Wpływ ćwiczeń fizycznych na zdolność wysiłkową i pracę mięśni tułowia kobiet po leczeniu raka piersi

Fizjoterapia 2008, 16, 3, 48-56 ISSN 1230-8323 DOI: 10.2478/v10109-009-0028-5 Wpływ ćwiczeń fizycznych na zdolność wysiłkową i pracę mięśni tułowia kobiet po leczeniu raka piersi The effect of physical exercises on effort tolerance and work of the trunk muscles in women after breast cancer treatment Wydział Fizjoterapii AWF we Wrocławiu Faculty of Physiotherapy, University School of Physical Education in Wrocław Streszczenie: Celem pracy było określenie zależności między zdolnością wysiłkową i pracą mięśni tułowia kobiet po leczeniu raka piersi. Badania objęły 50 kobiet po odjęciu piersi metodą Patey a z powodu raka. Średnia wieku wyniosła 55,6 roku. Badane kobiety podzielono na dwie grupy zależnie od udziału w ćwiczeniach fi zycznych. U wszystkich został przeprowadzony test zdolności wysiłkowej na bieżni ruchomej według protokołu Bruce a oraz badania czynnościowe mięśni tułowia przy wykorzystaniu prędkości kątowej 60 /s. Wartość wskaźnika pracy mięśni prostowników tułowia w odniesieniu do masy ciała kobiet po leczeniu raka piersi nieuczestniczących w ćwiczeniach wyniósł 26,9%, a zginaczy 28,7% wartości uzyskanych przez kobiety regularnie ćwiczące. Kobiety po leczeniu raka piersi nieuczestniczące w ćwiczeniach uzyskały także jedynie 86,4% czasu trwania testu wysiłkowego w porównaniu z kobietami ćwiczącymi, ich pobór tlenu kształtował się odpowiednio na poziomie 72,5%, natomiast równoważnik energetyczny 71,9% grupy systematycznie wykonującej ćwiczenia. Wykazano przeciętny związek pracy mięśni prostowników i zginaczy tułowia ze zdolnością wysiłkową kobiet po leczeniu raka piersi. Stwierdzono wprost proporcjonalny związek dla mięśni prostowników tułowia oraz odwrotnie proporcjonalny związek dla mięśni zginaczy. Słowa kluczowe: rak piersi, fi zjoterapia, dynamometria czynnościowa, zdolność wysiłkowa. Abstract: The aim of the research was to examine the interdependence between effort tolerance and work of the trunk muscles in women after breast cancer treatment. The research was carried out in a group of 50 women after mastectomy performed with the use of Patey method. The average age of the examined women was 55.6 years. The examined women were divided into two groups depending on their participation in physical exercises. All the examined women were undergone the effort tolerance test on a treadmill according to Bruce protocol and the isokinetic test of the trunk muscles; the tests were conducted at 60 /s. The work index value of the trunk s extensor muscles in relation to body mass of women treated for mammary cancer not participating in the rehabilitation program was only 26.9%, and for the fl exor muscles only 28.7% of the values obtained by the women who regularly took part in the rehabilitation exercises. The women after mastectomy who did not participate in the rehabilitation program also obtained also 86.4% of the exercise test duration time in comparison with the group of exercising women, their oxygen uptake was 72.5% and energetic equivalent was 71.9% of the exercising group. The research showed an average dependence between work of the trunk s fl exors and extensors and effort tolerance in women after mastectomy as well as a directly proportional relation for the trunk s extensors and an inversely proportional relation for the trunk s fl exors. Key words: breast cancer, physiotherapy, functional dynamometry, effort. 48 Wprowadzenie Leczenie raka piersi ma charakter skojarzony i obejmuje najczęściej zabieg operacyjny, naświetlania promieniami jonizującymi oraz stosowanie leków przeciwnowotworowych, co w następstwie może prowadzić do upośledzenia czynności wielu układów organizmu człowieka. Zaburzona może zostać funkcja układu ruchu, układu oddechowego i naczyniowego, co z kolei może doprowadzić do zmniejszenia wydolności fi zycznej, która jest wypadkową sprawnego współdziałania tych układów [1]. Dotyczy to zwłaszcza układu krążeniowo-oddechowego oraz nerwowo-mięśniowego, które w wydolności fi zycznej mają decydujące znaczenie, a ta z kolei warunkuje także zdolność do wykonywania pracy przez najdłuższy czas i na określonym poziomie. Introduction Treatment of breast cancer is of combined character and it usually includes a surgical procedure, ionizing irradiation and antineoplastic drugs, which may consequently lead to dysfunctions of many systems of the body. The dysfunctions may concern functioning of the motor, respiratory and vascular system, which in turn may lead to decreasing of physical fi tness which relies on cooperation of all those systems [1]. It is especially important for the circulatory-respiratory system and for the neuro-muscular system, which are vital for proper physical fi tness and the latter conditions the ability to carry out a task or work for longer period of time and at a certain level.

