Rehabilitation of Gate and Balance Disorders in Multiple Sclerosis using Progressive Resistance Power Training: a Randomized Controlled Study

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

INTRODUCTION. Progressive resistance training (PRT) has been recognized as an effective tool in the rehabilitation of patients with multiple sclerosis (MS), however its comparative efficacy remains has yet to be determined.

AIM. In this study, we aimed to evaluate the efficacy and safety of the self-guided in-patient progressive resistance power training (PRT) program for improving gait and balance in patients with MS compared with the standard rehabilitation program.

MATERIALS AND METHODS. 60 patients with MS were equally randomized into control group (CG) and the PRT group (PG). Training was performed 5 times/week, for 4 weeks in both groups. The primary endpoint was the percentage of patients with improvement in the 6-minute walking test above a minimal clinically significant difference in both groups. Tests of walking speed and balance (Timed 25-foot walking test (T25FW), Timed up-and-go (TUG) test, walking speed), mean voluntary muscle contraction on dominant and non-dominant legs as well as quality of life tests (cognitive and physical domains) at week 4 were used as secondary endpoints.

RESULTS. In PG, 17/27 (63 %) patients reached the primary endpoint compared to 11/23 (48 %) in KG, which did not make a statistically significant difference (p = 0.89). Patients showed significant improvement in the T25FW test and TUG test in PG, but not in CG one. Muscle strength improved in both groups, however patients in PG showed mostly improvement in non-dominant leg and more on knee flexors and feet extensors, while patients in the CG showed improvement in hip flexors on both legs. Quality of life parameters improved in both groups. There were no statistically significant differences between the groups at all the endpoints studied at week 4.

DISCUSSION. In both groups, significant increases in distance and walking speed prevented reaching the primary endpoint. PRT has been shown to provide a statistically significant improvement in short-distance walking speed, which may have been due to a positive effect on the rate of force development, increasing walking speed and improving walking balance. The increase in muscle strength occurred in trained muscle groups and had differences between the study groups. This result could be obtained both due to the direct training of certain muscle groups, and due to the phenomenon of contralateral transfer.

CONCLUSION. Progressive resistance training may have some beneficial differences compared to non-progressive training that need to be elucidated further.

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Реабилитация является основной стратегией у пациентов с рассеянным склерозом (РС), направленной на улучшение функционирования, активности и участия. Упражнения улучшают как мышечную силу (в домене функций), так и ходьбу (в домене активности) [1–6]. Одним из перспективных подходов является реабилитация по методике прогрессивной тренировки с сопротивлением (ПТС) [7]. Исследования показывают убедительные доказательства того, что тренировка с сопротивлением эффективно увеличивает мышечную силу и мощность мышечного сокращения в нижних конечностях, скорость ходьбы и расстояние у пациентов с РС [8–10]. В большинстве исследований изучалась эффективность тренировок в амбулаторном режиме несколько раз в неделю в течение 10–24 недель [2].

Тренировка мощности проводится для улучшения способности быстро генерировать мышечное сокращение достаточной мощности, которая необходима для движений и поддержания баланса у здоровых людей [11, 12]. На скорость развития мышечного сокращения в основном влияют физиологические параметры работы мышц и иннервация, поэтому этот тип тренировки может быть использован при РС. Однако крайне небольшое количество исследований оценивает эффективность тренировки мощности в этой группе [13, 14]. Некоторые исследования с применением тренировок с сопротивлением и быстрым мышечным сокращением у пациентов с РС хотя и не называют это вмешательство именно тренировкой мощности, сообщают об улучшении скорости ходьбы и мышечной силы [15, 16].

Ранее мы разработали и изучили оригинальный протокол тренировки мощности для стационарной реабилитации с использованием прогрессивно увеличивающихся весов [17]. Наше пилотное 4-недельное исследование продемонстрировало значительное улучшение дистанции ходьбы в 6-минутном тесте ходьбы (6MWT) у 80 % пациентов с РС [17].

ЦЕЛЬ

Оценить эффективность и безопасность стационарной ПТС для улучшения ходьбы и баланса у пациентов с РС по сравнению с функциональной программой силовых тренировок без сопротивления (определяемой как стандартная программа реабилитации). Гипотеза исследования состояла в том, что тренировки по методике ПТС приведут к увеличению проходимого расстояния в тесте 6-минутной ходьбы, а также в скорости ходьбы и показателях баланса, при этом улучшения будут более выраженные, чем в группе тренировок по стандартной программе. При этом будут достигнуты изменения в тренируемых мышцах, которые будут ассоциированы с улучшениями ходьбы.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Это было рандомизированное контролируемое исследование с заслепленными оценщиками. Исследование проводилось в соответствии с Декларацией Хельсинки и было одобрено Локальным независимым этическим комитетом Городской клинической больницы № 31 (протокол № 5 от 06.05.2021). Все пациенты были проинформированы о целях и методологии исследования и предоставили информированное согласие на участие в исследовании. Испытуемые приглашались к участию во время курса стационарной реабилитации в отделении медицинской реабилитации СПБ ГБУЗ «Городская клиническая больница № 31» с сентября 2021 г. до сентября 2022 г. Скрининг проходил в день поступления в отделение медицинской реабилитации.

Критерии включения

  1. Пациенты подписали добровольное информированное согласие.
  2. Мужчины и женщины с РС, достоверным по критериям McDonald 2017 с любым типом течения заболевания.
  3. Оценка по Расширенной шкале статуса инвалидности (EDSS) ≤ 6,0 балла, при этом значение «пирамидной функциональной системы» должно было быть ≥ 2.
  4. Возраст от 18 до 65 лет включительно.

Критерии невключения

  1. Невозможность дать информированное согласие.
  2. Пациенты с обострением РС в течение последних 3 месяцев до включения в исследование.
  3. Неспособность пациентов придерживаться рекомендованной программы реабилитации и графика посещений.
  4. Сильная спастичность мышц ног (по шкале Эшворта ≥ 3 баллов).

