中等度または高強度の運動プロトコルに従うように指示された高齢者の運動パターン-ジェネレーション100研究

強調オフ

アンチエイジング・認知機能向上有酸素運動・HIIT

サイトのご利用には利用規約への同意が必要です

Exercise patterns in older adults instructed to follow moderate- or high-intensity exercise protocol – the generation 100 study

www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6131829/

オンラインで公開2018年9月10日

要旨

背景

高齢者に運動をさせ、運動プログラムに参加させることは大きな課題である。高齢者がどのように運動を好むかを理解することは、高齢者に合わせた運動プログラムの開発や、高齢者の持続的な運動参加の増加に役立つ可能性がある。本研究では、中等度強度トレーニング(MCT)または高強度インターバルトレーニング(HIIT)を1年間継続的に行うように指導された高齢者を対象に、運動の頻度、強度、種類、場所、社会的環境などの運動パターンを明らかにすることを目的とした。

方法

MCTまたはHIITに無作為に割り付けられた618名の高齢者(70~77歳)の運動記録を用いて、運動の頻度、強度、種類、場所、社会的環境(一人で行った場合と他の人と一緒に行った場合)を評価した。

すべての参加者は、1年間に行った各運動セッションの後に運動ログを記入した。Pearsonカイ二乗検定を用いて、運動強度、運動の種類、場所、社会的環境とトレーニンググループとの関連性を評価した。

結果

両群とも、1年間に週に2.2±1.3回の運動を行っていた。両群で最も多い運動はウォーキングであったが、MCTの方がHIITよりもウォーキングの割合が高かった(54.2%対41.1%、p<0.01)。HIITはMCTと比較して、サイクリング(14.2%対9.8%、p<0.01)持久力とレジスタンストレーニングの組み合わせ(10.3%対7.5%、p<0.01)ジョギング(6.5%対3.2%、p<0.01)水泳(2.6%対1.7%、p<0.01)のセッションの割合が高かった。

運動場所は、両トレーニング群で最も多かったのは屋外であった(MCTとHIITでは、それぞれ全セッションの67.8%と59.1%)。MCTと比較すると、HIITではジム(21.4%対17.5%、p<0.01)とスポーツ施設(9.8%対7.6%、p<0.01)でのセッションの割合が高かった。両群とも単独でのセッションと他の人と一緒にセッションを行う量は同程度であったが、女性は男性に比べて他の人と一緒にセッションを行う割合が高かった(56% vs. 44%、p<0.01)。

結論

本研究は、MCTまたはHIITの実施を指示された高齢者を1年間追跡し、各運動セッションからデータを収集し、彼らの運動パターンに関する重要な知見を得た初めての研究である。この新しい情報は、研究者や臨床医が高齢者に合わせた運動プログラムを開発する際に役立つ可能性がある。

キーワード 加齢、高齢者、運動、高強度インターバルトレーニング

背景

世界人口の高齢化が進み、慢性的な健康状態や身体的な制限を持つ高齢者の増加が予想されている。その結果、医療サービスへの負担が増加する可能性がある[1]。定期的な身体活動は、老化を成功させるための重要な要素であり、心血管疾患、認知症、2型糖尿病など、いくつかの加齢や生活習慣に関連した疾患を発症するリスクを低減させる[2-7]。しかし、高齢者に運動をさせ、運動プログラムに参加させることは大きな課題である[8]。高齢者がどのように運動を好むかを理解することは、高齢者に合わせた運動プログラムを開発し、高齢者の持続的な運動参加を増加させるのに役立つかもしれない。

多くの運動介入は、対照実験室条件下で実施されてきたが[9]、対照実験室条件下ではなく、運動の種類、場所、社会的設定(例えば、単独 vs 他者との共同)を自由に選択できる場合に、高齢者がどのように運動を好むのかは分かっていない。さらに、高強度インターバルトレーニング(HIIT)は、継続的な中強度トレーニング(MCT)と比較して、健康関連のマーカーに優れた変化を誘発することが、高齢者においても示されている[10-13] [14, 15]。近年、HIITに対する科学的な関心は非常に高まっているが[9]、HIITが高齢者の公衆衛生戦略として可能かどうかを調べるためには、より大規模かつ長期の自由生活条件下での研究が必要である[9, 16]。したがって、実験室外でのMCTとHIITによる高齢者の運動パターンに関する詳細な情報が特に関心を集めている。