Physiotheraphy 2008, 16, 3 The effect of physical exercises on effort tolerance and work of the trunk muscles in women after breast cancer treatment Kobiety po rozpoznaniu raka piersi na ogół zmniejszają całkowitą aktywność fi zyczną o 11%, a więc w przybliżeniu o 2 godziny tygodniowo w stosunku do okresu przed rozpoznaniem. Przede wszystkim dotyczy to kobiet z nadwagą (o 41%) lub po dodatkowej radioterapii i/lub chemioterapii (50%) [2]. Między innymi jest to przyczyną zmniejszenia o ok. 50% maksymalnego momentu siły, pracy i mocy mięśni zginaczy i prostowników tułowia kobiet po leczeniu raka piersi w porównaniu z kobietami zdrowymi [3, 4]. Opisane powyżej zaburzenia mogą być także przyczyną obniżenia zdolności wysiłkowej i sprawności fi zycznej, w wyniku czego następuje zmniejszenie maksymalnego poboru tlenu podczas testu wysiłkowego na bieżni ruchomej lub cykloergometrze [2]. Obniżenie zdolności wysiłkowej ma w tym wypadku jednak charakter odwracalny. Podjęcie wczesnej rehabilitacji wraz z profi laktyką i leczeniem czynnościowych zmian po doszczętnym leczeniu raka piersi może jej zapobiegać lub wręcz prowadzić do poprawy. Wskazują na to wyniki autorów badających wpływ ćwiczeń na cykloergometrze [5], bieżni ruchomej [6, 7] lub treningu marszowego [8] na poprawę zdolności fi zycznej kobiet po mastektomii. Wykazali oni istotne zwiększenie maksymalnego poboru tlenu i czasu trwania testu po 6-10 tygodniach systematycznych ćwiczeń [8]. Poprawa zdolności wysiłkowej miała także znaczenie w łagodzeniu następstw radioterapii i chemioterapii oraz zmniejszeniu niekorzystnych zmian w psychice, takich jak depresja, lęk i zmęczenie [5, 8, 9]. Informacje dotyczące wyłącznie momentu siły mogą być mylące, jeśli chodzi o pracę wykonaną przez kurczące się mięśnie [10]. Uzyskanie maksymalnego momentu siły podczas badań izokinetycznych nie musi być równoznaczne z wykonaniem największej pracy. Jej analiza zawiera dodatkowo informację o rozwoju siły podczas wykonywanego ruchu. Keller i in. [11], Holm i in. [12] oraz Brady i in. [13] analizowali ten parametr w swoich badaniach. Keller i in. [11] i Holm i in. [12] przedstawili wyniki całkowitej pracy dla kobiet w średnim wieku 48 lat, leczonych z powodu dolegliwości dolnego odcinka kręgosłupa dla prędkości kątowych ω = 60 /s i ω = 120 /s. Całkowita praca mięśni prostowników wynosiła, zależnie od prędkości kątowej, odpowiednio 290-370 J i 750-1000 J, a mięśni zginaczy 420-500 J i 1200-1450 J. Brady i in. [13] przedstawili natomiast wyniki pracy mięśni tułowia w odniesieniu do masy ciała w grupie 191 pacjentów ze schorzeniami kręgosłupa. Dla mięśni prostowników wartości kształtowały się w granicach 40-66% dla ω = 60 /s i 25-41% dla ω = 150 /s, a dla mięśni zginaczy: 55-67% i 32-56%. Najwięcej doniesień dotyczy pacjentów ze schorzeniami kręgosłupa. W piśmiennictwie nie znaleziono natomiast informacji na temat powyższych badań prowadzonych u pacjentów onkologicznych. Badania własne [3, 4] wykazały jednak, że kobiety po mastektomii nieuczestniczące w rehabilitacji ruchowej osiągają jedynie 1/3 wartości w porównaniu do kobiet ćwiczących. Celem pracy było wykazanie zróżnicowania parametrów siłowo-prędkościowych mięśni tułowia oraz zdolności wysiłkowej w zależności od poziomu aktywności fi zycznej oraz określenie związków pomiędzy zdolnością wysiłkową i pracą mięśni tułowia kobiet po leczeniu raka piersi. Założono, że praca dużej grupy mięśni, jakimi są mięśnie tułowia, warunkuje zdolność wysiłkową kobiet po leczeniu raka piersi. In women diagnosed with breast cancer total physical fi tness decreases by 11%, which is approximately 2 hours per week in comparison with the time prior to the disease s set off. Most of all it concerns women who are overweight (by 41%) or after additional radiotherapy and/or chemotherapy (50%) [2]. It results in, among other things, decreasing by about 50% of the maximal moment of force, work and strength of fl exors and extensors of the trunk in women after breast cancer treatment in comparison with healthy women [3, 4]. The described above disorders may also be a cause of decreasing of effort tolerance and physical fi tness, which leads to decreasing of the maximal oxygen intake during the effort test on a treadmill or on a cyclometer [2]. Reduction of effort tolerance in this case may be reversible. Early introduction of rehabilitation combined with prophylaxis and functional treatment of the changes after radical breast cancer treatment may prevent the reduction or even improve of effort tolerance. It is indicated by the results of the researchers examining the effects of exercising on a cyclometer [5], treadmill [6, 7] or walking training [8] on effort tolerance in women after mastectomy. They showed signifi cant increasing of the maximal oxygen intake and the duration time of the test after 6-10 weeks of systematic exercises [8]. The improvement of effort tolerance also played an important role in soothing the consequences of radiotherapy and chemotherapy as well as in reducing negative changes in the psyche, such as depression, anxiety and tiredness [5, 8, 9]. The information concerning only the moment of force may be misleading in terms of the work carried out by flexing muscles [10]. Obtaining the maximal moment of force during isokinetic examinations does not have to be tantamount to carrying out the most intensive work. Analysis of the work additionally includes some information about development of the force during the carried out movement. Kelle et al. [11], Holm et al. [12] and Brady et al. [13] analysed this parameter in their research. Kelle et al. [11] and Holm et al. [12] presented the results of the total work in women at the average age of 48 treated due to problems of the lower section of the spine for angular velocities of ω = 60 /s and ω = 120 /s. The total work for the extensors was, depending on the angular velocity, 290-370 J and 750-1000 J respectively, and for the flexors 420-500 J and 1200-1450 J respectively. Brady et al. [13] presented the