Расчеты размера выборки были основаны на нашем пилотном исследовании, где 80 % пациентов, использующих принцип ПТС, показали улучшение выше минимальных клинически значимых изменений (МКЗИ) [17]. Предполагая улучшение в контрольной группе примерно на 60 % и процент преждевременного выбывания в 10 %, мы рассчитали, что размер выборки в 30 пациентов в каждой группе имеет достаточно мощности для демонстрации значимой разницы.

Рандомизация проводилась с использованием модуля рандомизации (версия 1.0.0) для Python. Распределение было скрыто по принципу конверта. После рандомизации пациенты проходили реабилитацию в соответствии со стандартной программой (контрольная группа, (КГ)) или программой ПТС (ПТС группа (ПГ)) в течение 4 недель. Процедура ослепления была использована только для оценщиков исследования. Лечащие врачи и физические терапевты не были ослеплены. Специального заслепления пациентов не производилось, однако при работе с ними отдельно не обсуждалось распределение на группы, кроме процедуры подписания согласия.

Описание медицинского вмешательства

Для тренировки ПТС пациенты получили список упражнений с указанием последовательности и частоты выполнения упражнений и шкалу Борга с указанием наиболее подходящей интенсивности тренировки.

ПТС проводились ежедневно 5 дней в неделю. Первоначальная консультация по методике тренировки проводилась физическим терапевтом в течение 1 часа в день рандомизации. Пациент использовал индивидуальный набор весов, которые были прикреплены к ноге (см. рис. 1 для дополнительной информации). Начиная с минимального веса в 200 г, нагрузка постепенно увеличивалась, но режим тренировки подбирался терапевтом индивидуально, исходя из диагностированной слабости конкретных групп мышц. Правильность выполнения проверялась не реже одного раза в неделю.

 

Рис. 1. Упражнения для прогрессивной тренировки с сопротивлением

Fig. 1. The list of progressive resistance exercises

Примечание: 1. Сгибание бедра и колена: 1A — исходное положение; 1B — окончание движения. 2. Сгибание колена (пятка к ягодицам): 2A — исходное положение; 2B — окончание движения. 3. Мах прямой ногой вперед: 3A — исходное положение; 3B — окончание движения. 4. Мах прямой ногой в сторону: 4A — исходное положение; 4B — окончание движения. 5. Подъем носков вверх из положения сидя на стуле: 5A — исходное положение; 5B — окончание движения. 6. Подъем на носки из положения сидя на стуле: 6A — исходное положение; 6B — окончание движения. Стрелки указывают направление движения.

Note: 1. Bending the hip and knee: 1Ainitial position; 1Bend of movement. 2. Bending the knee (heel to buttocks): 2Ainitial position; 2Bend of movement. 3. Leg swing straight forward: 3Ainitial position; 3Bend of movement. 4. Leg side swing: 4Ainitial position; 4Bend of movement. 5. Lifting socks up: 5Ainitial position; 5Bend of movement. 6. Raising on socks: 6Ainitial position; 6Bend of movement. Arrows indicate the direction of movement.

 

Каждый подход упражнений состоял из 6 повторений на каждой группе мышц с 2-минутным отдыхом между упражнениями и 3–5-минутным отдыхом между подходами. Пациентам было дано указание выполнять упражнения на максимальной скорости для тренировки мощности. При полном соблюдении всего тренировочного плана пациент оценивал интенсивность нагрузки по шкале Борга. Если интенсивность тренировок в течение 2 последовательных тренировок достигала 8–10 баллов, пациент увеличивал нагрузку, добавляя веса по 200 г до момента, когда интенсивность тренировки увеличивалась до 11–13 баллов по шкале Борга. При такой нагрузке пациент продолжал работать до достижения 8–10 баллов.

Пациентам в контрольной группе также давали список персональных тренировочных рекомендаций, которые были сосредоточены на их целях реабилитации и проработке ослабленных групп мышц. Однако в их случае не использовались тренировки с прогрессивным увеличением веса, а также не давалось указание тренировать мощность сокращения.

Обе группы дополнительно ежедневно получали одинаковое количество физической реабилитации: 30 минут лечебной гимнастики в группе и 30 минут механотерапии (циклический велоэргометр, беговая дорожка, баланс-платформа). Общее количество времени, затраченного на тренировки, было одинаковым между группами: примерно 100 минут ежедневно 5 дней в неделю.

Пациенты в обеих группах также проходили другие виды вмешательств, такие как эрготерапия, логопедические и нейропсихологические вмешательства в зависимости от поставленных целей реабилитации.

Конечные точки исследования

Первичная конечная точка: время в тесте 6-минутной ходьбы (6MWT) в конце периода реабилитации (на неделе 4) по сравнению с исходной оценкой на 1-й неделе. Сравнивали процент пациентов, достигших улучшения выше МКЗИ в 21,6 м в каждой группе [18].

Вторичные конечные точки на 4-й неделе были следующими: 1) время теста ходьбы на 25 футов (T25FW); 2) пройденное расстояние в тесте 6MWT; 3) время выполнения теста «Встань и иди»; 4) скорость ходьбы (согласно 6MWT); 5) балл по расширенной шкале статуса инвалидности (EDSS); 6) сила максимального произвольного изометрического сокращения (МПИС, N) мышц-сгибателей бедра, сгибателей колена и разгибателей стопы на доминантной и недоминантной ноге; 7) балл по Опроснику оценки ходьбы при РС (MSWS-12); 8) оценка качества жизни по опроснику SF-36 (физические и когнитивные домены); 9) балл по модифицированной шкале влияния утомляемости (MFI); 10) профиль нежелательных реакций.

