Respon Latihan Aerobik dan Anaerobik Maksimal

pada Anak dengan Cerebral Palsy

ASTRID C. J. BALEMANS1,2, LEONTIEN VAN WELY1,2, SUSAN J. A. DE HEER1, JANNEKE

VAN DEN BRINK1, JOS J. DE KONING1, JULES G. BECHER1,2, and ANNET J.

DALLMEIJER1,2

1Department of Rehabilitation Medicine, MOVE Research Institute, Amsterdam VU University

Medical Center, Amsterdam, THE NETHERLANDS; and 2EMGO Institute for Health and Care

Research, VU University, Amsterdam, THE NETHERLANDS

ABSTRAK

Tujuan: Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membandingkan respon latihan

aerobik dan anaerobik maksimal anak-anak dengan cerebral palsy (CP) dengan

tingkat kerusakan motorik dan dibandingkan dengan anak typically developing

(TD). Metode: 70 anak dengan CP, dengan berbagai tingkat gangguan motorik

(Gross Motor Function Classification System (GMFCS) I–III), dan 31 TD

melakukan sebuah tes latihan aerobik maksimal kontinu bertahap dan tes Wingate

anaerobik 20-s pada cycle ergometer. Peak oksigen uptake (V O2peak), anaerobic

threshold (AT), peak ventilation (V Epeak), peak oxygen pulse (peak pulsa O2),

peak ventilatory equivalent of oxygen (puncak VE / V O2) dan karbon dioksida

(puncak VE / VCO2), peak aerobic power output (POpeak), dan mean aerobic power

(P20mean) diukur. Kekuatan otot kaki isometrik ditentukan sebagai hasil sekunder.

Hasil: Analisis mengungkapkan VO2peak lebih rendah untuk CP (I: 35,5 ± 1.2

(SE); II: 33,9 ± 1.6; III: 29,3 ± 2.5 mL.kg-1.min-1) dibandingkan dengan TD (41,0

± 1,3, P< 0,001) dan efek yang sama untuk AT (I: 19,4 ± 0,9; II: 19,2 ± 1.2; III:

15,5 ± 1.9; TD: 24,1 ± 1.0 mL.kg-1.min-1, P < 0,001). VEpeak dan peak O2 pulse

juga lebih rendah, sedangkan peak VE / V CO2 lebih tinggi pada CP dibandingkan

dengan TD (P< 0,05) dan peak VE / VO2 sama antara kelompok. Semua variabel

tersebut menunjukkan tidak ada perbedaan untuk tingkat gangguan motorik.

POpeak lebih rendah untuk CP (I: 2,4 ± 0,1; II: 1,8 ± 0,1; III: 1,4 ± 0.2 W.kg-1)

1

versus TD (3,0 ± 0,1, P< 0,001), bersamaan dengan P20mean rendah pada CP (I: 4,6

± 0,2; II: 3,3 ± 0,2; III: 2,5 ± 0,4 W.kg-1) versus TD (6,4 ± 0,2, P< 0,001), dan

keduanya menurun secara bermakna dengan meningkatnya gangguan motorik.

Kesimpulan: Anak dengan CP mengalami penurunan respon latihan aerobik dan

anaerobik, tapi menurun dalam respon latihan aerobik dan pernapasan tidak

separah seperti yang diperkirakan pada gangguan motorik. Penelitian masa depan

harus mengungkapkan peran tidak aktif pada respon latihan anak-anak dengan CP

dan kemungkinan perbaikan melalui intervensi pelatihan. Kata Kunci:

KEBUGARAN FISIK, TES LATIHAN, KAPASITAS AEROBIK, KAPASITAS

ANAEROBIK, KETERBATASAN MOBILITAS, LATIHAN FISIOLOGI

KLINIS

Kebugaran fisik telah menjadi topik yang menarik pada anak-anak dengan

cacat fisik selama beberapa dekade (12). Penyebab paling umum sebagian besar

cacat fisik di masa anak-anak adalah cerebral palsy (CP), yang didefinisikan

sebagai '' Sekelompok gangguan perkembangan gerakan dan postur menyebabkan

keterbatasan aktivitas yang dikaitkan dengan gangguan bukan progressif yang

terjadi saat perkembangan otak janin atau bayi '' (2,8). Gangguan motorik terkait

dengan CP meliputi spastisitas, penurunan kontrol motorik dan peningkatan

koaktifasi, dan menghasilkan gangguan kemampuan fungsional (2,15,23).

