تأثیر تمرین استقامتی در خشکی، آب و ترکیبی بر متغیرهای منتخب بیومکانیکی در راه رفتن ارادی مردان 60 تا 75 سال

مقدمه
امروزه با پیشرفت علوم بهداشتی و کنترل بیماری‌های واگیردار، طول عمر انسان بیشتر شده است. شمار سالمندان در کشورهای پیشرفته و درحال‌توسعه رو به افزایش است، به طوری ‌که پیش‌بینی می‌شود افراد سالمند 26 درصد از کل جمعیت جهان را تا سال 2025 تشکیل دهند [1]. 
در کشور ایران نیز پیش‌بینی می‌شود سالمندان 20 درصد افراد جامعه (26 میلیون نفر سالمند بالای شصت سال) را طی پنجاه سال آینده تشکیل خواهند داد [1]. در دوران سالمندی تغییرات فرسایشی تدریجی، پیش‌رونده و خودبه‌خودی در بیشتر دستگاه‌ها و عملکردهای فیزیولوژیک بدن ایجاد می‌شود [2]‌. 

این در حالی است که شناسایی و کنترل اثرات منفی ناشی از این تغییرات می‌تواند به بهبود کیفیت زندگی سالمندان و کاهش هزینه‌های درمانی کمک کند. دوره سالمندی با تغییرات بیومکانیکی گسترده‌ای همچون تحلیل و کاهش عملکرد عضلانی، کاهش طول گام و سرعت راه رفتن‌، کاهش قدرت حفظ تعادل و کنترل پاسچر، افزایش خطر سقوط و زمین خوردن، کاهش دامنه حرکتی مفاصل پایین‌تنه و تغییر در ویژگی‌های کینماتیکی و کینتیکی در راه ‌رفتن افراد همراه است [3 , 4 , 5,  6,  7,  8,  9,  10, 11]. مجموعه این تغییرات بیومکانیکی موقع راه رفتن، سلامت سالمندان را به خطر می‌اندازد [1]. بنابراین، شناسایی و استفاده از آزمایشات مناسب برای کاهش اثرات منفی ناشی از این تغییرات بیومکانیکی در سالمندان ضروری است.
در دوره سالمندی توانایی جسمانی با افزایش سن کاهش چشمگیری دارد. گزارش شده است حدود نیمی از تغییرات در عملکردهای فیزیکی افراد سالمند به دلیل عدم فعالیت و بی‌تحرکی است [1]، در حالی ‌که انجام تمرینات ‌بدنی روشی ارزان قیمت، قابل دسترس، غیرتهاجمی و کم‌خطر برای حفظ سلامت، تحرک و بهبود کیفیت راه رفتن سالمندان است [12 ،1].
مطالعات متعددی نشان داده‌اند استفاده از برنامه‌های تمرینی مناسب می‌توانند با افزایش توانایی جسمانی افراد سالمندان به پیشگیری، تأخیر یا حتی درمان مشکلات ناشی از فرایند پیری کمک کرده و بر کیفیت زندگی این دسته از افراد نیز اثر مثبتی داشته باشد [13 ,14, 15, 16, 17 ،1]. برای مثال، دوریوکس و همکاران نشان دادند انجام ده هفته تمرین در آب باعث بهبود تعادل و کیفیت زندگی زنان 65 ساله و بالاتر دچار پوکی استخوان می‌شود [15]. 
همچنین نویل و همکاران تأثیر تمرینات هوازی پیلاتس را بر ویژگی‌های راه‌ رفتن افراد سالمند بررسی و نشان دادند این تمرینات باعث افزایش آمادگی جسمانی و طول گام سالمندان می‌شوند [16]. عباسی و همکاران نشان دادند تمرینات ورزشی در آب می‌تواند اثر مثبتی بر عملکرد عصبی-عضلانی مردان سالمند سالم داشته باشد و خطر سقوط آن‌ها را کاهش دهد [14]. 
میرمعزی و همکاران نشان دادند هشت هفته تمرینات منتخب آبی بر تعادل ایستا و پویای سالمندان اثرات مثبتی می‌گذارد [17]. یادگاری و همکاران نیز مشاهده کردند تمرینات استقامتی، هوازی و عضلانی در آب می‌تواند سبب بهبود تعادل مردان سالمند شود [13]. 
به ‌طور کلی و با توجه به محدودیت‌های فیزیکی گزارش ‌شده در افراد سالمند برای انجام تمرینات ورزشی با فشار بالا، به نظر می‌رسد تمرینات استقامتی با شدت متوسط برای سالمندان مفیدتر باشد [12]. با مرور مطالعات پیشین انجام ‌شده در حوزه بررسی اثر انواع تمرینات ورزشی در افراد سالمند و با وجود بررسی طیف وسیعی از تمرینات شامل تمرین قدرتی، استقامتی، تعادلی و غیره بر ویژگی‌های مختلف این دسته از افراد، متأسفانه محققان به اثر انواع تمرینات ورزشی بر ویژگی‌های کینماتیکی و کینتیکی افراد سالمند هنگام راه ‌رفتن ارادی کمتر توجه کرده‌اند. 
با بررسی پیشینه پژوهش، مطالعه‌ای که به بررسی اثر انواع تمرینات استقامتی در سطوح مختلف (شامل تمرین در خشکی، آب و ترکیبی) بر ویژگی‌های افراد سالمند هنگام راه رفتن پرداخته باشد، توسط محقق یافت نشد. به ‌هر حال، شناسایی و مقایسه اثر انواع تمرینات استقامتی می‌تواند در انتخاب روش تمرینی تأثیرگذار بر راه رفتن به‌عنوان یکی از پایه‌ای‌ترین مهارت‌های بنیادی در عملکرد روزانه و مستقل نشان دادن فعالیت جرکتی بین سالمندان شود. 
با این رویکرد، با فرض تأثیرگذاری تمرین استقامتی در راه‌رفتن سالمندان، هدف از انجام پژوهش حاضر بررسی تأثیر تمرین استقامتی در خشکی، آب و ترکیبی بر متغیرهای منتخب بیومکانیکی راه رفتن ارادی مردان 60 تا 75 سال بود. 