Методы регистрации результатов

Все пациенты были протестированы заслепленным оценщиком в течение 3 дней после рандомизации и за 3 дня до выписки. Перед тестированием пациенты заполняли анкеты MSWS-12, SF-36 и MFI. Затем были проведены оценка EDSS и измерение МПИС. МПИС измеряли с использованием тензометра на приборе COBS (PHYSIOMED ELEKTROMEDIZIN AG, Германия). После этого проводили тесты 6MWT, T25FW и «Встань и иди». Ту же самую батарею тестов использовали на 4-й неделе.

Если результат первичной конечной точки был выше МКЗИ на 4-й неделе, состояние пациента в конце курса реабилитации расценивалось как клинически значимое улучшение. МКЗИ был определен на основе литературных данных и составил +21,6 м к исходному уровню в тесте 6MWT [18].

Статистический анализ

Все непрерывные переменные проверяли на нормальность с помощью Q-Q графика. Различия между ПТС и контрольной группой оценивали непараметрическим U-тестом Манна — Уитни. Тест Wilcoxon signed-rank использовался для проверки различий между исходной оценкой на неделе 1 и в конце периода реабилитации на неделе 4. Для сравнения категориальных данных мы рассчитали количество ожидаемых наблюдений. Если в каждой группе ожидалось минимум пять наблюдений, мы использовали критерий Хи-квадрат (χ2) Пирсона (для пола, фенотипа РС и количества пациентов, которые превысили МКЗИ в 6MWT). Значение p < 0,05 оценивалось как статистически значимое. Все данные представлены в виде медианы (25-е и 75-е квартили).

Для оценки влияния изменений МПИС в измеряемых мышцах на изменения результатов тестов T25FW, 6MWT и теста «Встань и иди» использовалась модель множественной линейной регрессии с пошаговым исключением. Регрессионный анализ проводили отдельно в ПГ и КГ.

Для расчетов использовались Python 3.8.16 (scipy 1.7.3) и Statistica 13 (StatSoft, США).

РЕЗУЛЬТАТЫ

Характеристики пациентов на исходном уровне

В исследование были включены 60 пациентов: 30 для ПТС и контрольной группы. 51 пациент закончил исследование согласно протоколу: 27 — в группе ПТС и 24 — в контрольной группе. 9 (15 %) пациентов были исключены из исследования: 3 — из-за инфекции COVID-19 и 6 — из-за нарушения протокола, из которых 3 пациента были исключены из группы ПТС, а 3 — из контрольной группы (p = 0,5). 1 испытуемый не мог выполнить тесты на походку во время оценки на неделе 4 (а именно 6MWT) из-за усталости. Этот пациент не был исключен, однако данные были собраны лишь частично. Блок-схема распределения пациентов согласно критериям CONSORT представлена на рис. 2.

 

Рис. 2. Блок-схема, показывающая включение и участие пациентов

Fig. 2. Flow chart showing patient inclusion and participation

 

Средняя продолжительность госпитализации в группе ПТС составила 28 [25, 5; 35, 5] дней; в контрольной группе — 28 [25, 75; 29, 25] дней, р = 0,41.

Описательная статистика представлена в табл. 1. Между обеими группами не наблюдалось различий в показателях, связанных с основными характеристиками заболевания.

 

Таблица 1. Характеристики пациента на исходном уровне

Table 1. Patients’ characteristics at baseline

Характеристики

/ Characteristics

Группа ПТС / PRT group

(ПГ / PG), n = 27

Контрольная группа

/ Control group

(КГ / CG), n = 24

p-value

(ПГ vs КГ / PG vs CG)

Участники (женщины / мужчины)

/ Participants (Female/Male)

27 (19 / 8)

24 (15 / 9)

0,77*

Возраст, лет / Age, years

42 [38, 5; 54, 5]

40,5 [33; 54]

0,45**

Балл EDSS / EDSS score

6 [4; 6]

6 [4, 5; 6]

0,78**

Тип РС / MS type

РРС / RMS

12

6

0,34*

ВПРС / SPMS

9

10

ППРС / PPMS

6

8

Примечание: * Использовался критерий χ2. ** Использовался тест Манна — Уитни. Данные представлены как медиана [25-й и 75-й квартили]. EDSS — расширенная шкала статуса инвалидизации; ВПРС — вторично прогрессирующий рассеянный склероз; КГ — контрольная группа; ПГ — группа ПТС; ППРС — первично-прогрессирующий рассеянный склероз; ПТС — прогрессивная тренировка мощности с сопротивлением; РРС — ремиттирующий рассеянный склероз; РС — рассеянный склероз.

Note: * Chi-squared test has been used. ** Mann-Whitney U-test has been used. Data given as median [25th and 75th quantiles]. CGcontrol group; EDSSExpanded Disability Status Scale; MSmultiple sclerosis; PGprogressive resistance exercise group; PPMSprimary progressive multiple sclerosis; PRTprogressive resistance training; RMSrelapsing multiple sclerosis; SPMSsecondary progressive multiple sclerosis.

 

Анализ первичных и вторичных конечных точек

Первичной конечной точкой было количество (%) пациентов, которые превысили МКЗИ в 6MWT (+21,6 м) в ПГ по сравнению с КГ. В ПГ улучшение было достигнуто у 17/27 (63 %) пациентов по сравнению с 11/23 (48 %) в КГ. Критерий χ2 не выявил статистически значимых различий между группами (OR = 1,15, p = 0,89).

Скорость ходьбы, измеренная в тесте T25FW, не показала различий на Н1 в обеих группах. На Н4 только у пациентов с ПГ наблюдалось значительное снижение медианы времени теста (p = 0,001). На неделе 4 обе группы показали статистически значимое увеличение скорости ходьбы. Дистанция ходьбы в 6MWT статистически значимо увеличилась на 4-й неделе в обеих группах. Тест TUG применялся для измерения способности как к ходьбе, так и к вертикализации. Наблюдалось значительное снижение медианы времени, использованного для проведения теста в ПГ (p = 0,004). Пациенты в контрольной группе также имели снижение медианы времени, но оно не было статистически значимым (p = 0,061). Балл EDSS статистически значимо снижался в обеих группах. Важно отметить, что результаты всех тестов и шкал на 4-й неделе не показали статистически значимых различий между ПГ и КГ. Сведения о авторах представлена в табл. 2 и на рис. 3.