Kemampuan fungsional diklasifikasikan menurut Gross Motor Classification

System (GMFCS) (20), yang diidentifikasikan menjadi lima tingkat: anak-anak di

tingkat I dan II mampu berjalan tanpa alat bantu jalan, anak-anak di tingkat III

dapat berjalan dengan alat bantu jalan, dan anak-anak di tingkat IV dan V tidak

bisa ambulasi.

Akibat adanya disabiltas ini, anak-anak dengan CP memiliki penurunan

kebugaran fisik, yang berhubungan dengan status kesehatan yang rendah dan

perkembangan keadaan sekunder, seperti obesitas, penyakit jantung, dan diabetes

(12,13). Penurunan tingkat kebugaran juga dapat berkontribusi atau mungkin

menghasilkan aktivitas fisik yang tidak aktif dan, akibatnya, dapat mempengaruhi

partisipasi dalam kehidupan sehari-hari (7,13). Kebugaran fisik yang memadai

2

penting untuk kesehatan secara keseluruhan tetapi sangat penting untuk anak

dengan kecacatan yang memiliki keterbatasan dalam kegiatan sehari-hari mereka

dan memerlukan perhatian khusus (12).

Anak-anak dengan CP memiliki tingkat kebugaran fisik rendah dari

komponen kapasitas aerobik (10,14,34) dan kapasitas anaerobik (27,30). Selain

15% -28% kapasitas maksimal aerobik lebih rendah (10,14,34), kapasitas

anaerobik dibutuhkan untuk mempertahankan latihan intensitas tinggi durasi

pendek telah dilaporkan hingga 50% lebih rendah pada anak-anak rawat jalan

dengan CP dibandingkan dengan anak-anak yang menunjukkan typical

development (27,30). Walaupun penelitian sebelumnya menunjukkan penurunan

nilai-nilai kebugaran aerobik dan anaerobik dalam berjalan pada anak dengan CP,

beberapa peneliti telah menyelidiki bagaimana komponen kebugaran ini

dipengaruhi oleh tingkat gangguan motorik (10,14,27,30,34). Informasi ini dapat

digunakan untuk meningkatkan intervensi kebugaran yang ditujukan pada anak

dengan berbagai tingkat gangguan motorik.

Seperti yang dijelaskan oleh Wasserman dkk. (37), kebugaran fisik

tergantung pada tiga sistem fisiologis: fungsi otot, fungsi kardiovaskular, dan

fungsi pernapasan. jika kita mempertimbangkan tiga sistem ini pada anak dengan

CP, mungkin diharapkan gangguan aktivasi motorik langsung mempengaruhi

kekuatan otot (39) karena massa otot yang lebih kecil (19), perubahan arsitektur

dan jenis serat otot (22), dan gangguan koordinasi (2). Selain itu, massa otot yang

kecil menghasilkan ekstraksi oksigen rendah, penurunan peak oxygen uptake

(VO2peak), yang pada gilirannya dapat menginduksi penurunan ambang batas

ventilasi dan anaerobik (AT) (3,25,38).

Fungsi kardiovaskular tidak langsung dipengaruhi oleh gangguan motorik

yang berhubungan dengan CP. Namun, selama latihan maksimal, Verschuren dan

Takken (34) menemukan penurunan peak oxygen pulse (peak O2 pulse), yang

mungkin mencerminkan stroke volume yang rendah dan / atau ekstraksi oksigen

perifer yang berkurang (37). Meskipun yang terakhir diharapkan di CP karena

volume otot yang kecil, stroke volume yang menurun mungkin juga menghasilkan

3

penurunan tingkat aktifitas fisik, yang menginduksi terjadinya deconditioning

(29).

Meskipun tidak mungkin fungsi pernapasan dipengaruhi oleh gangguan

motorik pada anak rawat jalan, beberapa penulis menyarankan bahwa spastisitas

dari otot pernapasan dapat mempengaruhi fungsi paru (9,14). Penelitian ini

memang menemukan bahwa anak-anak dengan CP memiliki peak ventilatory

equivalent of oxygen yang tinggi (peak VE / VO2) dibanding anak dengan

typically developing (TD) (14,18), meskipun penelitian terbaru lainnya

menemukan nilai-nilai yang sama dari peak VE / VO2 pada anak-anak dengan CP

dan kontrol (34). Peak ventilation (VEpeak) mungkin juga berkurang, dan meskipun

ini dikonfirmasi pada satu penelitian (34), hasil ini tidak dapat dikonfirmasi di

tempat lain (14,17). Peak ventilatory equivalent of carbon dioxide (puncak VE /

VCO2) belum diselidiki pada anak-anak dengan CP tapi mungkin dipengaruhi

oleh penurunan pembersihan laktat pada otot yang spastik (5).

