Vastustetun sisäänhengitysharjoittelun vaikutus hengityslihasten voimantuottoon sekä aerobiseen suorituskykyyn terveillä aktiiviliikkujilla : satunnaistettu kontrolloitu tutkimus

Abstract

Hengityslihasten väsymisen on havaittu rajoittavan fyysistä suorituskykyä niin sairailla kuin terveillä tutkittavilla. Hengityslihasten harjoittelulla voidaan tehostaa hengitystoimintoja, vähentää koettua hengenahdistusta sekä lisätä hengityslihasten voimantuottoa, millä on fyysistä suorituskykyä edistävä vaikutus. WellO₂ on suomalainen hengitysharjoituslaite, jonka vaikutuksia hengityselimistön toimintakykyyn ei ole tutkittu. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, lisääkö WellO₂-laitteella suoritettu vastustettu sisäänhengitysharjoittelu hengityslihasten voimantuottoa ja aerobista suorituskykyä terveillä fyysisesti aktiivisilla miehillä ja naisilla.

Tutkittavat olivat 21–41-vuotiaita terveitä liikunnallisesti aktiivisia naisia ja miehiä (n = 38, ikä 30 ± 5 v, pituus 1,73 ± 0,08 m, paino 72,7 ± 12,2 kg, painoindeksi 23,9 ± 2,7 ja maksimaalinen hapenottokyky (VO₂ₘₐₓ) 44,9 ± 6,5 ml/kg/min). Tutkittavat satunnaistettiin koe- (n = 19) ja kontrolliryhmiin (n = 19). Molemmat ryhmät harjoittelivat 5 kertaa viikossa vapaavalintaisina päivinä, 30 vastustettua sisäänhengitystä päivässä, 4 viikon ajan. Kontrolliryhmän käyttämä vastus hengitysharjoittelussa oli pienempi kuin koeryhmällä (20–25 cmH₂O (naisilla ja miehillä) vs. 60–70 cmH₂0 (naisilla) / 90–120 cmH₂O (miehillä)). Sekä alku- että lopputesteissä tutkittavilta mitattiin pituus, paino, maksimaalisen polkupyöräergometritestin aikainen maksimiteho, veren laktaatti, testin kesto ja maksimisyke, sekä vastemuuttujat sisään- (MIP) ja uloshengityslihasten (MEP) voimantuotto, sekä maksimaalinen hapenottokyky. Tilastollisissa analyyseissä verrattiin keskiarvoja sekä ryhmien sisällä, että ryhmien välillä. Lisäksi vastemuuttujille laskettiin efektikoko.

Ryhmien välillä ei havaittu tilastollisesti merkitseviä eroja minkään muuttujien osalta (p > 0,05). MIP parani koeryhmässä tilastollisesti erittäin merkitsevästi (+14,1 cmH₂O / 10,5 %, p < 0,001) ja kontrolliryhmässä merkitsevästi (+10,1 cmH₂O / 7,8 %, p < 0,01) alku- ja loppumittausten välillä. VO₂ₘₐₓ tai MEP eivät muuttuneet kummassakaan ryhmässä tilastollisesti merkitsevästi.

WellO₂-laitteella suoritettu sisäänhengitysharjoittelu lisää sisäänhengityslihasten voimantuottoa terveillä aktiiviliikkujilla pienelläkin vastustasolla. Vaikka VO₂ₘₐₓ ei tässä tutkimuksessa parantunut tilastollisesti merkitsevästi, tulisi jatkossa selvittää harjoittelun vaikutusta muihin kestävyyssuorituskyvyn muuttujiin.

Respiratory muscle fatigue has been found to limit physical performance in both patient population and healthy subjects. Respiratory muscle exercise can enhance respiratory function, reduce perceived dyspnea and increase respiratory muscle strength, which in turn enhances physical performance. WellO₂ is a Finnish respiratory exercise device that has not been studied for its effects on respiratory function. The aim of this study was to determine whether inspiratory muscle training with WellO₂ increases respiratory muscle strength and aerobic performance in healthy physically active men and women.

The participants in this study were healthy physically active men and women aged 21–41 years (n = 38, age 30 ± 5 yrs, height 1,73 ± 0,08 m, weight 72,7 ± 12,2 kg, body mass index 23,9 ± 2,7 and maximal oxygen uptake (VO₂ₘₐₓ) 44,9 ± 6,5 ml/kg/min). The subjects were randomized in the experimental and control groups. Both groups exercised 5 times per week on free days, 30 resisted inhalations per day, for 4 weeks. The resistance used by the control group during inhalation training was lower than the experimental group (20–25 cmH₂O (women and men) vs. 60–70 cmH₂0 (women) / 90–120 cmH₂O (men)). At both the initial and final tests, subjects were measured for height, weight, maximal power output during the maximal cycle ergometer test, blood lactate, test duration and maximal heart rate and the outcome variables inspiratory (MIP) and expiratory (MEP) muscle strength and maximal oxygen uptake (VO₂ₘₐₓ). Statistical analyses compared means both within and between groups. In addition, an effect size was calculated for the outcome variables.

No statistically significant differences were observed between groups for any of the variables p > 0,05). MIP improvement was statistically significant both in the experimental group (+14,1 cmH₂O / 10,5%, p < 0,001) and in the control group (+10,1 cmH₂O / 7,8%, p < 0,01) between the initial and final measurements. There was no statistically significant change in VO₂ₘₐₓ or MEP in either group.

Inspiratory muscle training with the WellO₂ device increases strength of the inspiratory muscles in healthy, physically active adults even at relatively low resistance levels. Although VO₂ₘₐₓ did not statistically significantly improve in this study, the effect of training on other endurance performance variables should be investigated in the future.