ALARAAJOJEN ISOMETRISEN LIHASVOIMAN YHTEYS KARDIOMETABOLISIIN RISKITEKIJÖIHIN
55 – 74-vuotiailla pohjoissavolaisilla miehillä ja naisilla
Katja Kosonen Pro gradu -tutkielma
Liikunta- ja urheilulääketiede Itä-Suomen yliopisto
Lääketieteen laitos Toukokuu 2020
ITÄ-SUOMEN YLIOPISTO, Terveystieteiden tiedekunta Lääketieteen laitos
Liikunta- ja urheilulääketiede
KOSONEN, KATJA: Alaraajojen isometrisen lihasvoiman yhteys kardiometabolisiin riskitekijöihin 55 – 74-vuotiailla pohjoissavolaisilla miehillä ja naisilla
Opinnäytetutkielma, 40 sivua
Ohjaajat: FT Pirjo Komulainen, dosentti Mika Venojärvi
Huhtikuu 2020_________________________________________________________
Avainsanat: lihasvoima, riskitekijät, sydän- ja verisuonitaudit, metabolinen oireyhtymä Sydän- ja verisuonitaudit ovat suurin yksittäinen kuolinsyy Suomessa. Ikääntyminen lisää sekä sydän- ja verisuonitautien että diabeteksen riskiä. Näiden yhteisiä riskitekijöitä nimitetään kardiometabolisiksi riskitekijöiksi. Niiden yhteyttä isometriseen lihasvoimaan on tutkittu vähän.
Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, onko isometrisella reisilihasvoimalla yhteyttä kardiometabolisiin riskitekijöihin pohjoissavolaisilla ikääntyvillä henkilöillä ja vaikuttavatko sukupuoli tai tupakointi mahdolliseen yhteyteen. Aineistona käytettiin DR´S EXTRA -tutkimuksen alkumittausaineistoa. Tutkimuksen otoskoko oli 402 jakautuen tasaisesti molempiin sukupuoliin. Tutkimuksessa hyödynnettiin mittaustuloksia isometrisesta reisilihasvoimasta, antropometrisia mittauksia sekä verikoetuloksia.
Tutkimukseen osallistuneiden miesten keski-ikä oli 65,5 (5,2) vuotta ja naisten keski-ikä oli 66,9 (5,2) vuotta. Tuloksia analysoitiin vertailemalla lihasvoimaltaan alinta, keskinkertaista ja ylintä kolmannesta toisiinsa sukupuolittain eriteltynä. Miehillä ylimmässä kolmanneksessa oli alhaisin veren paastoglukoosiarvo, mutta suurin painoindeksi, vyötärönympärys, LDL-kolesteroli, triglyseridiarvot sekä verenpaine.
Naisilla vahvimmalla kolmanneksella oli pienimmät systolisen verenpaineen arvot.
Tulosten perusteella hyvä alaraajojen lihaskunto voi suojata miehiä korkealta verensokerilta ja diabetekselta. Toisaalta muut riskitekijät näyttävät kertyvän ylimmän isometrisen reisilihasvoiman kolmanneksen miehille. Naisia hyvä alaraajojen isometrinen lihasvoima voi suojata iän myötä yleistyvältä korkealta systoliselta verenpaineelta.
UNIVERSITY OF EASTERN FINLAND, Faculty of Health Sciences School of Medicine
Exercise and Sports Medicine
KOSONEN, KATJA: Association between lower limb isometric muscle force and cardiometabolic risk factors in 55-74 years old men and women from Northern Savo Thesis, 40 pages
Tutors: Pirjo Komulainen, PhD, Mika Venojärvi, adjunct professor
April 2020_________________________________________________________
Keywords: Muscle force, risk factors, cardiovascular diseases, metabolic syndrome Cardiovascular diseases are the most common isolated cause of death in Finland. Ageing increases risk for cardiovascular diseases and diabetes. The common risk factors for these diseases are called cardiometabolic risk factors. The association between isometric muscle force and cardiometabolic risk factors has not been examined widely.
The purpose of this study was to examine if the isometric muscle force of the thigh has an association with cardiometabolic risk factors in ageing Northern Savo citizens and if the sex or smoking has an effect to the association. Study population was part of the DR´S EXTRA study population and their measurements at the baseline. Sample size was 402 and both sexes were equally represented. This study used measurements of isometric thigh muscle force, anthropometry, and blood glucose and lipid analyses.
The average age of male participants was 65,5 (5,2) years and female participants 66,9 (5,2) years. The results were analyzed by comparing the lowest, moderate and stronges ttertile in men and women. The strongest tertile of men had the lowest value of fasting glucose but highest BMI, waist circumference, LDL-cholesterol, triglycerides and blood pressure. The strongest tertile of women had the lowest systolic blood pressure.
Based on the results a good lower limb isometric muscle force can protect men from high blood glucose and diabetes. On the other hand, other risk factors seem to accumulate to the men which belong to strongest tertile. Good lower limb isometric muscle force might protect women from age related high systolic blood pressure.
SISÄLTÖ
1 JOHDANTO ... 1
2 TEOREETTINEN TAUSTA ... 2
2.1 Ikääntyminen ja lihasvoima ... 2
2.1.1. Lihasvoima ... 2
2.1.2 Ikääntymisen vaikutukset lihasvoimaan ... 3
2.2 Kardiometaboliset riskitekijät ja lihasvoima ... 4
2.2.1 Verenpaine ja lihasvoima ... 7
2.2.2 Rasva-aineenvaihdunnan häiriöt ja lihasvoima ... 8
2.2.3 Paino, painoindeksi ja vyötärönympärys ... 9
2.2.4 Tyypin 2 diabetes ... 10
2.2.5 Tupakointi ... 12
3 TUTKIMUKSEN TAVOITTEET ... 14
4 AINEISTO JA MENETELMÄT ... 15
4.1 Tutkimusmenetelmät... 15
4.2.1 Isometrinen reisilihasvoima ... 16
4.2.2 Verenpaineen mittaaminen ... 16
4.2.3 Pituuden ja painon mittaaminen ... 16
4.2.4 Vyötärön ympäryksen mittaaminen ... 17
4.2.5 Rasva-arvojen ja verensokerin mittaaminen ... 17
4.2.6 Tupakointi ... 17
4.2.7 Muut menetelmät ... 17
4.3 Tilastolliset menetelmät ... 18
4.4 Tutkimuksen eettiset näkökulmat ... 18
5 TULOKSET ... 20
5.1 Tutkittavien kuvaus ... 20
6 POHDINTA ... 28
6.1 Tulosten pohdinta ... 28
6.2 Aineiston ja menetelmien pohdinta ... 30
6.3 Tulosten hyödynnettävyys ja jatkotutkimukset ... 31
7 JOHTOPÄÄTÖKSET ... 32
LÄHTEET ... 33
1 JOHDANTO
Sydän- ja verisuonitaudit ovat suurin yksittäinen kuolinsyy Suomessa (THL 2014).
Kuolemien lisäksi ne aiheuttavat runsaasti kustannuksia hoitopäivien ja sairauspoissaolojen muodossa (Mäkijärvi 2014). Yleisimpiä sydän- ja verisuonitauteja ovat sepelvaltimotauti, sydämen vajaatoiminta, krooninen verenpainetauti, aivoverenkiertohäiriöt ja perifeeriset verenkiertohäiriöt (Rantala & Perhonen 2015).
Kardiometaboliset riskitekijät eli tekijät, jotka lisäävät sydän- ja verisuonisairauksien ja tyypin 2 diabeteksen riskiä ovat yleisiä etenkin ikääntyvillä henkilöillä ja esiintyvät usein yhdessä (Brunzell tm. 2008, Koponen ym. 2018). Etenkin ylipainoa, insuliiniresistenssiä, kohonnutta verensokeria, rasva-aineenvaihdunnan häiriöitä ja kohonnutta verenpainetta esiintyy samoilla henkilöillä. Usein näihin tekijöihin liittyy myös vähäinen fyysinen aktiivisuus ja tupakointi (Brunzell ym. 2008).
Lihasvoima on osa fyysistä kuntoa ja sen tiedetään vähenevän iän myötä (Francis ym.
2017; Kalaja 2017). Hyvällä lihasvoimalla on käänteinen yhteys kokonaiskuolleisuuteen, samoin sydän- ja verisuonitautikuolleisuuteen (Volaklis ym. 2015). Hyvä lihasvoima voi myös suojata ylipainolta, metaboliselta oireyhtymältä ja insuliiniresistenssiltä (Atlantis ym. 2009, Artero ym. 2012).
Tässä tutkimuksessa tutkitaan polven isometrisen ojennus- ja koukistusvoiman yhteyttä kardiometabolisiin riskitekijöihin. Aikaisemmat tutkimukset antavat viitteitä siitä, että lihasvoimalla voisi olla yhteyttä näihin kardiometabolisiin riskitekijöihin, mutta tulokset ovat ristiriitaisia. Tämän tutkimuksen tavoitteena on selvittää reisilihaksen ojennus- ja koukistusvoiman yhteyttä eri kardiometabolisiin riskitekijöihin, painoindeksiin, vyötärönympärykseen, verenpaineeseen sekä veren sokeri- ja rasva-arvoihin sekä onko sukupuolella tai tupakoinnilla vaikutusta edellä mainittuihin tekijöihin.
