Influence of Barefoot, Minimalist, and Standard Footwear Conditions on Gait and Balance in Healthy Older Adults

Journal of the American Geriatrics Society Volume 64, Issue 2

Letters to the Editor

To the Editor:

Equilibrium and gait patterns change throughout life and are influenced by various internal and external factors. In older age, internal changes include degenerative processes of the neuromuscular system and deterioration of balance,1 which are often responsible for altered stance and gait strategies, with a move to a wider stance and a gait with extended bipedal ground contact, shorter steps,2 and flatter foot support.3 An external factor that influences gait patterns and balance in older age is the choice of footwear.1, 4, 5 Several studies have investigated what kind of footwear elderly adults normally wear and which types are associated with a high fall rate,6 but little is known about the effects and feasibility of minimalist footwear in older adults. The benefits of minimalist shoe support (less cushioning and weight, greater flexibility) for maintaining and developing natural running patterns have been widely reported for younger adults.7, 8 The main purpose of this preliminary study was to investigate the effects of minimalist shoes on walking gait patterns and balance in older adults. Twenty‐eight healthy, community‐dwelling, physically active adults (mean age 66 ± 6.4, range 52–76) were tested under three conditions in random and counterbalanced order: barefoot, minimalist (barfuß‐leguano premium, Leguano GmbH, Sankt Augustin, Germany), and standard cushioned (Asics Galaxy, Onitsuka Co., Ltd., Kobe, Japan) shoes. A balance test (Balance Error Scoring System = BESS9) and a gait analysis on an instrumented treadmill (HP Cosmos, Nußdorf, Germany) with a pressure platform under the surface (FDM‐THQ, Zebris Medical GmbH, Isny im Allgäu, Germany) were completed in each condition. Mean data and variability coefficients (%) of maximum vertical impact and propulsive ground reaction forces (GRFs), step length, step time, stance phase, and cadence of all gait cycles during a 30‐second treadmill walking trial were analyzed. Footwear differences in dependent variables were determined using mixed models. All models were adjusted for age, sex, and leg side. A Bonferroni corrected post hoc test was conducted to identify differences between the three footwear conditions.　

平衡および歩行パターンは一生を通じて変化し、さまざまな内的および外的要因の影響を受けます。高齢では、内部変化には神経筋系の変性過程やバランスの悪化が含まれます1。これらはスタンスや歩行戦略の変更の原因となることが多く、2足接地の拡張、歩幅の短い歩行への移行、2高齢者の歩行パターンやバランスに影響を与える外的要因は、履物の選択です。1、4、5いくつかの研究では、どのような履物が普通に着用され、どのタイプが高い転倒に関連しているかを調べています高齢者におけるミニマリスト履物の効果と実現可能性についてはほとんど知られていないが、6。自然なランニングパターンを維持し、発達させるためのミニマリストシューズサポート（より少ないクッション性と体重、より大きな柔軟性）の利点は、若年成人に広く報告されています7,8、この予備研究の主な目的はウォーキングに対するミニマリストシューズの効果を調べることでした高齢者における歩行パターンとバランス28人の健康で地域在住の身体的に活動的な成人（平均年齢66±6.4歳、範囲52〜76歳）を3つの条件下でランダムかつ相殺順に試験した：裸足、ミニマリスト（barfuß-leguano、Leguano GmbH、Sankt Augustinドイツ）、および標準的なクッション（アシックスギャラクシー、オニツカ株式会社、神戸、日本）の靴。バランステスト（Balance Error Scoring System = BESS9）および表面下に圧力プラットフォーム（FDM-THQ、Zebris Medical GmbH、Isny imAllgäu、ドイツ）を備えた計装トレッドミル（HP Cosmos、Nußdorf、ドイツ）での歩行分析を行った。各条件で完了しました。 30秒間のトレッドミル歩行試行中の最大垂直衝撃と推進地面反力（GRF）、歩幅、歩幅、立脚相、および歩容のケイデンスの平均データと変動係数（％）を分析しました。従属変数の履物の違いは、混合モデルを使用して決定されました。すべてのモデルは、年齢、性別、および下肢側について調整されました。ボンフェローニ補正後事後検定を実施して、３つの履物条件間の差異を確認した。