さらに、運動イニシアチブは、高齢者の様々なサブグループにアピールする戦略を含むべきである。高齢女性と男性では身体活動レベルに格差があり[17, 18]、運動パターンを検討する際には性差が重要な考慮事項となる。

本研究の目的は、MCTまたはHIITを1年間実施するように指導された高齢者を対象に、運動の頻度、強度、種類、場所、社会的設定などの運動パターンを記述することであった。また、高齢者の運動パターンにおける性差についても記述することを目的とした。

研究方法

試験参加者

2012年8月から 2013年6月までの間に、ノルウェーのトロンハイム市に住所を有する1936年から 1942年の間に生まれた男女(70歳から77歳)全員を対象に、無作為化比較試験であるジェネレーション100試験への参加を呼びかけた。ジェネレーション100試験の主な目的は、5年間の運動トレーニングが罹患率と死亡率に及ぼす影響を調べることである。Generation 100試験のプロトコルとサンプルの特徴は以前に発表されている[19]。

合計1567人の参加者(790人の女性)が包含基準を満たし、ベースライン試験を満たし、運動トレーニング群または対照群に1対1で無作為に割り付けられた。運動トレーニング群はさらに、MCTまたはHIITのいずれかに1対1で割り付けられた。運動トレーニング群の参加者は、各運動セッションの後に運動ログを記入するように指導された。本研究のデータは、介入1年目の運動記録に基づいている。そのため、本研究では運動群の参加者のみを対象とした(n = 787)。初年度の運動群の脱落者(n = 123)および運動ログのない者(n = 46)は除外した。合計618名(291名の女性)が解析対象となった(図1)。本研究は、医学研究倫理地域委員会(REK sør-øst B: 2015/945)の承認を受け、参加者全員が参加前に書面によるインフォームドコンセントを行った。

図1 学習フローチャート

運動介入

MCT群には、ピーク心拍数の70%で50分間の連続運動を週2回、または知覚的労作(RPE)スケールのBorg 6-20レーティングで約13の運動セッションが処方された[20]。HIIT群では週に2回、10分間のウォームアップと4×4分間隔の運動を、ピーク時の心拍数の85~95%、またはボーグ6~20のRPE尺度で約16とされた。参加者には、頻度、期間、強度、運動セッションの例など、トレーニング方法に関する個別の口頭および書面による情報を提供した。参加者は個人的に、運動の種類や場所を選んで自由に運動を行った。参加者は6週目に一度、心拍数モニターを使った回転運動の指導を受けた。これらの運動セッションでは、参加者は運動中の強度をコントロールする機会を得ました。さらに、モチベーションを高める目的で、週2回のグループエクササイズが行われた。これらの運動への参加は任意であり、実施される活動は、ウォーキング、ジョギング、エアロビクスなどの屋内外の活動の間で変化に富んでいた[19]。2回の所定の運動セッションの他に、参加者は自由に好きなように運動することができた。

運動パターンの評価

運動とは、散歩、スキー、水泳、スポーツなど、計画的で計画的な活動と定義したが、参加者が運動として経験した無計画な活動も定義した。参加者には、年間を通じて実施した各運動セッションの直後に運動ログを記入してもらい、毎月前払いの封筒に入れて研究センターに送付するか、各運動セッションの後にインターネット上のフォームを使用してもらった[21]。運動頻度は、1年間に報告された1週間あたりの平均運動回数として算出した。運動の強度を評価するために、参加者は主観的なRPEを6~20のボーグ尺度で報告した [20]。参加者は、運動セッション中の平均強度レベルを報告するよう求められた。6~10を低強度、11~14を中等度、15~20を高強度に分類した。運動時間は、15分未満、15~29分、30分~1時間、1時間以上の4段階の尺度で測定した。

運動の種類を測定するために、参加者には、ウォーキング、ジョギング、サイクリング、ダンス、クロスカントリースキー、水泳、ゴルフ、レジスタンストレーニング、および自由形式の選択肢から選択してもらった。自由回答の選択肢は、持久力と抵抗力トレーニングの組み合わせ、その他の持久力トレーニング(例:トレッドミル、有酸素運動)家事(例:家事、ガーデニング)その他(例:ボーリング、乗馬)に分類された。ゴルフは回答率が低かったため「その他」に分類された(運動回数全体の0.5%)。

