Postural balance and susceptibility to falls in older women : genetic and environmental influences in single and dual task situations

Abstract

This study was conducted to assess the contribution of genetic and non-genetic influences to postural balance while standing and walking under single and dual task conditions. Furthermore, the role of familial and non-familial influences in susceptibility to falls was examined. In addition, the validity of force platform balance tests as predictors of falls was elucidated.The present study was part of the Finnish Twin Study on Aging (FITSA). A population based sample of this study consisted of 206 monozygotic and 228 dizygotic female twins aged 63-76 years. Postural balance was assessed with force platform stance tests and walking tests. The balance tests were carried out as single tasks and while simultaneously performing motor, verbal or arithmetic tasks. After the balance testing, 12-month fall surveillance was carried out. A quantitative genetic method was used to obtain estimates of genetic and non-genetic sources of variability.Genetic influences accounted for 14 to 35% of the individual differences in postural balance while standing and while walking with higher proportions accounting for variation in dual task tests than in single task tests. Familial factors, consisting of genetic and shared environmental influences explained 35% of the variability in the susceptibility to experience at least one fall during the follow-up year and 45% of the variability in the risk for recurrent falls. Susceptibility to injurious falls was entirely due to non-familial factors. Poor performance in the force platform balance tests predicted risk for indoor falls in older community-dwelling people who had no evident balance impairment. This finding supports the validity of the force platform method and highlights the necessity to assess postural balance with methods that accurately detect small balance deficits. The dual task tests did not add to the prediction of falls among the older participants of the present study.This is the first attempt to provide estimates of the relative role of genetic and non-genetic influences in explaining individual differences in balance and falls, using accurate and valid methods among a population-based sample of older people. Relatively low genetic contribution to balance and falls was observed and thus, phenotypic identification of people with balance deficits or apparent risk factors for falls remains the best way to target and plan efficient prevention. However, tendency of falls to occur among members of a family should be added to fall risk screening of older people. The results of this study enhances understanding the etiology, interrelationship and relative importance of the systems involved in balance control and risk factors for falls.

Hyvä tasapaino on turvallisen liikkumisen ja toimintakyvyn perusedellytys ja heikentynyt tasapaino yksi keskeinen iäkkäiden ihmisten kaatumisten riskitekijä. Noin joka kolmas yli 65-vuotias kaatuu vuosittain ja seurauksena on usein terveyden ja toimintakyvyn heikkeneminen. Vaikka iäkkäiden ihmisten tasapainokyvystä ja kaatumisten riskitekijöistä on runsaasti tutkimuksia, ei periytyvyyden merkityksestä niihin ole juurikaan tietoa. Satu Pajalan väitöskirjatutkimuksessa havaittiin, että perimä selittää noin kolmanneksen iäkkäiden naisten tasapainokyvyn ja kaatumisalttiuden yksilöiden välisestä vaihtelusta.Pajalan tutkimuksen osana oli mittava, vuoden kestänyt kaatumisten seuranta, jonka aikana puolet tutkittavista kaatui vähintään kerran ja yli puolet kaatuneista sai jonkin vamman. Kaatumisia sattui paljon, vaikka osallistujat olivat vielä suhteellisen hyväkuntoisia ja terveitä. Suurin osa kaatumisten seurauksena syntyneistä vammoista oli pieniä, ja vakavia vammoja esiintyi varsin vähän. Aiemmat tutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet, että pienenkin vamman aiheuttanut kaatuminen altistaa uusille, vakavampia vammoja aiheuttaville kaatumisille.Tasapainon säätely on monen elinjärjestelmän, kuten näön, tuntoaistin, lihasjärjestelmän ja keskushermoston yhteistoimintaa. Koska geneettisillä tekijöillä on osuutta näiden järjestelmien rakenteen tai toiminnan määrittäjinä, on todennäköistä, että tasapainoon vaikuttavat geneettiset tekijät ovat ainakin osin samoja kuin tasapainon säätelyjärjestelmiin vaikuttavat tekijät.Pajalan tutkimus on ensimmäinen, jossa selvitettiin perimän merkitystä luotettavin ja monipuolisin mittarein mitatun tasapainokyvyn ja kaatumisalttiuden vaihtelun selittäjänä iäkkäillä naisilla. Tulokset ovat merkittävä päänavaus jatkotutkimuksille.Tässä tutkimuksessa saatu tieto auttaa ymmärtämään eri järjestelmien tai riskitekijöiden keskinäisiä suhteita ja merkitystä tasapainon säätelyssä. Koska tasapainokyky ja kaatumiset ovat monitekijäisiä ilmiöitä, on molekyyligeneettisten menetelmien antamista mahdollisuuksista huolimatta epätodennäköistä, että geenikartoituksella olisi mahdollista tai edes tarkoituksenmukaista paikantaa näitä ominaisuuksia määrittäviä yksittäisiä geenejä.