مواد و روش‌ها
این پژوهش از نوع نیمه آزمایشگاهی با طرح پیش‌آزمون-پس‌آزمون بود، مدل تأثیر‌سنجی به‌صورت میدانی انجام شد. جامعه آماری شامل بازنشستگان شهر شاهرود بودند. حجم نمونه با استفاده از نرم‌افزار جی پاور (در توان آزمون آماری 0/8 و سطح معناداری 0/05) تعداد نوزده نفر برای هر گروه محاسبه شد [18]‌. 
برای کاهش خطا و احتمال ریزش تعداد آزمودنی‌ها، بیست سالمند به‌عنوان آزمودنی برای هر گروه درنظر گرفته شد. از درون جامعه آماری، افرادی که داوطلب شرکت در پژوهش بوده و معیارهای ورود را داشتند، به‌صورت تصادفی در گروه‌ها قرار گرفتنند. شرکت‌کننده‌ها فرم رضایت‌نامه آگاهانه را تکمیل کردند. معیارهای ورود به مطالعه شامل شرکت منظم در برنامه فعالیت‌های روزانه، عدم هرگونه آسیب ارتوپدی مانع از انجام حرکت راه رفتن، عدم سابقه بیماری، اختلالات، مشکلات عضلانی، عصبی-عضلانی و قلبی در یک سال گذشته یا سابقه عمل جراحی در اندام تحتانی بود [19, 20]. معیارهای خروج از مطالعه نیز شامل مواردی چون مشکلی که مانع از حضور در جلسات تمرینی، اجرای آزمون‌های حرکتی یا راه رفتن شوند و همچنین عدم حضور مداوم در جلسات تمرین پیش از شروع فرایند آزمون بود. 
آزمایشگاه عاری از سروصدای اضافی بود. دما و نور آن برای همه آزمودنی‌ها در طول آزمون ثابت باقی ماند. در این پژوهش، برای اندازه‌گیری متغیرهای کینماتیکی از یک سیستم ثبت دوربین وایکون مدل 460 و برای اندازه‌گیری نیروهای عکس‌العمل‌زمین و مرکز فشار هنگام راه رفتن نیز از یک دستگاه صفحه نیروسنج کیسلر با دقت اندازه‌گیری یک نیوتن استفاده شد. دستگاه صفحه نیروسنج در فرکانس پانصد هرتز تنظیم شد و عملیات کالیبره کردن آن توسط برنامه موجود در نرم‏افزار خود دستگاه انجام گرفت [21]. فرکانس نمونه‌برداری دوربین وایکون نیز روی 250 هرتز قرار داده شد [21]. دستگاه صفحه نیروسنج و دوربین‌های وایکون از لحاظ زمانی با یکدیگر تنظیم شدند.
روش و اهداف مطالعه برای داوطلبان توضیح داده شد. به آزمودنی‌ها اطمینان داده شد اطلاعات فردی و سلامت آن‌ها محفوظ خواهد ماند و هر آزمودنی نیز قادر بود تحقیق را در هر زمانی که می‌خواست ترک کند. برای اطمینان از سلامت آزمودنی‌ها و توانایی شرکت و به اتمام رساندن دوره تمرینی، پرسش‌نامه پزشکی و پرسش‌نامه آمادگی فعالیت بدنی ارزیابی شد. آزمودنی‌ها در محیط آزمایشگاه برای نصب مارکرهای دوربین آماده و مارکرها بر اساس پروتکل Plug-in-gait به زائده‌های استخوانی اندام تحتانی متصل شدند [3].
پیش از اجرای آزمون راه رفتن، از آزمودنی‌ها خواسته شد این حرکت را چند بار انجام دهند تا با شرایط و نحوه اجرای آزمون آشنا شوند. از هر ‌یک از آزمودنی‌ها خواسته شد تا بدون کفش و در شرایط مارکرگذاری اندام تحتانی، حرکت راه رفتن را در شش کوشش به‌صورت ارادی انجام دهند [2]‌. کوشش‌های ارادی به‌گونه‌ای بود که زمان راه رفتن به‌صورت خودانتخابی انجام می‌شد. هم‌زمان با شروع راه رفتن افراد، اطلاعات کینماتیکی و کینتیکی روی دستگاه رایانه ذخیره می‌شد تا در تجزیه‌ و تحلیل بعدی استفاده شود. 

آزمودنی‌ها به‌صورت تصادفی در سه گروه تمرینات استقامتی در خشکی، آب و ترکیبی قرار داده شدند. سعی شد تا شرایط کلی حرکت راه رفتن در پیش‌آزمون-پس‌آزمون (بعد از اتمام دوره تمرینات استقامتی) به‌صورت مشابه با یکدیگر انجام شوند.
برای تمام پروتکل‌های تمرینات استقامتی از انواع تمرین مشابه راه رفتن و حرکات فلکشن، اکستنشن، ابداکشن و اداکشن استفاده شد. پروتکل تمرین استقامتی در خشکی شامل انجام تمرینات در سطح زمین، پروتکل تمرین استقامتی در آب شامل انجام تمرینات در درون آب و پروتکل تمرین استقامتی ترکیبی به‌صورت یک جلسه در خشکی و جلسه بعدی در آب انجام می‌شد. تمرینات داخل آب در بخش کم‌عمق استخر (ارتفاع حدود 1/5 متری) انجام و تمام پروتکل‌های تمرینی، سه جلسه در هفته و به مدت هشت هفته انجام شد [12 ,13]. 
پروتکل تمرین استقامتی ترکیبی به‌صورت یک جلسه در خشکی و جلسه بعدی در آب انجام می‌شد. تمام پروتکل‌های تمرینی سه جلسه در هفته و به مدت هشت هفته انجام شد. در هفته اول و دوم زمان و مسافت هر جلسه به ترتیب 25 دقیقه و 1400-700 متر، در هفته سوم و چهارم زمان و مسافت هر جلسه به ترتیب 35 دقیقه و 1800-1400 متر، در هفته پنجم و ششم زمان و مسافت هر جلسه به ترتیب 45 دقیقه و 2000-1800 متر و نهایتاً در هفته هفتم و هشتم زمان و مسافت هر جلسه به ترتیب 55 دقیقه و 2400-2000 متر بود.
برای کاهش داده‌های اضافی، از فیلتر پایین‌گذر مرتبه دوم باترورث با فرکانس برش 9/5 هرتز داده‌های خام نیروی عکس‌العمل زمین استفاده شد. برای قابل مقایسه کردن داده‌ها، داده‏های نیروی عکس‌العمل زمین با استفاده از وزن آزمودنی به نیوتن نرمالیزه شدند و سپس حاصل در عدد صد ضرب شد. در ادامه متغیرهای میانگین و حداکثر نرمالیزه نیروهای قدامی-خلفی و عمودی محاسبه شدند. عمل ضرب به دلیل حذف تأثیر اختلاف وزن آزمودنی‏ها انجام شد و با انجام این کار عدد نهایی به عنوان درصدی از وزن بدن آزمودنی به شمار می‏آید [2]. 
همچنین زمان رسیدن به حداکثر نیروهای قدامی-خلفی و عمودی بر حسب درصدی از فاز سکون محاسبه شد. برای تبدیل داده‌های خام به متغیرهای وابسته، میزان جابه‌جایی مرکز فشار در محورهای قدامی-خلفی و داخلی-خارجی (میزان کلی جابه‌جایی مرکز فشار بدن در محورهای قدامی-خلفی و داخلی-خارجی روی صفحه دستگاه صفحه نیرو) با استفاده از فرمول شماره 1 محاسبه شد [22, 23].