 

Рис 3. Влияние 4 недель реабилитации с использованием прогрессивной тренировки с сопротивлением на результаты тестов 6MWT, T25FW и TUG по сравнению с группой контроля

Fig 3. Effects of 4 weeks of progressive resistance training on results of 6MWT, T25FW and TUG tests compared to control

Примечание: A — тест 6-минутной ходьбы; B — тест T25FW; C — тест «Встань и иди»; ПГ — группа, выполняющая прогрессивную тренировку с сопротивлением; КГ — контрольная группа.

Note: A — 6 minute walking test (6MWT); Btimed 25-foot walking test (T25FW); Ctimed Up-and-Go test; PGprogressive resistance exercise group; CGcontrol group.

 

Таблица 2. Тесты походки и баланса на исходном уровне и после реабилитации

Table 2. Tests of gait and balance at baseline and after intervention

 

Группа ПТС (ПГ) (n = 27)

Контрольная группа (КГ) (n = 24)

Значение р, ПГ vs КГ на неделе 1

Значение р, ПГ vs КГ на неделе 4

Тесты

Неделя 1

Неделя 4

Значение р

Неделя 1

Неделя 4

Значение р

  

Тесты на ходьбу и равновесие, неврологический осмотр

T25FW тест, сек.

6,94

[6, 07; 9, 04]

6,22

[5, 18; 7, 54]

0,001

8,02

[6, 38; 11, 17]

7,73

[5, 76; 14, 33]

0,601

0,316

0,136

6MWT, м

285,0

[189, 0; 360, 0]

302,0

[207, 5; 417, 5]

0,002

240,0

[162, 5; 315, 0]

277,0

[195, 0; 344, 5]

0,033

0,661

0,579

Скорость ходьбы, м/мин

47,5

[31, 5; 60, 0]

50,33

[34, 58; 69, 56]

0,002

40,0

[27, 08; 52, 5]

46,17

[32, 5; 57, 42]

0,033

0,647

0,592

TUG тест, с

12,4

[10, 17; 18, 64]

10,2

[8, 59; 12, 88]

0,004

14,66

[12, 26; 27, 22]

13,51

[9, 62; 21, 0]

0,061

0,331

0,076

EDSS, балл

6,0

[4, 0; 6, 0]

4,0

[4, 0; 6, 0]

0,005

6,0

[4, 5; 6, 0]

5,25

[4, 0; 6, 0]

0,017

0,564

0,372

МПИС, N

Сгибатели бедра, Д

111,0

[57, 17; 157, 5]

108,0

[55, 17; 149, 17]

0,572

108,33

[74, 17; 135, 33]

133,5

[86, 67; 178, 17]

0,005

0,821

0,099

Сгибатели бедра, НД

55,33

[31, 5; 86, 5]

87,0

[46, 5; 128, 67]

0,001

58,5

[34, 5; 103, 67]

80,83

[50, 75; 140, 08]

0,005

0,727

1,0

Сгибатели колена, Д

82,67

[41, 83; 115, 5]

99,67

[58, 5; 122, 33]

0,07

98,0

[59, 0; 128, 42]

122,0

[78, 17; 148, 83]

0,001

0,678

0,157

Сгибатели колена, НД

64,67

[42, 34; 90, 33]

92,67

[67, 83; 110, 75]

0,001

65,33

[35, 92; 126, 67]

85,33

[61, 92; 127, 67]

0,021

0,685

0,94

Разгибатели стопы, Д

58,67

[24, 83; 94, 0]

92,0

[31, 17; 118, 17]

0,016

76,5

[20, 83; 125, 58]

77,5

[34, 83; 134, 0]

0,638

0,355

0,91

Разгибатели стопы, НД

47,67

[25, 5; 78, 33]

66,67

[35, 17; 117, 83]

0,013

49,67

[21, 17; 91, 25]

40,83

[24, 42; 92, 33]

0,685

0,748

0,39

Результаты самооценки состояния

SF-36, физические домены

30,41

[26, 73; 38, 39]

39,82

[31, 02; 44, 45]

0,002

34,3

[28, 44; 39, 09]

36,34

[31, 02; 40, 6]

0,053

0,238

0,491

SF-36, когнитивные домены

45,55

[37, 25; 56, 78]

56,11

[45, 68; 59, 38]

0,011

40,39

[33, 11; 48, 87]

52,06

[41, 98; 55, 9]

0,001

0,136

0,246

MSWS-12

43,0

[34, 0; 49, 5]

35,0

[30, 0; 41, 0]

0,001

46,0

[36, 75; 49, 0]

36,5

[31, 5; 45, 0]

0,023

0,671

0,257

MFI-20

61,5

[50, 25; 71, 75]

50,0

[41, 5; 60, 5]

0,001

68,0

[55, 5; 75, 25]

57,5

[43, 5; 69, 75]

0,005

0,168

0,168

Примечание: Данные представлены в виде медианы [25-й; 75-й процентили].

6MWT — 6-минутный тест на ходьбу; EDSS — расширенная шкала статуса инвалидности; MFI-20 — модифицированная оценка усталостного воздействия; MSWS-12 — шкала ходьбы при рассеянном склерозе; T25FW — тест ходьбы на 25 футов; TUG — тест с включением и переключением по времени; Д — доминантная нога; КР — контрольная группа; МПИС — максимальное произвольное изометрическое сокращение; НД — недоминантная нога; ПГ — группа ПТС; ПТС — прогрессивная тренировка с сопротивлением.

Note: Data are presented as median [25th; 75th percentile].