results of the work of the trunk muscles in relation to body mass in a group of 191 patients with diseases of the spine. For the extensors the values were as follows: 40-66% for ω = 60 /s and 25-41% for ω = 150 /s, whereas for the flexors 55-67% and 32-56%. The highest number of reportsconcern patients with illnesses of the spine. The references lack information about the aforementioned examinations carried out in oncological patients. The research examinations [3, 4] showed, however, that women after mastectomy who do not participate in physical rehabilitation achieve only 1/3 of the values in comparison with exercising women. The aim of the paper was to show diversifi cation in the force-speed parameters of the trunk muscles and effort tolerance depending on the level of physical activity and relations between effort tolerance and work of the trunk muscles in women after breast cancer treatment. It was assumed that work of such a large group of muscles as the trunk muscles conditions effort tolerance in women after breast cancer treatment. Materiał badań Badania zostały przeprowadzone na Wydziale Fizjoterapii Akademii Wychowania Fizycznego we Wrocławiu i objęły 50 kobiet po odjęciu piersi metodą Patey a z powodu raka. Material The research was carried out in the Faculty of Physiotherapy of University of Physical Education in Wrocław in a group of 50 after mastectomy by means of the Patey s 49

Wpływ ćwiczeń fi zycznych na zdolność wysiłkową i pracę mięśni tułowia kobiet po leczeniu raka piersi Fizjoterapia 2008, 16, 3 Wszystkie badane były mieszkankami dużej aglomeracji miejskiej (Wrocław). Średnia wieku wyniosła 55,6 roku (34-77). Nowotwór rozwinął się w sutku lewym u 58,2%, natomiast w prawym u 41,8%. Średni czas od zabiegu chirurgicznego wyniósł 5 lat. 81,8% kobiet zostało dodatkowo poddanych leczeniu uzupełniającemu: u 34,0% zastosowano chemioterapię, u 56,2% radioterapię i u 60% hormonoterapię. W przypadku 25,0% wykorzystano wszystkie trzy metody leczenia uzupełniającego, u 45,0% skojarzono dwie metody, natomiast u 42,5% wykorzystano tylko jedną formę leczenia uzupełniającego. Badane kobiety podzielono na dwie grupy zależnie od udziału w ćwiczeniach fi zycznych: Grupa 1 25 kobiet po leczeniu raka piersi regularnie uczestniczących w ćwiczeniach fi zycznych (tab. 1); Grupa 2 25 kobiet po leczeniu raka piersi, nie biorących udziału w ćwiczeniach fi zycznych (tab. 1). Kobiety z grupy pierwszej (n = 25) rozpoczynały ćwiczenia w pierwszych dobach po operacji (rehabilitacja szpitalna), po czym kontynuowały ćwiczenia w formie rehabilitacji ambulatoryjnej. Ćwiczenia te odbywały się trzy razy w tygodniu przez 45 minut, a ich intensywność kształtowała się na poziomie 55% tętna maksymalnego dla badanej grupy, obliczonego według wzoru 220 wiek. Monitorowana była częstość skurczów serca (sporttestery). Średni czas od zabiegu operacyjnego był równoznaczny ze średnim czasem udziału w ćwiczeniach. Program usprawniania realizowany był bowiem w ramach działalności klubu kobiet po mastektomii Amazonki. Jest to program ciągły, a dobór kobiet przypadkowy. Prowadzona jest kinezyterapia grupowa, w której może uczestniczyć każda chętna po leczeniu raka piersi kobieta. Dołącza się ją do istniejącej już grupy na podstawie skierowania od lekarza onkologa. Program zawierał zestaw ćwiczeń, który miał na celu zwiększenie zakresu ruchów i siły mięśniowej kończyny górnej po stronie operowanej, zapobieganie zastojowi chłonki w kończynie i okolicy zabiegu, zwalczanie obrzęków, zwiększenie ruchomości kręgosłupa, wzmocnienie siły mięśni tułowia i korygowanie zmian postawy występujących w następstwie amputacji piersi. Realizując powyższe cele stosowano ćwiczenia oparte na dynamicznej pracy mięśni; zestaw ćwiczeń zawierał głównie ćwiczenia czynne o charakterze aerobowym i rozluźniające. Ćwiczenia odbywały się w pozycji stojącej, siedzącej i leżącej: tyłem, przodem oraz bokiem na stronie nieoperowanej (leżenie bokiem na stronie operowanej jest przeciwwskazane ze względu na zbyt duże obciążenie, które może przyczynić się do rozwoju obrzęku chłonnego). Wykonywano ćwiczenia kończyny górnej, pasa barkowego, brzucha i grzbietu oraz ćwiczenia koordynacyjno- -zręcznościowe. U wszystkich badanych został przeprowadzony test zdolności wysiłkowej na bieżni ruchomej według protokołu Bruce a, który polegał na pokonaniu dystansu przy określonej prędkości i kącie nachylenia bieżni, ze zmianą obu parametrów co 3 minuty aż do uzyskania tętna submaksymalnego (85% maksymalnego, właściwego dla wieku wg wzoru 220 wiek) lub innych warunków nakazujących przerwanie próby. Początkowe trzy obciążenia to marsz z szybkością 3 km/h po poziomie, z bieżnią podniesioną o 5 oraz 10. W następnych fazach szybkość i kąt podniesienia bieżni wzrastały co trzy minuty. Po każdej fazie testu następował odczyt tętna badanej. Podczas próby wykonymethod due to breast cancer. All the examined lived in Wrocław which is a large urban agglomeration. Average age was 55.6 years (34-77). The neoplasm developed in the left breast in 58.2% of women and in the right breast in 41.8% of women. Average time from the surgery was 5 years. 