 ناحیه قرارگیری مرکز فشار (ناحیه بیضی‌وار 95 درصد اطمینان) شامل یک صفحه در دو محور قدامی-خلفی و داخلی-خارجی است که 95 درصد داده‌های مرکز فشار در آن قرار دارند. این شاخص با استفاده از فرمول شماره 2 محاسبه شد [22, 23].

متغیرهای مرتبط با ویژگی‌های کینماتیکی در راه رفتن شامل طول گام نرمالیزه، درصد فاز سکون، درصد فاز حمایت دوگانه، درصد فاز نوسان، جابه‌جایی مرکز جرم بدن در محورهای قدامی-خلفی، داخلی-خارجی و عمودی، دامنه حرکتی مفاصل ران، زانو، پلانتار فلکشن و دورسی فلکشن مچ پا بودند. متغیر طول گام نرمالیزه با استفاده از طول پای افراد محاسبه شد، به‌طوری که طول گام نرمالیزه برابر با طول گام فرد تقسیم بر طول پای او بود [2]. 

برای متغیرهای درصد فاز سکون، درصد فاز حمایت دوگانه و درصد فاز نوسان نیز زمان هر فاز به کل زمان حرکت راه رفتن تقسیم شد [2]. سپس سه متغیر جابه‌جایی مرکز جرم بدن در محورهای قدامی-خلفی، داخلی-خارجی و عمودی نیز محاسبه و در‌نهایت، دامنه حرکتی (برابر با تفاضل بیشترین زاویه از کمترین زاویه) مفاصل ران، زانو، پلانتار فلکشن و دورسی فلکشن مچ پا نیز محاسبه شدند [2].
برای بررسی طبیعی بودن توزیع داده‌ها از آزمون آماری شاپیرو ویلک و از آزمون آماری تی وابسته برای مقایسه اثر (پیش-پس) هر سه شیوه تمرین (خشکی، آب و ترکیبی) بر متغیرهای وابسته استفاده شد. در ادامه برای مقایسه اثر انواع تمرینات بر متغیرهای مختلف بیومکانیکی از آزمون تحلیل کوواریانس یک‌راهه و آزمون تعقیبی برای نتایج برای حداقل اختلاف معنادار آزمون استفاده شد. سطح معناداری در تمام آزمون‌های آماری برابر با 0/05 بود.

یافته‌ها
مشخصات فیزیکی آزمودنی‌ها در جدول شماره 1 ارائه شده است.

نتایج آزمون شاپیرو ویلک نشان داد توزیع تمام متغیرهای وابسته در گروه‌های تمرین در خشکی، آب و ترکیبی به‌صورت طبیعی است (0/05<P). در ادامه بخش یافته‌ها، مقادیر میانگین و انحراف معیار متغیرهای وابسته در گروه‌های مختلف در جداول شماره 2 و 3 آورده شده است.

