Оценка мышечной силы с помощью кистевой динамометрии в российской популяции среднего и пожилого возраста и ее ассоциации с показателями здоровья

Введение

Кистевая динамометрия — хорошо известный метод, с помощью которого определяется мышечная сила (МС) индивидуума. Этот показатель чаще всего используется как маркер состояния здоровья в пожилом и старческом возрасте. Большинство исследователей согласны с тем, что низкая МС является независимым предиктором смерти от всех причин среди пожилого населения [1][2]. Как показали исследования [3] до ~40 лет МС не изменяется, но далее начинается прогрессирующее снижение этого показателя, и этот процесс ускоряется с каждым годом. Именно поэтому своевременное выявление низкой МС у лиц старшей возрастной группы является первоочередной задачей для врачей. Экономически эффективным и доступным средством для определения МС является оценка силы сжатия кисти (ССК) [4][5], что немаловажно в условиях дефицита ресурсов. Слабая сила сжатия может быть связана с неблагоприятными клиническими исходами, включая обострение хронического заболевания и наличие коморбидности или показателями общей заболеваемости и смертности [6][7]; кроме того, слабая ССК является диагностической характеристикой саркопении [8]. Более того, простота и надежность определения ССК позволяет использовать этот показатель при скринирующих обследованиях наряду со стандартными антропометрическими измерениями.

Следует, однако, иметь в виду важность наличия нормативных данных для целевой популяции [3][9]. В то время как во многих исследованиях установлены такие нормативные значения для пожилых людей [2][10-13], число исследований взрослого населения молодого и среднего возраста недостаточно, о чем свидетельствует гораздо меньшее число публикаций, представленных в литературе в последние годы. Отсутствие нормативных данных часто затрудняет интерпретацию результатов, кроме того, включение в исследование лиц различного возраста имеет практическое значение для выявления ассоциаций с исходами. Так, в 12 исследованиях в Великобритании были построены центильные кривые для возрастов от 4 до 90 лет и исследовали распространенность слабой ССК, определяемого как показатель, по крайней мере, на 2,5 стандартных отклонения ниже пикового среднего значения для конкретного пола [14]. Авторы показали, что ССК мужчин и женщин одинакова от детского до подросткового возраста, после чего мужчины начинают набирать силу быстрее, достигнув наибольшего значения в 51 кг в возрасте от 29 до 39 лет, по сравнению с 31 кг у женщин в возрасте от 26 до 42 лет. Полученные данные по ССК на протяжении всей жизни могут служить основой для клинической интерпретации измерений МС и установления пороговых значений для выявления ее низких значений. Поскольку измерение ССК широко используется и в клинической практике, и в научных исследованиях для оценки рисков и/или прогнозов исходов, ее точное измерение и интерпретация полученных данных становятся все более важными. Например, Dodds RM, et al. провели исследование на пациентах во всем возрастном диапазоне, иначе говоря, на протяжении жизни, в котором представили нормативные данные по ССК [14]. В 2011г были опубликованы результаты исследования здоровья в Северо-Западной Аделаиде в Австралии, которое представляет собой репрезентативное проспективное когортное исследование 3 206 участников в возрасте ≥18 лет. Его целью также было получение и описание нормативных данных. На этой популяции был продемонстрирован более высокий индекс массы тела (ИМТ) и меньшая ССК у более молодых участников, чем в большей части опубликованных международных демографических данных [15]. В более позднем исследовании Pratt J, et al. (2021) изучали динамометрию лиц в возрастном диапазоне от 18 до 92 лет. Это исследование также было направлено на установление нормативных данных и низких порогов ССК крупной взрослой популяции, а также на изучение ассоциаций между ССК и клинически значимыми переменными здоровья [9].

Следует отметить, что в сферу интереса отечественных исследователей по изучению ССК, как показателя физического развития, входит и детский возраст [16].

Целью настоящего исследования было установить нормативные данные и пороговые значения МС (ССК) для популяции среднего и пожилого возраста (35-74 года), а также изучить ассоциации показателей состояния здоровья и низкой мышечной силы.

Материал и методы

Характеристика выборки. Для анализа использовались данные третьего среза одномоментного исследования ЭССЕ-РФ (Эпидемиология сердечно-сосудистых заболеваний в регионах Российской Федерации): ЭССЕ-РФ3, проведенного в 2020-2022гг. Формирование выборки проводилось аналогично предыдущим исследованиям ЭССЕ-РФ и ЭССЕ-РФ2. Подробная информация о формировании выборки и Протокол исследования ЭССЕ-РФ3 представлены ранее [17].