81.8% of women were additionally subjected to complementary treatment: 3.0% underwent chemotherapy, 56.2% radiotherapy and 60% hormonotherapy. In 25% of women all three treatments were used, in 45% two kinds were combined and in 42.5% only one form of the complementary treatment was introduced. The examined women were divided into two groups depending on their participation in physical exercises: Group 1 25 women after mastectomy regularly participating in the/physical rehabilitation physical exercises (Tab. 1) Group 2 25 women after mastectomy, not participating in the/physical rehabilitation physical exercises (Tab. 1). The women from Group 1 (n = 25) began the exercises in the fi rst days after the surgery (hospital rehabilitation) and then continued the exercises during ambulatory rehabilitation. The exercise sessions took place three times a week for 45 min each time, and their intensity was at the level of 55% of the maximal pulse for the examined group, calculated according to the following formula: 220 age. Cardiac contractions were monitored by means of sporttesters. Average time from the surgery was equal to average time of participation in the rehabilitation programme as the programme was carried out by the association of women after mastectomy The Amazons. The programme lasts all the time and women are chosen at random. It includes group kinesitherapy, which can be attended by any woman after breast cancer treatment, who then joins an already existing group on the basis of an oncologist s referral. The programme also consisted of exercises which were designed to increase the motion range and muscle strength of the upper limb on the operated side, in order to prevent lymphostasis in the limb and the surrounding region as well as to prevent edemas, to increase mobility of the spine, to strengthen trunk muscles and to correct posture changes which occur as consequences of mastectomy. In order to achieve those goals the carried out exercises were based on dynamic work of the muscles and the workout included mainly active aerobic and relaxing exercises, which were performed in standing, sitting and lying position, backwards, forwards and sideways on the non-operate side (lying on the operated side is contraindicated as too much load may contribute to lymphoedema). The exercises focused on the upper limb, the shoulder girdle, the abdomen and the back and they also included coordination and developing dexterity exercises. 50 Metoda badań Metoda 1. Test zdolności wysiłkowej na bieżni ruchomej Method Method 1. Effort tolerance test on a treadmill All the examined underwent an effort tolerance test on a treadmill according to the Bruce s protocol, which consisted in covering a distance at particular speed and inclination angle with changing of both parameters every 3 minutes until reaching submaximal pulse (85% of the maximal pulse for the correct age according to the formula 220 age) or other factors indicating the need to terminate the test. The initial three loads concerned walking at the speed of 3 km/h on the horizontal track, with the track inclined at 5 and 10. In the following phases both the speed and inclination angle were increased every 3 minutes. After each phase the pulse of the examined patient was recorded. During the

Physiotheraphy 2008, 16, 3 The effect of physical exercises on effort tolerance and work of the trunk muscles in women after breast cancer treatment Tabela 1. Charakterystyka grupy 1 i 2 Table 1. Characteristics of group 1 and 2 Grupa Group Liczba osób Number of a patients Średni wiek [lata] Average age [years] Średni czas od zabiegu [lata] Average time from the surgery [years] Strona zabiegu P/L Operated side L/R Chemioterapia Chemotherapy Radioterapia Radiotherapy Hormonoterapia Hormonotherapy Regularne ćwiczenia fi zyczne Regular physical exercises 1. 25 60 (34-77) 5,3 (0,5-13) ± 3,7 11/14 5 15 16 25 2. 25 55 (43-75) 4,0 (1-10) ± 4,6 10/15 12 11 14 0 wano pomiary czasu pracy i częstości skurczów serca. Obliczono także wartości poboru tlenu wg wzoru Balka: = p w [(0,73 + k) 1,8] / 100, gdzie: p szybkość bieżni w m/min, w masa ciała w kg, k kąt podniesienia bieżni. Następnie obliczony pobór tlenu został przeliczony na 1 kg masy ciała i podzielony przez 3,5, co stanowiło równoważnik energetyczny (MET). test the time of cardiac performance and frequency of cardiac contractions were measured. The oxygen intake was also calculated according to the formula of Balk: = p w [(0,73 + k) 1,8] / 100, where: p = speed in m/min, w = body mass in kg, k = inclination angle. Next, the calculated oxygen intake was counted over 1 kg of body mass and divided by 3.5 which stated energetic equivalent (MET). Metoda 2. Badanie izokinetyczne mięśni tułowia Badania zostały wykonane na stanowisku do badań izokinetycznych Mullti Joint 3 fi rmy Biodex. U wszystkich kobiet dokonano pomiaru pracy w stosunku do masy ciała mięśni zginaczy i prostowników tułowia w pozycji półstojącej. Badana osoba umieszczona została w fotelu, tak by pokrywały się oś obrotu stawu i dynamometru. Dzięki odpowiedniej regulacji stabilizowano pozycję, dostosowując ją do potrzeb osoby badanej oraz rodzaju testu. Następnie za pomocą panelu sterującego ustawiony został zakres ruchu prostowania i zginania tułowia, po czym przekazano instrukcję słowną i przeprowadzono test. Dla wszystkich badanych ustalony został podobny zakres ruchu zgięcia i wyprostu: w granicach 70 (20 wyprost, 50 zgięcie). Test składał się z kilku ruchów próbnych (rozgrzewki) umożliwiających zapoznanie się osoby badanej z charakterem wykonywanej czynności oraz z części właściwej pomiaru momentów siły przy prędkości kątowej 60 /s. Rejestrowano pomiary jednorazowego zgięcia i wyprostu wykonanego z maksymalną siłą w trzech próbach. Między kolejnymi próbami występowała jednominutowa przerwa. Analizie statystycznej przy wykorzystaniu oprogramowania Statistica poddano wyniki pracy w odniesieniu do masy ciała, czas trwania testu na bieżni, pobór tlenu i równoważnik energetyczny. Z uzyskanych wartości obliczono wartości średnie i odchylenie standardowe dla każdego parametru, przeprowadzono test U Manna-Whithney a oraz analizę korelacyjną opierając się na współczynniku korelacji rang Spearmana. Analizę nieparametryczną przeprowadzono ze względu na dużą zmienność grupową. Aby określić wpływ leczenia uzupełniającego dla uzyskanych wyników, w poszczególnych grupach przeprowadzono dodatkowo nieparametryczną analizę Anova, test rang Kruskala-Wallisa i test medialny. Method 2. Isokinetic examination of the trunk muscles The examination was performed at the isokinetic examination stand Mullti Joint 3 by Biodex. Another measurement carried out in all women concerned work in relation to mass of fl exors and extensors of the trunk in semi-standing position. The examined patient was seated in an armchair in such a way that the axis of the joint s rotation and the axis