Penjelasan untuk penurunan kebugaran aerobik dan anaerobik sehingga

dapat ditemukan di kedua fungsi gangguan motorik dan dekondisioning. Dalam

penelitian ini, kami mengeksplorasi hipotesis bahwa kebugaran aerobik dan

anaerobik menurun pada anak dengan CP, dibandingkan dengan TD, dan

kebugaran yang menurun sebagai peningkatan tingkat GMFCS. Perbedaan antara

tingkat GMFCS diharapkan lebih kecil untuk parameter yang sekunder

terpengaruh karena dekondisioning, seperti VO2peak, AT, peak O2 pulse, dan VEpeak,

dan lebih mungkin untuk dilihat dalam parameter yang langsung dipengaruhi oleh

gangguan motorik yang berhubungan dengan CP, seperti aerobik dan daya

pengelaran anaerobik dan kekuatan otot.

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membandingkan respon latihan

aerobik dan anaerobik maksimal pada anak-anak dengan CP dengan tingkat

gangguan motorik dibandingkan dengan anak-anak dari TD

4

METODE

Peserta. Para peserta termasuk 31 TD dan 70 anak-anak dengan CP yang

36 diklasifikasikan sebagai GMFCS tingkat I, 24 sebagai GMFCS tingkat II, dan

10 sebagai GMFCS tingkat III (Tabel 1). Empat puluh tujuh dari anak-anak

dengan CP mengambil bagian dalam program intervensi learn 2 move 7-12 (33),

11 anak-anak dengan CP berpartisipasi dalam penelitian reliabilitas latihan

maksimal, dan 12 anak-anak dengan CP diukur untuk tujuan klinis. TD direkrut

melalui sekolah dasar atau melalui kolega departemen dan dipilih kecocokan pada

usia dan jenis kelamin pada anak-anak dengan CP. Kriteria eksklusi yang

kontraindikasi untuk melakukan latihan maksimal seperti kejang yang tidak stabil,

aritmia jantung, defek mitokondria, displasia hip, keluhan muskuloskeletal, dan /

atau riwayat operasi kurang dari 6 bulan atau pengobatan botox kurang dari 3

bulan. Orang tua dan anak yang lebih tua dari 12 tahun menandatangani informed

consent, dan semua penelitian telah disetujui oleh Medical Ethical Board of the

VU University Medical Center Amsterdam.

Prosedur dan Peralatan. Anak-anak yang mengunjungi klinik rawat

jalan dari VU University Medical Center Amsterdam untuk sesi pengukuran

dimana parameter hasil primer (respon latihan aerobik dan anaerobik) dan

parameter hasil sekunder (kekuatan otot) yang ditentukan dan jumlah jam

partisipasi olahraga per minggu dimintakan. Anak-anak diberi petunjuk khusus

untuk tidak makan atau minum (kecuali untuk air) 1,5 jam sebelum sesi

pengukuran. Tinggi badan (m) dan berat badan (kg) diukur dengan ukuran

5

dinding-tetap dan skala elektronik (DGI 250D, KERN DE versi 3.3 10/2004; Kern

& Sohn GmbH, Balingen-Frommern) dan digunakan untuk menghitung indeks

massa tubuh (kg.m-2). Ketebalan lemak bawah kulit dari sisi trisep dan

subskapularis ditentukan dengan Holtain skinfold caliper (akurasi, 0,2 mm;

ProCare BV, Groningen, The Netherlands) (26). Mean dari lipatan kulit dari tiga

pengukuran per sisi dan penjumlahan dari keduanya dihitung.

Semua pengukuran dilakukan di laboratorium dengan suhu lingkungan

190C-220C dan kelembaban relatif 41% -50% dan secara acak dilakukan selama

pagi atau sore hari setiap musim dalam setahun. Setelah penentuan antropometri,

peserta dilakukan tes kekuatan otot isometrik, tes latihan maksimal, dan, setelah

istirahat 20-menit, Wingate anaerobic test (WAnT). Semua anak-anak yang

terbiasa memakai sepatu ortopedi atau ortose di kehidupan sehari-hari

mengenakan ini selama tes latihan. Pengukuran kekuatan otot isometrik diukur

dengan hand held dynamometer (MicroFet; Biometrics, Almere, the Netherlands).