Общая выборка включала 27805 мужчин и женщин 35-74 лет из 14 регионов: Алтайский край, Архангельская, Нижегородская, Тверская, Новосибирская, Оренбургская, Екатеринбургская, Челябинская области, республики Бурятия, Дагестан, Кабардино-Балкария, Мордовия, Чувашия, Саха (Якутия). У 116 человек имеются пропуски в данных по курению, образованию, уровню дохода, оценке МС и ИМТ. После их удаления из анализа, итоговая выборка составила 27689 человек.

Индивидуальные переменные. Из индивидуальных переменных в качестве ковариат взяты социально-экономические и демографические характеристики, с наибольшим уровнем доказанности влияния на МС: пол, возраст, место проживания (городская и сельская местность) уровень образования (без высшего образования (ВО)/ВО), уровень дохода. Уровень дохода оценивался косвенно по трем вопросам, характеризующим долю дохода, тратящуюся на еду, мнение респондентов о финансовых возможностях семьи и об обеспеченности по сравнению с другими семьями. В каждом вопросе было 5 вариантов ответа, которые ранжированы в баллы от 1 (наиболее "бедный") до 5 (наиболее "богатый"). По сумме баллов уровень дохода группирован в 3 категории: "Низкий" — 3-8 баллов, "Средний" — 9-10 баллов, "Высокий" — 11-15 баллов. Уровень физической активности (ФА) оценивался по анкете GPAQ (Global physical activity questionnaire)¹ с расчетом метаболических единиц (MET). Рассчитывалась рабочая (высоко- и среднеинтенсивная), транспортная, рекреационная (высоко- и среднеинтенсивная) ФА, а также суммарная общая ФА. По уровням общей ФА рассчитаны квартили ССК в выборке с последующей группировкой: до 600 МЕТ — низкая ФА (НФА), ≥600 МЕТ — достаточная ФА. Наряду с этими данными в качестве ковариат рассматривались артериальная гипертония (АГ) в классическом определении, курение (по крайней мере, одна сигарета в день), частота сердечных сокращений. Из метаболических переменных включали ожирение (ИМТ ≥30 кг/м²) и уровень триглицеридов. Учитывалось наличие сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ), в т.ч. инфаркт миокарда, ишемическая болезнь сердца, острое нарушение мозгового кровообращения, сахарный диабет 2 типа и наличие ≥3 заболеваний некардиального генеза, а также наличие хронического воспаления.

Оценка МС с помощью кистевой динамометрии. МС оценивалась по данным кистевой динамометрии с помощью ручного динамометра МЕГЕОН 34090 с точностью до 0,1 кг. Для каждой руки было проведено по три измерения в положении стоя с чередованием правой и левой рук; в анализе использовалось максимальное значение, полученное по результатам всех шести измерений. Тренированные медицинские работники помогали проведению теста, предварительно объясняя, как правильно держать прибор и проводить процедуру динамометрии.

Нормативные поло-специфические значения МС были установлены независимо от возраста, как предложено в когорте 12 британских исследований [14] и исследованиях в двух странах (России и Дании) [18]: МС участника считалась сниженной, если она на 2 стандартных отклонения была ниже средней МС участников в возрасте с наилучшими (наибольшими) показателями МС.

Статистический анализ проведен при помощи среды R 4.1 с открытым исходным кодом. Стандартизация распространенности показателей проведена прямым методом на основе данных Всероссийской переписи населения 2020г. Непрерывные показатели описаны при помощи среднего и стандартного отклонения (M±SD) или при помощи медианы и интерквартильного размаха (Me [Q25; Q75]). Качественные показатели описаны относительной частотой в процентах. Сравнение непрерывных показателей между группами проведено при помощи критерия Манна-Уитни, дискретных — при помощи точного критерия Фишера. Точка перелома для линейной ассоциации возраста и ССК найдена при помощи сегментированной линейной регрессии. Анализ ассоциации набора факторов и МС проведен при помощи линейной регрессии. В модели в качестве ковариат включены возраст, регион, национальность, наличие высшего образования, тип поселения, ИМТ и рост. Проверено, что мультиколлинеарности ковариат нет (VIF <5). Уровень значимости для всех проверяемых гипотез принят равным 0,05.