of the dynamometer overlapped. Thanks to proper regulation, the position was stabilized and adjusted to the needs of the examined and to the kind of test. Next, by means of the control panel the range of fl exion and extension of the trunk was adjusted, verbal instructions were given and the test was carried out. The same fl exion and extension range was set for all the examined: within 70 (20 extension, 50 fl exion). The test consisted of some warm-up movements allowing the examined patient to familiarize herself with the activity to be carried out and of the actual test measuring of the moments of force at angular velocity 60 /s. Measurements of single fl exion and extension carried out with maximal force in 3 trials were recorded. Between each test there was a one-minute-long break. The results of work in relation to body mass, duration of the treadmill test, oxygen intake and energetic equivalent were statistically analysed by means of Statistica software. The obtained values gave grounds for calculating average values and standard deviations for each parameter, U Mann-Whithney test was carried out as well as correlation analysis based on Spearman correlation coeffi cient. Non-parametric analysis was carried out also due to signifi cant group variability. In order to determine the effects of complementary treatment on the obtained results in particular groups additionally the following were carried out: non-parametric Anova analysis, Kruskal-Wallis rang test and medial test. 51

Wpływ ćwiczeń fi zycznych na zdolność wysiłkową i pracę mięśni tułowia kobiet po leczeniu raka piersi Fizjoterapia 2008, 16, 3 Wyniki Wartość wskaźnika pracy mięśni prostowników tułowia w odniesieniu do masy ciała kobiet po leczeniu raka piersi nieuczestniczących w ćwiczeniach wyniósł tylko 26,9%, a zginaczy jedynie 28,7% wartości uzyskanych przez kobiety, które regularnie uprawiały ćwiczenia po leczeniu tej choroby. Przeprowadzenie testu U Manna-Whithney a wykazało istnienie różnic istotnych statystycznie (tab. 2). Kobiety po leczeniu raka piersi nieuczestniczące w ćwiczeniach uzyskały także jedynie 86,4% czasu trwania testu wysiłkowego w porównaniu z kobietami ćwiczącymi, ich pobór tlenu kształtował się odpowiednio na poziomie 72,5%, natomiast równoważnik energetyczny 71,9% grupy systematycznie wykonującej ćwiczenia. Wyniki uzyskanych parametrów zdolności wysiłkowej nie różniły się jednak istotnie statystycznie (tab. 2). W przypadku mięśni prostowników kręgosłupa uzyskano korelację przeciętną, dodatnią, co oznacza, że wzrostowi wartości pracy w odniesieniu do masy ciała odpowiadał wzrost średnich wartości pozostałych cech: poboru tlenu, równoważnika energetycznego i czasu trwania testu na bieżni ruchomej (tab. 3). W przypadku mięśni zginających kręgosłup uzyskano w grupie 1. korelację przeciętną, natomiast w grupie 2. słabą. W obu wypadkach natomiast wystąpiła korelacja ujemna, co oznacza, że wzrostowi pracy w odniesieniu do masy ciała odpowiadał spadek cech pozostałych, czyli poboru tlenu, równoważnika energetycznego i czasu trwania testu na bieżni ruchomej (tab. 4). Różne częstości stosowania uzupełniającego leczenia onkologicznego między grupami nie miały wpływu na uzyskane wyniki. Przeprowadzenie nieparametrycznej analizy statystycznej (Anova) wykazało brak istotnych różnic dla poszczególnych rodzajów leczenia uzupełniającego: chemioterapia, radioterapia, hormonoterapia (tab. 5, 6). Results The index values of work of extensor muscles of the trunk in relation to body mass in women after mastectomy not participating in the rehabilitation programme was only 26.9%, and of fl exor muscles only 28.7% of the values obtained by the women who regularly participated in physical rehabilitation after breast cancer treatment. The U Mann-Whithney test showed statistically signifi cant differences (Tab. 2). Women after breast cancer treatment who did not participate in the physical rehabilitation programme also achieved only 86.4% of the exercise test duration time in comparison with participating women, their oxygen intake was 72.5% respectively, whereas energetic equivalent was 71.9% of the same parameter in exercising women. The results of effort tolerance showed no statistically signifi cant differences (Tab. 2). As for the extensor muscles of the trunk average, positive correlation was obtained which indicates that the increase of work values in relation to body mass corresponded to the increase of average values of the remaining parameters: oxygen intake, energetic equivalent and treadmill test duration time (Tab. 3). As for the fl exor muscles of the trunk in Group 1 average correlation was obtained, whereas in Group 2 minor. There was negative correlation in both cases which means that the increase of the work values in relation to body mass corresponded to a decrease of the values of the remaining parameters: oxygen intake, energetic equivalent and treadmill test duration time (Tab. 4). Diversifi ed frequency of the complementary oncological treatment between the groups did not affect the obtained results. The carried out non-parametric statistical analysis Anova showed no signifi cant differences for particular kinds of complementary treatment: chemo-therapy, radio-therapy and hormonotherapy (Tab. 5 and 6). Tabela 2. Wartości średnie ± odchylenie standardowe uzyskanych parametrów zdolności wysiłkowej i pracy w odniesieniu do masy ciała dla mięśni prostowników i zginaczy kręgosłupa (ω = 60 /s) oraz test U Manna-Whitney a Table 2. Average values ± standard deviation of the obtained parameters of effort tolerance and work in relation to body mass for extensors and fl exors of the spine (ω = 60 /s) and U Manna-Whitney test [J/kg]/ [J/kg] mięśnie prostowniki tułowia extensors of the trunk mięśnie zginacze tułowia fl exors of the trunk Czas [min] Time [min] [ml/min/kg] [ml/min/kg] Równoważnik energetyczny [MET] Energetic equivalent [MET] Grupa 1 Group 1 1,9 ± 0,7 0,9 ± 0,4 9,4 ± 2,6 20,0 ± 12,0 5,7 ± 3,4 Grupa 2 Group 2 0,5 ± 0,3 0,3 ± 0,3 8,4 ± 2,7 14,5 ± 11,4 4,1 ± 3,2 Wartość testu test value 5,9 5,0 1,7 1,4 1,6 p 0,00000 0,00000 0,8 0,1 0,1 Tabela 3. Współczynnik korelacji Spearmana dla mięśni prostowników tułowia (p < 0,05) Table 3. Spearman coeffi cient of correlation for extensors of the trunk (p < 0,05) Grupa Group czas time MET MET 1. 0,4 0,4 0,4 52 2. 0,4 0,4 0,4