Tes latihan maksimal dan WAnT dilakukan dengan cycle ergometer, disesuaikan

untuk anak-anak dengan engkol yang disesuaikan, sepatu fiksasi, dan sadel anak

(Corival V2; Lode B.V, Groningen, the Netherlands). Pertukaran gas di paru

diukur dengan sistem analisis gas (Quark CPET; Cosmed Srl, Rome, Italy) dan

perangkat lunak yang sesuai (PFT CPET Suite, version 9.1b, Cosmed Srl) untuk

penetuan oxygen uptake (VO2), produksi karbon dioksida (CO2), dan ventilasi

(VE). Sebelum pengumpulan data, volume dikalibrasi dengan jarum suntik 3-L,

dan alat analisa O2 dan CO2 dikalibrasi menggunakan udara ambien dan gas

referensi untuk mengetahui konsentrasi. HR dipantau selama uji latihan maksimal

dengan Cosmed HR Monitor (Cosmed S.r.l.). Software tertentu digunakan untuk

melakukan dan memproses WAnT (Wingate Software V1, Lode B.V., Groningen,

the Netherlands).

PROTOKOL

6

Respon latihan aerobik. Untuk sosialisasi, anak-anak duduk dan

menonton film sambil mengenakan topeng selama 5 menit. Tes latihan progresif

maksimal cycle ergometer dilakukan, berdasarkan protokol McMaster (1). Untuk

menentukan pengaturan ergometer dan untuk membiasakan diri bersepeda di

ergometer, anak-anak melakukan fase pemanasan 2-3 menit pada beban

berdasarkan HR 100-115 bpm. Kemudian, dilakukan tes submaksimal 4-6 menit

untuk membentuk latihan tetap dan menentukan beban awal dari tes progresif

maksimal. Beban submaksimal berdasarkan pada tinggi dan tingkat GMFCS (lihat

Tabel, Tambahan digital 1, http://links.lww.com/MSS/A193, memperkirakan

beban submaksimal untuk tes latihan), dengan target HR 60% -70% dari estimasi

maksimal HR mereka (sekitar 1,75 X beban pemanasan). Setelah istirahat 1-min,

anak-anak mulai tes maksimal dengan beban yang meningkat setiap menit sampai

tenaga maksimal tercapai. Beban per tahap didasarkan pada tingkat GMFCS dan

tinggi (lihat Tabel, Tambahan Digital 2, http://links.lww.com/MSS/A194,

memperkirakan beban per kenaikan tahap untuk tes latihan maksimal). Tes latihan

maksimal dianggap sebagai tes maksimal jika dua dari tiga kriteria berikut

dicapai: 1) HR >180 bpm, 2) RER >1, dan / atau 3) tanda subjektif kelelahan.

Sebuah fase pemulihan 2 menit terdiri dari bersepeda di 10 W sampai HR

menurun mencapai HR di fase submaksimal. Anak-anak bersepeda pada 60-70

rpm di seluruh tes bersepeda. Reliabilitas dari respon protokol latihan aerobik

ditentukan dalam penelitian percontohan dan menunjukkan korelasi koefisien

antar kelas > 0,9, dengan pengukuran SE 1,45 mL.kg-1.min-1 VO2peak (hasil tidak

dipublikasikan).

Respon latihan anaerobik. WAnT 20-s, test sprint terhadap torsi

konstan, dilakukan (16). Untuk menentukan torsi optimal dan untuk sosialisasi,

tiga sprint pemanasan dari 5 s dilakukan pada torsi yang berbeda berdasarkan

tinggi dan tingkat GMFCS (lihat Tabel, tambahan digital 3,

http://links.lww.com/MSS/A195, Faktor torsi untuk memperkirakan torsi yang

optimal untuk Wingate test). Pada awalnya, di antara sprint pemanasan dari 40 s,

anak-anak bersepeda selama 2 menit pada beban yang sama seperti yang

digunakan untuk pemanasan pada tes aerobik. Torsi yang optimal didefinisikan

7

sebagai torsi di mana anak mengakhiri sprint 5-s antara siklus frekuensi dari 90

sampai 100 rpm. WanT 20-s dilakukan di torsi optimal yang telah ditentukan dan

didahului dan diikuti oleh 3 menit bersepeda pada beban pemanasan. Reliabilitas

dar WanT 20-s (P20mean) ditentukan dalam penelitian percontohan dan

menunjukkan korelasi koefisien antar kelas > 0,99, dengan pengukuran SE 0,22

W.kg-1 (11).