Результаты

В таблице 1 представлены результаты распределения уровня ССК в выборке мужчин и женщин 35-74 лет в каждом возрастном десятилетии. Уровни ССК у мужчин существенно выше, чем у женщин во всех возрастных группах (p<0,001). От 35 до 54 лет уровень МС у мужчин практически не меняется, но после 50 лет отмечено достоверное снижение этого показателя, особенно в самой старшей возрастной группе. Схожие тенденции наблюдались в женской когорте, до ~50 лет уровни МС оставались одинаковыми, как и среди мужчин, а последующие изменения были выражены в меньшей степени. Средние значения ССК для всей мужской выборки составили 43,4±11,1 кг, для женской — 27,6±6,1 кг.

Более точно момент смены характера изменения МС найден с помощью сегментированной регрессии, что показано на рисунке 1. У мужчин до 53 лет МС уменьшается со скоростью 0,12 кг/год, затем падение ускоряется — до 0,48 кг/год. У женщин до 45,5 лет выявлен незначительный и незначимый подъем МС на 0,02 кг/год, а после 45,5 лет ССК падает со скоростью 0,2 кг/год. При переводе значений скорости падения МС в относительный масштаб оказалось, что и мужчины, и женщины теряют 1,3% МС год от года и по скорости снижения этого показателя не различаются. Иными словами, мужчины и женщины теряют силу примерно с одинаковой скоростью.

Согласно проведенному анализу по возрастной динамике МС в нашей выборке пиковым возрастом (когда МС максимальна) можно считать 35 лет (рисунок 2). В этом возрасте средняя МС у мужчин и женщин равна 47,6±11,5 и 29,2±5,7 кг, соответственно. Таким образом, вычисленная норма (M−2SD) у мужчин составила 47,6–2×11,5≈24 кг с использованием округления вниз, а у женщин — 29,2–2×5,7≈17 кг. С возрастом, как и ожидалось, доля лиц обоего пола с уровнем МС ниже порогового увеличивается, достигая 7,5% после 65 лет.

В таблицах 2 и 3 приведены показатели, характеризующие выборку в зависимости от квартиля распределения по МС. Рост мужчин значимо ассоциирован с увеличением CCК: 172,3 см в нижнем квартиле vs 177 см в верхнем. Отмечается положительная ассоциация доли лиц с ожирением (ИМТ ≥30 кг/м²) с высокими значениями МС. Доля проживающих в селе выше среди лиц с высокими значениями МС, а доля лиц с низким доходом − среди тех, у кого отмечен слабый уровень МС. На первый взгляд, среди лиц с высокой МС больше курящих и потребляющих алкоголь, однако эта ассоциация становится незначимой при введении в линейную регрессионную модель поправки на возраст. Это связано с тем, что чем моложе участник исследования — тем выше физическая сила, и, одновременно, выше вероятность курения и злоупотребления алкоголем. Низкий уровень ФА, высокое содержание в крови С-реактивного белка (СРБ), как маркера хронического воспаления, артериальная гипертония, сочетание различных ССЗ и других хронических неинфекционных заболеваний (ХНИЗ), а также наличие тревоги и депрессии преобладают среди мужчин со слабой МС. Схожие ассоциации выявлены у женщин, за небольшим исключением, касающимся ИМТ и маркеров воспаления — фибриногена и СРБ — которые утрачивают значимость.

В таблице 4 представлены результаты многофакторного анализа ассоциации между МС и ковариатами, которые представляют показатели здоровья у лиц обоего пола. В модель регрессии также включены возраст, регион, национальность, наличие высшего образования, тип поселения, ИМТ и рост. С учетом поправок на ковариаты, за каждые 10 лет значения МС становятся меньше у мужчин в среднем на 3,1 кг, а у женщин — на 1,7 кг. Так же значимы отрицательные ассоциации между МС и НФА, маркерами воспаления (фибриноген и СРБ) и наличием ХНИЗ. Однако только у мужчин достоверно ниже показатели МС при наличии тревоги и депрессии, низкого дохода и проживания в городе.