2 TEOREETTINEN TAUSTA
2.1 Ikääntyminen ja lihasvoima
2.1.1. Lihasvoima
Lihaskunto on osa fyysistä kuntoa ja se voidaan edelleen jakaa lihasvoimaan ja lihaskestävyyteen (Liikunta; Käypä hoito -suositus, 2016). Lihasvoima ja -kestävyys puolestaan koostuvat maksimivoimasta, nopeasta voimantuotosta ja väsymyksen siedosta (UKK-instituutti 2018). Näiden lisäksi käytetään myös käsitteitä kestovoima, nopeusvoima ja maksimaalinen voima. Kestovoimalla tarkoitetaan kykyä ylläpitää voimatasoa tai toistaa lihassupistusta mahdollisimman kauan. Nopeusvoima tuottaa voimaa mahdollisimman nopeasti hermo-lihasjärjestelmän avulla. Maksimaalinen voima on suurin lihaksen tahdonalaisesti tuottama voima (Kalaja 2017). Lihaksen voimantuottokykyyn vaikuttavat useat tekijät mutta keskeisimmät ovat lihaksen hermotuksen tehokkuus ja lihaksen poikkipinta-ala (Kauranen & Nurkka 2010)
Lihasvoiman määrä on pääosin riippuvainen lihaksen poikkipinta-alasta. Lihasvoima on siis riippuvainen samansuuntaisten sarkomeerien määrästä. Sarkomeerit ovat lihaksen toimintayksiköitä, joissa aktiini- ja myosiinifilamentit liikkuvat suhteessa toisiinsa johtaen sarkomeerin lyhenemiseen ja lihaksen supistumiseen. Sarkomeerit ovat rakenneosia vain poikkijuovaisissa ja sydänlihassoluissa. (Michael & Sircar 2010; Hall 2016). Tässä Pro gradu -työssä lihasvoimaa on tutkittu vain luustolihaskudoksen osalta.
Lihastyö voidaan jakaa konsentriseen, eksentriseen ja isometriseen lihastyöhön.
Konsentrisessa lihassupistuksessa lihas lyhenee jännityksen kasvaessa, vähentyessä tai pysyessä ennallaan. Eksentrisessä suorituksessa sekä lihaksen pituus, että jännitys kasvavat. Isometrinen lihastyö on lihaksen tuottamaa voimaa tilanteessa, jossa lihaksen pituus ei muutu. Lihas siis tuottaa voimaa suuriakin määriä, mutta ei voita ulkoista vastusta eikä näin ollen tee ulkoista työtä eikä tuota liikettä (Michael & Sircar 2010)
2.1.2 Ikääntymisen vaikutukset lihasvoimaan
Lihasterveyttä voidaan tarkastella lihasmassan, -voiman ja toiminnallisen kapasiteetin kautta (Francis ym. 2017). Sarkopenia on ikään liittyvä lihasmassan, -voiman ja - toiminnallisuuden tila, jolla on yhteys heikentyneeseen elämänlaatuun, toimintakyvyttömyyteen ja kuolleisuuteen (Marzetti ym. 2017). Ikääntyessä lihaksen toiminta muuttuu monella tasolla. Jo ennen lihasmassan menetystä tapahtuu fysiologisia muutoksia. Näitä muutoksia ovat motoristen yksikköjen määrän väheneminen ja niiden toiminnan heikentyminen. Kalsiumin vapautuminen sarkoplasmisesta kalvostosta heikkenee ja rasvan sekä sidekudoksen lisääntyminen lihaksessa vähentää supistumiskykyisen kudoksen määrää (Francis ym. 2017). Myös proteiinisynteesissä tapahtuu heikentymistä, joka heikentää lihaksen toimintaa. Riittävä energian ja proteiinin saanti ravinnosta on tärkeää ikääntyvien proteiinisynteesin toiminnalle (Dhillon & Hasni 2017).
Ikääntyessä lihasmassaa menetetään 0,3-1 % vuosittain noin 50 ikävuodesta eteenpäin.
Lihaskato kiihtyy 70 ikävuoden jälkeen. Lihasmassaa menetetään enemmän kehon etupuolen lihaksista kuin takaosasta. Lihasvoimaa menetetään samalla tapaa noin 50 ikävuodesta eteenpäin kiihtyvään tahtiin. Nuorempana lihasvoimaa menetetään noin 10
% vuosikymmenessä, mutta 70 ikävuoden jälkeen noin 20 %, jopa 30 %. Miehet menettävät lihasvoimaa tasaisesti, mutta nopeammin kuin naiset. Naiset menettävät lihasvoimaa nopeammin alaraajoistaan verrattuna yläraajoihin. Lihasvoiman menetys on 2-5-kertainen menetettyyn lihasmassaan nähden (Francis ym. 2017).
Lihasmassan ja -voiman vähenemisen taustalla on useita tekijöitä. Ikä ja sukupuoli vaikuttavat lihaksistoon, samoin kuin geneettiset tekijät ja pitkäaikaissairaudet.
Ikääntymiseen liittyvät hormonaaliset muutokset, testosteronin, estrogeenin, kasvuhormonin ja insuliinin kaltaisen kasvutekijä 1:n väheneminen ovat yhteydessä pienenevään lihasmassaan. Lisäksi matala-asteinen tulehdus ja lihassolujen mitokondrioiden heikko toiminta vaikuttavat heikentävästi lihasmassaan (Marzetti ym.
2017).
Vuodelepo, liikkumattomuus ja immobilisaatio nopeuttavat lihaskatoa (Marzetti ym.
2017). Terveillä nuorilla miehillä reisilihaksen poikkipinta-ala pieneni 3.2 ± 0.9 % viikon vuodelevon aikana. Yhden toiston maksimivoima heikkeni 6.9 ± 1.4 % (Dirks ym. 2016).
Ikääntyneillä rasvaton massa väheni 1,5 kg kymmenen päivän vuodelevossa. Alaraajojen rasvaton massa väheni 0,95 kg (Kortebein ym. 2007). Liikunnan lisäksi lihasten ylläpitoon tarvitaan riittävästi energiaa ja proteiinia. Elintavat ovat ensisijainen muutoksen kohde, kun halutaan vaikuttaa lihasmassan ja –voiman säilymiseen ja hillitä lihaskatoa (Marzetti ym. 2017).
2.2 Kardiometaboliset riskitekijät ja lihasvoima
Perinteisiin kardiometabolisiin riskitekijöihin katsotaan lukeutuvan ikä, sukupuoli, perheen sydäntautihistoria, kohonnut verenpaine, sokeri- ja rasva-aineenvaihdunnan häiriöt sekä tupakointi. Uusina kardiometabolisina riskitekijöinä pidetään ylipainoa, insuliiniresistenssiä, matala-asteista tulehdusta, kasvisten vähäistä osuutta ruokavaliossa, fyysisesti passiivista elämäntyyliä ja psykososiaalista stressiä (Chatterjee ym. 2012).
Riskitekijöitä voidaan jakaa myös sen mukaan, mihin niistä pystytään vaikuttamaan. Ikä, perhehistoria ja genetiikka ovat yksilön ja terveydenhuollon vaikutuksen ulkopuolella.
Tupakointi, ruokavalio, alkoholin käyttö, fyysinen aktiivisuus, rasva-aineenvaihdunta, verenpaine, ylipaino, verensokeri ja metabolinen oireyhtymä sen sijaan ovat tekijöitä, joihin voidaan vaikuttaa elintapamuutoksilla ja mahdollisella lääkityksellä (Kopin &
Lowenstein 2017).
Kardiometabolisisten riskitekijöiden kasauma, metabolinen oireyhtymä, eli aineenvaihdunnan häiriötila, voidaan määritellä esimerkiksi yhdysvaltalaisen National Cholesterol Education Programin (NCEP) kriteeristön mukaisesti. NCEP-kriteeristön mukaan tulee täyttyä vähintään kolme viidestä kriteeristä (Taulukko 1) (US National Cholesterol Education Program 2001, Syvänne & Kervinen 2016). Muita käytössä olevia kriteeristöjä ovat esimerkiksi World Health Organization (WHO) -kriteeristö ja International Diabetes Federation (IDF) -kriteeristö (Alberti & Zimmet 1998, International Diabetes Federation 2005, Laaksonen & Niskanen 2006). Jokaisessa
kriteeristössä osatekijöinä ovat vyötärölihavuus, verenpaine sekä veren rasva-arvoista HDL-kolesteroli (high-density lipoprotein) ja verensokeri tai näitä hoitava lääkitys.
Vyötärölihavuuden raja-arvot ovat väestöspesifiset (Syvänne & Kervinen 2016).
TAULUKKO 1. Metabolisen oireyhtymän National Cholesterol Education Program kriteerit (mukaellen Syvänne & Kervinen 2016).
ominaisuus raja-arvo
vyötärönympärys > 100 cm (miehet) > 90 cm (naiset) triglyseridit ≥ 1,7 mmol/l*
HDL-kolesteroli ≤ 1,0 mmol/l (miehet)*
≤ 1,3 mmol/l (naiset)*
verenpaine ≥ 130/85 mmHg*
verensokeri ≥ 5,6 mmol/l
*tai lääkitys
Lihasvoiman ja kardiometabolisten riskitekijöiden yhteyttä on tutkittu hyvin erilaisilla tutkimusasetelmilla sekä yksittäisten riskitekijöiden kuten verenpaineen osalta tai yleisemmin metabolisen oireyhtymän kautta (Artero ym. 2012). Tutkimuksissa havaittuja hyvän lihaskunnon hyötyjä on kuvattu kuviossa 1.