Kekuatan otot. Kekuatan otot isometrik dari knee ekstensor dan abduktor

hip kaki yang tidak dominan dinilai dalam tiga percobaan setelah satu latihan

percobaan menggunakan '' make-methode, '' yang telah dilaporkan menunjukkan

intrasession yang baik dan reliabilitas intersession dengan koefisien korelasi antar

kelas 0,71-0,97 dan pengukuran SE dari 13,61-25,26 N pada anak dengan CP (4).

Penilaian tetap ekstremitas anak dengan dynamometer, dan anak mendorong

dengan kekuatan maksimal selama 3 s membentuk peak force (N) (24).

PENGUMPULAN DATA

HASIL PRIMER

Respon latihan aerobik. Gas pernapasan yang terkumpul setiap kali

bernafas. Parameter aerobik maksimal, lebih dari 30 s di mana beban tertinggi

dipertahankan, dihitung dan terdiri dari 1) VO2peak (mL.kg-1.min-1), 2) VEpeak

(L.min-1), 3) peak respiratory frequency (Rfpeak (breaths’min-1)), 4) peak tidal

volume (VTpeak (mL.breath-1)), 5) peak O2 pulse (mL.beat-1), 6) peak VE / VO2, dan

7) puncak VE / v CO2. Tiga ambang ventilasi dihitung selama tes latihan

maksimal: AT, ambang ventilasi 1 (VT1), dan ambang ventilasi 2 (VT2). AT

didefinisikan sebagai titik di mana terjadi kenaikan produksi CO2 yang relatif

lebih cepat dibanding ambilan VO2, yang mewakilkan pergantian ke glikolisis

anaerobik, dan ditentukan dengan metode lereng V oleh dua penilai independen

(3). Peningkatan produksi CO2, sebagai akibat buffering laktat dalam sel otot,

menghasilkan peningkatan ventilasi dalam dua tahap: VT1 dan VT2. VT1

ditandai dengan peningkatan tidak linier di VE / VO2 dihasilkan dari ventilasi yang

lebih tinggi karena permintaan O2 yang meningkat, sedangkan VT2 terjadi pada

tahap berikutnya dekat dengan kapasitas maksimal, diwakili oleh hiperventilasi

8

berakhir sebagai kelebihan CO2 (37). Peak aerobic output (POpeak (W.kg-1))

didefinisikan sebagai beban bahwa anak-anak mampu bertahan setidaknya 30 s.

Respon latihan anaerobik. Nilai mean kekuatan anaerobik lebih dari 20 s

(P20mean [W.kg-1]) dan puncak daya anaerobik (P20peak [W.kg-1]), output daya

tertinggi, yang berasal dari 20-s WAnT

HASIL SEKUNDER

Kekuatan otot. Mean dari peak force (N) didapatkan dari tiga uji coba

dikalikan dengan moment arm (m) untuk memperkirakan moment sekitar sendi

(N.m) dan dinormalisasikan untuk berat badan (N.m.kg-1) untuk kedua knee

ekstensor dan abduktor hip. Informasi lebih lanjut tentang protokol dapat

ditemukan di tempat lain (33).

Analisis statistik. Perhitungan jumlah sampel menunjukkan bahwa

setidaknya delapan anak di masing-masing kelompok GMFCS diminta untuk

dideteksi perbedaan dalam VO2peak dari 4 mL.kg-1.min-1 dan di P20mean dari 1,5

W.kg-1 dengan kekuatan 0,9 dan alpha 0,05. Model umum linear univariat

diterapkan untuk menguji perbedaan antara TD dan tingkat GMFCS

menggunakan post hoc penyesuaian Bonferroni. Analisis disesuaikan untuk

perancu dari usia, tinggi badan, berat badan, dan / atau jenis kelamin. Analisis

yang dilakukan dengan menggunakan Predictive Analytics Software Statistic 18

(SPSS Inc, Chicago, IL). Nilai P dari < 0.05 dianggap bermakna secara statistik.

HASIL

Peserta. Satu anak muncul sebagai orang asing di hampir setiap

pengukuran hasil karena perbedaan besar dalam tinggi dan berat badan

dibandingkan dengan peserta sisa dan dikeluarkan dari analisis. Tabel 1

menyajikan karakteristik peserta. Sebuah perbedaan yang bermakna dalam

ketebalan lipatan kulit yang ditemukan antara TD dan GMFCS III (P < 0,05).

Juga, anak-anak TD muncul untuk berpartisipasi lebih sering dalam olahraga

daripada anak-anak dengan CP (P < 0,001).

