Lack of muscle activity in leg muscles of office workers : effect of a dynamic office chair

Abstract

Petra Ihalainen. Kevät 2014. Lihasaktiivisuuden puute alaraajojen lihaksissa toimistotyöläisillä – dynaamisen työtuolin vaikutus. Liikuntabiologian laitos, Jyväskylän Yliopisto. Valmennus- ja testausopin Pro Gradu -tutkielma.57 s, 5 liitettä. Maailman terveysjärjestö WHO on nostanut fyysisen inaktiivisuuden lisääntymisen merkittäväksi terveysriskiksi maailmanlaajuisesti. Fyysisen inaktiivisuuden haittavaikutukset terveyteen ovat riippumattomia fyysisen aktiivisuuden terveyttä edistävistä vaikutuksista. Inaktiivisuusaika kertyy hereillä oloaikana muun muassa toistuvista istumisjaksoista. Toimistotyötä tekevillä päivittäinen istuen kulutettu aika voi olla huomattavan suuri. Lihasaktiivisuuden tuottamat paikalliset vasteet ovat avainasemassa fyysisen aktiivisuuden terveyshyötyjä tarkasteltaessa. Inaktiivisuusjakson keskeyttävien aktiivisuusjaksojen lukumäärällä on havaittu olevan terveysvaikutusten kannalta suurempi merkitys, kuin aktiivisuuden intensiteetillä. Tässä tutkimuksessa tutkittiin istumisen aikaista lihasaktiivisuutta jalkojen lihaksissa suomalaisilla toimistotyöläisillä (n=4) työpäivän aikana. Vertasimme kahta dynaamista työtuolia (HG ja HM tuolit) perinteiseen staattiseen toimistotuoliin (SC tuoli) koehenkilöiden istuessa kolmen viikon aikana 5 peräkkäistä työpäivää kullakin tuolilla satunnaisessa järjestyksessä. Lihasaktiivisuutta rekisteröitiin vaatteeseen integroiduilla tekstiilielektrodeilla nelipäisen reisilihaksen, hamstring-, kaksoiskanta- sekä etummaisen säärilihaksen päältä. Elektromyografia (EMG) data keskiarvoistettiin etu- ja takareiden lihaksista (QH) sekä säärten (LL) lihaksista. Tuoleihin kiinnitettiin kiihtyvyysmittarit (ACC) rekisteröimään istuimen liikkeitä istumisen aikana. Koehenkilöt istuivat keskimäärin 5.16 ± 1.04 h työpäivän aikana omalla työpisteellään. LL-lihakset olivat inaktiiviset 82 ± 1.63 % ja QH-lihakset 92 ± 0.66 % ajasta istumisen aikana. Dynaamisilla tuoleilla istuttaessa LL-lihaksissa rekisteröitiin lievästi korkeampi aktiivisuustaso staattiseen tuoliin verrattuna (+10 % ero), kun tarkasteltiin aktiivisuuden keskiarvoa tai aktiivisuusburstien lukumäärää. QH-lihaksissa tuloksissa ei havaittu systemaattisia eroavaisuuksia. Inaktiivisuusjaksot LL-lihaksissa olivat lyhyempiä dynaamisella tuolilla istuttaessa, mutta inaktiivisuusajassa ei havaittu suurta eroa tuolien välillä. Tulokset tukevat oletusta, että dynaamiset työtuolit saattavat lisätä aktiivisuutta alaraajojen lihaksissa staattiseen tuoliin verrattuna. Lisätutkimuksia tarvitaan, jossa kyetään osoittamaan, onko istumisen aikana rekisteröity lihasaktiivisuus intensiteetiltään riittävää terveyshyötyjen saavuttamiseksi.

Petra Ihalainen, Fall 2014. Lack of muscle activity in leg muscles of office workers – effect of a dynamic office chair. Department of Biology of Physical Activity, University of Jyväskylä. M.Sc Thesis in the science of sport coaching and fitness testing. 57 pp, 5 appendicies. The World Health Organization has named physical inactivity as a world-wide health risk. Physical inactivity has shown to induce harmful health responses, independently from physical activity. A great deal of daily physical inactivity is accumulated from prolonged sitting periods. Furthermore, daily sitting may accumulate at work. Office work, in particular, has been identified highly passive due to the high rates of sitting during working hours. Recent findings indicate that local muscular activation is the key factor signaling the metabolic responses to activity behavior. When interrupting prolonged inactivity period, the number of activity breaks has shown to be more significant for health parameters, than the intensity of the activity. In the present study, we investigated local muscle activity in lower extremities during occupational sitting in Finnish office workers (n=4). We expected, that replacing a static office chair with a dynamic chair might induce enhanced muscle activity, and, thus, decrease the inactivity time in lower extremities during sitting. We compared two dynamic chairs (HG and HM) to a conventional static chair (SC) that were used by the office workers, each chair being used for one week in randomized order. Electromyographic (EMG) activity was recorded from quadriceps, hamstring, gastrocnemius and tibialis anterior muscles with textile electrodes embedded into clothing and averaged for quadriceps and hamstring muscles (QH) and lower leg muscles (LL). The average sitting time in the office was 5.16 h ± 1.04 h during the 12 days of measurements. The LL muscles were inactive for 82 ± 1.63 % and QH muscles for 90 ± 0.66 % of sitting time, LL muscles being proportionally more active during sitting than QH muscles. No marked difference between dynamic chairs and SC chair was observed in inactivity time. However, a positive trend was seen in LL muscle activity when dynamic chairs were compared to SC chair: greater than 10 % difference in average EMG, mean amplitude and burst rate was detected with dynamic chairs, when compared to SC chair. The results from the present study give slight support for the hypothesis that dynamic chairs would enhance muscle activity during sitting. Dynamic chairs might predispose leg muscles to more “active” sitting, yet further research is needed to determine if the intensity of the muscle activity induced by dynamic chairs is enough for significant health benefits.