Kuvio 1. Lihaskunnon mahdollisia yhteyksiä kardiometabolisiin riskitekijöihin (mukaeltu Artero ym. 2012).
Hyvä lihaskunto on yhteydessä
-pienempään rasvamassaan
-vähäisempään painonkertymiseen
-pienempään metabolisen oireyhtymän ilmaantuvuuteen,
terveellisempiin osatekijöiden arvoihin (verenpaine, vyötärönympärys, glukoosi, HDL-kolesteroli, triglyseridit)
-pienempään riskiin verenpainetaudille -vähäisempään insuliiniresistenssiin -vähäisempään krooniseen tulehdukseen
Hyvä lihaskunto suojaa aikuisia miehiä (20-75 vuotta) sekä itsenäisesti, että yhdessä hyvän kestävyyskunnon (hengitys- ja verenkiertoelimistön kunto, aerobinen kunto) kanssa metaboliselta oireyhtymältä. Tutkimuksessa lihaskunto määritettiin penkkipunnerruksen ja jalkaprässin yhden toiston maksimilla ja kestävyyskunto juoksumattotestillä. Tutkittavilla (n=8570) oli tässä poikkileikkaustutkimuksessa merkitsevästi pienempi todennäköisyys sairastaa metabolista oireyhtymää painosta huolimatta, jos he omasivat sekä hyvän kestävyys- että lihaskunnon (Jurca ym. 2004).
Heikko lihaskunto oli terveystarkastukseen osallistuneilla sydän- ja verisuonitautien, ortopedisten ongelmien ja syövän suhteen terveillä 20-69 -vuotiailla miehillä (punnerrus, istumaan nousu, puristusvoima ja polven ojennusvoima yhdistettynä) yhteydessä korkeampaan metabolisen oireyhtymän esiintyvyyteen (metabolisen oireyhtymän osatekijöinä verenpaine, HDL-kolesteroli, triglyseridit, paastoglukoosi ja painoindeksi) (Ko ym. 2019).
Nuoruusiän lihasvoima oli (polven ojennuksen, hauiksen ja kädenpuristusvoiman painotettu summa) ruotsalaisessa kohorttitutkimuksessa käänteisesti yhteydessä sydän- ja verisuonisairauksiin ja aivoverenkiertohäiriöihin. Seurantaan otettiin asevelvolliset miehet vuosilta 1969-1994 ja seurantaa jatkettiin vuoteen 2006 asti (Silventoinen ym.
2008). Samaa aineistoa hyödyntävässä tutkimuksessa lihasvoimalla ei ollut yhteyttä sepelvaltimotaudin ilmaantuvuuteen. Sen sijaan huono kestävyyskunto ja lihavuus olivat positiivisesti yhteydessä sepelvaltimotaudin ilmaantuvuuteen (Crump 2017b).
Seurattavina olivat asevelvolliset miehet vuosilta 1969-1997 ja seuranta päättyi 2012, jolloin vanhimmat miehet olivat 62-vuotiaita. Keskimääräinen seuranta-aika oli 25,7 vuotta. Heikko nuoruuden konsentrinen lihasvoima oli kuitenkin positiivisesti yhteydessä sydämen vajaatoiminnan ilmaantuvuuteen myöhemmin elämässä, samoin kuin heikko kestävyyskunto ja lihavuus (Crump 2017a).
Parempi lihasvoima suojaa metaboliselta oireyhtymältä riippumatta iästä, painoindeksistä tai kestävyyskunnosta. Lihasvoimaa ja metabolista oireyhtymää tutkittiin 5685 alle 50- vuotialla ja 1541 yli 50-vuotiaalla miehellä. Metabolisen oireyhtymä diagnosoitiin NCEP ATPIII -kriteeristöllä ja lihasvoimaa tutkittiin yhden toiston maksimaalisella penkkipunnerrus ja jalkaprässi testeillä. Alle 50-vuotiailla riski metaboliselle
oireyhtymälle oli 2,2-kertainen niillä, joilla oli heikko lihasvoima (vakioitu iällä, tupakointistatuksella ja alkoholinkäytöllä). Painoindeksi tai kestävyyskunto yksinään eivät vaikuttaneet lihaskunnon ja metabolisen oireyhtymän väliseen yhteyteen, mutta yhdessä kumosivat yhteyden merkitsevyyden. Yli 50-vuotialla lihaskunnoltaan heikoilla miehillä riski oli 2,11-kertainen verrattuna hyväkuntoisiin miehiin (vakioitu iällä, tupakointistatuksella ja alkoholin käytöllä). Tulos ei ollut enää merkitsevä, kun muuttujat vakioitiin painoindeksillä. Tutkijat myös laskivat kynnysarvon metaboliselta oireyhtymältä suojaavalle lihasvoimalle käyttämällä yhden toiston maksimin penkkipunnerruksen ja jalkaprässin tulosten avulla. Alle 50-vuotiailla miehillä kynnysarvoksi tuli 2.56 kg/painokiloa kohden ja yli 50-vuotiailla miehillä 2.50 kg/painokiloa kohden (Senechal ym. 2014).
2.2.1 Verenpaine ja lihasvoima
Kohonnut verenpaine (hypertensio) lisää sairastuvuutta ja kuolleisuutta sydän- ja verisuonitauteihin ilman selkeää verenpaineen kynnysarvoa, mutta arvoja yli 140/90 mmHg, pidetään kohonneina (Kohonnut verenpaine: Käypä hoito -suositus, 2014;
Mustajoki 2018). American College of Cardiology ja American Heart Association julkaisivat 2017 uudet ohjeet hypertension hoidosta. Niiden mukaan arvoja 120-129/80 mmHg pidetään kohonneina, 130-139/80-89 mmHg asteen 1 hypertensiona ja arvoja yli 140/90 mmHg asteen 2 hypertensiona (Carey & Whelton 2018).
Yli 50-vuotiailla kohonnut systolinen verenpaine (>140 mmHg) on suurempi riskitekijä sydän- ja verisuonitauteihin kuin kohonnut diastolinen verenpaine Jokainen 20/10 mmHg nousu kaksinkertaistaa sydän- ja verisuonitautien riskin. Kohonnut verenpaine lisääntyy iän myötä. 60-69-vuotiaista noin puolella on kohonnut verenpaine ja yli 70-vuotiailla kolmella neljästä. Ikä vaikuttaa etenkin kohonneen systolisen verenpaineen esiintymiseen. Kohonnut verenpaine lisää lineaarisesti sepelvaltimotaudin ja aivoverenkiertohäiriön riskiä. Myös kuolleisuus näihin sairauksiin on suurempi potilailla, joilla on kohonnut verenpaine. Kohonnut verenpaine on yhteydessä myös sydämen vajaatoiminnan ja munuaissairauksien ilmaantuvuuteen (Chobanian ym. 2003).
Kohonneesta verenpaineesta 90-95 % tapauksista on primaarista verenpainetta, jolle ei löydy ulkoista syytä (Kantola & Niiranen 2016). Mahdollisia ulkoisia syitä kohonneelle verenpaineelle ovat munuaissairaudet, aortan koarktaatio eli ahtauma, Cushingin oireyhtymä, lääkitys, hormonaaliset häiriöt tai uniapnea (Chobanian ym. 2003).
Verenpainetta säädellään erilaisilla lyhyen ja pitkän aikavälin säätelymekanismeilla, joita ovat mm. sympaattinen hermosto, munuaisten reniini-angiotensiini- aldosteronijärjestelmä ja natriureettiset peptidit. Systoliseen verenpaineeseen vaikuttaa vasemman kammion iskutilavuus, aortan ja suurten valtimoiden joustavuus ja verenkierron vastus. Diastoliseen verenpaineeseen vaikuttaa lähinnä suurten valtimoiden loppudiastolinen verimäärä. Ikääntyessä sydämen ja verisuoniston vaste sympaattisen hermoston viesteihin heikkenee ja reniinin eritys ja baroreseptorien herkkyys heikkenevät. Ikääntyessä suuret valtimot jäykistyvät, jolloin systolinen verenpaine nousee (Kantola & Niiranen 2016).
Isometristä ja isokineettistä (harjoitus- tai mittauslaitteen säätelemällä nopeudella tuotettua voimaa) lihasvoimaa tutkittiin 402 keski-ikäisellä, ylipainoisella miehellä.
Polven ojennusvoima on suurempi kohonneen verenpaineen ryhmässä. Polven koukistusvoimassa ei havaittu eroa normaalin verenpaineen ja kohonneen verenpaineen ryhmien välillä (Blanchard ym. 2018).
2.2.2 Rasva-aineenvaihdunnan häiriöt ja lihasvoima
Rasva-aineenvaihdunnan häiriöiksi eli dyslipidemioiksi katsotaan suurentunut plasman kokonaiskolesterolin tai LDL-kolesterolin (low-density lipoprotein) pitoisuus, tai suurentunut triglyseridipitoisuus tai pieni HLD-kolesterolipitoisuus tai näiden yhdistelmä. Dyslipidemiat ovat keskeinen syy ateroskleroosille eli valtimotaudille.