در بررسی اثر انواع تمرینات استقامتی بر متغیرهای منتخب کینماتیکی، نتایج آزمون تی وابسته نشان داد تفاوت معناداری در میزان طول گام نرمالیزه، جابه‌جایی مرکز جرم بدن در محور قدامی-خلفی، جابه‌جایی مرکز جرم بدن در محور عمودی، دامنه حرکتی مفصل ران، زانو و دورسی فلکشن مفصل مچ پا بین قبل و بعد از انجام تمرینات استقامتی در خشکی وجود دارد (0/05>P). 
همچنین تفاوت معناداری در میزان طول گام نرمالیزه، جابه‌جایی مرکز جرم بدن در محورهای قدامی-خلفی و عمودی و دامنه حرکتی مفاصل ران، زانو، پلانتار فلکشن و دورسی فلکشن مچ پا بین قبل و بعد از انجام تمرینات استقامتی در آب مشاهده شد (0/05>P). به علاوه، تفاوت معناداری در میزان طول گام نرمالیزه، جابه‌جایی مرکز جرم بدن در محورهای قدامی-خلفی، داخلی-خارجی و عمودی و همچنین دامنه حرکتی مفاصل ران، زانو، پلانتار فلکشن مچ پا و دورسی فلکشن مچ پا بین قبل و بعد از انجام تمرینات استقامتی ترکیبی وجود داشت (0/05>P).
در مقابل، تفاوت معناداری برای سایر متغیرهای کینماتیکی بین قبل و بعد از انجام انواع تمرینات استقامتی هنگام راه رفتن ارادی مشاهده نشد (0/05<P). از طرف دیگر، نتایج آزمون تجزیه‌‌وتحلیل کوواریانس یک‌راهه نشان داد انواع تمرینات استقامتی اثرات متفاوتی بر متغیر دامنه حرکتی پلانتار فلکشن مفصل مچ پا ایجاد می‌کنند (3/970=F و 0/024=P) (بین تمرین در خشکی و ترکیبی با (0/007=P)، اما تفاوت معناداری در میزان اثرگذاری انواع تمرینات استقامتی بر سایر متغیرهای کینماتیکی هنگام راه رفتن ارادی مشاهده نشد (0/05<P) (جدول شماره 2).
نتایج آزمون تی وابسته تفاوت معناداری در متغیرهای منتخب کینتیکی پای برتر شامل حداکثر نرمالیزه اول Fz و حداکثر نرمالیزه دوم Fz بین قبل و بعد از انجام تمرینات استقامتی در خشکی را نشان داد (0/05>P). تفاوت معناداری در متغیرهای منتخب کینتیکی پای برتر شامل میانگین نرمالیزه Fx و حداکثر نرمالیزه اول Fz بین قبل و بعد از انجام تمرینات استقامتی در آب مشاهده شد (0/05>P). 
 تفاوت معناداری در متغیرهای منتخب کینتیکی پای برتر شامل میانگین نرمالیزه Fx، حداکثر نرمالیزه اول Fz، حداکثر نرمالیزه دوم Fz و جابه‌جایی COPx بین قبل و بعد از انجام تمرینات استقامتی ترکیبی وجود داشت (0/05>P)، در حالی ‌که تفاوت معناداری برای سایر متغیرهای کینتیکی بین قبل و بعد از انجام انواع تمرینات استقامتی هنگام راه رفتن ارادی مشاهده نشد (0/05<P) (جدول شماره 2).
نتایج تجزیه‌وتحلیل کوواریانس یک‌راهه تفاوت معناداری در میزان اثرگذاری انواع تمرینات استقامتی بر متغیرهای کینتیکی پای برتر شامل میانگین نرمالیزه Fx، حداکثر نرمالیزه Fx، زمان رسیدن به حداکثر Fx، حداکثر نرمالیزه اول Fz، نیروی نرمالیزه عمق Fz، حداکثر نرمالیزه دوم Fz، جابه‌جایی COPx، جابه‌جایی COPy و ناحیه COP هنگام راه رفتن ارادی نشان نداد (0/05<P) (جدول شماره 3).