運動の場所を評価するための質問では、「自宅」「近隣の屋外」「自然」「ジム」「屋内・屋外スポーツ施設」の選択肢があった。屋内・屋外スポーツ施設については、屋外スポーツ施設の回答率が1%と低かったため、「スポーツ施設」に分類した。運動の社会的設定については、「単独で運動する」「他者と一緒に運動する」「100 世代で組織的に運動する」の選択肢があった。

人口動態と健康特性

ベースライン検査には、臨床検査、身体検査、健康と生活習慣に関する質問票が含まれていた。年齢および性別は国立人口登録簿から入手した。前述の質問票では、ベースライン時の身体活動レベルおよび摂食時間に関する情報が提供されていた[19]。体重(kg)身長(cm)および体格指数(BMI;kg/m2)の評価に関する詳細なプロトコルは別の場所で説明されている[19]。ピーク酸素摂取量(VO2peak; mL/kg/min)の試験は、トレッドミルでの歩行または定置自転車でのサイクリングのいずれかの方法で行った。試験は、選択したウォームアップ速度で10分から開始した。約2分ごとにトレッドミルの傾斜を2%上げるか、速度を1km/h上げた。試験プロトコルは、参加者が疲労のために負荷をかけることができなくなったとき、または最大酸素摂取量のすべての基準に達するまで、終了した [22]。

統計的手続き
標本の特徴は、連続変数については平均±標準偏差として、カテゴリカル変数については比率として示されている。潜在的な性差を評価するために、ピアソンカイ二乗検定および独立標本のt-検定を使用した。BMIと体重については、正規分布がないためノンパラメトリック検定(Mann-Whitney U)を実施した。運動ログからのデータは、運動ログの総数に対する割合として示されている。Pearsonカイ二乗検定を実施し、運動の頻度、強度、種類、場所、社会的設定と性別およびトレーニング群との関連を評価した。p値が0.05未満であれば、結果は統計的に有意であると考えられた。すべての統計解析は、SPSS 22 (Statistical Package for Social Science, Chicago, IL, USA)を用いて行った。

結果

研究参加者のベースライン特性を表1.1に示す。試験開始時には、トレーニング群間に差は存在しなかった。両群ともに、男性は女性に比べて、より多くの時間を鎮座行動に費やし、体重、身長、およびVO2peakが有意に高かった。反対に、男性よりも女性の方が1日30分以上の身体活動を行っていた(表1).1)。含まれた参加者は、運動ログのない参加者と比較して、高いVO2peak(11%)を持っていた。また、VO2peak(17%)と身長(1.7%)は脱落者に比べて高かったが、BMI(3.7%)は低かった(p<0.05)。1日30分の身体活動を行った割合は、脱落者と比較して高かった(77.3% vs. 66.1%、p<0.05)。

表1 調査参加者618名のサンプルの特徴

MCT HIIT
すべて(n  = 313) 女性(n  = 152) 男性(n  = 161) すべて(n  = 305) 女性(n  = 139) 男性(n  = 166)
年齢(年) 72.3±1.9 72.2±1.8 72.5±2.0 72.4±2.0 72.5±1.9 72.2±2.0
高さ(cm) 170.6±8.9 163.4±5.0 177.4±5.8 * 170.6±8.9 163.2±5.2 176.9±6.0 *
重量(kg) 75.6±12.9 68.2±10.3 82.7±11.1 * 75.6±14.0 66.5±9.9 83.3±12.3 *
BMI(kg / m 2 25.9±3.6 25.6±3.8 26.3±3.4 25.8±3.5 25.0±3.5 26.6±3.3 *
座りがちな時間(h / d) 5.9±2.2 5.3±1.9 6.5±2.3 * 5.6±2.1 5.0±1.7 6.0±2.3 *
PA> 30分/日(はい%) 77.8 83.3 72.5 * 77.5 82.6 73.2 *
VO 2peak(mL / kg / min) 29.3±6.6 26.4±5.1 32.0±6.7 * 29.9±6.3 27.3±4.5 32.1±6.7 *