6MWT — 6-minute walking test; CGcontrol group; Ddominant leg; EDSSExpanded Disability Status Scale; MFI-20 — Modified Fatigue Impact score; MSWS-12 — MS Walking Scale 12; MVICmaximal voluntary isometric contraction; NDnon-dominant leg; PGPRT group; PRTprogressive resistance exercise; T25FWtimed 25-foot walking test; TUGtimed Up-and-Go test.

 

В обеих группах были достигнуты статистически значимые улучшения МПИС на 4-й неделе для большинства мышечных групп. Не было зафиксировано увеличения МПИС для сгибателей бедра и сгибателей колена на доминантной ноге в ПГ, тогда как в КГ такие изменения были достигнуты. В то же время статистически значимое увеличение МПИС для сгибателей тазобедренных и коленных суставов было достигнуто на недоминантной ноге в обеих группах. Подробно данные представлены в табл. 2.

Построенная модель множественной регрессии продемонстрировала, что изменения в T25FWT, 6MWT и TUG после 4 недель реабилитации были связаны с изменениями МПИС в мышцах ног в обеих группах. Модели общей регрессии были статистически значимыми: для всех регрессий значение p составляло < 0,05.

Различия были зафиксированы в распределении групп мышц на обеих ногах. Ниже представлены результаты регрессии для КГ. Нами не было обнаружено значимых связей между изменениями в тесте T25FW и МПИС на обеих ногах. Изменения в силе сгибателей бедра на недоминантной ноге прогнозировали увеличение расстояния в тесте 6MWT (b* = 0,47, p = 0,02). Изменения в сгибателях бедер на недоминантной ноге также предсказывали изменение времени в тесте TUG (b* = −0,75, p = 0,03). Построение моделей множественной регрессии в ПГ дало следующие результаты. Изменения в тесте T25FW были предсказаны изменениями мышечной силы в сгибателях бедра на доминантной ноге (b* = 0,66, p = 0,02), сгибателях колена на недоминантной ноге (b* = −0,69, p = 0,004), а также в разгибателях стопы на недоминантной ноге (b* = −0,63, p = 0,003). Изменения МПИС сгибателей коленного сустава на доминантной ноге предсказывали изменения в тесте 6-минутной ходьбы (b* = 0,43, p = 0,03), а также изменения в тесте TUG (b* = −0,93, p = 0,007).

Результаты опросника MSWS-12 показали статистически значимые улучшения физических и когнитивных доменов на 4-й неделе в обеих группах. Не было обнаружено различий между КГ и ПГ на 4-й неделе (p = 0,257). По данным оценки результатов опросника SF-36, улучшения в ПГ наблюдались как в физических, так и в когнитивных доменах опросника (p = 0,002 и p = 0,011 соответственно). Пациенты в КГ показали значимое улучшение только в когнитивных доменах (p = 0,001). Статистически значимое улучшение показателя утомляемости было показано в обеих группах на 4-й неделе. При сравнении обеих групп не было обнаружено различий между ними на 4-й неделе. Дополнительные данные представлены в табл. 2.

 Нежелательные явления

Оба варианта вмешательства имели хорошие профили безопасности. Пациенты не сообщали об увеличении боли или спастичности. У 1 пациента в ПГ было зафиксировано ухудшение течения гипертонической болезни, которая была легкой степени тяжести и считалась не связанной с вмешательством. 3 пациента перенесли инфекцию COVID-19, которая привела к их выбыванию, что также не было связано с вмешательством.

ОБСУЖДЕНИЕ

Это было рандомизированное заслепленное исследование с активным контролем для оценки эффективности 4-недельной программы ПТС у пациентов с РС по сравнению со стандартной программой реабилитации.

Известно, что включение методики ПТС в программы реабилитации приводит к увеличению мышечной силы и скорости развития мышечного сокращения у пациентов с РС [19–22]. Однако это не всегда коррелирует с улучшениями в ходьбе [1–5]. Исследователи Marsh и соавт. у пожилых людей с сопутствующими патологиями сообщили, что тренировка мощности была более эффективной по сравнению с силовыми тренировками и привела к одновременному улучшению и мышечной силы, и мощности [23]. Интересной находкой было то, что мощность мышечного сокращения лучше коррелировала с показателями баланса при ходьбе и с уменьшением риска падения, чем сила мышц [24]. В исследованиях у пациентов с РС было показано, что тренировки мощности у пациентов с РС улучшают как мощность, так и силу, но научных доказательств того, что ПТС улучшают дистанцию и качество ходьбы, все еще недостаточно [25]. Основываясь на предыдущих результатах, мы использовали разработанный нами протокол для тренировки мощности [17].

Мало что известно об эффективности ПТС по сравнению с другими подходами реабилитации при РС. Это исследование было предпринято с целью оценить преимущества ПТС по сравнению со стандартной программой реабилитации, включающей силовые тренировки без прогрессивно возрастающего сопротивления или без тренировки мощности мышечного сокращения. Первичная конечная точка была выбрана, руководствуясь прагматичными причинами. 6MWT — это наиболее чувствительный тест для измерения влияния реабилитации на параметры ходьбы при РС [18, 26]. В наших предыдущих исследованиях более 60 % пациентов с РС демонстрировали увеличение расстояния ходьбы выше МКЗИ, а в нашем пилотном исследовании протокола ПТС 80 % пациентов достигли этого результата [17, 26]. В обеих группах было большое количество пациентов с улучшением 6MWT, поэтому первичная конечная точка этого исследования не была достигнута. 6MWT в основном является тестом на выносливость и аэробные способности организма. Возможно, существенные улучшения в этом тесте были достигнуты в обеих группах, так как мы не тренировали выносливость в ПГ специально. Улучшение могло произойти также под действием других частей программы реабилитации, которые были общими в КГ и ПГ (аэробные тренировки, тренировки мышц кора и др.).