بحث
هدف از انجام پژوهش حاضر بررسی تأثیر تمرین استقامتی خشکی، آب و ترکیبی بر متغیرهای منتخب بیومکانیکی راه ‌رفتن ارادی مردان 60 تا 75 سال بود. نتایج پژوهش حاضر نشان داد انجام یک وهله پروتکل تمرینات استقامتی در خشکی، آب و ترکیبی باعث افزایش معنادار میزان طول گام نرمالیزه، جابه‌جایی مرکز جرم ‌بدن در محورهای قدامی-خلفی و عمودی، دامنه حرکتی مفاصل ران، زانو و دورسی فلکشن مچ پا می‌شود (0/05>P). 
این نتایج با یافته‌های مطالعات کائو و همکاران، نویل و همکاران و هیوود و همکاران همسو است. کائو و همکاران گزارش کردند دوازده هفته برنامه تمرینی باعث افزایش معنادار دامنه حرکتی مفصل مچ پا و مقدار پلانتار فلکشن در مرحله جدا شدن پنجه پا می‌شود، در حالی که بر سایر ویژگی‌های بیومکانیکی راه ‌رفتن زنان سالمند اثری ندارد [17]. 
هیوود و همکاران نیز در یک مطالعه مروری مشاهده کردند انواع تمرینات عملکردی در سطوح خشکی و آب باعث بهبود سطح فعالیت عضلات و متغیرهای کینماتیکی، کینتیکی و فضایی  زمانی می‌شوند [24]. برای تحلیل استنباطی این نتایج به نظر می‌رسد باید توجه کرد که مطالعات متعددی انجام تمرینات بدنی را باعث تقویت عضلات و بهبود سازگاری‌های عصبی-عضلانی در سالمندان می‌دانند [25, 26 ،14 ،8 ،5].
برای مثال، کرامول و همکاران اعمال یک دوره برنامه تمرینی قدرتی و قدرتی/کششی را در افزایش معنادار سرعت راه رفتن و قدرت عضلانی مؤثر گزارش کردند [5]. به نظر می‌رسد انجام پروتکل‌های تمرین استقامتی در خشکی، آب و ترکیبی با افزایش سطح فعالیت عضلات (به‌ویژه در اندام تحتانی)، ایجاد هماهنگی و سازگاری‌های عصبی-عضلانی، باعث تغییر در ویژگی‌های کینماتیکی در شروع راه‌رفتن شده باشد، هرچند که ارتباط بین سطح فعالیت عضلات و متغیرهای کینماتیکی در این پژوهش بررسی نشده است و به بررسی‌های بیشتری نیاز دارد.
نتایج پژوهش حاضر نشان داد اعمال پروتکل تمرینات استقامتی در خشکی، آب و ترکیبی باعث افزایش معنادار اوج اول نیروی عمودی عکس‌العمل زمین (حداکثر نرمالیزه اول Fz)، انجام پروتکل تمرینات استقامتی در خشکی و ترکیبی باعث افزایش معنادار اوج دوم نیروی عمودی عکس‌العمل زمین (حداکثر نرمالیزه دوم Fz)، انجام پروتکل تمرینات استقامتی در آب و ترکیبی باعث کاهش معنادار میانگین نیروی قدامی-خلفی عکس‌العمل زمین (میانگین نرمالیزه Fx) و نهایتاً انجام پروتکل تمرینات استقامتی ترکیبی باعث کاهش جابه‌جایی COPx می‌شود (0/05>P). 
در تمام پروتکل‌های تمرینی، کاهش غیرمعنادار نوسان مرکز فشار و بهبود تعادل افراد سالمند مشاهده شد. این نتایج با گزارش ارائه‌شده در مطالعه  کانیدا و همکاران، عباسی و همکاران، میرمعزی و همکاران، رضازاده و بلوچی و یادگاری و همکاران همسو است [25, 26  ,27, 28, 29 ,30، 14 ،13 ،8]. کانیدا و همکاران مشاهده کردند کاهش معناداری در نوسانات پاسچری بعد از دو نوع برنامه تمرینی در خشکی و آب در سالمندان وجود دارد [30].  
یادگاری و همکاران نیز بیان کردند تمرینات استقامتی در آب می‌تواند باعث بهبود تعادل مردان سالمند شود [13]. به نظر می‌رسد بهبود وضعیت تعادلی سالمندان (به‌ویژه بعد از پروتکل تمرینات استقامتی در آب و ترکیبی) و همچنین افزایش نیروی عکس‌العمل زمین در جهت عمودی به دلیل افزایش قدرت عضلانی، بهبود آمادگی جسمانی و ایجاد سازگاری‌های عصبی باشد [27 ،‌25].  
در همین زمینه، نوه و همکاران نشان دادند تمرین در آب نسبت به تمرین در خشکی تأثیر بیشتری بر افزایش تعادل و قدرت عضلات اندام تحتانی دارند [25]. با توجه به اینکه تعادل پویا در راه ‌رفتن نقش مهمی ایفا می‌کند [28]، انجام تمرین استقامتی (به‌ویژه در سطح آب یا ترکیبی) به‌‌عنوان یک شیوه تمرینی مناسب برای افزایش تعادل در سالمندان توصیه می‌شود.
 نتایج آزمون پژوهش حاضر نشان داد انواع تمرین‌های استقامتی اثر متفاوتی بر متغیر حداکثر پلانتار فلکشن مفصل مچ پا ایجاد می‌کنند (0/05>P) (بین پروتکل تمرین در خشکی و ترکیبی)، اما تفاوت معناداری در میزان اثرگذاری انواع تمرین‌های استقامتی بر سایر متغیرهای کینماتیکی هنگام راه رفتن ارادی مشاهده نشد (0/05<P). 
این نتایج با نتایج مطالعه هیوود و همکاران، همسو [24] و با نتایج مطالعه کادناس-سانچز و همکاران و فانتوزی و همکارانشامل میانگین نرمالیزه Fx، حداکثر نرمالیزه اول Fz، حداکثر نرمالیزه دوم Fz و جابه‌جایی COPx بین قبل و بعد از انجام تمرینات استقامتی ترکیبی وجود داشت (0/05>P)، در حالی ‌که تفاوت معناداری برای سایر متغیرهای کینتیکی بین قبل و بعد از انجام انواع تمرینات استقامتی هنگام راه رفتن ارادی مشاهده نشد (0/05<P) (جدول شماره 2).
نتایج تجزیه‌وتحلیل کوواریانس یک‌راهه تفاوت معناداری در میزان اثرگذاری انواع تمرینات استقامتی بر متغیرهای کینتیکی پای برتر شامل میانگین نرمالیزه Fx، حداکثر نرمالیزه Fx، زمان رسیدن به حداکثر Fx، حداکثر نرمالیزه اول Fz، نیروی نرمالیزه عمق Fz، حداکثر نرمالیزه دوم Fz، جابه‌جایی COPx، جابه‌جایی COPy و ناحیه COP هنگام راه رفتن ارادی نشان نداد (0/05<P) (جدول شماره 3).
بحث
هدف از انجام پژوهش حاضر بررسی تأثیر تمرین استقامتی خشکی، آب و ترکیبی بر متغیرهای منتخب بیومکانیکی راه ‌رفتن ارادی مردان 60 تا 75 سال بود. نتایج پژوهش حاضر نشان داد انجام یک وهله پروتکل تمرینات استقامتی در خشکی، آب و ترکیبی باعث افزایش معنادار میزان طول گام نرمالیزه، جابه‌جایی مرکز جرم ‌بدن در محورهای قدامی-خلفی و عمودی، دامنه حرکتی مفاصل ران، زانو و دورسی فلکشن مچ پا می‌شود (0/05>P). 