Physiotheraphy 2008, 16, 3 The effect of physical exercises on effort tolerance and work of the trunk muscles in women after breast cancer treatment Tabela 4. Współczynnik korelacji Spearmana dla mięśni zginaczy tułowia (p < 0,05) Table 4. Spearman coeffi cient of correlation for fl exors of the trunk (p< 0,05) Grupa Group czas time MET MET 1. -0,5-0,5-0,5 2. -0,1-0,1-0,1 Tabela 5. Grupa 1: Test Kruskala-Wallisa i test medialny poziom istotności Table 5. Group 1: Kruskal-Wallis test and medial test level of signifi cance Chemioterapia Chemotherapy Radioterapia Radiotherapy Hormonoterapia Hormonotherapy Praca w odniesieniu do masy ciała mięśnie prostowniki tułowia Work in relation to body mass- -extensors of the trunk Praca w odniesieniu do masy ciała mięśnie zginacze tułowia Work in relation to body mass- -fl exors of the trunk Czas Time 0,7 0,1 0,5 0,2 0,5 0,5 0,7 0,1 0,8 0,3 0,1 0,8 Równoważnik energetyczny Energetic equivalent 0,3 0,1 0,8 Tabela 6. Grupa 2: Test Kruskala-Wallisa i test medialny poziom istotności Table. 6. Group 2: Kruskal-Wallis test and medial test level of signifi cance Chemioterapia Chemotherapy Radioterapia Radiotherapy Hormonoterapia Hormonotherapy Praca w odniesieniu do masy ciała mięśnie prostowniki tułowia Work in relation to body mass- -extensors of the trunk Praca w odniesieniu do masy ciała mięśnie zginacze tułowia Work in relation to body mass- -fl exors of the trunk Czas Time 0,7 0,8 0,3 0,5 0,7 0,1 0,9 0,5 0,6 0,9 0,4 0,6 Równoważnik energetyczny Energetic equivalent 0,9 0,5 0,5 Omówienie wyników Discussion Każda czynność mięśnia rozpoczyna się od jego pobudzenia wyrażającego się wzrostem aktywności elektrycznej mięśnia. Aktywność ta wyzwala z kolei procesy powodujące uruchomienie przemiany energii chemicznej Every activity of a muscle begins with its stimulation, manifesting itself by increased electrical activity of the muscle. The activity in turn sets off processes which cause transformation of chemical energy into heat and mechanical energy 53

Wpływ ćwiczeń fi zycznych na zdolność wysiłkową i pracę mięśni tułowia kobiet po leczeniu raka piersi Fizjoterapia 2008, 16, 3 54 na ciepło i energię mechaniczną, którą obserwuje się w postaci pracy wykonanej przez mięsień. Badanie izokinetyczne pozwala więc na opisanie stanu czynnościowego mięśni, a odniesienie do masy ciała pozwala ponadto na dokonywanie porównań między badanymi osobami, mimo istniejących różnic w budowie ciała. Kobiety po mastektomii regularnie uczestniczące w ćwi czeniach fizycznych uzyskały wyższe wartości pracy w odniesieniu do masy ciała w porównaniu do kobiet niećwiczących. Można więc twierdzić, że regularne ćwiczenia fizyczne w systemie ambulatoryjnym są niezbędne w przypadku pacjentów onkologicznych i mają decydujące znaczenie w redukcji ograniczeń deficytu czynności mięśni. Podobne wyniki uzyskali także Crevenna i in. [14] w grupie kobiet (średnia wieku 48 lat) leczonych z powodu raka piersi z przerzutami do kości i uczestniczących w programie usprawniania ambulatoryjnego. Określano pracę podczas ćwiczeń na rowerze treningowym przed rozpoczęciem fizjoterapii, 16 tygodni później oraz po okresie 12 miesięcy. Średnia wartość początkowa pracy wyniosła: 129 W, po 16 tygodniach nastąpił 15,5% przyrost (149 W), a po 12 miesiącach 35,7% (175 W). Zdolność do pracy mięśniowej zależy od siły mięśniowej, sprawności aparatu ruchowego, zaopatrywania pracujących mięśni w tlen i substancje energetyczne, przebiegu procesów tlenowych w mięśniu, sprawności wyrównywania zmian w środowisku wewnętrznym będących skutkiem wysiłku oraz tolerancji zmian zmęczeniowych. Zespół wymienionych czynników decyduje także o poziomie ogólnej wydolności fi zycznej. Organizm osoby nieuprawiającej ćwiczeń fi zycznych jest gorzej przystosowany do znoszenia obciążeń niż organizm osoby stosującej systematyczną aktywność ruchową. Kobiety po mastektomii uczestniczące w treningu fizycznym wykazywały lepszą zdolność wysiłkową niż kobiety po mastektomii nieuczestniczące w ćwiczeniach; różnica wynosiła ok. 20%. Maksymalny pobór tlenu określali także Crevenna i in. [14]. Jego wyjściowa wartość wyniosła w tych badaniach: 20,3 (ml kg -1 min -1 ), po 16 tygodniach nastąpiła poprawa o 20,2% (24,4), a po 1 roku systematycznego usprawniania o 52,7% (31,0). W przypadku badań własnych nastąpiła mniejsza poprawa zdolności wysiłkowej niż w przypadku badań Crevenna i in. Ćwiczenia fizyczne, w których uczestniczyły biorące w niniejszych badaniach kobiety, odbywały się w strefie treningu odpoczynkowego, regeneracyjnego, na poziomie 50-60% tętna maksymalnego. W warunkach takich następuje jedynie doskonalenie procesów termoregulacji i koordynacji oraz wzmocnienie mięśni. Potwierdzają to badania; zauważono istotną statystycznie różnicę w wykonywanej pracy (tab. 2), natomiast brak jej dla zdolności wysiłkowej. Poprawa ogólnej wytrzymałości odbywa się dopiero podczas ćwiczeń w przedziale 70-85% tętna maksymalnego. Badanie związków pracy i wydolności fi zycznej wykazało z kolei istnienie przeciętnej korelacji. W przypadku mięśni prostowników tułowia związek był wprost proporcjonalny, natomiast dla mięśni zginaczy tułowia odwrotnie proporcjonalny. Wydolność fi zyczna determinowana jest, między innymi, przez koordynację nerwowo-mięśniową. Udoskonalenie koordynacji nerwowo-mięśniowej sprzyja więc nie tylko uzyskiwaniu lepszych wyników, lecz także obniża zapotrzebowanie na tlen w czasie niektórych ćwiczeń. Nie jest to jednak najważniejsza cecha. Niektórzy autorzy podkreślają bowiem znacznie mocniej rolę i analizę biomechaniczną mięśni [15-18]. Związek zależny jest od wydajności różnych grup mięśniowych podczas testu wysiłkowego na bieżni ruchomej. Hayes