データは平均値±標準偏差または割合(%)で表示している。BMI体格指数、PA身体活動量、VO2ピークピーク酸素取り込み量

*同一トレーニンググループ内の女性と有意差(p<0.05

運動の頻度と強度

参加者は1年間に合計69,492件の運動ログ(HIIT群33,608件)を記入したが、そのうち39,075件は前納封筒、30,417件はインターネット上の用紙であった。両群とも週に2.2±1.3回の運動を行った。MCT 群では中程度の強度(Borg スケールで 11~14)の運動が 8 割近くを占め、HIIT 群では 6 割近くが高強度(Borg スケールで 15 以上)の運動を行っていた(図 2)2)。MCT群では、女性は男性に比べて中程度の強度のセッションの割合が有意に高かった(81.7%対74.9%、p<0.01)。HIIT群では、男性は女性に比べて強度の高いセッションの割合が高かった(63.7%対52.3%、p<0.01)(図2)。MCT群では、セッションの持続時間が30分未満、30分から1時間、1時間以上のセッションがそれぞれ9.6,43,47.4%であった。HIIT群の対応するパーセンテージは10.1,45,44.9%であった。

図2 運動強度

データは総運動回数に占める割合で示す

運動の種類

両トレーニング群では、ウォーキングが最も一般的な運動種目であった(図3)。HIITと比較すると、MCTはウォーキングとレジスタンストレーニングのセッションの割合が有意に高かった。反対に、HIITはMCTと比較して、サイクリング、持久力と抵抗力を組み合わせたトレーニング、その他の持久力トレーニング(例:有酸素運動、トレッドミル)ジョギング、水泳、ダンスのセッションの割合が高くなってた。クロスカントリースキーと家庭内活動(家事、ガーデニングなど)については、グループ差はなかった(図33)。

図3 運動タイプとトレーニング群との関連

データは総運動回数に占める割合で示している。その他の持久系;トレッドミル、クロストレーナー、エアロビクスなど、家事、ガーデニングなど、その他;ゴルフ、ボウリング、乗馬など。*HIIT群と有意差あり(p<0.05) 


両群とも、男性は女性に比べてサイクリング、クロスカントリースキー、ジョギングのセッションの割合が高かった(図4)。また、男性は女性に比べて、持久力・抵抗力トレーニングと家事活動を組み合わせたセッションの割合が高かった。一方、女性は男性よりもウォーキング、水泳、ダンスのセッションの割合が高かった。抵抗力トレーニングとそれ以外の種類の持久力トレーニングには性差はなかった(図44)。

図4

MCT(a)群、HIIT(b)群における運動タイプと性別の関連。データは総運動回数に占める割合で示している。その他の持久系;トレッドミル、クロストレーナー、エアロビクスなど、家事、ガーデニングなど、その他;ゴルフ、ボウリング、乗馬など。*男性と有意差あり(p < 0.05)


運動の場所

両群ともに、屋外での運動が最も多かったのは、近隣の自然の中での運動であった(図5)。さらに解析したところ、暖かい月(4月~10月)と寒い月(11月~3月)の両方で、運動場所は屋外が最も多く報告されていた。MCT群はHIIT群に比べて屋外でのセッションの割合が有意に高かった。反対に、ジムやスポーツ施設、自宅でのセッションの割合は、MCT群に比べてHIIT群の方が高かった(図55)。

図 5  運動場所とトレーニンググループとの関連性

写真やイラストなどを保持する外部ファイル。オブジェクト名は12877_2018_900_Fig5_HTML.jpgです。

データは総運動回数に占める割合で示した。*HIIT群と有意差あり(p<0.05)


両群とも、男性は女性に比べてスポーツジムでのセッションの割合が有意に高かった(図6)。反対に、女性は男性に比べてスポーツ施設でのセッションの割合が高かった。MCT群では、男性は女性に比べて屋外でのセッションの割合が有意に高かったのに対し、HIIT群ではその逆が観察された(図66)。

図6

写真やイラストなどを保持する外部ファイル。オブジェクト名は12877_2018_900_Fig6_HTML.jpgです。
MCT(a)群、HIIT(b)群における運動場所と性別との関連。データは総運動回数に占める割合で示した。*男性と有意差(p<0.05)