9

Semua anak mampu menyelesaikan kedua tes kekuatan otot dan tes

kebugaran anaerobik. Semua anak bekerja sama dalam kinerja tes bersepeda

aerobik, tapi dua anak tidak mampu menyelesaikan tes karena kurangnya

motivasi. Dua anak dikeluarkan dari analisis karena mereka gagal memenuhi

kriteria RER >1,0 dan HR >180, menunjukkan bahwa mereka tidak mencapai

kinerja aerobik maksimal. Data pernapasan kurang untuk tiga anak, dua anak

dengan CP menolak untuk mengenakan masker analisis gas, dan satu tes

terganggu oleh masalah teknis. Ambang ventilasi selama latihan maksimal tidak

dapat ditentukan berdasar jumlah peserta: AT untuk 1 TD, VT1 untuk 10 CP

(GMFCS I: 2; GMFCS II: 6; GMFCS III: 2), VT2 untuk 7 TD, dan 33 anak

dengan CP (GMFCS I: 12; GMFCS II: 14; GMFCS III: 7).

Respon Latihan dan Gangguan Motorik

Nilai mean dari pengukuran hasil, dikoreksi untuk usia, tinggi, berat, dan /

atau jenis kelamin pada saat yang tepat, dan hasil dari model linear umum

univariat dapat ditemukan pada Tabel 2.

10

Hasil Primer

Respon latihan aerobik. Analisis mengungkapkan VO2peak lebih rendah

(Gambar. 1A) dan bentuk absolut AT (Gambar. 1B) untuk semua tingkat GMFCS

dibandingkan dengan TD (P < 0,001). VT1 dan VT2 secara bermakna lebih

rendah (P < 0,05) pada GMFCS III dan I, masing-masing, dibandingkan dengan

TD ketika dinyatakan dalam bentuk absolut, tapi AT, VT1, dan VT2

menunjukkan tidak ada perbedaan ketika dinyatakan relatif terhadap VO2peak.

VEpeak dan peak O2 pulse juga lebih rendah (P < 0,05) pada GMFCS III dan I,

masing-masing, dan puncak VE / VCO2 dan Rfpeak lebih tinggi pada CP, untuk

GMFCS II, dan I dan II, masing-masing, dibandingkan dengan TD (P < 0,05),

sedangkan peak VE / VO2 dan VTpeak adalah serupa antara kelompok. Tidak ada

perbedaan antara tingkat GMFCS ditemukan untuk variabel aerobik pernapasan

ini. POpeak (Gambar. 2A) adalah lebih rendah untuk CP vs TD dan menurun secara

bermakna dengan meningkatnya tingkat GMFCS (P < 0,001).

Respon latihan anaerobik. P20mean (Gambar. 2B) dan P20peak lebih rendah

di CP dibandingkan dengan TD (P < 0,001) dan lebih rendah dengan

meningkatnya tingkat GMFCS. Rasio anaerobik dan aerobik lebih rendah pada

CP dibandingkan dengan TD (P < 0,05)

11

Hasil Sekunder

Kekuatan otot isometrik dari abduktor hip lebih rendah pada CP (P <

0,001) dibandingkan dengan TD dan menurun dengan meningkatnya tingkat

GMFCS. Kekuatan otot isometrik dari knee ekstensor lebih rendah pada CP

dibandingkan dengan TD (P < 0,001).

DISKUSI

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membandingkan respon latihan

aerobik dan anaerobik maksimal pada anak-anak dengan CP dengan berbagai

tingkat gangguan motorik dan dibandingkan dengan TD. Ini adalah penelitian

pertama yang menguji respon latihan aerobik dan anaerobik dari kelompok besar

anak-anak dengan CP yang dibedakan oleh tingkat GMFCS, termasuk GMFCS

tingkat III, dibandingkan dengan TD. Hasil penelitian menunjukkan bahwa anak-

anak dengan CP mengalami penurunan respon latihan aerobik dan anaerobik

dibandingkan dengan TD. Namun, sebagian besar respon latihan pernapasan

aerobik tidak dapat dibedakan atas dasar tingkat GMFCS saja.