Обсуждение

Настоящее исследование впервые позволило определить пороговые значения низкой МС для взрослого населения выборки регионов России 35-74 лет, включающих 13191 мужчин и 14498 женщин, которые составили для мужчин 24 кг, для женщин 17 кг. Это несколько меньше, чем в аналогичных исследованиях в других странах, но хорошо согласуется с другими российскими данными. При сравнении результатов исследования ССК мужчин и женщин в возрасте от 55 до 89 лет в трех странах — России, Англии и Дании — было установлено, что показатели России в среднем слабее, чем показатели динамометрии в Англии и Дании: нормированная по возрасту ССК среди участников-мужчин была на 2 кг и на 1 кг ниже, среди участниц исследования — на 1,9 кг и 1,6 кг ниже, соответственно [18]. Учитывая, тот факт, что ограничением известного исследования SAHR (Stress, Aging and Health in Russia) было использование данных только одной выборки москвичей [18], Cooper R, et al. (2021) проанализировали данные обследования населения из других регионов России (Know Your Heart study in Russia), сравнив результаты исследования ССК в Архангельске и Тромсе (Норвегия). Оказалось, что в одних и тех же диапазонах возраста средний уровень МС у участников в Архангельске по сравнению с норвежцами был ниже: даже после включения в модель всех ковариатов различия в средней ССК у мужчин составили 2,2 кг в возрасте 40 лет и 1,0 кг в 65 лет, у женщин различия между исследованиями составили 1,1 и -0,2 кг, соответственно [19].

Проведенный в настоящей работе многофакторный анализ показал, что чем выше рост, тем сильнее МС: на каждые 10 см роста МС у мужчин увеличивалась на 2,9 кг, у женщин — на 2,0 кг. Однако в отношении избыточного веса (ИМТ ≥30 кг/м²) были получены противоречивые данные: в нашем исследовании в многофакторной регрессионной модели после коррекции на другие факторы высокие уровни ИМТ положительно ассоциировались с МС. Наши данные показали, что НФА сопряжена с более низкой МС у лиц обоего пола. Также значимыми оказались отрицательные ассоциации между МС и маркерами воспаления, наличием ХНИЗ, но только у мужчин были ниже показатели МС при наличии тревоги и депрессии, низкого дохода и проживания в городе. Отрицательные ассоциации с НФА, ХНИЗ и маркерами воспаления у женщин выражены слабее, чем у мужчин: -0,4 vs -0,9 кг и -0,4 vs -1,0 кг для НФА и ХНИЗ, соответственно; -0,4 кг и -0,3 кг, соответственно, для фибриногена и СРБ у женщин vs -1,6 кг и -1,0 кг у мужчин.

Нормативные данные являются важными при анализе измерений ССК; так, Wang YC, et al. (2019) недавно опубликовали нормативные эталонные значения ССК 1232 человек в возрасте от 18 до 85 лет, проживающих в США [20]. Вместе с тем, в литературе существует разнообразие критериев низкой МС или нормативов, поэтому возможность обобщения данных, полученных на разных группах людей была поставлена под сомнение. Werle S, et al. (2009), оценивая нормативные данные в здоровой взрослой швейцарской популяции, обнаружили значительные отличия от других популяций и пришли к выводу, что применение нормативных данных в международном масштабе "сомнительно" [21]. Еще в обзоре 2014г (Dodds RM, et al.) показано, что в развивающихся регионах мира, таких как Африка, Америка (за исключением Северной Америки) и Азия (за исключением Японии), показатели ССК были значительно ниже по сравнению с развитыми регионами мира. В результате, авторы уже тогда поставили под сомнение возможность использования единого набора нормативных данных в разных странах [14]. Таким образом, для разных географических регионов могут потребоваться различные "нормативы".

Ограничения исследования. В представительные выборки, обследованные в рамках настоящего исследования, вошли мужчины и женщины 35-74 лет; исключались лица, ведущие асоциальный образ жизни. Важно отметить, что исследование проводилось в условиях пандемии COVID-19, в частности, лица, имеющие серьезную патологию, не были включены в исследование по причине ограничений на посещение лечебных учреждений для обследования, а сбор данных на дому не был предусмотрен.

Заключение

Определены пороговые значения низкой МС для российских мужчин и женщин, которые составили 24 и 17 кг, соответственно. Целесообразно использовать этот показатель для выявления лиц с низкой МС, как потенциально имеющих проблемы со здоровьем. Наши результаты подтвердили, что ССК достигает пика в начале взрослой жизни, а затем следует период поддержания, предшествующий снижению этого показателя с возрастом, и что это связанное с возрастом снижение силы захвата начинается уже на пятом десятилетии жизни как у мужчин, так и у женщин.

Использование динамометрии в любом возрастном диапазоне при диспансеризации или в профилактических осмотрах взрослого населения и информирование о полученных результатах специалистов первичного звена может способствовать более раннему выявлению патологических изменений и проведению своевременных профилактических мероприятий.

Отношения и деятельность: все авторы заявляют об отсутствии потенциального конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.