運動の社会的設定

両群とも、単独での運動(MCT:50%、HIIT:49.6%)と他の人と一緒に行う運動(MCT:50%、HIIT:50.4%)の割合は同程度であった。両群ともに、女性は男性に比べて他の人と一緒に運動する割合が有意に高かった(56%対44%、p<0.01)。HIIT群は、MCT群に比べてジェネレーション100が主催するセッションの割合が有意に高かった(8.1% vs. 5.9%、p<0.01)。

考察

本研究は、MCTまたはHIITの実施を指示された高齢者を1年間追跡し、各運動セッションのデータを収集し、運動パターンに関する記述的データを提供した初めての研究である。主な知見としては、両群ともに規定の強度での運動が多かったことが挙げられる。MCTはHIITに比べてウォーキングの割合が高く、HIITはMCTに比べてジョギングの割合が高かった。また、サイクリング、持久力・抵抗力トレーニング、水泳、ダンスなどのセッションの割合はHIITの方が高かった。両群とも室内よりも屋外での運動頻度が高く、単独でも集団でも同程度の運動量であった。

運動の頻度と強度

実験室条件下で実施された HIIT 研究のエビデンスから、その有効性が実証されている [9] 。しかし、HIITの有効性は高いが有効性は低いという議論があり[16]、高齢者の公衆衛生の取り組みとしてHIITが可能かどうかを調べるために、自由な生活環境下での長期的な運動介入が求められている[9, 16]。我々のデータによると、両トレーニング群ともに、年間を通じて平均で週に2回以上の運動セッションを報告していた。HIIT群では約60%のセッションが自己申告による高強度(ボルグ尺度15以上)で実施されており、高齢者は厳しいモニタリングなしで長期間に渡ってHIITを実施できることが示された。しかし、女性は男性に比べて高強度運動のセッションの割合が低かった。この結果は、女性(60~67歳)は男性よりも激しい身体活動を好む傾向が低いというこれまでの知見と一致している[23]。

運動の種類

これまでの文献と同様に、我々の研究では、高齢者の間では歩行が最も一般的な運動の種類であることが示された[24, 25]。歩行は最も費用対効果が高く、利用しやすい運動手段の一つであるため、この結果は驚くに値しない[26]。さらに、歩行は高齢者にとって比較的安全な運動の代替手段であることが確認されている[25]。我々は、両訓練群において、歩行が最も一般的な運動タイプであることを発見した。しかし、MCT群ではHIIT群よりもウォーキングの割合が高く、HIIT群ではジョギングやサイクリングの割合が高かった。これは、ジョギングやサイクリングの方がウォーキングよりも高強度の運動をしやすいと感じている高齢者がいることを示していると考えられる。そのため、例えば時速5kmでのウォーキングは、心肺フィットネスが比較的高い人では中程度の強度に相当し、心肺フィットネスが低い人では同じ速度でのウォーキングは最大強度に近い強度になる[27]。したがって、高強度感を得るために必要な運動の種類は、個人によって異なる[27]。高齢者の多くは歩行時に高強度感を得ることが多いと考えられる。しかし、心肺フィットネスレベルが高い加齢により心肺フィットネスが低下することが多いため[28]、人は、運動セッション中に同じ強度レベルに到達するために、ジョギングやサイクリングなどの他の運動を行う必要があるかもしれない。

Martinら[29]と同様に、女性は男性に比べてウォーキング、水泳、ダンスを行う頻度が高く、男性はジョギング、サイクリング、ウィンタースポーツを行う頻度が高いことがわかった。また、私たちのデータでは、男性は女性に比べて、家庭内での活動や持久力や抵抗力トレーニングを組み合わせたセッションを多く行っていることがわかった。性差はどちらのトレーニング群でも同じであり、高齢女性と男性の運動の種類の格差は、指示された運動強度に依存しないことが示唆された。

運動の実施場所

運動場所は、両群ともに「近くの自然の中での屋外」が最も多く報告されていた。この結果は、高齢者は家の近くで運動することを好むという先行研究[23, 30]や屋外で運動することを好むという報告[23]と一致している。興味深いことに、ノルウェーの寒い時期は暖かい時期に比べて雪が多く、氷が多く、日照時間が比較的少ないという事実にもかかわらず、暖かい時期と寒い時期の両方において、屋外での運動が最も一般的であった。HIIT群はMCT群に比べてジムやスポーツ施設でのセッションの割合が高かった。この結果は、ジムやスポーツ施設で一般的に行われている運動(水泳やその他の持久力トレーニングなど)のセッションの割合が、MCT群に比べてHIIT群の方が高いことと関係があると考えられる。高齢者の中には、屋外よりもジムやスポーツ施設での運動の方が、高強度のレベルに達しやすいと感じている人もいるかもしれない。