Temuan utama dari penelitian ini adalah bahwa VO2peak anak-anak dengan

CP menurun dibandingkan dengan TD. Meskipun demikian, tidak ada hubungan

yang bermakna dengan tingkat gangguan motorik. Temuan ini sesuai dengan hasil

Verschuren dkk. (36), yang juga tidak menemukan perbedaan VO2peak antara

GMFCS I dan II (I: 42,18; II: 41,45, mL.kg-1.min-1). Penelitian lain menemukan

VO2peak lebih rendah pada CP daripada TD (10,14,17,18,28,34). Sebuah penjelasan

12

untuk penurunan VO2peak mungkin berkurangnya ekstraksi oksigen pada otot saat

berolahraga karena kecilnya massa otot pada anak dengan CP. Namun, sudah di

laporkan bahwa distribusi jenis serat mungkin mendukung untuk mencukupi

VO2peak, karena anak-anak dengan CP memiliki proporsional lebih serat otot slow-

twitch (6). Mengingat temuan kami bahwa VO2peak tidak menunjukkan penurunan

dengan tingkat gangguan motorik, berbeda dengan penurunan karena massa otot

yang rendah, tampaknya ada faktor selain gangguan motorik juga mempengaruhi

kapasitas aerobik maksimal. Karena rendahnya tingkat aktivitas fisik yang

dilaporkan pada anak dengan CP, deconditioning mungkin juga menjelaskan

sebagian penurunan VO2peak (29,32).

Kami menemukan bahwa AT, secara absolut, menunjukkan pola yang

sama dari nilai-nilai pada anak CP tanpa hubungan dengan tingkat gangguan

motorik. Satu-satunya penelitian lain untuk menyelidiki AT pada remaja dengan

CP menemukan AT lebih tinggi (22,0 ± 5.2 mL.kg-1.min-1) dari yang terlihat

dalam hasil kami (25). Ketika dinyatakan relatif terhadap VO2peak, tidak ada

perbedaan yang ditemukan untuk AT, yang dapat dijelaskan oleh penurunan

VO2peak tersebut. AT yang rendah dalam kehidupan sehari-hari menunjukkan

bahwa anak-anak melakukan kegiatan fisik setiap hari, seperti berjalan kaki, dekat

atau di atas AT mereka, sehingga di awal terjadi kelelahan. Oksidasi aerobik

mungkin terhambat oleh kecilnya volume otot pada CP, yang merangsang

perubahan awal untuk glikolisis anaerobik seperti yang diungkapkan pada AT

yang rendah (5). Penurunan AT mungkin juga disebabkan oleh lokal obstruksi

venous return yang dihasilkan dari paresis spastik dari trisep surae (5). Temuan

bahwa baik VO2peak dan AT menunjukkan sedikit atau tidak ada perbedaan antara

berbagai tingkatan gangguan motorik (GMFCS) menunjukkan bahwa, selain efek

dari massa otot yang lebih kecil, kedua parameter juga bisa menurun sebagai

akibat dari deconditioning. Jumlah jam partisipasi olahraga yang lebih rendah

pada anak CP mendukung hipotesis ini. Juga, anak dengan CP yang kurang

mampu berjalan jarak jauh, dan mereka melakukan lebih sedikit terkait aktivitas

aerobik, yang juga dapat menjelaskan rendahnya respon latihan mereka.

13

Rendahnya O2 pulse ditemukan pada tingkat GMFCS I dibandingkan

dengan TD, yang sejalan dengan Verschuren dan Takken (34), meskipun mereka

menemukan nilai yang lebih tinggi di kedua CP (8.58 ± 3.0 mL.beat -1) dan

kelompok TD (10,3 ± 3.6 mL.beat-1). Rendahnya O2 pulse mendukung penurunan

ekstraksi oksigen perifer, karena ini menentukan oksigen pulse dalam kombinasi

dengan stroke volume. Rendahnya stroke volume mungkin juga hasil dari

deconditioning (12).

Parameter pernapasan tidak konsisten mempengaruhi CP. Pertama, anak-

anak di tingkat GMFCS III menunjukkan rendahnya VEpeak dibandingkan dengan

TD dengan tidak ada perbedaan dalam VTpeak. Adanya ketidakkonsistenan literatur:

tidak ada perbedaan VEpeak ditemukan selama cycle ergometry (17), sedangkan

hasil berbeda dilaporkan untuk latihan treadmill (34). VTpeak belum diselidiki

sebelunya pada anak dengan CP. Kedua, puncak yang serupa nilai VE / VO2 kami

temukan untuk CP dan TD berbeda dengan penelitian sebelumnya (14,17) tetapi

sesuai dengan penelitian dari Verschuren dan Takken (34). Oleh karena itu, hasil

kami tidak mendukung saran bahwa paresis spastik mempengaruhi otot

pernapasan (9). Ketiga, puncak yang lebih tinggi VE / VCO2 hanya terlihat di

GMFCS II dan Rfpeak meningkat pada GMFCS I dan II, dibandingkan dengan TD.