این نتایج با یافته‌های مطالعات کائو و همکاران، نویل و همکاران و هیوود و همکاران همسو است. کائو و همکاران گزارش کردند دوازده هفته برنامه تمرینی باعث افزایش معنادار دامنه حرکتی مفصل مچ پا و مقدار پلانتار فلکشن در مرحله جدا شدن پنجه پا می‌شود، در حالی که بر سایر ویژگی‌های بیومکانیکی راه ‌رفتن زنان سالمند اثری ندارد [17]. 
هیوود و همکاران نیز در یک مطالعه مروری مشاهده کردند انواع تمرینات عملکردی در سطوح خشکی و آب باعث بهبود سطح فعالیت عضلات و متغیرهای کینماتیکی، کینتیکی و فضایی  زمانی می‌شوند [24]. برای تحلیل استنباطی این نتایج به نظر می‌رسد باید توجه کرد که مطالعات متعددی انجام تمرینات بدنی را باعث تقویت عضلات و بهبود سازگاری‌های عصبی-عضلانی در سالمندان می‌دانند [25, 26 ،14 ،8 ،5].
برای مثال، کرامول و همکاران اعمال یک دوره برنامه تمرینی قدرتی و قدرتی/کششی را در افزایش معنادار سرعت راه رفتن و قدرت عضلانی مؤثر گزارش کردند [5]. به نظر می‌رسد انجام پروتکل‌های تمرین استقامتی در خشکی، آب و ترکیبی با افزایش سطح فعالیت عضلات (به‌ویژه در اندام تحتانی)، ایجاد هماهنگی و سازگاری‌های عصبی-عضلانی، باعث تغییر در ویژگی‌های کینماتیکی در شروع راه‌رفتن شده باشد، هرچند که ارتباط بین سطح فعالیت عضلات و متغیرهای کینماتیکی در این پژوهش بررسی نشده است و به بررسی‌های بیشتری نیاز دارد.
نتایج پژوهش حاضر نشان داد اعمال پروتکل تمرینات استقامتی در خشکی، آب و ترکیبی باعث افزایش معنادار اوج اول نیروی عمودی عکس‌العمل زمین (حداکثر نرمالیزه اول Fz)، انجام پروتکل تمرینات استقامتی در خشکی و ترکیبی باعث افزایش معنادار اوج دوم نیروی عمودی عکس‌العمل زمین (حداکثر نرمالیزه دوم Fz)، انجام پروتکل تمرینات استقامتی در آب و ترکیبی باعث کاهش معنادار میانگین نیروی قدامی-خلفی عکس‌العمل زمین (میانگین نرمالیزه Fx) و نهایتاً انجام پروتکل تمرینات استقامتی ترکیبی باعث کاهش جابه‌جایی COPx می‌شود (0/05>P). 
در تمام پروتکل‌های تمرینی، کاهش غیرمعنادار نوسان مرکز فشار و بهبود تعادل افراد سالمند مشاهده شد. این نتایج با گزارش ارائه‌شده در مطالعه  کانیدا و همکاران، عباسی و همکاران، میرمعزی و همکاران، رضازاده و بلوچی و یادگاری و همکاران همسو است [25, 26  ,27, 28, 29 ,30، 14 ،13 ،8]. کانیدا و همکاران مشاهده کردند کاهش معناداری در نوسانات پاسچری بعد از دو نوع برنامه تمرینی در خشکی و آب در سالمندان وجود دارد [30].  
یادگاری و همکاران نیز بیان کردند تمرینات استقامتی در آب می‌تواند باعث بهبود تعادل مردان سالمند شود [13]. به نظر می‌رسد بهبود وضعیت تعادلی سالمندان (به‌ویژه بعد از پروتکل تمرینات استقامتی در آب و ترکیبی) و همچنین افزایش نیروی عکس‌العمل زمین در جهت عمودی به دلیل افزایش قدرت عضلانی، بهبود آمادگی جسمانی و ایجاد سازگاری‌های عصبی باشد [27 ،‌25].  
در همین زمینه، نوه و همکاران نشان دادند تمرین در آب نسبت به تمرین در خشکی تأثیر بیشتری بر افزایش تعادل و قدرت عضلات اندام تحتانی دارند [25]. با توجه به اینکه تعادل پویا در راه ‌رفتن نقش مهمی ایفا می‌کند [28]، انجام تمرین استقامتی (به‌ویژه در سطح آب یا ترکیبی) به‌‌عنوان یک شیوه تمرینی مناسب برای افزایش تعادل در سالمندان توصیه می‌شود.
 نتایج آزمون پژوهش حاضر نشان داد انواع تمرین‌های استقامتی اثر متفاوتی بر متغیر حداکثر پلانتار فلکشن مفصل مچ پا ایجاد می‌کنند (0/05>P) (بین پروتکل تمرین در خشکی و ترکیبی)، اما تفاوت معناداری در میزان اثرگذاری انواع تمرین‌های استقامتی بر سایر متغیرهای کینماتیکی هنگام راه رفتن ارادی مشاهده نشد (0/05<P). 
این نتایج با نتایج مطالعه هیوود و همکاران، همسو [24] و با نتایج مطالعه کادناس-سانچز و همکاران و فانتوزی و همکاران ناهمسو است [‎29, 30]‏ هیوود و همکاران مدعی شدند - اثر انواع تمرین های عملکردی بر دامنه حرکتی مفاصل و فعالیت عضلات هنگام راه رفتن با سرعت انتخابی در سطوح خشکی و آب با یکدیگر مشابه استه اما سرعت راه رفتن در آب عامل مهم واثرگذاری بر متغیرهای مختلف بیومکانیکی است ‎[24]‏ در مقابل. کادنالس-سانچز و همکاران گزارش کردند - الگوی کینماتیکی (مانند دامنه حرکتی و زوایای مفاصل ران، زانو و مچ پا) هنگام ره رفتن به جلو و عقب در سطوح خشکی و آب با یکدیگر متفاوت است و هر سطح سازگاری های کینماتیکی متفاوتی ایجاد می کند [29]. به هرحال، در مطالعه آن ها جامعه آماری متفاوت شامل افراد جوان بوده مضاف براینکه در مطالعه مذکوره اثر انواع تمرین استقامتی مورد بررسی قرار نگرفت۔ فافتوزی و همکاران نیز نشان دادند - ضمن تفاوت های کینماتیکی متعدد بین افراد جوان و سالمنده الگوی راه رفتن در خشکی وآب نیز دارای تفاوت هایی همچون افزایش زاویه فلکشن مفاصل ران و زانو در آب می شود [30]. نظر می رسد در این زمینه مطالعات آتی برای بررسی هرچه دقیق تر نحوه اثرگذاری انواع تمرین های استقامتی در سطوح مختلف بر متغیرهای مختلف کینماتیکی هنگام شروع راه رفتن ارادی مورد نیاز است درنهایته نتایج پژوهش حاضر نشان داد تفاوت معناداری در میزان ائرگناری انواع تمرین های استقامتی بر متغیرهای مختلف کینتیکی هنگام راه رفتن ارادی وجود ندارد (0/05>P) این نتایج با نتایج مطالعه دوریس و همکاران, کانیدا و همکاران، صحبتی ها و همکاران و رضازاده و بلوچی همسو و با نتایج مطالعه نوه و
همکاران ناهمسو است [4 ,8 ,25 ,29, 30].