The results of the BESS and all gait variables (except the maximum impact GRF) were statistically significantly different (P < .001) between conditions (Table 1). Post hoc pairwise comparisons showed that balance control was significantly (P < .001) poorer during minimalist shoe and barefoot conditions than with standard shoes. Gait parameters adapted differently to changes in support. Maximum GRF at foot impact and during the propulsive phase were highest during the minimalist shoe condition and lowest during the barefoot condition. In all other gait parameters, the greatest differences were observed between barefoot and standard shoe walking. When walking barefoot, participants had a significantly (P < .001) shorter step length, step time, and stance phase and a higher cadence than with standard shoes. The minimalist shoe condition significantly reduced step time, stance phase (P < .001) and increased cadence (P = .01) but had no influence on step length. Post hoc comparisons of gait variability coefficients showed that GRF varied significantly more (P < .001) during barefoot condition than with standard shoes. Walking with minimalist shoes also significantly increased variability in step time (P < .001), cadence (P < .001), and stance phase (P = .007).

One-time use of barefoot or minimalist footwear influ- ences habitual movement patterns during gait and reduces balance control, so minimalist shoes should be used care- fully when sufficient ground support during standing is needed. Changes in running biomechanics due to different footwear conditions have been widely shown in studies with young individuals,10 but the use of a different popula- tion and slower walking velocities greatly limits compara- bility with previous studies. The differences between all footwear conditions observed in the current study may be due to feelings of instability or tentativeness when walking without standard shoes. The lack of habituation to mini- malist shoes and to barefoot walking in general could explain the greater variance in gait variables during this condition.

In summary, it may not be advisable for older adults to change abruptly from standard stable shoes to minimal- ist shoes or barefoot in everyday life because they reduce balance control and cause acute alterations in gait pat- terns. Nevertheless, the regular use of minimalist shoes may also improve balance control and walking ability over time. In a protected environment, these shoes could be a cheap and easy way to exercise balance control and reduce long-term fall risk. Further studies are necessary to confirm this hypothesis.

BESSおよびすべての歩行変数（最大影響GRFを除く）の結果は、条件間で統計的に有意に異なりました（P <.001）。事後のペア比較では、標準的な靴よりも、ミニマリストの靴と裸足の状態のバランス制御が著しく（P <.001）劣っていることを示しました。歩容パラメータは、サポートの変更に対して異なる適応をしました。足の衝撃時および推進期の最大GRFは、靴が最小の状態で最も高く、裸足の状態で最も低かった。他のすべての歩行パラメーターでは、素足歩行と標準的な靴歩行の間で最大の違いが観察されました。裸足で歩くとき、参加者は、標準の靴よりも有意に（P <.001）短いステップ長、ステップ時間、スタンスフェーズ、および高いケイデンスを持っていました。最小限の靴の状態は、ステップ時間、スタンスフェーズ（P <.001）、ケイデンスの増加（P = .01）を大幅に短縮しましたが、ステップ長には影響しませんでした。歩き方の変動係数の事後比較により、GRFは標準の靴よりも裸足の状態で有意に大きく変化した（P <.001）ことが示されました。ミニマリストの靴で歩くと、ステップ時間（P <.001）、リズム（P <.001）、スタンスフェーズ（P = .007）の変動性も大幅に増加しました。

裸足またはミニマリストのフットウェアの1回限りの使用は、歩行中の習慣的な動きのパターンに影響を与え、バランス制御を低下させるため、立っている間に十分な地面のサポートが必要な場合は、ミニマリストのシューズを慎重に使用する必要があります。若年者の研究では、履物の状態の違いによるランニングバイオメカニクスの変化が広く示されていますが、異なる集団と遅い歩行速度を使用すると、以前の研究との比較が大幅に制限されます。現在の研究で観察されたすべての履物の状態の違いは、標準的な靴なしで歩くときの不安定感または一時的な感情による可能性があります。一般に、ミニマリストの靴や裸足の歩行に慣れていないことは、この状態での歩行変数の大きなばらつきを説明できる可能性があります。

要約すると、高齢者が日常生活で標準的な安定した靴から最小限の靴または裸足に急激に変更することは、バランス制御を低下させ、歩行パターンを急激に変化させるため、お勧めできません。それにもかかわらず、ミニマリストの靴を定期的に使用すると、バランス制御と歩行能力が時間とともに向上する可能性があります。保護された環境では、これらの靴はバランス制御を実行し、長期的な転倒リスクを軽減するための安価で簡単な方法です。この仮説を確認するには、さらなる研究が必要です。