Suositeltavat arvot väestötasolla ovat: plasman kokonaiskolesteroli alle 5,0 mmol/l ja LDL-kolesteroli alle 3,0 mmol/l. Suurentuneena triglyseridin arvona pidetään yli 1,7 mmol/l ja HDL-kolesterolin suositeltava määrä veressä on miehillä yli 1,0 mmol/l ja naisilla yli 1,2 mmol/l (Dyslipidemiat: Käypä hoito -suositus, 2017).
Rasva-aineenvaihdunnan häiriö on merkittävä sydän- ja verisuonisairauksien riskitekijä.
Se lisää iskeemisten sydäntapahtumien ja aivoverenkiertohäiriöiden sekä perifeerisen valtimotaudin riskiä. Metaboliseen oireyhtymään liittyvä insuliiniresistenssi vaikuttaa rasva-arvoihin heikentävästi ja lisää riskiä sairastua sydän- ja verisuonitautiin (Kopin &
Lowenstein 2017).
Lihaskunto ei ole yhteydessä veren aineenvaihdunnallisiin markkereihin kuten lipoproteiineihin tutkittaessa aerobisen kunnon ja maksimaalisen alaraajan isometrisen voiman vaikutusta nuorilla miehillä. Kestävyyskunto sen sijaan selitti sydän- ja verisuonisairauksiin liittyvien markkereiden vaihtelua (Kujala ym. 2019).
Ikääntyneillä todettiin yhteys keskivartalon lihaksien kunnon ja kolesteroliarvojen välillä.
Tietokonetomografiassa todettu suurempi vatsalihasten pinta-ala oli yhteydessä matalampiin HDL-kolesteroliarvoihin, VLDL-kolesteroliarvoihin (very low-density lipoprotein), vähäisempään triglyseridimäärään ja pienempään kokonaiskolesteroliin 45–
84-vuotiailla miehillä ja naisilla (Vella ym. 2020).
2.2.3 Paino, painoindeksi ja vyötärönympärys
Painoindeksi kuvaa yksilön painoa suhteessa pituuteen, mikä saadaan jakamalla paino (kg) pituuden neliöllä (m). Painoindeksillä on yhteydessä kehon rasvamäärään ja se on käyttökelpoinen mittari väestötasolla. Liikapaino (painoindeksi yli 25 kg/m2) ja lihavuus (painoindeksi yli 30 kg/m2) ovat merkittäviä sydän- ja verisuonitautien riskitekijöitä. Ne nostavat kohonneen verenpaineen riskiä ja niihin liittyy yleisesti rasva-aineenvaihdunnan häiriöitä. Yli 65-vuotiaille suositeltava painoindeksi on 21-29 kg/m2.
Vyötärönympäryksen kliinisinä lihavuuden arvoina pidetään naisilla 90 cm ja miehillä 100 cm (Lihavuus: Käypä hoito -suositus, 2020).
Yli 6000 tutkittavan seurannassa, sydän- ja verisuonitauteja sairastavilla kuolleisuus oli pienempää korkeamman painoindeksin ryhmissä. Yleisesti korkeampiin painoindeksiluokkiin kuuluvilla oli myös suurempi lihasmassa, mikä voi selittää kuolleisuuden vähäisempää määrää. Kaikkein pienintä kuolleisuus oli suuremman lihasmassan ja pienemmän rasvamassan omaavassa ryhmässä (Srikanthan ym. 2016).
Reserviläisillä (ikä 26,1±6,5 vuotta) parempi lihaskunto oli yhteydessä suurempaan painoindeksiin ja vyötärönympärykseen. Aerobisen kunnon, painon ja vyötärönympäryksen yhteys oli päinvastainen (Kujala ym. 2019).
Kestävyyskunto ja lihaskestävyys olivat käänteisesti yhteydessä sekä yksittäisiin, että klusteroituihin sydän- ja verisuonitautiriskeihin, kun tutkittavana oli nuoria miehiä.
Maksimilihasvoimalla (mitattu isometrisena polven ojennuksena 107 asteen kulmassa) vastaavaa yhteyttä yksittäisiin tai klusteroituihin sydän- ja verisuonitautiriskitekijöihin ei ollut. Kuitenkin, kun malli vakioitiin vyötärönympäryksellä, myös kestävyyskunnon ja lihaskestävyyden yhteydet sekä yksittäisiin, että klusteroituihin riskitekijöihin muuttui tilastollisesti epämerkitseviksi. (Vaara ym. 2014).
2.2.4 Tyypin 2 diabetes
Diabetes mellitus on aineenvaihdunnallinen sairaus, jossa veren glukoositaso on liian korkealla (hyperglykemia). Diabetes jaetaan useampaan eri tyyppiin. Päämuodot ovat tyypin 1 diabetes eli yleensä autoimmuunitulehduksen aiheuttama insuliininpuutosdiabetes ja tyypin 2 diabetes eli hitaammin etenevä insuliiniresistenssidiabetes. Tyypin 1 diabetes todetaan tyypillisesti lapsuus- tai nuoruusiässä. Tyypin 2 diabetes tunnettiin aikaisemmin vanhuusiän diabeteksena, mutta se voidaan diagnosoida jo lapsellakin. Alttius diabetekseen on geneettinen, mutta ylipaino, vähäinen fyysinen aktiivisuus ja metabolinen oireyhtymä nostavat riskiä merkittävästi (Niskanen & Ilanne-Parikka 2019). Tyypin 2 diabeetikoista suuri osa on ylipainoisia ja yli puolella on verenpainetauti (Rönnemaa & Lautamäki 2019).
Kohonnutta verenpainetta sairastavat ovat myös suuremmassa riskissä sairastua diabetekseen (Chobanian ym. 2003).
Suomalaisista noin 350 000 sairastaa diagnosoidusti tyypin 2 diabetesta (DM1 50 000) ja heidän lisäkseen noin 100 000 suomalaista sairastaa diabetesta tietämättään. Kelan diabeteslääkkeiden erityiskorvausoikeuksien tilastojen mukaan, diabetes on yleisintä yli 65-vuotiailla ja hiukan yleisempää miehillä kaikissa ikäluokissa. Elintapahoidolla hoidetut diabeetikot eivät näy tilastoissa (Diabetesliitto 2019).
Diabetes diagnosoidaan Käypä hoito –suosituksen mukaan, kun veren paastoglukoosiarvo on 7 mmol/l tai kahden tunnin sokerirasituksessa yli 11 mmol/l.
Arvoja 6,1-6,9 mmol/l tai rasitusarvoja 7,8-11 mmol/l pidetään diabeteksen esiasteina.
HbA1C-arvo eli sokerihemoglobiini kertoo glukoosiarvoista punasolujen elinajalta eli noin kolmelta kuukaudelta. Sen tulisi olla alle 42 mmol/l (<6 %). Yli 48 mmol/l (>6,5 %) on diabetekseksi diagnosoitava arvo (Diabetes: Käypä hoito -suositus, 2018).
Hyperglykemia vaurioittaa soluja, jotka eivät pysty säätelemään omaa solunsisäistä glukoosipitoisuuttaan. Näin ollen esimerkiksi endoteeli- (verisuonten sisäpintojen solut) ja mesangiaalisolut (munuaisen glomerulusten tukirakenteen solut) ovat herkkiä vaurioitumaan glukoositason pysyessä pitkään korkeana (Brownlee 2005). Diabetekseen liittyy myös rasva-aineenvaihdunnan häiriö ja diabeetikkojen riski sydän- ja verisuonisairauksiin on 2-4-kertainen terveisiin henkilöihin verrattuna (Mancini ym 2018). Diabeetikon todennäköisyys kuolla ennenaikaisesti sydän- ja verisuonisairauksiin on 70-80 % (Chobanian ym. 2003). Diabetesta sairastavilla on muita suurempi ateroskleroositaipumus ja lisääntynyt veren hyytymistaipumus, sekä sydänperäisen äkkikuoleman riski (Rönnemaa & Lautamäki 2019). Kaikille diabeetikolle suositellaankin tiukkaa rasva-arvojen hallintaa ja LDL-kolesteroli tulisi olla alle 2 mmol/l (Mancini ym. 2018).
Diabetekseen (tyyppi 1 ja 2) liittyy myös diabeettinen myopatia eli pienentynyt fyysinen kapasiteetti, heikentynyt lihasvoima ja -massa. Diabetes vaikuttaa luustolihaksen toimintaan lisäämällä glykolyyttisten lihassäikeiden määrää, lihasatrofiaa ja vähentämällä kapillaarien tiheyttä. Tyypin 2 diabetes häiritsee lihaksen aineenvaihduntaa lisäten lihaksen rasvaisuutta ja heikentäen voimantuottoa. Satelliittisolujen toiminta muuttuu glukoosipitoisessa ympäristössä ja tyypin 2 diabeetikkojen satelliittisolujen rasvojen hapetus, solusignalointi, glukoosin kuljetus ja insuliiniresistenttiys poikkeavat terveiden satelliittisolujen toiminnasta (D´Souza ym. 2013).
Kreatiniinifosfaattiaineenvaihdunta on tyypin 2 diabeetikoiden luustolihaksissa epänormaalia. Verrattaessa 21 ei-insuliinihoitoista tyypin 2 diabeetikkoa ja 15 tervettä, diabeetikot menettivät kreatiinifosfaattia nopeammin kuin terveet. Diabeetikoilla myös kreatiniinifosfaatin palautuminen on hitaampaa. Tutkittava lihas oli oikea kaksoiskantalihas ja sitä rasitettiin uupumukseen asti. Uupumus tuli kaikilla tutkittavilla
kreatiinifosfaatin arvon ollessa noin puolet lähtötasosta. Diabeetikoiden uupuminen tuli ajallisesti aiemmin ja heidän rasitusaikansa oli 32 % lyhyempi kuin terveillä.
Kreatiniinifosfaattitason palautumisaika oli yhteydessä HbA1C- pitkäaikaissokeriarvoon.
Myös pH:n lasku on diabeetikoilla nopeampaa rasituksessa. Diabetekseen liittyy myös paljon mikrovaskulaarivaurioita. Tutkimuksessa havaittiin kudoksen hapenpuutteen rajoittavan lihaksen palautumista rasituksesta ja adenosiinitrifosfaatti (ATP)-tuottoa. On mahdollista, että mikrovaskulaarivauriot selittäisivät kaikki havaitut aineenvaihdunnan poikkeavuudet (Scheuermann-Freestone ym. 2003).
Voimaharjoittelulla voidaan parantaa tyypin 2 diabeetikoiden lihaskudoksen laatua ja lihasvoimaa sekä parantaa insuliiniherkkyyttä ja vähentää elimistön tulehdustilaa (Brooks ym. 2007).
2.2.5 Tupakointi
Tupakointi on merkittävä sydän- ja verisuonitautien riski. Tupakointi aiheuttaa elimistössä jatkuvan tulehduksen ja lisää LDL-kolesterolin määrää sekä häiritsee verihiutaleiden toimintaa. Nikotiini myös supistaa verisuonia kiihdyttäen sykettä ja kasvattaen sydämen työmäärää (Patja 2016).
Tupakointi vaikuttaa elimistöön mm. nikotiinin, hään, oksidanttien ja kadmiumin vaikutuksella lisäten ateroskleroosia ja heikentämällä kohonneen verenpaineen ja kolesterolin ja sydäntapahtumien hoitotuloksia muun muassa lisäämällä angioplastian jälkeistä restenoosia ja ohitusleikkauksen jälkeistä uusien suonien ateroskleroosia.
Tupakointi vaikuttaa myös muihin kardiometabolisiin riskitekijöihin nostamalla verenpainetta, veren kokonais- ja LDL-kolesteroli- sekä triglyseridipitoisuutta ja laskemalla HDL-kolesterolipitoisuutta. Tupakointi lisää veren hyytymistekijöitä sekä heikentää sokerin sietokykyä. Tupakoijilla on keskimäärin pienempi kehon paino verrattuna ei tupakoiviin (Pardell & Rodicio 2005).
Tupakoinnin ja verenpaineen yhteyttä on tutkittu useasti ja tulokset ovat hyvin vaihtelevia. Tupakoinnin ja kohonneen verenpaineen kehittymisen välillä on heikko
positiivinen yhteys (Halperin ym. 2008). Nykyinen tupakointi ei ole riskitekijä kohonneelle verenpaineelle. Sen sijaan sekä koskaan tupakoimattomilla että entisillä tupakoijilla oli kohonneemmat verenpainearvot kuin nykyisin tupakoivilla. Etenkin tupakoinnin lopettaminen oli verenpaineen nousun riskitekijä (Li ym. 2017).
Islantilaisessa tutkimuksessa tutkittiin tupakoinnin vaikutusta 66-95-vuotiaiden (n=4469) nelipäisen reisilihaksen massaan ja voimaan. Miehillä sekä aikaisempi, että nykyinen tupakointi olivat yhteydessä pienempään lihaksen pinta-alaan tietokonetomografiakuvauksessa. Myös lihaksen rasvoittuminen oli suurempaa verrattuna niihin, jotka eivät koskaan olleet tupakoineet. Nykyisin tupakoivilla yhteys heikentyneeseen lihaspinta-alaan ja vaimennukseen oli lähes kaksinkertainen verrattuna aikaisemmin tupakoineisiin. Keuhkoahtaumatauti ei vaikuttanut tupakoinnin ja lihaksen poikkipinta-alan väliseen yhteyteen. Naisista vain nykyisin tupakoivilla oli suurempi lihaksen rasvapitoisuus verrattuna koskaan tupakoimattomiin naisiin. Reiden maksimivoimaan tupakoinnilla ei ollut yhteyttä. Askivuodet (päivässä poltetut 20 tupakan askit kerrottuna tupakointivuosilla) olivat negatiivisesti yhteydessä miehillä lihaksen pinta-alaan ja naisilla lihaksen rasvoittumiseen ja maksimivoimaan (Marques ym. 2019).
3 TUTKIMUKSEN TAVOITTEET
Tutkimuksen tavoitteena on selvittää alaraajojen isometrisen lihasvoiman yhteyttä kardiometabolisiin riskitekijöihin kuten verenpaineeseen, lipideihin, verensokeriin ja painoon sekä tupakointistatukseen kuopiolaisilla 55-74-vuotiailla miehillä ja naisilla.
Hypoteesi on, että alaraajojen isometrisella lihasvoimalla on positiivinen yhteys kardiometabolisiin riskitekijöihin.
Tutkimuksen tarkoituksena on vastata seuraaviin kysymyksiin:
1. Onko alaraajojen isometrisella lihasvoimalla yhteyttä kardiometabolisiin riskitekijöihin?
2. Eroaako alaraajojen isometrisen lihasvoiman yhteys kardiometabolisiin riskitekijöihin eri sukupuolten suhteen?
3. Vaikuttaako tupakointi alaraajojen isometrisen lihasvoiman ja kardiometabolisten riskitekijöiden väliseen yhteyteen?
4 AINEISTO JA MENETELMÄT
Tämän tutkimuksen aineisto on osa Dose-Responses to Exercise Training (DR´s EXTRA ISRCTN45977199) -tutkimusaineistoa, joka on kerätty vuosina 2005-2011 Kuopion liikuntalääketieteen tutkimuslaitoksella. Kyseessä on 4 vuotta kestänyt liikunta- ja ravintointerventiotutkimus. Tutkimukseen kutsuttiin satunnaisotoksella väestörekisteristä yhteensä 3000 kuopiolaista miestä ja naista, iältään 55-74 vuotta.
Tutkimukseen soveltumattomina pidettiin kuolleita, terveydeltään heikkoja tai muistisairaita tai muualle Kuopiosta muuttaneita. Kutsutuista 1479 osallistui alkumittauksiin, jolloin 402 tutkittavalle tehtiin alaraajojen isometrisen lihasvoiman mittaukset (kuva 1) vuonna 2005.
Kuva 1. Vuokaavio tutkimuksen otannasta.
4.1 Tutkimusmenetelmät
DR´s EXTRA-tutkimuksessa tehtiin kattavat tutkimukset tutkittavien terveydentilaa koskien. Tässä tutkimuksessa on hyödynnetty vuonna 2005 tehtyjä alkumittauksia isometrisen lihavoiman, laboratoriomittausten ja kyselylomakkeen osalta.
3000 Satunnaisotos vuonna 2002
1479 osallistui
mittauksiin 2005-2011
283 soveltumaton 1028 kieltäytyi 210 ei vastausta
402 alaraajojen lihasvoimamittaus
69 hylätty
4.2.1 Isometrinen reisilihasvoima
Polven maksimaalinen isometrinen ojennuksen ja koukistuksen voima mitattiin erikseen reisilihasten mittauspenkissä (Hur; Kokkola, Finland) laitteen protokollan mukaisesti.
Ennen testauksen suorittamista lihasten lämmittely suoritettiin testauspenkissä koukistus- ja ojennusliikkein kevyttä vastusta vastaan. Penkin etäisyys, ja nilkkatuki (valittavana 29, 34 ja 39 cm etäisyys polven niveltymäkohdasta) säädettiin henkilökohtaisesti sopivaksi.
Polven ojennus (etureisi) testattiin 120 asteen kulmassa ja koukistus (takareisi) 140 asteen kulmassa. Protokollan mukaiseen suoritukseen kuului kaksi maksimisuoritusta kummankin jalan molemmille liikesuunnille. Jännityksen kesto oli 3-5 sekuntia ja suoritusten välillä pidettiin 15 sekunnin tauko. Suoritusta kannustettiin. Analyysia varten kummankin jalan ojennuksen ja koukistuksen mittaustuloksista laskettiin keskiarvo.
4.2.2 Verenpaineen mittaaminen
Verenpaine mitattiin Suomen verenpaineyhdistys ry:n asettaman työryhmän ohjeiden mukaisesti. Mittarina käytettiin tarkistettua ja kalibroitua elohopeamittaria ja/tai pöytäaneroidimittaria (Speidel + Keller, Maxi Stabil 3, Batesville, Indiana, U.S.A).
Tutkittava istui 5 minuuttia ennen mittausta mansetti paikalleen asetettuna oikeaan olkavarteen. Mittauksen aikana mitattava istui kyynärvarsi tuettuna mansetin alareuna sydämen alareunan tasolla. Värttinävaltimon sykettä tunnustellen mansetin paine nostettin aluksi 30 mmHg yli systolisen paineen, sitten paine laskettiin 2-3 mmHg/s.
Systoliseksi paineeksi kirjattiin Korotkoffin äänien vaihe I ja diastoliseksi paineeksi vaihe V. Mittaus tehtiin kaksi kertaa minuutin välein. Mikäli mittausten välillä oli eroa enemmän kuin 10 mmHg, toistettiin mittaus vielä kertaalleen. Painelukemat kirjattiin 2mmHg:n tarkkuudella. Lepoverenpaineeksi kirjattiin kahden mittauksen keskiarvo.
Mittausajankohdat vaihtelivat klo 7.15 ja 15.15 välillä.
4.2.3 Pituuden ja painon mittaaminen
Pituus mitattiin ilman kenkiä puisella pituusmitalla, jossa on metallinen asteikko.
Tutkittava seisoi kantapäät ja selkä kiinni taustassa, vartalo hyvin ojennettuna, kädet vartalon vieressä ja hartiat rentoina. Silmäkulman ja korvanlehden yläosan välinen yhdysviiva tuli olla vaakatasossa. Tulos kirjattiin 0.1 cm tarkkuudella.
Paino mitattiin digitaalisella henkilövaa`alla (Seca modell 708, Hampuri, Saksa).
Tutkittava oli ilman kenkiä, yllään kevyt sisävaatetus. Tulos kirjattiin 0,1 kg:n tarkkuudella, eikä vaatteiden painoa vähennetty. Painoindeksi (BMI) on laskettu pituuden ja painon arvoista jakamalla paino pituuden neliöllä.
4.2.4 Vyötärön ympäryksen mittaaminen
Vyötärönympärys mitattiin alimman kylkiluun ja suoliluun harjan puolivälistä normaalin uloshengityksen lopussa. Mittaus tehtiin tutkittavan seistessä peilin edessä 15 cm standardilauta jalkojen välissä, hartiat rentoina ja vartalo suorana. Mittaus toistettiin kahdesti ja mittausten eroksi hyväksyttiin alle 1 cm. Tarvittaessa mittauksia toistettiin, kunnes päästiin alle 1 cm eroon. Tulokseksi kirjattiin kahden mittauksen keskiarvo 0,5 cm tarkkuudella.
4.2.5 Rasva-arvojen ja verensokerin mittaaminen
LDL- ja HDL-kolesteroli, sekä triglyseridit, ja verensokeri mitattiin laskimoverestä standardimenetelmillä (Hassinen ym. 2008). Näytteet otettiin tutkittavan ollessa istuma- asennossa välttäen staasin käyttöä. Tutkittavia ohjeistettiin paastoamaan ja olemaan tupakoimatta 12 tuntia edeltävästi. Alkoholia tuli välttää kolme vuorokautta ennen verikoetta ja liikuntaa vuorokausi.
4.2.6 Tupakointi
Tupakointistatus tutkittiin kyselylomakkeella, jonka tutkimukseen osallistujat täyttivät.
Tupakointimuuttuja muodostettiin yhdistämällä useamman kysymyksen vastaukset.
Tupakoimattomiksi katsottiin ne osallistujat, jotka eivät olleet koskaan tupakoineet tai olivat polttaneet elämänsä aikana alle 100 savuketta.
4.2.7 Muut menetelmät
Tutkittavien itse raportoimaa tietoa on käytetty liikuntaa rajoittavista sairauksista.
4.3 Tilastolliset menetelmät
Aineisto on analysoitu käyttäen SPSS-ohjelmistoa (IBM SPSS Statistics 25.0 for Windows). Ikä, antropometria, verenpaine ja verikoearvot on kuvailtu keskiarvoilla (ka) ja keskihajoinnoilla (sd). Sukupuolten keskiarvojen eroa tutkittiin määrällisten muuttujien osalta riippumattomien otosten t-testillä. T-testi tehtiin kaksisuuntaisena ja Levenen testin p-arvojen ollessa yli 0,05 käytettiin yhtä suurten varianssien testiä.
Levenen testin p-arvon ollessa alle 0,05 käytettiin eri suurten varianssien testiä.
Kategoristen muuttujien osalta sukupuolten keskiarvojen eroa tutkittiin khiin neliö - testillä. Muuttujien normaalijakautuneisuutta tutkittiin Kolmogorov-Smirnov-testin avulla. Normaalisti jakautuneita muuttujia tarkasteltiin Pearsonin korrelaatiokertoimien avulla. Muiden kohdalla käytettiin Spearmanin korrelaatiokerrointa. Lihasvoiman kanssa korreloivat muuttujat otettiin tutkittavaksi jatkoanalyysiin. Isometrisen reisilihasvoiman ja kardiometabolisten riskitekijöiden välisen yhteyden analysointiin käytettiin kovarianssianalyysia (ANCOVA). Kovarianssianalyysi on kaksisuuntaisen varianssianalyysin muunnos, jossa yhdistyvät ANOVA ja regressioanalyysi. Analyysi vakioitiin iällä ja tupakointistatuksella. Tulokset katsottiin merkitseväksi, kun p <0,05.
4.4 Tutkimuksen eettiset näkökulmat
DR´s EXTRA -tutkimussuunnitelma on saanut myönteisen lausunnon Kuopion yliopiston (nyk. Itä-Suomen yliopisto) ja Kuopion yliopistollisen sairaalan tutkimuseettiseltä toimikunnalta 10.10.2002.
DR´s EXTRA -tutkimus toteutettiin hyvää tieteellistä käytäntöä noudattaen (Maailman lääkäriliiton Helsingin julistus). Tutkittavien oikeudet ja turvallisuus olivat ensisijaisia.
Osallistuminen tutkimukseen oli täysin vapaaehtoista. Tutkittavilla oli myös tutkimuksen aikana oikeus kieltäytyä mittauksista ja keskeyttää osallistuminen sitä erikseen perustelematta ilman, että siitä aiheutuu mitään seuraamuksia. Tutkimuksen järjestelyt (tulosten tallentaminen ja arkistointi) ja tulosten raportointi ovat olleet luottamuksellisia.
Tutkimuksesta saatavat yksilökohtaiset tietoja on annettu ainoastaan tutkittavan ja tutkijaryhmän tietoon. Tulosten tallentamisen jälkeen aineiston jatkokäsittely tapahtui koodien perusteella, joten yksittäisiä tutkittavia ei enää voida tunnistaa. Koodit on
oikeutettu avaamaan ainoastaan tutkimuksen johtaja. Myös tutkimusraporteissa tulokset on julkaistu ainoastaan siten, ettei yksittäistä tutkittavaa voi tunnistaa. Mittausten aikana tutkittavilla oli oikeus saada lisätietoa tutkimuksesta.
Tutkittavia on informoitu tutkimuksesta, sen hyödyistä ja haitoista sekä tietojen käytöstä julkaisuihin ja opinnäytetöihin. Tutkittavat ovat allekirjoittaneet vapaaehtoisen suostumuksensa tutkimukseen saatuaan tarvittavan informaation tutkimuksesta.
Tutkimusta ovat rahoittaneet Opetus- ja kulttuuriministeriö, Suomen Akatemia, Euroopan komission FP6 Integrated Project (EXGENESIS), Kuopion kaupunki, Juho Vainion Säätiö, Diabetesliitto, Sydäntutkimussäätiö, Kuopion yliopistollinen sairaala, Päivikki ja Sakari Sohlbergin säätiö ja Kansaneläkelaitos.
5 TULOKSET
5.1 Tutkittavien kuvaus
Taulukossa 2 on esitetty tutkimukseen osallistuneiden kuvailevia tietoja. Tutkittavia oli yhteensä 402, joista miehiä 198 (49,3 %). Tutkittavien ikäjakauma oli 55-74 vuotta.
Miesten painoindeksi oli keskimäärin 28,9 ja naisten painoindeksi 29,0. Miesten paastoglukoosin keskiarvo oli 6,1 ja naisten 5,8 mmol/l. Miehistä 39,4 %:lla ja naisista 21,6 %:lla oli suurentuneet paastoglukoosi. Miehistä noin 21,7 % ja naisista 11,3 % sairasti diabetesta. Miehistä 13,2 % ja naisista 12,2 % tupakoi vähintään satunnaisesti.
Miehistä 15,7 % ja naisista 24,0 % raportoi liikuntaa rajoittavasta sairaudesta .
Sukupuolten väliset erot eivät olleet tilastollisesti merkitseviä painoindeksin, LDL- kolesterolin ja triglyseridien osalta. Muut erot olivat tilastollisesti merkitseviä. (Taulukko 2).
TAULUKKO 2. Tutkittavien kuvaus, keskiarvo (ka) ja -hajonta (sd).
Miehet (n =198) ka (sd)
Naiset (n=204) ka (sd)
p-arvo
Ikä, v 65,5 (5,2) 66,9 (5,2) 0,006
Pituus, cm 174,0 (6,2) 159,4 (5,7) <0.001
Paino, kg 87,6 (14,0) 73,7 (13,3) <0.001
Vyötärön ympärys, cm 103,1 (11,3) 94,0 (12,3) <0.001
BMI 28,9 (4,0) 29,0 (5,0) 0,762
Tupakoi, % -päivittäin -satunnaisesti -lopettanut
-ei ole koskaan tupakoinut
5,6 7,6 50 36,9
8,3 3,9 19,6 68,1
<0.001
Tyypin 1 diabetes, % 1 0 ei laskettu
Tyypin 2 diabetes, % 20,7 11,3 0,014
Liikunnan harrastamista estävä sairaus, %
15,7 24,0 0,045
Kokonaiskolesteroli, mmol/l LDL-kolesteroli mmol/l HDL-kolesteroli mmol/l Triglyseridit mmol/l
5,0 (0,9) 3,3 (0,9) 1,5 (0,4) 1,6 (0,8)
5,2 (1,0) 3,3 (0,9) 1,7 (0,5) 1,5 (0,7)
0,016 0,951
<.001 0,488 Paastoglukoosi, mmol/l 6,1 (1,1) 5,8 (1,0) <0.001 Systolinen verenpaine, mmHg
Diastolinen verenpaine, mmHg
146 (19,0) 85 (9,3)
151 (20,5) 83 (9,7)
0,009 0,019
Taulukossa 3 on kuvattu polven maksimaalinen isometrinen ojennus- ja koukistusvoima sukupuolittain eriteltynä oikean ja vasemman polven ojennuksessa ja koukistuksessa.
Naisten keskiarvot olivat molempien polvien ojennuksessa noin 53 % ja koukistuksessa 58-59 % miesten voimasta.
TAULUKKO 3. Polven maksimaalinen isometrinen ojennus- ja koukistusvoima sukupuolittain keskiarvo (ka) ja -hajonta (sd).
Miehet (n=198) Naiset (n=204)
vaihteluväli vaihteluväli
Oikea ojennus, kg 177,4 (46,7) 72-315,5 94,2 (27,9) 18-174,5 Oikea koukistus, kg 98,3 (23,8) 37-150 57,1 (16,4) 16,5-105,5 Vasen ojennus, kg 181,4 (48,3) 76-306,5 96,3 (26,8) 34-157 Vasen koukistus, kg 97,5 (24,8) 33,5-161 57,6 (16,0) 12-97
Taulukossa 4 on vertailtu sukupuolittain kardiometabolisia riskitekijöitä isometrisen lihasvoiman luokissa. Taulukossa p-arvo <0,05 kuvaa tilastollisesti merkitsevää eroa lihasvoiman luokissa, mutta tarkempaa testausta luokkien välillä ei ole tehty, joten ei voida sanoa mitkä luokat eroavat toisistaan. Miehillä painoindeksi ja vyötärönympärys erosivat isometrisen ojennusvoiman sekä isometrisen koukistusvoiman tertiileissä.
Glukoosi erosi vain isometrisen ojennusvoiman tertiileissä.
Miehillä kolesteroliarvoista LDL-kolesteroli ja triglyseridit erosivat ojennuksen tertiileissä ja koukistuksen tertiilien välillä ei ollut eroa. Systolinen ja diastolinen verenpaine erosivat isometrisen ojennusvoiman tertiileissä. Diastolinen verenpaine erosi koukistuksen tertiileissä mutta systolinen verenpaine ei.
Naisilla vain systolinen verenpaine erosi isometrisen ojennusvoiman tertiileissä ja systolinen sekä diastolinen verenpaine erosivat koukistusvoiman tertiileissä.
TAULUKKO 4. Kardiometaboliset riskitekijät isometrisen lihasvoiman tertiileissä miehillä ja naisilla
BMI Vyötärön
ympärys, cm
Glukoosi (mmol/l)
LDL (mmol/l)
HDL (mmol/l)
Triglyseridit (mmol/l)
Verenpaine systolinen, mmHg
Verenpaine diastolinen, mmHg Miehet
Ojennus
heikko 28,3±4,2 101,6±12,0 6,3±1,3 3,2±0,8 1,5±0,5 1,5±0,8 144,5±21,6 81,5±7,8
keskinkertainen 29,2±3,9 103,1±10,7 6,1±1,1 3,2±0,9 1,4±0,4 1,5±0,7 146,3±20,8 86,6±10,6
hyvä 29,1±3,7 104,6±11,2 6,1±0,8 3,4±0,9 1,4±0,4 1,6±0,9 146,9±18,9 87,1±8,5
p-arvo <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 0,098 <0,001 <0,001 <0,001
Koukistus
heikko 27,9±3,9 101,1±10,5 6,1±1,2 3,2±0,8 1,5±0,5 1,5±0,8 145,6±20,1 83,6±9,4
keskinkertainen 28,5±3,6 102,3±11,4 6,2±1,1 3,3±0,9 1,4±0,3 1,6±0,8 144,6±18,8 83,9±9,3
hyvä 30,2±4,0 106,1±11,5 6,1±0,8 3,3±0,9 1,5±0,4 1,5±0,7 147,6±18,0 87,7±9,0
p-arvo 0,001 0,038 0,246 0,470 0,165 0,141 0,541 0,002
Naiset Ojennus
heikko 28,9±4,9 93,3±11,7 5,7±1,0 3,2±0,9 1,7±0,6 1,4±0,5 154,0±21,1 81,4±10,2
keskinkertainen 29,3±5,2 94,1±12,4 5,8±0,9 3,4±0,9 1,8±0,5 1,6±0,7 150,5±21,8 82,8±10,1
hyvä 28,8±4,9 94,5±12,8 5,7±1,0 3,3±0,9 1,8±0,4 1,5±0,9 148,9±18,6 84,3±8,6
p-arvo 0,828 0,703 0,603 0,187 0,796 0,614 0,022 0,107
Koukistus
heikko 28,1±5,1 91,4±12,4 5,7±1,1 3,3±1,0 1,8±0,4 1,4±0,6 150,6±21,9 80,0±9,7
keskinkertainen 28,9±4,9 93,1±11,5 5,8±0,9 3,2±0,9 1,8±0,6 1,6±0,4 152,1±19,9 82,8±9,5
hyvä 29,9±5,0 97,2±12,3 5,8±0,9 3,3±0,8 1,7±0,5 1,5±0,9 150,1±19,6 85,5±9,3
p-arvo 0,325 0,074 0,410 0,168 0,552 0,865 0,025 0,007
Tiedot ilmaistu keskiarvo±keskihajonta Ancova vakioitu iän ja tupakoinnin mukaan.
Taulukossa 5 on esitetty tupakoinnin ja iän vaikutus kardiometabolisten riskitekijöiden arvoihinmiehillä polven ojennuksen ja riskitekijöiden mallinnuksessa. Taulukossa β-arvo kuvaa tupakoinnin tai iän itsenäistä vaikutusta muihin riskitekijöihin kovarianssianalyysissa. Tupakointi vaikutti negatiivisesti veren paastoglukoosiarvoihin (β -0,083, p=0,043). Ikä vaikutti negatiivisesti painoindeksiin (β -0,140, p=0,017), triglyserideihin (β -0,027 p=0,025) ja diastoliseen verenpaineeseen (β -0,035, p=0,010).
TAULUKKO 5. Tupakoinnin ja iän vaikutus polven ojennuksessa miehillä
Tupakointi Ikä
β 95 % CV p-arvo β 95 % CL p-arvo
BMI -0,284 -0,580-
0,120
0,060 -0,140 -0,255- -0,025
0,017
VY -0,756 -1,610-
0,097
0,082 -0,213 -0,545- 0,118
0,206
Glukoosi -0,083 -0,163- -0,002
0,043 -0,014 -0,045- 0,017
0,378
LDL 0,049 -0,015-
0,114
0,135 -0,005 -0,030- 0,020
0,717
HDL -0,12 -0,043-
0,020
0,462 0,012 -
0,00008630 -0,024
0,052
Triglyseridit 0,013 -0,047- 0,073
0,675 -0,027 -0,050- -0,003
0,025
Systolinen verenpaine
-0,596 -2,039- 0,848
0,417 0,426 -0,135- 0,987
0,136
Diastolinen verenpaine
0,035 -0,647- -0,083
0,920 -0,347 -0,612- -0,083
0,010
β; beeta-arvo, 95 %, CL; 95 % luottamusväli, BMI; painoindeksi, VY; vyötärönympärys, LDL;
LDL-kolesteroli, HDL; HDL-kolesteroli,
Polven koukistuksen lihasvoiman ja kardiometabolisten riskitekijöiden arvojen osalta tupakointi oli miehillä negatiivisesti yhteydessä paastoglukoosiin (β -0,084, p=0,043) (Taulukko 6). Ikä oli negatiivisesti yhteydessä triglyserideihin (β-0,029, p=0,014) ja diastoliseen verenpaineeseen (β -0,429, p=0,002).