دوریس و همکاران و رضازاده و بلوچی مشاهده کردند تمرین در خشکی و آب باعث بهبود تعادل ایستا و پویا در سالمندان می‌شود و تفاوتی بین این دو روش تمرینی وجود ندارد [19 ،‌8]، در حالی‌ که نتایج مطالعه نوه و همکاران نشان داد تمرین داخل آب نسبت به تمرین بیرون آب تأثیر معناداری در بهبود تعادل افراد سالمند بالای شصت سال دارند [25]. 

برخی مطالعات نشان دادند فعالیت در آب با افزایش دامنه حرکتی فرد بدون خطر سقوط یا آسیب و تحریک دستگاه‌ها و گیرنده‌های درگیر در کنترل تعادل باعث بهبود کنترل وضعیت بدن در افراد سالمند می‌شود [25 ،19]. همچنین بهبود وضعیت روانی ناشی از عدم ترس از افتادن هنگام انجام تمرین در آب نیز می‌تواند باعث بهبود هرچه بیشتر تعادل این افراد شود [19 ،‌7]. 
به هر حال، به نظر می‌رسد انجام تمرین استقامتی در سطوح مختلف (حتی در سطح خشکی) با تقویت عضلات بدن و ایجاد سازگاری‌های عصبی-عضلانی باعث افزایش نیروهای عکس‌العمل زمین در محور عمودی و بهبود تعادل می‌شود و در‌نتیجه این متغیرها بین انواع سطوح مختلف تفاوت معناداری نخواهند داشت.

یکی از محدودیت‌های پژوهش حاضر عدم بررسی فعالیت عضلات اندام تحتانی است که ممکن است بتواند تغییرات به درک بهتر دلایل ایجاد تغییرات کینماتیکی و کینتیکی کمک کند. همچنین استفاده از زنان سالمند یا بررسی متغیرهای دیگری همچون کیفیت زندگی از دیگر محدودیت‌های پژوهش حاضر هستند. مطالعات آتی برای رفع محدودیت‌های پژوهش حاضر ضروری به نظر می‌رسد.

نتیجه‌گیری
با توجه به نتایح تحقیق، استفاده از تمرینات استقامتی در خشکی، آب و ترکیبی بر متغیرهای منتخب بیومکانیکی سالمندان در راه رفتن اثرگذار است. اگرچه تفاوت‌های اندکی بین اثر استفاده از این سه روش تمرینی قابل گزارش است، با این حال مشخص شد انجام تمرین ترکیبی اثر بیشتری در کاهش جابه‌جایی مرکز جرم بدن دارد. انواع پروتکل‌های تمرینی اثر متفاوتی بر متغیر دامنه حرکتی پلانتار فلکشن داشتند. با توجه به یافته‌های تحقیق می‌توان تمرینات استقامتی ترکیبی را برای بهبود وضعیت تعادل و عملکرد راه رفتن و جابه‌جایی ایمن و مطمئن به سالمندان توصیه کرد.   

ملاحظات اخلاقی
پیروی از اصول اخلاق پژوهش
در اجرای پژوهش، ملاحظات اخلاقی مطابق با دستورالعمل کمیته اخلاق دانشگاه خوارزمی در نظر گرفته و کد اخلاق به شماره  IR-KHU.KRC.1000.138دریافت شد. 

حامی مالی
این مقاله برگرفته از پایان‌نامه محمدرضا حسینی با راهنمایی حیدر صادقی و مشاوره مهدی تقوا در گروه تربیت بدنی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکز است.

مشارکت نویسندگان
تمام نویسندگان در آماده‌سازی این مقاله مشارکت یکسان داشته‌اند.

تعارض منافع
بنابر اظهار نویسندگان، این مقاله تعارض منافع ندارد.

