to understanding brain function and the risk of falling. J Am Geriatr Soc. 2012; 60: Rubichi S, Neri M, Nicoletti R. Age-related slowing of control processes: Evidence from a response coordination task. Cortex 1999; 35: Shumway-Cook A, Woollacott M. Motor control- theory and practical applications. Baltimore: Williams and Wilkins; Seidler R, Bernard J, Burutolu T, ym. Motor control and aging: links to age-related brain structural, functional, and biochemical effects. Neurosci Biobehav Rev. 2010; 34: Stelmach G, Hömberg V, toim. Sensorimotor impairment in the elderly. Netherlands: Kluwer Academic Publishers; Tinetti M, Williams C. The effect of falls and fall injuries on functioning in community-dwelling older persons. J Gerontol 1998; 53A: M Vermeulen J, Neyens J, van Rossum E, ym. Predicting ADL disability in community-dwelling elderly people using physical frailty indicators: a systematic review. BMC Geriatr 2011; 11:33. Welford A. Between bodily chan ges and performance: Some possible reasons for slowing with age. Exp Aging Res 1984; 2: Wilkinson R, Allison S. Age and simple reaction time: Decade differences for 5,325 subjects. J Gerontol 1989; 2: P Woollacott M. Balance, posture and gait. Kirjassa: Birren J, toim. Encyclopedia of gerontology. Age, aging and the aged. San Diego: Academic Press, 1996, s Verkkosivuja Suomen Fysioterapeutit ry:n asettama työryhmä: Pajala S, Piirtola M, Karinkanta S, ym. Kaatumisten ja kaatumisvammojen ehkäisyn fysioterapiasuositus. Hyvä fysioterapiakäytäntö avaa?p_artikkeli=sfs Pajala S. Postural balance and susceptibily to falls in older women. Studies in Sport, Physical Education and Health 116. Jyväskylä: University of Jyväskylä, jyu.fi/studsport/ pdf. Pajala S. Iäkkäiden kaatumisten ehkäisy. Opas 16/2012. Helsinki: Terveyden ja hyvinvoinnin laitos, THL, fi/urn:nbn:fi-fe Sihvonen S. Postural balance and aging: Cross-sectional comparative studies and a balance training intervention. Studies in Sport, Physical Education and Health 101. Jyväskylä: University of Jyväskylä, fi:8080/vaitos/studies/studsport/ x.pdf. 185