運動の社会的設定

その結果、MCT群とHIIT群では、単独でも集団でも同程度の運動を行っており、個人と集団の両方に関連した運動介入戦略が高齢者にとって魅力的である可能性が示唆された。しかし、女性は男性よりも他の人と一緒に運動する頻度が高かった。この結果は、60~67歳の女性は男性よりも一人でできる運動を好む傾向が低く[23]、運動プログラムを維持するためには社会的なサポートが必要であると回答する女性が男性よりも多いというこれまでの知見と一致している[31]。

以上の結果から、高齢者は様々な種類の運動を行っており、特にHIITを行うように指示された場合には、様々な種類の運動を行っていることが示され、今後の運動介入では、高齢者に一つだけの運動ではなく、様々な種類の運動を選択させることが有益であることが示唆された。また、高齢者の運動を促進するための介入は、屋内と屋外の両方の環境に焦点を当てるべきであることが示唆された。寒い月と暖かい月の両方で屋外での運動が人気であることから、ハイキングコースのような屋外での運動を促進することの重要性が浮き彫りになった。さらに、運動パターンには性差があり、高齢者を対象とした運動プログラムを設計する際には考慮する必要があることが示された。高齢者の増加[1]と運動による健康効果[32]を考えると、高齢者に運動をさせ、運動行動を維持させる方法に関する情報は重要である。本研究の結果は、臨床医や研究者が高齢者の関心を対象とした運動プログラムを開発し、それによって長期的な参加を改善するのに役立つ可能性がある。

強みと限界

本研究の最大の強みは、運動パターンに関する膨大なデータがあることである。運動パターンに関する研究の多くは横断的なデザインを用いているのに対し、本研究では高齢者を1年間追跡し、各運動セッションのデータを収集した。さらに、本研究は、MCTとHIITの運動パターンの違いを評価した初めての研究である。

今回のデータは自己申告であるため、年間を通して行われたすべての運動セッションのデータがあるかどうかは不明である。さらに、主観的な測定は、特に高齢者ではリコールバイアスの影響を受けやすい[17, 18]。しかし、我々の結果は、高齢者の運動パターンに関する最大のデータ資料である約70000件の運動ログに基づいている。また、運動ログは、広く用いられている運動質問紙のように、運動が発生した直後に記録するのではなく、過去に行われた運動を思い出すように求められるものよりも優位性があり、選択バイアスの影響で一般化が制限される可能性がある。

ジェネレーション100研究の参加者は、非参加者に比べて健康で、教育を受け、身体活動が活発であったため、選択バイアスにより、他の高齢者集団への一般化が制限される可能性がある[19]。しかし、本研究の母集団は多様であり、健康な高齢者と併存疾患を持つ高齢者の両方が含まれており、非活動的な高齢者と非常に活動的な高齢者の両方が含まれていた。本研究で得られた知見は、非常に大規模なデータ資料に基づいており、高齢者の運動パターンに関するこれまでの最も包括的なデータ資料である。

結論

本研究では、高齢者でもMCTとHIITの両方を厳格な指導なしに行うことができることを明らかにした。さらに、MCTとHIITに無作為に割り付けられた高齢者では、運動の種類や運動場所のパターンに違いが見られたが、運動の社会的設定には違いは見られなかった。観察された性差は両トレーニング群で同じであった。臨床家や研究者は、今後高齢者を対象とした運動介入を計画する際に、今回の知見を活用することができるかもしれない。また、今回の知見は、個々の高齢者に合わせた運動の推奨を行うために、今後の公衆衛生の取り組みに重要な情報を提供する可能性がある。

この記事が役に立ったら「いいね」をお願いします。
いいね記事一覧はこちら

備考:機械翻訳に伴う誤訳・文章省略があります。
下線、太字強調、改行、注釈や画像の挿入、代替リンク共有などの編集を行っています。
使用翻訳ソフト:DeepL,ChatGPT /文字起こしソフト:Otter 
alzhacker.com をフォロー