References

1. Farsi A, Ashayeri H, Mohammadzadeh S. [The effect of balance training on hip, knee, and ankle joints Kinematic compatibility of older women during walking (Persian)]. Scientific Journal of Rehabilitation Medicine. 2016; 5(1):135-44. http://medrehab.sbmu.ac.ir/article_1100182.html?lang=en
2. Mousavi SK, Sadeghi H, Tabatabaii Ghomsheh SF. [Functional comparison between kinematic parameters in voluntary and involuntary gait initiation in active male (Persian)]. Journal of Modern Rehabilitation. 2013; 7(3):62-8. http://mrj.tums.ac.ir/article-1-5038-en.html
3. Sadeghi H, Prince F, Zabjek KF, Allard P. Sagittal-hip-muscle power during walking in old and young able-bodied men. Journal of Aging and Physical Activity. 2001; 9(2):172-83. [DOI:10.1123/japa.9.2.172]
4. Cromwell RL, Meyers PM, Meyers PE, Newton RA. Tae Kwon Do: An effective exercise for improving balance and walking ability in older adults. The Journals of Gerontology. Series A, Biological Sciences and Medical Sciences. 2007; 62(6):641-6. [DOI:10.1093/gerona/62.6.641][PMID]
5. Douris P, Southard V, Varga C, Schauss W, Gennaro C, Reiss A. The effect of land and aquatic exercise on balance scores in older adults. Journal of Geriatric Physical The 2003; 26(1):3-6. [DOI:10.1519/00139143-200304000-00001]
6. Sturnieks DL, St George R, Lord SR. Balance disorders in the elderly. Neurophysiologie Clinique/Clinical Neurophysiology. 2008; 38(6):467-78. [DOI:10.1016/j.neucli.2008.09.001][PMID]
7. Lopes K, Costa DF, Santos LF, Castro DP, Bastone AC. Prevalence of fear of falling among a population of older adults and its correlation with mobility, dynamic balance, risk and history of falls. Brazilian Journal of Physical Therapy. 2009; 13(3):223-9. [DOI:10.1590/S1413-35552009005000026]
8. Rezazadeh N, Baluchi R. [The effect of 12 weeks exercise in the water and land on the static and dynamic balance and the risk of falling the old people (Persian)]. Salmand: Iranian Journal of Ageing. 2016; 10(4):140-51. http://suswr.ac.ir/article-1-788-en.html
9. Kerrigan DC, Todd MK, Della Croce U, Lipsitz LA, Collins JJ. Biomechanical gait alterations independent of speed in the healthy elderly: Evidence for specific limiting impairments. Archives of Physical Medicine and 1998; 79(3):317-22. [DOI:10.1016/S0003-9993(98)90013-2]
10. Satoh Y, Yamada T, Shimamura R, Ohmi T. Comparison of foot kinetics and kinematics during gait initiation between young and elderly participants. Journal of Physical Therapy Science. 2019; 31(7):498-503. [DOI:10.1589/jpts.31.498][PMID][PMCID]
11. Watt JR, Franz JR, Jackson K, Dicharry J, Riley PO, Kerrigan DC. A three-dimensional kinematic and kinetic comparison of overground and treadmill walking in healthy elderly subjects. Clinical Bi 2010; 25(5):444-9. [DOI:10.1016/j.clinbiomech.2009.09.002][PMID]
12. Ghasempour H, Sadeghi H, Tabatabai Ghomshe F. [The effects of eight weeks muscular endurance training on some kinematics gait parameters in male elderly (Persian)]. Razi Journal of Medical Sciences. 2017; 24(156):49-55. http://rjms.iums.ac.ir/article-1-3121-en.html
13. Yadegarpour M, Shojaedin SS, Sadeghi H. [Effect of aquqtic endurance training program on static and dynamic balance and lower limb strength in elderly male veterans (Persian)]. Journal of Research in Rehabilitation Sciences. 2012; 8(3):442-453. https://www.sid.ir/fa/journal/ViewPaper.aspx?ID=304224
14. Abbasi A, Sadeghi H, Berenjeian Tabrizi H, Bagheri K, Ghasemizad A. [Effects of aquatic balance training and detraining on neuromuscular performance and balance in healthy middle-aged male (Persian)]. Koomesh. 2012; 13(3):345-54. http://koomeshjournal.semums.ac.ir/article-1-1280-en.html
15. Devereux K, Robertson D, Briffa NK. Effects of a water-based program on women 65 years and over: A randomised controlled trial. Australian Journal of Physiotherapy. 2005; 51(2):102-8. [DOI:10.1016/S0004-9514(05)70038-6]
16. Newell D, Shead V, Sloane L. Changes in gait and balance parameters in elderly subjects attending an 8-week supervised Pilates programme. Journal of Bodywork and Movement Therapies. 2012; 16(4):549-54. [DOI:10.1016/j.jbmt.2012.02.002][PMID]
17. Cao ZB, Maeda A, Shima N, Kurata H, Nishizono H. The effect of a 12-week combined exercise intervention program on physical performance and gait kinematics in community-dwelling elderly women. Journal of Physiological Anthropology. 2007; 26(3):325-32. [DOI:10.2114/jpa2.26.325][PMID]
18. Erdfelder E, Faul F, Buchner A. GPOWER: A general power analysis program. Behavior Research Methods, Instruments, & Computers. 1996; 28(1):1-11. [DOI:10.3758/BF03203630]
19. Sadeghi H, Norouzi H, Karimi Asl A, Montazer M. [Functional training program effect on static and dynamic balance in male able-bodied elderly (Persian)]. Salmand: Iranian Journal of Age 2008; 3(2):565-71. http://salmandj.uswr.ac.ir/article-1-91-en.html 
20. Akbarnejad A, Koneshlou S, Baranchi M. [The effect of 12 weeks of functional training and different periods of detraining on dynamic balance in elderly men (Persian)]. Journal of Exercise Science and Medicine. 2015; 7(1):85-98. [DOI:10.22059/JSMED.2015.53804]
21. Teymourian B, Sadeghi H, Shariatzadeh Joneydi M. [Comparison of ground reaction forces, center of pressure and body center of mass changes in the voluntary, semi-voluntary and involuntary gait termination in healthy young men (Persian)]. Journal of Sport Biomechanics. 2016; 1(3):43-52. http://biomechanics.iauh.ac.ir/article-1-59-en.html
22. Ghasemi MH, Anbarian M, Esmaeili H. Immediate effects of using insoles with various wedges on center of pressure indices and comfort rating during load lifting. Applied Ergonomics. 2020; 88:103195. [DOI:10.1016/j.apergo.2020.103195][PMID]
23. Salavati M, Hadian MR, Mazaheri M, Negahban H, Ebrahimi I, Talebian S, et al. Test-retest reliability of center of pressure measures of postural stability during quiet standing in a group with musculoskeletal disorders consisting of low back pain, anterior cruciate ligament injury and functional ankle instability. Gait & Posture. 2009; 29(3):460-4. [DOI:1016/j.gaitpost.2008.11.016][PMID]
24. Heywood S, McClelland J, Geigle P, Rahmann A, Clark R. Spatiotemporal, kinematic, force and muscle activation outcomes during gait and functional exercise in water compared to on land: A systematic review. Gait & Post 2016; 48:120-30. [DOI:10.1016/j.gaitpost.2016.04.033][PMID]
25. Noh DK, Lim JY, Shin HI, Paik NJ. The effect of aquatic therapy on postural balance and muscle strength in stroke survivors- a randomized controlled pilot trial. Clinical Rehabilitation. 2008; 22(10-11):966-76. [DOI:10.1177/0269215508091434][PMID]
26. Resende SM, Rassi CM. Effects of hydrotherapy in balance and prevention of falls among elderly women. Brazilian Journal of Physical Therapy. 2008; 12(1):57-63. [DOI:10.1590/S1413-35552008000100011]
27. Mirmoezzi M, Amini M, Khaledan A, Khorshidi D. [Effect of 8-week of selected aerobic exercise on static and dynamic balance in healthy elderly inactive men (Persian)]. Salmand: Iranian Journal of Ageing. 2016; 11(1):202-9. [DOI:10.21859/sija-1101202]
28. Kaneda K, Sato D, Wakabayashi H, Hanai A, Nomura T. A comparison of the effects of different water exercise programs on balance ability in elderly people. Journal of Aging and Physical Activity. 2008; 16(4):381-92. [DOI:10.1123/japa.16.4.381][PMID]
29. Cadenas-Sanchez C, Arellano R, Vanrenterghem J, López-Contreras G. Kinematic adaptations of forward and backward walking on land and in water. Journal of Human Kinetics. 2015; 49:15-24. [DOI:10.1515/hukin-2015-0104][PMID][PMCID]
30. Fantozzi S, Cortesi M, Giovanardi A, Borra D, Di Michele R, Gatta G. Effect of walking speed during gait in water of healthy elderly. Gait & Posture. 2020; 82:6-13. [DOI:10.1016/j.gaitpost.2020.08.112][PMID]