Objective

To compare the efficacy of treadmill exercises and stretching and resistance exercises in improving gait speed, strength, and fitness for patients with Parkinson disease.

Design

A comparative, prospective, randomized, single-blinded clinical trial of 3 types of physical exercise.

Setting

The Parkinson's Disease and Movement Disorders Center at the University of Maryland and the Baltimore Veterans Affairs Medical Center, Geriatric Research Education and Clinical Center.

Patients

A total of 67 patients with Parkinson disease who had gait impairment were randomly assigned to 1 of 3 arms of the trial.

Interventions

(1) A higher-intensity treadmill exercise (30 minutes at 70%-80% of heart rate reserve), (2) a lower-intensity treadmill exercise (50 minutes at 40%-50% of heart rate reserve), and (3) stretching and resistance exercises (2 sets of 10 repetitions on each leg on 3 resistance machines [leg press, leg extension, and curl]). These exercises were performed 3 times a week for 3 months.

Main Outcome Measures

The primary outcome measures were gait speed (6-minute walk), cardiovascular fitness (peak oxygen consumption per unit time [$$⋅VO₂], and muscle strength (1-repetition maximum strength).

Results

All 3 types of physical exercise improved distance on the 6-minute walk: lower-intensity treadmill exercise (12% increase; P = .001), stretching and resistance exercises (9% increase; P < .02), and higher-intensity treadmill exercise (6% increase; P = .07), with no between-group differences. Both treadmill exercises improved peak $$⋅VO₂ (7%-8% increase; P < .05) more than did the stretching and resistance exercises. Only stretching and resistance improved muscle strength (16% increase; P < .001).

Conclusions

The effects of exercise were seen across all 3 exercise groups. The lower-intensity treadmill exercise resulted in the greatest improvement in gait speed. Both the higher- and lower-intensity treadmill exercises improved cardiovascular fitness. Only the stretching and resistance exercises improved muscle strength. Therefore, exercise can improve gait speed, muscle strength, and fitness for patients with Parkinson disease. The combination of treadmill and resistance exercises may result in greater benefit and requires further investigation.

Abstract

 Patterson SL, Forrester LW, Rodgers MM, Ryan AS, Ivey FM, Sorkin JD, Macko RF. Determinants of walking function after stroke: differences by deficit severity. 

Objectives

 To investigate the relationship of cardiovascular fitness (Vo₂peak), neurologic deficits in balance and leg strength, and body composition to ambulatory function after stroke and to determine whether these relationships differ between those with milder versus more severe gait deficits. 

Design

 Cross-sectional correlation study. 

Setting

 Outpatient clinic of an academic medical center. 

Participants

 Seventy-four people (43 men, 31 women; mean age ± standard deviation, 64±10y) with chronic hemiparetic stroke. 

Interventions

 Not applicable. 

Main Outcome Measures

 Thirty-foot (9.1-m) walk velocity, 6-minute walk distance, Vo₂peak, Berg Balance Scale score, bilateral quadriceps eccentric torque, total and regional lean mass, and percentage of fat mass. 

Results

 Short-distance walking correlated significantly with cardiovascular fitness, balance, paretic leg strength, nonparetic leg strength, percentage of body fat, and paretic lean mass but not with nonparetic lean mass. Long-distance walking correlated significantly with cardiovascular fitness, balance, paretic leg strength, nonparetic leg strength, and paretic lean mass but not with percentage of body fat or nonparetic lean mass. Stepwise regression showed that cardiovascular fitness, balance, and paretic leg strength were independently associated with long-distance walking (r²=.60, P<.001). Variance in long-distance walking was largely explained by balance for those who walked more slowly (<.48m/s) for short distances (r²=.42, P<.001) and by cardiovascular fitness for those who walked more quickly (>.48m/s) for short distances (r²=.26, P=.003). 

Conclusions

 Short-distance walking after stroke is related to balance, cardiovascular fitness, and paretic leg strength. Long-distance walking ability differs by gait deficit severity, with balance more important in those who walk more slowly and cardiovascular fitness playing a greater role in those who walk more quickly. Improved understanding of the factors that predict ambulatory function may assist the design of individualized rehabilitation strategies across the spectrum of gait deficit severity in those with hemiparetic stroke.

Background. Cognitive deficits impede stroke recovery. Aerobic exercise (AEX) improves cognitive executive function (EF) processes in healthy individuals, although the learning benefits after stroke are unknown. Objective. To understand AEX-induced improvements in EF, motor learning, and mobility poststroke. Methods. Following cardiorespiratory testing, 38 chronic stroke survivors were randomized to 2 different groups that exercised 3 times a week (45-minute sessions) for 8 weeks. The AEX group (n = 19; 9 women; 10 men; 64.10 ± 12.30 years) performed progressive resistive stationary bicycle training at 70% maximal heart rate, whereas the Stretching Exercise (SE) group (n = 19; 12 women; 7 men; 58.96 ± 14.68 years) performed stretches at home. Between-group comparisons were performed on the change in performance at “Post” and “Retention” (8 weeks later) for neuropsychological and motor function measures. Results. VO 2 max significantly improved at Post with AEX ( P = .04). AEX also improved motor learning in the less-affected hand, with large effect sizes (Cohen’s d calculation). Specifically, AEX significantly improved information processing speed on the serial reaction time task (SRTT; ie, “procedural motor learning”) compared with the SE group at Post ( P = .024), but not at Retention. Also, at Post ( P = .038), AEX significantly improved predictive force accuracy for a precision grip task requiring attention and conditional motor learning of visual cues. Ambulation and sit-to-stand transfers were significantly faster in the AEX group at Post ( P = .038), with balance control significantly improved at Retention ( P = .041). EF measurements were not significantly different for the AEX group. Conclusion. AEX improved mobility and selected cognitive domains related to motor learning, which enhances sensorimotor control after stroke.

Background: The 2018 Physical Activity Guidelines Advisory Committee Scientific Report provides the evidence base for the Physical Activity Guidelines for Americans, 2nd Edition. Methods: The 2018 Physical Activity Guidelines Advisory Committee addressed 38 questions and 104 subquestions selected for their public health relevance, potential to inform public policies and programs, maturity of the relevant science, and applicability to the general US population. Rigorous systematic literature searches and literature reviews were performed using standardized methods. Results: Newly described benefits of physical activity include reduced risk of excessive weight gain in children and adults, incidence of 6 types of cancer, and fall-related injuries in older people. Physical activity is associated with enhanced cognitive function and mental health across the life span, plus improved mental health and physical function. There is no threshold that must be exceeded before benefits begin to accrue; the accrual is most rapid for the least active individuals. Sedentary time is directly associated with elevated risk of all-cause and cardiovascular mortality, incident cardiovascular disease and type 2 diabetes, and selected cancer sites. A wide range of intervention strategies have demonstrated success in increasing physical activity. Conclusion: The 2018 Physical Activity Guidelines Advisory Committee Scientific Report provides compelling new evidence to inform physical activity recommendations, practice, and policy.