Ini mungkin menunjukkan meningkatnya respon ventilasi dengan peningkatan

VCO2, terjadi pada VT1 dan VT2, karena buffering laktat berlebihan (5,37).

Kurangnya deteksi VT1 dan VT2 di sejumlah besar anak-anak dengan CP

mungkin disebabkan oleh perubahan yang lebih bertahap oksidasi aerobik ke

glikolisis anaerobik, disertai pembentukan laktat selama tahap awal latihan.

Daya output aerobik dan anaerobik yang ditemukan menurun pada anak

dengan CP dan selanjutnya menurun dengan tingkat yang lebih tinggi dari

gangguan motorik. Penurunan nilai dengan gangguan motorik yang lebih tinggi

juga terlihat untuk kekuatan otot. Hal ini mencerminkan fakta bahwa kedua daya

output dan kekuatan otot dipengaruhi oleh masalah yang terkait dengan CP,

sedangkan respon latihan pernapasan aerobik tidak dipengaruhi oleh gangguan

koordinasi. Pengaruh koordinasi harus diperhitungkan ketika menafsirkan daya

output dan nilai kekuatan. Nilai yang lebih rendah untuk kapasitas aerobik dan

14

anaerobik pada anak dengan CP juga ditampilkan oleh van den Berg-Emons dkk.

(30). Sebuah tes Wingate dari 30 s dilakukan pada penelitian sebelumnya, walau

20 s yang kita diterapkan, menjelaskan rendahnya nilai dari mean kekuatan di

bandingkan dengan penelitian kami (21,27,30). Namun, nilai-nilai yang lebih

rendah di bandingkan dengan penelitian kami juga ditampilkan untuk puncak daya

baik di kelompok CP dan TD (30).

Kami tidak menemukan perbedaan yang bermakna antara puncak HR dan

puncak RER, menunjukkan bahwa anak-anak dengan CP, termasuk anak yang

diklasifikasikan sebagai GMFCS tingkat III, dapat mencapai kapasitas aerobik

maksimal pada cycle ergometer. Hal ini menguntungkan karena tes kebugaran dan

hasil mereka dapat digunakan untuk mengukur kebugaran dan mengevaluasi

program pelatihan yang bertujuan untuk meningkatkan kebugaran fisik (31,35).

Anak-anak dalam kelompok kontrol dipilih secara berhati-hati dengan

mencocokkan kontrol oleh usia dan jenis kelamin untuk anak-anak CP. Meskipun

demikian, ketebalan lipatan kulit yang lebih tinggi pada anak-anak dengan

GMFCS III dan penurunan nilai dari jam partisipasi olahraga di semua tingkatan

GMFCS dibandingkan dengan kontrol. Hal ini menunjukkan bahwa anak-anak

dengan CP mungkin lebih sedentary daripada kelompok kontrol, yang dapat

mempengaruhi respon latihan. Namun, efek dari jenis dan intensitas partisipasi

olahraga dan aktivitas fisik sehari-hari lainnya terhadap respon latihan harus

diselidiki dalam penelitian berikutnya.

Keterbatasan penelitian ini adalah jumlah anak yang diklasifikasikan

sebagai GMFCS III lebih rendah dibandingkan dengan kelompok lain. Evaluasi

lebih lanjut dari respon latihan aerobik dan anaerobik pada anak-anak ini

diperlukan. Selain itu, pengujian anak rawat jalan dengan CP pada cycle

ergometer mungkin merugikan karena bersepeda tidak spesifik untuk kondisi

kehidupan sehari-hari mereka. Namun, keuntungan cycle ergometer termasuk

kemungkinan untuk mengukur standar pengiriman output daya eksternal dan

kurangnya pembatasan pada anak-anak dalam mencapai kinerja maksimal karena

masalah keseimbangan saat ambulasi. Selanjutnya, meskipun sifat heterogen dari

15

populasi yang diuji dapat dianggap kerugian, berbagai karakteristik juga akan

bermanfaat bagi generalisasi.

Kesimpulannya, kami menunjukkan bahwa respon latihan aerobik dan

anaerobik lebih rendah pada anak dengan CP, di semua tingkat GMFCS,

dibandingkan dengan anak-anak menunjukkan typical development. Hasil pada

pernapasan dan respon latihan aerobik tidak menonjol seperti yang diharapkan

berdasarkan pada tingkat keparahan CP saja. Hal ini menunjukkan bahwa

penelitian masa depan harus menyelidiki peran aktif pada kapasitas aerobik anak

dengan CP dan fokus pada kemungkinan peningkatan melalui intervensi

pelatihan.

16