i in. [19] przedstawili pracę na temat relacji między wytrzymałością mięśniową kończyn dolnych a zmianami w max podczas próby into the work performed by the muscle. Isokinetic examination allows one to describe functional state of muscles and the relation to body mass additionally makes it possible to compare various people despite somatic differences. Women after mastectomy who regularly participate in physical exercises obtained higher work values in relation to body mass in comparison with women not participating in the rehabilitation programme. Therefore it may be assumed that regular ambulatory physical exercises are essential for oncological patients and may play a signifi cant role in reducing muscular dysfunctions. Similar results were obtained also by Crevenn et al. [14] in a group of women (average age 48 years) treated for breast cancer with metases into the bones and participating in an ambulatory rehabilitation programme. Work was measured during exercising on a cyclometer before the therapy, after 16 weeks and after 12 months. Average initial value was 129 W, after 16 weeks there was an increase by 15.5% (149 W) and after 12 months by 35.7% (175 W). The ability of muscles to work depends on their strength, effi ciency of the motor organ, supplying of the working muscles with oxygen and energetic substances, aerobic processes in the muscles, effectiveness of changes compensation in the internal environment, resulting from physical effort and tolerance of changes happening due to tiredness. The set of the aforementioned factors also infl uences the level of general physical fi tness. The body of a person who does not participate in physical exercises is not as well prepared for dealing with loads than the body of a person who participates in regular physical exercises. Women after mastectomy participating in the physical rehabilitation programme showed better effort tolerance than women after mastectomy who did not participate in the exercise programme; the difference was about 20%. The maximal oxygen intake was also described by Crevenn et al. [14] and their initial value was 20.3 (ml kg -1 min -1 ), after 16 weeks there was an improvement by 20.2% (24.4), and after one year of regular rehabilitation by 52.7% (31.0). In the research the obtained improvement of effort tolerance was less signifi cant than in the research of Cervenn et al. The rehabilitation programme included physical exercises at the level of 50-60% of the maximal pulse, which is equivalent to relaxing, regenerating training. Is such conditions only perfecting of the processes of thermoregulation and co-ordination takes place as well as strengthening of muscles. It is confi rmed by the research; there was a statistically signifi cant difference in the carried out work (Tab. 2), whereas there was no difference for effort tolerance. Improvement of general effi ciency occurs during exercises at the level of 70-85% of the maximal pulse. Examining of the relations between work and effort tolerance showed average correlation. In the case of extensor muscles of the trunk the relation was directly proportional, whereas for fl exor muscles of the trunk it was inversely proportional. Physical effi ciency is determined by, among other things, neuro-muscular coordination. Perfecting the neuro- -muscular coordination facilitates not only achieving better results, but it also reduces oxygen requirement during certain exercises. It is not, however, the most important characteristic. Some authors place more emphasis on the biomechanical analysis of the muscles [15-18]. This relation depends on effi ciency of various muscle groups during the exercise test on the treadmill. Hayes et al. [19] presented their paper on relations between muscular effi ciency of the lower limbs and the changes of max during the exercise test. The examinations showed that fl exors of the hip joint (iliopsoas muscles and the straight muscles of thigh) are the least engaged muscles during the exercise test on the treadmill, whereas the most engaged group of muscles

Physiotheraphy 2008, 16, 3 The effect of physical exercises on effort tolerance and work of the trunk muscles in women after breast cancer treatment wysiłkowej. Badania wykazały, że mięśnie zginacze stawu biodrowego (mięśnie biodrowo-lędźwiowe i proste uda) są najmniej angażowanymi mięśniami podczas próby na bieżni ruchomej, natomiast najsilniej podczas testu działają mięśnie prostowniki stawu biodrowego (mięśnie pośladkowe). Podobne wyniki przedstawił w swojej pracy Williams i in. [18]. Na podstawie przeprowadzonych badań na bieżni stwierdzili oni wzrost długości kroku i kąta maksymalnego zgięcia w stawie kolanowym oraz zmniejszenie prędkości kątowej uda podczas prostowania wraz ze wzrostem prędkości przesuwu bieżni. Jednocześnie podczas badań na długich dystansach (5000, 3000, 1500 m) zauważyli, że postawa biegacza i styl biegu ulegają pogorszeniu wraz z pokonywanym dystansem, co może być związane ze wzrostem zmęczenia badanego [18]. Może to także wyjaśniać charakterystyczne korelacje dla mięśni zginaczy i prostowników tułowia w badaniach własnych. W przypadku prostowania tułowia pomiar jest wynikiem dynamicznej interakcji kręgosłupa i stawów biodrowych. Mięśnie prostowniki stawu biodrowego odgrywają szczególną rolę w pierwszej fazie prostowania tułowia (mają biomechaniczną przewagę nad mięśniami prostownikami tułowia). Następnie wraz ze wzrastającym napięciem główną rolę prostowania przejmują mięśnie głębokie grzbietu. Zgięcie tułowia powstaje także przez kombinację ruchów w stawach biodrowych (mięśnie zginacze stawu biodrowego) i kręgosłupie (mięśnie brzucha) [20]. Ponadto wydolność fi zyczna zaliczana jest do cech labilnych intensywnie reagujących na zmiany środowiska. U pacjentów onkologicznych dodatkowym problemem staje się więc z pewnością zabieg operacyjny oraz wpływ radioterapii, chemioterapii i hormonoterapii, które nie pozostają bez znaczenia na funkcjonowanie wielu układów człowieka. Zmiany zachodzące w organizmie mogą więc przyczynić się do ograniczenia zdolności do pracy i wysiłku fi zycznego [7, 21]. during the test are extensor muscles of the hip joint (gluteal muscles). Similar results were presented by Williams et al. [18] who, on the basis of their examinations on the treadmill, found an increase of the length of step and angle of the maximal fl exion in the knee joint as well as a decrease of the angular velocity of the thigh during extension together with an increase of the speed of the treadmill. Simultaneously during examinations on long distances (5000, 3000, 1500 m) they noticed that the patient s posture and the style of running deteriorate along with the covered distance, which may be connected with increasing tiredness of the runner [18]. It may also explain characteristic correlations among the fl exors and extensors of the trunk observed in the research. In the case of extension of the trunk, the measurement is a result of a dynamic interaction of the spine and the hip joints. Extensor muscles of the hip joint play a signifi cant role in the fi rst phase of extension of the trunk (they have biomechanical dominance over extensor muscles of the trunk). Next, together with increasing tension the main role of carrying out the extension movement is taken over by the deep dorsal muscles. Flexion of the trunk takes place also thanks to a combination of movements in the hip joints (fl exors of the hip joint) and in the spine (abdominal muscles) [20]. Moreover, physical effi ciency is rated among labile characteristics intensively reacting to changes in the environment. Thus, in oncological patients there is an additional problem in the form of the surgery and the effects of radiotherapy, chemotherapy and hormonotherapy on functioning on various systems of the body. Changes taking place in the body may therefore contribute to reducing of the work and physical effort ability [7, 21]. Wnioski 1. Wykazano przeciętny związek pracy mięśni prostowników i zginaczy tułowia ze zdolnością wysiłkową kobiet po leczeniu raka piersi. 2. Stwierdzono wprost proporcjonalny związek dla mięśni prostowników tułowia oraz odwrotnie proporcjonalny związek dla mięśni zginaczy. Conclusions 1. The research results showed an average correlation between extensors and fl exors of the trunk with effort tolerance in women after breast cancer treatment. 2. A directly proportional relation for extensors of the trunk and inversely proportional relation for fl exors of the trunk were also obtained. Piśmiennictwo References [1] Pawłowska K., Woźniewski M. Wydolność fizyczna kobiet po mastektomii. Fizjoterapia, 1999, 7, 4, 14-16. [2] Woźniewski M. Aktywność ruchowa u chorych na nowotwory złośliwe, [w:] E. Murawska-Ciałowicz, M. Zatoń (red.) Znaczenie aktywności ruchowej dla zdrowia AWF, Wrocław 2005. [3] Malicka I. Dynamometria czynnościowa mięśni tułowia osób leczonych z powodu choroby nowotworowej. Fizjoterapia, 2003, 11, 57-62. [4] Malicka I. Moment angular velocity characteristics of trunk muscles in women following mastectomy. Isokinetics and Exercise Science, 2004, 12, 2, 127-133. [5] Dimeo F. i in. Effects of physical activity on the fatigue and psychological status of cancer patients during chemotherapy. Cancer, 1999, 85, 10, 2273-2277. [6] Dimeo F. i in. Aerobic exercise in the rehabilitation of cancer patients after high dose chemotherapy and autologous peripheral stem cell transplantation. Blood, 1997, 90, 9, 3390-3394. [7] Dimeo F., Rumberger B. G., Keul J. Aerobic exercise as therapy for cancer fatigue. Med. Sci. Sports Exerc., 1998, 30, 4, 475-478. [8] Mock V. i in. Effects of exercise on fatigue, physical functioning and emotional distress during radiation therapy for breast cancer. Oncol. Nurs. Forum, 1997, 24, 6, 991-1000. [9] Dimeo F. i in. Correlation between physical performance and fatigue in a cancer patients., Ann. Oncol., 1997, 8, 12, 1251-1255. [10] Grottel K., Celichowski J. Organizacja mięśnia i sterowanie ruchem. AWF, Poznań 2000. [11] Keller A. i in. Predictors of isokinetic back muscle strength in patients with low back pain. Spine, 1999, 24, 3, 275-280. 55

Wpływ ćwiczeń fi zycznych na zdolność wysiłkową i pracę mięśni tułowia kobiet po leczeniu raka piersi Fizjoterapia 2008, 16, 3 [12] Holm I. i in. Minimal infl uence of facet joint anesthesia on isokinetic of performance in patients with chronic degenerative low back disorders. Spine, 2000, 25, 16, 2091-2094. [13] Brady S., Mayer T., Gatchel R. Physical progress and residual impairment quantifi cation after functional restoration. Spine, 1994, 19, 4, 395-400. [14] Crevenna R. i in. Aerobic exercise for a patient suffering from metastatic bone disease. Support Care Cancer, 2003, 11, 2, 120-122. [15] Elliot B. C., Roberts A. D. A biomechanical evaluation of the role of fatigue in middle distance running. Can. J. Appl. Sport Sci., 1980, 5, 4, 203-207. [16] Gazeau F., Koralsztein J. P., Billat V. Biomechanical events in the time to exhaustion at maximal aerobic speed. Arch. Physiol. Biochem., 1997, 105, 6, 583- -590. [17] Siler W. L. Changes in running pattern during a treadmill run to volitional exhaustion. Int. J. Sport. Biomech., 1991, 7, 12-28. [18] Williams K. R., Snow R., Agruss C. Changes in distance running kinematics with fatigue. Int. J. Sport Biomech., 1991, 7, 138-162. [19] Hayes P. R., Bowen S. J., Davies E. J. Relationships between local muscular endurance and kinematic changes during a run to exhaustion at max. J. Strength Cond. Res., 2004, 18, 4, 898-903. [20] Felder H. Isokinetic in Sport und Therapie. Pfl aum, 1999. [21] Dimeo F. i in. Effect of endurance training on the physical performance of patients with hematological malignancies during chemotherapy. Support Care Cancer, 2003, 11, 10, 623-628. Adres do korespondencji: Address for correspondence: Iwona Malicka Wydział Fizjoterapii AWF al. Paderewskiego 35 51-612 Wrocław Tel. (71) 347-35-19 Fax (71) 347-30-81 e-mail: iwona.malicka@awf.wroc.pl Wpłynęło/Submitted: V 2008 Zatwierdzono/Accepted: IX 2008 56