The role of the plantar intrinsic foot muscles in gait and balance – and their trainability – in older adults in the context of fall prevention

Falls in older adults are a growing problem. Due to population aging and the increase in chronic conditions, more and more older people are at risk of falling. A fall can have serious consequences, such as fractures, loss of independence, or even premature death. Therefore, effective fall prevention is essential.

It is well known that exercise programs aimed at improving walking and postural balance help reduce the risk of falling. However, in existing exercise programs for fall prevention, the short foot muscles – located in the foot sole – often receive little attention, even though these muscles seem to play an important role in walking and balance. The overall aim of this doctoral research was therefore to improve fall prevention by gaining insight into the trainability of the intrinsic foot muscles and their role in walking and balance in older adults.

The research consisted of consecutive steps leading up to an intervention study. First, we examined whether we could reliably measure foot muscle size — an indicator of the muscles’ level of training — using a portable ultrasound device. This turned out to be true. Next, we reviewed existing scientific evidence. This revealed that foot muscle training likely benefits walking and balance, but that high-quality research in older adults was still lacking. We then compared specific foot exercises, such as toe spreading, with more functional exercises, such as standing or walking on the toes. Functional exercises appeared to activate the foot muscles just as well, or even better, and are often easier to perform. Finally, we conducted an intervention study among community-dwelling older adults with a potentially increased risk of falling. They followed a twelve-week training program that included both specific and functional foot exercises. Participants trained at home five times per week, with one session per week supervised by a trainer.

The research produced interesting findings. First, the trainability of the foot muscles was confirmed, as we observed that the muscles became larger and stronger. Contributing factors were the participants’ high adherence to the exercises and the good fit of the training program with their abilities. Second, the results showed that participants felt more confident while walking and were less worried about falling. At the same time, we did not observe changes in balance or walking speed in the motion laboratory, although many participants reported feeling more stable and confident in their physical abilities in daily life.

In conclusion, training the foot muscles can be a valuable addition to existing exercise programs for older adults. This is particularly relevant for older individuals who feel insecure or have concerns about falling. Future research should examine whether this addition indeed leads to the desired outcomes by measuring improvements in real-world walking performance — for example, using wearable sensors — and by monitoring the actual occurrence of falls.
___

Vallen bij oudere mensen is een groeiend probleem. Door de vergrijzing en de toename van chronische aandoeningen lopen steeds meer oudere mensen risico om te vallen. Een val kan ernstige gevolgen hebben, zoals botbreuken, verlies van zelfstandigheid of zelfs vroegtijdig overlijden. Daarom is goede valpreventie belangrijk.

Het is bekend dat beweegprogramma’s om het lopen en de houdingsbalans te verbeteren, helpen om het risico op vallen te verkleinen. Echter, in bestaande beweegprogramma’s ter preventie van vallen krijgen de korte voetspieren – gelegen in de voetzool – vaak weinig aandacht, terwijl juist die spieren een belangrijke rol lijken te spelen bij het lopen en de balans. Het algemene doel van dit promotieonderzoek is dan ook om valpreventie te verbeteren door inzicht te verkrijgen in de trainbaarheid van de korte voetspieren en hun rol in het lopen en de balans bij oudere volwassenen.

Het onderzoek bestond uit opeenvolgende stappen die toewerkten naar een interventieonderzoek. Eerst bekeken we of we de omvang van voetspieren – dat zegt iets over de getraindheid van deze spieren – betrouwbaar konden meten met een draagbaar echo-apparaat. Dat bleek goed mogelijk. Vervolgens onderzochten we eerder wetenschappelijk bewijs. Daaruit bleek dat het trainen van voetspieren waarschijnlijk helpt bij het lopen en de balans, maar dat goed onderzoek bij oudere mensen nog ontbrak. Daarna vergeleken we specifieke voetoefeningen, zoals het spreiden van de tenen, met meer functionele oefeningen zoals op de tenen staan of op de tenen lopen. Functionele oefeningen bleken de voetspieren net zo goed, of zelfs beter, te activeren en zijn bovendien vaak makkelijker uit te voeren. Tot slot voerden we een interventiestudie uit bij zelfstandig wonende oudere mensen met een mogelijk verhoogd valrisico. Zij volgden twaalf weken lang een trainingsprogramma met specifieke én functionele voetoefeningen. Deelnemers trainden vijf keer per week thuis, waarvan één sessie per week begeleid door een trainer.

Het onderzoek leverde interessante resultaten op. Ten eerste werd de trainbaarheid van de voetspieren bevestigd, doordat we zagen dat de voetspieren groter en sterker werden. Hieraan heeft bijgedragen dat de deelnemers trouw bleken in het doen van de oefeningen en het trainingsprogramma goed aansloot bij hun mogelijkheden. Ten tweede lieten de resultaten zien dat deelnemers zich zekerder voelden tijdens het lopen en maakten ze zich minder zorgen om te vallen. Tegelijkertijd zagen we geen veranderingen in balans of loopsnelheid in het bewegingslaboratorium, maar veel deelnemers gaven zelf aan dat hun stabiliteit en vertrouwen in hun lichamelijke mogelijkheden in het dagelijks leven verbeterden.

Het trainen van de voetspieren kan dus een waardevolle aanvulling zijn op bestaande beweegprogramma’s voor oudere mensen. Dit is met name het geval voor oudere mensen die onzeker zijn of bezorgd zijn om te vallen. Toekomstig onderzoek zal moeten uitwijzen of deze aanvulling inderdaad tot het gewenste resultaat leidt door het meten van verbeteringen in het lopen in de dagelijkse leefomgeving, bijvoorbeeld met draagbare sensoren, en het daadwerkelijk optreden van een val.