Было показано, что ПТС обеспечивает статистически значимое улучшение скорости ходьбы на короткие расстояния. Скорость ходьбы на короткие расстояния измерялась прицельно в тестах T25FW и TUG. Здесь мы видим разницу между группами: улучшение было достигнуто только в группе ПТС между 1-й и 4-й неделей, хотя оно не было значимо лучше по сравнению с КГ. Силовая тренировка с прогрессивным сопротивлением может оказывать влияние на скорость развития силы мышечного сокращения (так называемая rate of force development, RFD), увеличивая скорость ходьбы и улучшая баланс при ходьбе. Исследования протоколов прицельной тренировки RFD сообщают о связи этого параметра со скоростью ходьбы, с балансом и выраженностью инвалидизации [15, 16, 27].

Характеристики мышечной силы показали положительные изменения в обеих группах. Это соответствует предыдущим выводам, которые были подробно описаны в одном из метаанализов [9]. В ПГ не было зафиксировано увеличения МПИС на доминантной ноге для мышц-сгибателей тазобедренного и коленного суставов, но отмечены улучшения МПИС в недоминантной ноге. Одним из объяснений такого результата может быть так называемый эффект контралатеральной тренировки. Контралатеральная тренировка силы, или перекрестное обучение, все чаще исследуется и используется в качестве метода непрямого повышения мышечной силы при РС и других заболеваниях [28–32]. Ранее было показано, что прямая тренировка вызывала изменения до 3 недель по сравнению с контралатеральной тренировкой, которая занимала больше времени, чтобы индуцировать увеличение мышечной силы [28]. Можно предположить, что в нашем исследовании, которое длилось 4 недели и включало упражнения для тренировки обеих сторон тела, мы видим отложенный дополнительный эффект контралатеральной силовой тренировки на недоминантной ноге. Одно из исследований контралатеральной тренировки при РС показало изменение силы сгибателей коленного сустава только на недоминантной ноге [19]. Broekmans и соавт. показали, что улучшение ходьбы в большей степени связано с увеличением мышечной силы в слабой ноге, затем в сильной, которая часто является доминантной [33]. В нашем исследовании разгибатели стопы редко тренировались изолированно в КГ, поэтому только у пациентов с ПГ наблюдалось улучшение МПИС как на доминантной, так и на недоминантной ноге.

Оба подхода оказали благотворное влияние на качество жизни и уменьшили утомляемость и восприятие пациентом качества ходьбы, что соответствует данным других исследований [9, 15, 22].

Реабилитация с применением ПТС показала хороший профиль безопасности с минимальным количеством нежелательных явлений.

Ограничения исследования

Проведенное исследование было одноцентровым, поэтому полученные данные требуют репликации в других центрах. Можно заметить, что мощность исследования была недостаточна, поэтому первичная конечная точка не была достигнута, несмотря на некоторую положительную тенденцию. Дальнейшие исследования с активным контролем, вероятно, требуют больше участников. Некоторые параметры сокращения мышц, например RFD, не оценивались по техническим причинам.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, хотя обе группы показали статистически значимое влияние на ходьбу и баланс у пациентов с РС, тренировки по методике ПТС могут быть более эффективными для улучшения скорости ходьбы на короткие расстояния и баланса. Разработанный нами протокол прост в использовании и может применяться пациентами самостоятельно, в том числе, в домашних условиях после выписки.

 

 

***

Вклад авторов. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства, согласно международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией, а также несут ответственность за любой аспект рукописи). Наибольший вклад распределен следующим образом: Макшаков Г.С. — концепция исследования, главный исследователь, концепция статьи, написание работы, обсуждение, выводы; Мазур А.П., Садовских М.О. — сбор и интерпретация материала, написание работы, обсуждение, выводы, участие в одобрении финальной версии статьи; Калинин И.В. — статистическая обработка и анализ полученных результатов, участие в одобрении финальной версии статьи; Воинова К.В, Черненко А.Ю. — проводили занятия по лечебной физкультуре пациентов исследования, обсуждение, выводы, участие в одобрении финальной версии статьи; Евдошенко Е.П. — разработка концепции и протокола исследования, написание работы, обсуждение, выводы.

Источники финансирования. Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при проведении исследования.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Этическое утверждение. Авторы заявляют, что все процедуры, описанные в данной статье, соответствуют этическим стандартам учреждений, проводивших исследование, а также Хельсинкской декларации в редакции 2013 г. Проведение исследования было одобрено локальным этическим комитетом при СПб ГБУЗ «Городская клиническая больница № 31» (протокол № 5 от 06.05.2021).

Доступ к данным. Данные, подтверждающие выводы этого исследования, находятся в открытом доступе в Figshare, 2023: https://doi.org/

Author Contributions. All authors confirm their authorship according to the international ICMJE criteria. Special Contributions: Makshakov G.S. — study concept, principal investigator, writing, discussion, conclusions; Mazur A.P., Sadovskikh M.O. — collection and interpretation of the material, writing, discussion, conclusions, participation in the approval of the final version of the paper; Kalinin I.V. — statistical analysis, participation in the approval of the final version of the paper; Voinova K.V., Chernenko A.Yu. — physical rehabilitation, discussion, conclusions, participation in the approval of the final version of the paper; Evdoshenko E.P. — study concept, writing, discussion, conclusions.

Funding. This study was not supported by any external funding sources.

Disclosure. The authors declare no apparent or potential conflicts of interest related to the publication of this article.

Ethics Approval. The authors declare that all procedures used in this article are in accordance with the ethical standards of the institutions that conducted the study and are consistent with the 2013 Declaration of Helsinki. The present study protocol was approved by the local Ethics Committee of the SPb SBIH City Clinical Hospital #31 (Protocol No. 5 dated 06.05.2021).