TAULUKKO 6. Tupakoinnin ja iän vaikutus koukistuksessa miehillä
Tupakointi Ikä
β 95 % LV p-arvo β 95 % LV p-arvo
BMI -0,220 -0,515-
0,075
0,143 -0,094 -0,208- 0,020
0,104
VY -0,625 -1,482-
0,231
0,151 0,160 -0,490- 0,170
0,340
Glukoosi -0,084 -0,166- -0,003
0,043 -0,010 -0,042- 0,021
0,525
LDL 0,051 -0,015-
0,117
0,131 -0,007 -0,032- 0,018
0,588
HDL -0,016 -0,047-
0,016
0,327 0,011 -0,001- 0,023
0,065
Triglyseridit 0,010 -0,051- 0,070
0,748 -0,029 -0,053- - 0, 006
0,014
Systolinen verenpaine
-0,491 -1,955- 0,973
0,509 0,393 -0,1717- 0,957
0,171
Diastolinen verenpaine
0,125 -0,571- 0,821
0,723 -0,429 -0.697- -0,161
0,002
β; beeta-arvo, 95 % LV; 95 % luottamusväli, BMI; painoindeksi, VY; vyötärönympärys, LDL;
LDL-kolesteroli, HDL; HDL-kolesteroli
Taulukossa 7 on esitelty tupakoinnin ja iän vaikutus kardiometabolisten riskitekijöiden arvoihin naisilla polven ojennuksen ja riskitekijöiden mallinnuksessa. Naisilla ikä vaikutti positiivisesti systoliseen (β 0,739, p=0,018) ja negatiivisesti diastoliseen verenpaineeseen (β -0,316, p=0,033). Tupakoinnilla ei ollut tilastollisesti merkitsevää vaikutusta kardiometabolisten riskitekijöiden arvoihin.
Taulukko 7. Tupakoinnin ja iän vaikutus ojennuksessa naisilla
Tupakointi Ikä
β 95 % LV p-arvo β 95 % LV p-arvo
BMI 0,057 -0,382-
0,495
0,799 -0,079 -0,231- 0,073
0,308
VY -0,037 -1,110-
1,036
0,945 -0,244 -0,616- 0,128
0,197
Glukoosi 0,040 -0,044-
0,124
0,351 0,015 -0,014- 0,044
0,319
LDL -0,051 -0,131-
0,030
0,216 -0,020 -0,048- 0,008
0,156
HDL -0,026 -0,070-
0,017
0,234 0,001 -0,014- 0,016
0,897
Triglyseridit -0,026 -0,088- 0,035
0,404 0,008 -0,013- 0,029
0,461
Systolinen verenpaine
1,162 -0.594- 2,918
0,193 0,739 0,130-
1,347
0,018
Diastolinen verenpaine
0,208 -0,628- 1,045
0,624 -0,316 -0,606- 0,026
0,033
β; beeta-arvo, 95 % LV; 95 % luottamusväli, BMI; painoindeksi, VY; vyötärönympärys, LDL;
LDL-kolesteroli, HDL; HDL-kolesteroli
Polven koukistuksen lihasvoiman ja kardiometabolisten riskitekijöiden osalta tupakointi ei ollut naisilla tilastollisesti merkitsevästi yhteydessä kardiometabolisten riskitekijöiden arvoihin. Iällä oli merkitsevä vaikutus ainoastaan systoliseen verenpaineeseen (β 0,816, p=0,006).
TAULUKKO 8. Tupakoinnin ja iän vaikutus koukistuksessa naisilla
Tupakointi Ikä
β 95 % LV p-arvo β 95 % LV p-arvo
BMI 0,049 -0,383-
0,481
0,823 -0,018 -0,162- 0,127
0,809
VY -0,054 -1,102-
0,994
0,919 -0,100 -0,451- 0,251
0,575
Glukoosi 0,043 -0,040-
0,127
0,307 0,017 -0,011- 0,045-
0,230
LDL 0,048 -0,128-
0,031
0,233 -0,026 0,053- 0,000
0,054
HDL -0,025 -0,068-
0,018
0,254 -0,003 -0,018- 0,011
0,647
Triglyseridit -0,021 -0,082- 0,040
0,500 0,004 0,016- 0,025
0,649
Systolinen verenpaine
1,076 -0,653- 2,804
0,221 0,816 0,237- 1,394
0,006
Diastolinen verenpaine
0,212 -0,605- 1,029
0,610 -0,245 -0,519- 0,028
0,079
β; beeta-arvo, 95 % LV; 95 % luottamusväli, BMI; painoindeksi, VY; vyötärönympärys, LDL;
LDL-kolesteroli, HDL; HDL-kolesteroli
6 POHDINTA
6.1 Tulosten pohdinta
Tutkimuksessa havaittiin, että miehillä sekä polven ojennus- että koukistusvoima oli suurempi niissä ryhmissä, joissa painoindeksi ja vyötärönympärys olivat suurempia.
Suurempi painoindeksi voi osittain selittyä suuremmalla lihasmassalla, joka selittäisi myös suuremman voiman (Srikanthan ym. 2016). Painoindeksi ylitti yli 65-vuotiaille suositellun arvon 21-29 kg/m2 vain ylimmässä kolmanneksessa sekä ojennuksessa, että koukistuksessa. Sen sijaan vyötärönympärys ylitti miehille suositellun 100 cm kaikissa ryhmissä (Lihavuus: Käypä hoito -suositus, 2020). Aikaisemmassa kirjallisuudessa hyvä lihasvoima on ollut yhteydessä vähäisempään ylipainoon (Atlantis ym. 2009, Artero ym.
2012).
Veren glukoosiarvot olivat miehillä matalammat kahdessa parhaimmassa ojennusvoiman ryhmässä. Tämä on samansuuntainen havainto aikaisemman kirjallisuuden kanssa lihasvoiman yhteydestä vähäisempään insuliiniresistenssiin (Artero ym. 2012). Kuitenkin kaikkien ryhmien glukoosiarvo ylitti normaalin paastoarvon (Diabetes: Käypä hoito - suositus, 2018). Kolesteroliarvot taas olivat pienimmät heikoimman ojennuksen ryhmässä. Tämä voisi mahdollisesti johtua painon ja vyötärönympäryksen positiivisesta yhteydestä kolesteroliarvoihin. Verrattavissa olevaa aikaisempaa kirjallisuutta ei kolesteroliarvojen ja reisilihasvoiman yhteydestä löytynyt.
Verenpaineet olivat miehillä sitä korkeammat, mitä parempi heidän isometrinen lihasvoimansa oli. Kaikkien ryhmien verenpainearvot ylittivät sekä kansainvälisesti suositellut arvot 120/80 mmHg että suomalaiset suositukset normaalista verenpaineesta 120-129/80-84 mmHg (Kohonnut verenpaine: Käypä hoito -suositus, 2014, Carey &
Whelton 2018). Polven ojennusvoiman oli jo aikaisemmin todettu olevan miehillä parempi kohonneenverenpaineen ryhmässä (Blanchard ym. 2018).
Miehillä siis reisilihasvoiman ylimmälle kolmannekselle näyttäisi kertyvän eniten muita terveysriskejä, korkeaa painoindeksiä, suurta vyötärönympärystä, korkeita kolesteroliarvoja ja kohonnutta verenpainetta. Kehon rasvamassan vaikutus voisi
mahdollisesti selittää ainakin osan näiden riskienkertymisestä. Tässä tutkimuksessa ei ollut mahdollista hyödyntää kehonkoostumusmittauksia, joten rasvamassan tai lihasmassan vaikutusta ei pystytty tutkimaan.
Naisilla merkitseviä tuloksia saatiin vain verenpaineen osalta. Naisten systolinen verenpaine ojennuksessa oli pienempi vahvemmilla ryhmillä eli yhteys oli päinvastainen miehiin verrattuna. Diastolinen verenpaine sen sijaan käyttäytyi samoin kuin miehilläkin eli alimmassa ryhmässä oli pienimmät diastolisen verenpaineen arvot. Naisilla tehtyjä tutkimuksia verenpaineen ja reisilihasvoiman yhteydestä ei löytynyt.
Naisilla vyötärönympäryksen trendi oli samansuuntainen kuin miehillä, mutta ei tilastollisesti merkitsevä. Veren paastoglukoosiarvot olivat kaikissa naisten ryhmittelyissä normaalit ja naisten HDL-kolesteroliarvot olivat suosituksen mukaisesti miehiä korkeammat. Naisten systolinen verenpaine oli kaikissa ryhmissä miesten vastaavia ryhmiä korkeammat. Tässä tutkimuksessa ei vertailtu sukupuolten eroja tarkemmin, joten eroille ei havaittu selittävää tekijää. Tiedetään kuitenkin, että naisten ja miesten verenpaineensäätelymekanismit eroavat ja 65-70-vuotiaina naisilla on yleisemmin kohonnut verenpaine kuin miehillä (Joyner ym. 2015).Tupakoinnin ja iän yhteys kardiometabolisten riskitekijöiden arvoihin oli miehillä yleisempää kuin naisilla.
Naisilla havaittiin vaikutusta vain ikään ja verenpaineeseen liittyen. Tämä iän positiivinen vaikutus verenpaineeseen on yhdenmukainen kirjallisuuden kanssa ja johtuu pääasiallisesti valtimoiden jäykistymisestä (Kantola & Niiranen 2016). Miehillä iän havaittiin olevan yhteydessä negatiivisesti painoindeksiin, triglyserideihin ja diastoliseen verenpaineeseen. Tupakoinnilla oli negatiivinen vaikutus verensokeriin.
Kardiometaboliset riskitekijät esiintyvät usein yhdessä ja niiden yhteisvaikutus on huomattavasti suurempi kuin yksittäisen riskitekijän. Miehillä jo lievästi kohonneet verenpaine ja rasva-arvot nostavat sydän- ja verisuonitautien riskin kolmin- tai nelinkertaiseksi ja korkeammat arvot jopa 10-kertaisiksi. (Thomas ym. 2002) Tupakointi ja korkea verenpaine yhdessä nostavat sydän- ja verisuonitautiriskiä yhdessä nelinkertaiseksi (Pardell & Rodicio 2005).