Data Access Statement. The data, supporting conclusions of this study are available in the open-access repository Figshare, 2023: https://doi.org/

×

About the authors

Gleb S. Makshakov

The First St. Petersburg State Medical University named after Academician I.P. Pavlov

Author for correspondence.
Email: g.makshakov@centrems.com
ORCID iD: 0000-0001-6831-0441

Dr. Sci. (Med.), Head of the Rehabilitation department

Russian Federation, St. Petersburg

Anna P. Mazur

The First St. Petersburg State Medical University named after Academician I.P. Pavlov

Email: g.makshakov@centrems.com
ORCID iD: 0009-0005-9140-2033

student of the medical faculty

Russian Federation, St. Petersburg

Mikhail O. Sadovskikh

The First St. Petersburg State Medical University named after Academician I.P. Pavlov

Email: g.makshakov@centrems.com
ORCID iD: 0000-0002-9162-2088

student of the medical faculty

Russian Federation, St. Petersburg

Ksenia V. Voinova

City Center of Multiple Sclerosis, St. Petersburg City Clinical Hospital No. 31

Email: g.makshakov@centrems.com
ORCID iD: 0000-0002-7333-4963

physical therapist of the Rehabilitation department

Russian Federation, St. Petersburg

Anastasia Yu. Chernenko

City Center of Multiple Sclerosis, St. Petersburg City Clinical Hospital No. 31

Email: g.makshakov@centrems.com
ORCID iD: 0009-0002-2162-3015

physical therapist of the Rehabilitation department

Russian Federation, St. Petersburg

Ivan V. Kalinin

City Center of Multiple Sclerosis, St. Petersburg City Clinical Hospital No. 31

Email: g.makshakov@centrems.com
ORCID iD: 0000-0001-8297-1529

data scientist

Russian Federation, St. Petersburg

Evgeniy P. Yevdoshenko

City Center of Multiple Sclerosis, St. Petersburg City Clinical Hospital No. 31

Email: g.makshakov@centrems.com
ORCID iD: 0000-0002-8006-237X

Dr. Sci. (Med.), Head, Vice-President of the Medical Association of professionals and MS centers

Russian Federation, St. Petersburg

References

  1. Pearson M., Dieberg G., Smart N. Exercise as a therapy for improvement of walking ability in adults with multiple sclerosis: A meta-analysis. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 2015; 96(7): 1339–1348. https://doi.org/10.1016/j.apmr.2015.02.011
  2. Jørgensen M., Dalgas U., Wens I., Hvid L. Muscle Strength and power in persons with multiple sclerosis — A systematic review and meta-analysis. Journal of the Neurological Sciences. 2017; (376): 225–241. https://doi.org/10.1016/j.jns.2017.03.022
  3. Cruickshank T.M., Reyes A.R., Ziman M.R. A systematic review and meta-analysis of strength training in individuals with multiple sclerosis or parkinson disease. Medicine. 2015; 94(4): e411. https://doi.org/10.1097/md.0000000000000411
  4. Latimer-Cheung A.E., Pilutti L.A., Hicks A.L. et al. Effects of exercise training on fitness, mobility, fatigue, and health-related quality of life among adults with multiple sclerosis: A systematic review to inform guideline development. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 2013; 94(9): 1800–1828. https://doi.org/10.1016/j.apmr.2013.04.020
  5. Snook E.M., Motl R.W. Effect of exercise training on walking mobility in multiple sclerosis: A meta-analysis. Neurorehabilitation and Neural Repair. 2008; 23(2): 108–116. https://doi.org/10.1177/1545968308320641
  6. Rietberg M.B., Brooks D., Uitdehaag B.M., Kwakkel G. Exercise therapy for multiple sclerosis. Cochrane Database of Systematic Reviews. 2005. https://doi.org/10.1002/14651858.cd003980.pub2
  7. Dalgas U., Stenager E., Jakobsen J. et al. Resistance training improves muscle strength and functional capacity in multiple sclerosis. Neurology. 2009; 73(18): 1478–1484. https://doi.org/10.1212/wnl.0b013e3181bf98b4
  8. Dalgas U., Stenager E., Ingemann-Hansen T. Review: Multiple sclerosis and physical exercise: Recommendations for the application of resistance-, endurance- and combined training. Multiple Sclerosis Journal. 2008; 14(1): 35–53. https://doi.org/10.1177/1352458507079445
  9. Kjølhede T., Vissing K., Dalgas U. Multiple sclerosis and progressive resistance training: A systematic review. Multiple Sclerosis Journal. 2012; 18(9): 1215–1228. https://doi.org/10.1177/1352458512437418
  10. White L.J., McCoy S.C., Castellano V. et al. Resistance training improves strength and functional capacity in persons with multiple sclerosis. Multiple Sclerosis Journal. 2004; 10(6): 668–674. https://doi.org/10.1191/1352458504ms1088oa
  11. Aagaard P., Suetta C., Caserotti P. et al. Role of the nervous system in sarcopenia and muscle atrophy with aging: Strength training as a countermeasure. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports. 2010; 20(1): 49–64. https://doi.org/10.1111/j.1600-0838.2009.01084.x
  12. Aagaard P., Andersen J.L., Bennekou M. et al. Effects of resistance training on endurance capacity and muscle fiber composition in young top-level cyclists. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports. 2011; 21(6). https://doi.org/10.1111/j.1600-0838.2010.01283.x
  13. Andersen L.L., Andersen J.L., Zebis M.K., Aagaard P. Early and late rate of force development: Differential Adaptive Responses to resistance training? Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports. 2010; 20(1). https://doi.org/10.1111/j.1600-0838.2009.00933.x
  14. Gruber M., Gollhofer A. Impact of sensorimotor training on the rate of force development and Neural Activation. European Journal of Applied Physiology. 2004; 92(1–2): 98–105. https://doi.org/10.1007/s00421-004-1080-y
  15. Andreu‐Caravaca L., Ramos‐Campo D.J., Chung L.H. et al. Effects of fast‐velocity concentric resistance training in people with multiple sclerosis: A randomized controlled trial. Acta Neurologica Scandinavica. 2022; 146(5): 652–661. https://doi.org/10.1111/ane.13704
  16. Andreu-Caravaca L., Ramos-Campo D.J., Chung L.H. et al. Fast-velocity resistance training improves force development and mobility in multiple sclerosis. International Journal of Sports Medicine. 2021; 43(07): 593–599. https://doi.org/10.1055/a-1710-1492
  17. Воинова К.В., Макшаков Г.С., Евдошенко Е.П. Реабилитация ходьбы и баланса при рассеянном склерозе с помощью прогрессивных тренировок мощности с отягощением: опыт пилотного исследования. Физическая и реабилитационная медицина, медицинская реабилитация. 2021; 3(3): 260–269. https://doi.org/10.36425/rehab77932 [Voinova K.V., Makshakov G.S., Evdoshenko E.P. Progressive resistance power training for gait and balance rehabilitation in multiple sclerosis: A pilot single-arm study. Physical and Rehabilitation Medicine, Medical Rehabilitation. 2021; 3(3): 260–269. https://doi.org/10.36425/rehab77932 (In Russ.).]
  18. Baert I., Freeman J., Smedal T. et al. Responsiveness and clinically meaningful improvement, according to disability level, of five walking measures after rehabilitation in multiple sclerosis. Neurorehabilitation and Neural Repair. 2014; 28(7): 621–631. https://doi.org/10.1177/1545968314521010
  19. Kjølhede T., Vissing K., de Place L. et al. Neuromuscular adaptations to long-term progressive resistance training translates to improved functional capacity for people with multiple sclerosis and is maintained at follow-up. Multiple Sclerosis Journal. 2014; 21(5): 599–611. https://doi.org/10.1177/1352458514549402
  20. Broekmans T., Roelants M., Feys P. et al. Effects of long-term resistance training and simultaneous electro-stimulation on muscle strength and functional mobility in multiple sclerosis. Multiple Sclerosis Journal. 2010; 17(4): 468–477. https://doi.org/10.1177/1352458510391339
  21. Callesen J., Cattaneo D., Brincks J. et al. How do resistance training and balance and motor control training affect gait performance and fatigue impact in people with multiple sclerosis? A randomized controlled multi-center study. Multiple Sclerosis Journal. 2019; 26(11): 1420–1432. https://doi.org/10.1177/1352458519865740
  22. Dodd K., Taylor N., Shields N. et al. Progressive resistance training did not improve walking but can improve muscle performance, quality of life and fatigue in adults with multiple sclerosis: A randomized controlled trial. Multiple Sclerosis Journal. 2011; 17(11): 1362–1374. https://doi.org/10.1177/1352458511409084
  23. Marsh A.P., Miller M.E., Rejeski W.J. et al. Lower extremity muscle function after strength or power training in older adults. Journal of Aging and Physical Activity. 2009; 17(4): 416–443. https://doi.org/10.1123/japa.17.4.416
  24. Han L., Yang F. Strength or power, which is more important to prevent slip-related falls? Human Movement Science. 2015; (44): 192–200. https://doi.org/10.1016/j.humov.2015.09.001
  25. Medina-Perez C., de Souza-Teixeira F., Fernandez-Gonzalo R., Hernandez-Murua J.A., Antonio de Paz-Fernandez J. Effects of high-speed power training on muscle strength and power in patients with multiple sclerosis. Journal of Rehabilitation Research and Development. 2016; 53(3): 359–368.
  26. Stepanova A., Makshakov G., Kulyakhtin A. et al. Improvement of gait and balance in patients with multiple sclerosis after multidisciplinary physical rehabilitation: Analysis of real-world data in Russia. Multiple Sclerosis and Related Disorders. 2022; (59): 103640. https://doi.org/10.1016/j.msard.2022.103640
  27. Taul-Madsen L., Riemenschneider M., Jørgensen M.L.K. et al. Identification of disability status in persons with multiple sclerosis by lower limb neuromuscular function — emphasis on rate of force development. Multiple Sclerosis and Related Disorders. 2022; (67): 104082. https://doi.org/10.1016/j.msard.2022.104082
  28. Manca A., Cabboi M.P., Ortu E. et al. Effect of contralateral strength training on muscle weakness in people with multiple sclerosis: Proof-of-concept case series. Physical Therapy. 2016; 96(6): 828–838. https://doi.org/10.2522/ptj.20150299
  29. Manca A. et al. Resistance training for muscle weakness in multiple sclerosis: Direct versus contralateral approach in individuals with ankle dorsiflexors’ disparity in strength. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 2017; 98(7). https://doi.org/10.1016/j.apmr.2017.02.019
  30. Manca A. et al. Gait changes following direct versus contralateral strength training: A randomized controlled pilot study in individuals with multiple sclerosis. Gait & Posture. 2020; (78): 13–18. https://doi.org/10.1016/j.gaitpost.2020.02.017
  31. Bowen W., Frazer A.K., Tallent J. et al. Unilateral strength training imparts a cross-education effect in unilateral knee osteoarthritis patients. Journal of Functional Morphology and Kinesiology. 2022; 7(4): 77. https://doi.org/10.3390/jfmk7040077
  32. Green L.A., Gabriel D.A. The effect of unilateral training on contralateral limb strength in young, older, and patient populations: A meta-analysis of Cross Education. Physical Therapy Reviews. 2018; 23(4-5): 238–249. https://doi.org/10.1080/10833196.2018.1499272
  33. Broekmans T., Gijbels D., Eijnde B.O. et al. The relationship between upper leg muscle strength and walking capacity in persons with multiple sclerosis. Multiple Sclerosis Journal. 2012; 19(1): 112–119. https://doi.org/10.1177/1352458512444497

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. The list of progressive resistance exercises

Download (1MB)
3. Fig. 2. Flow chart showing patient inclusion and participation

Download (244KB)
4. Fig 3. Effects of 4 weeks of progressive resistance training on results of 6MWT, T25FW and TUG tests compared to control

Download (107KB)

Copyright (c) 2023 Makshakov G.S., Mazur A.P., Sadovskikh M.O., Voinova K.V., Chernenko A.Y., Kalinin I.V., Yevdoshenko E.P.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies