Evaluering af ændringer i hydrering og kropscellemasse med bioelektrisk impedansanalyse efter træningsprogram for patienter med reumatoid arthritis
Summary
Denne protokol vurderer ændringer i hydrering og kropscellemassestatus ved hjælp af bioelektrisk impedans vektoranalyse efter et dynamisk træningsprogram designet til patienter med reumatoid arthritis. Selve det dynamiske træningsprogram er detaljeret og fremhæver dets komponenter med fokus på kardiovaskulær kapacitet, styrke og koordination. Protokollen beskriver trin, instrumenter og begrænsninger.
Abstract
Reumatoid arthritis (RA) er en invaliderende sygdom, der kan resultere i komplikationer såsom reumatoid kakeksi. Mens fysisk træning har vist fordele for RA-patienter, forbliver dens indvirkning på hydrering og kropscellemasse usikker. Tilstedeværelsen af smerte, betændelse og ledforandringer begrænser ofte aktiviteten og gør traditionelle vurderinger af kropssammensætning upålidelige på grund af ændrede hydreringsniveauer. Bioelektrisk impedans er en almindeligt anvendt metode til estimering af kropssammensætning, men den har begrænsninger, da den primært blev udviklet til den generelle befolkning og ikke overvejer ændringer i kropssammensætning. På den anden side tilbyder bioelektrisk impedans vektoranalyse (BIVA) en mere omfattende tilgang. BIVA involverer grafisk fortolkning af modstand (R) og reaktans (Xc), justeret for højde, for at give værdifuld information om hydreringsstatus og cellemassens integritet.
Tolv kvinder med leddegigt blev inkluderet i denne undersøgelse. I begyndelsen af undersøgelsen blev hydrering og kropscellemassemålinger opnået ved hjælp af BIVA-metoden. Efterfølgende deltog patienterne i et seks måneders dynamisk træningsprogram, der omfattede kardiovaskulær kapacitet, styrke og koordinationstræning. For at evaluere ændringer i hydrering og kropscellemasse blev forskellene i R- og Xc-parametrene, justeret for højde, sammenlignet ved hjælp af BIVA-konfidenssoftware. Resultaterne viste bemærkelsesværdige ændringer: modstanden faldt efter træningsprogrammet, mens reaktansen steg. BIVA, som en klassificeringsmetode, kan effektivt kategorisere patienter i dehydrering, overhydrering, normal, atlet, tynd, kakektisk og overvægtig kategorier. Dette gør det til et værdifuldt værktøj til vurdering af RA-patienter, da det giver information uafhængigt af kropsvægt eller forudsigelsesligninger. Samlet set kaster implementeringen af BIVA i denne undersøgelse lys over træningsprogrammets virkninger på hydrering og kropscellemasse hos RA-patienter. Dens fordele ligger i dens evne til at give omfattende information og overvinde begrænsningerne ved traditionelle kropssammensætningsvurderingsmetoder.
Introduction
Reumatoid arthritis (RA) er en invaliderende sygdom, der påvirker patienternes funktionalitet og uafhængighed på grund af akutte ledsmerter, nedsat muskelstyrke og nedsat fysisk funktion, som alle er forbundet med den inflammatoriske proces, der er forbundet med sygdommen 1,2. I fremskredne stadier forårsager vedvarende inflammation strukturelle ændringer, der fører til deformitet, leddysfunktion og reumatoid kakeksi, hvilket er en dårlig prognostisk faktor for disse patienter 3,4.
Reumatoid kakeksi er karakteriseret ved ændringer i kropssammensætning, såsom muskeltab med stabil vægt og øget fedtmasse, hvilket kan påvirke livskvaliteten for disse patienterbetydeligt 3,5,6. Forskellige teknikker er tilgængelige til vurdering af kropssammensætning, hvor den mest anvendte er bioelektrisk impedansanalyse (BIA). Men når konventionel BIA-analyse anvendes hos forsøgspersoner med ændret kropssammensætning, kan estimaterne være begrænsede, da de er baseret på forudsigelsesligninger formuleret til en sund eller normalt hydreret population 7,8.
En anden tilgang, kaldet bioelektrisk impedansvektoranalyse (BIVA), bruger impedansvektoren baseret på grafisk RXc. Det bruger impedans, modstand (R) og reaktans (Xc) data korrigeret for højde, hvilket resulterer i en vektor, der giver information om hydreringstilstanden og integriteten af cellemassen. BIVA er i stand til at klassificere patienter i kategorier som dehydrering, overhydrering, normal, atlet, mager, kakektisk og overvægtig, hvilket gør det til et værdifuldt værktøj for RA-patienter 8,9,10. Vektorer placeret over eller under hovedaksen (ellipsens venstre eller højre halvdel) har været forbundet med henholdsvis højere og lavere cellemasse i blødt væv. Fremadgående og bagudrettede forskydninger af vektorer parallelt med hovedaksen er forbundet med dehydrering og væskeoverbelastning. Atleter defineres som personer med højere cellemasse, potentielt ledsaget af dehydrering. Den magre klassificering refererer til dem med lavere cellemasse, potentielt ledsaget af dehydrering, og den overvægtige klassificering gælder for personer med højere cellemasse, som kan ledsages af væskeoverbelastning. Klassificeringen af kakeksi af BIVA bestemmes af høj modstand og lave reaktansværdier, repræsenteret ved vektorens bevægelse til højre for grafen, hvilket indikerer et fald i cellemasse, potentielt ledsaget af en ændring i hydratiseringsstatus11 (figur 1).
Konventionelle farmakologiske behandlinger for RA fokuserer primært på at reducere smerte, betændelse og ledskadeprogression, med begrænset opmærksomhed på ændringer i kropssammensætning12. Blandt de ikke-farmakologiske terapier, der almindeligvis anvendes i denne population, har træningsbaserede interventioner vist positive resultater med at forbedre funktionalitet, træthed, smerte, ledmobilitet, aerob kapacitet, muskelstyrke, udholdenhed, fleksibilitet og psykologisk velvære. Det er vigtigt, at disse interventioner har vist sig at opnå disse fordele uden at forværre symptomerne eller forårsage ledskader hos patienter uden omfattende allerede eksisterende skade 13,14,15,16,17. Der er dog begrænset viden om implementering og evaluering af ændringer i hydrering og kropscellemassestatus efter træningsinterventioner i denne population. Disse patienter oplever ofte smerte, betændelse og strukturelle ledændringer, hvilket begrænser de typer aktiviteter, de kan deltage i, og yderligere komplicerer kropssammensætningsvurderinger ved hjælp af traditionelle tilgange. Denne protokol har til formål at demonstrere, hvordan man evaluerer ændringer i hydrering og kropscellemassestatus ved hjælp af bioelektrisk impedans vektoranalyse efter implementering af et dynamisk træningsprogram til patienter med reumatoid arthritis. Derudover indeholder protokollen detaljer om det dynamiske træningsprogram, herunder kardiovaskulær kapacitet, styrke og koordinationskomponenter samt trin, instrumenter, begrænsninger og generelle overvejelser.
Protocol
Representative Results
Discussion
Ved reumatoid arthritis er sygdommens onde cirkel blevet beskrevet, hvilket refererer til de strukturelle ændringer i leddene forårsaget af betændelsesmekanismer; Disse ændringer sammen med den kroniske inflammatoriske tilstand fører til, at patienter gennemgår stadier med stor smerte og betændelse med strukturelle ændringer i leddene og som følge heraf funktionsnedsættelse, der øger risikoen for at udvikle metaboliske og hjerte-kar-sygdomme og ændringer i kropssammensætning, såsom reumatoid kakeksi<sup cla…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Forfatterne vil gerne takke professorerne Piccoli og Pastori fra Institut for Medicinske og Kirurgiske Videnskaber, University of Padova, Italien, for at levere BIVA-softwaren. Også til Dr. Luis Llorente og Dra. Andrea Hinojosa-Azaola fra Institut for Immunologi og Reumatologi ved INCMNSZ til reumatologisk vurdering af patienter. Dette arbejde blev støttet af CONACyT, som sponsorerede stipendiet CVU 777701 for Mariel Lozada Mellado under hans ph.d.-kursusstudie og gennem Research Project Grant 000000000261652. Sponsor havde ingen rolle i undersøgelsens design eller i indsamlingen, analysen eller fortolkningen af data eller i udarbejdelsen af rapporten og i beslutningen om at indsende papiret til offentliggørelse.
Materials
| Alcohol 70% swabs | NA | NA | Any brand can be used |
| bicycle ergometer | NA | NA | Any brand can be used |
| BIVA tolerance software 2002 | NA | NA | Is a sofware created for academic use, can be download in http://www.renalgate.it/formule_calcolatori/bioimpedenza.htm in "LE FORMULE DEL Prof. Piccoli" section |
| BIVA confidence software | NA | NA | Is a sofware created for academic use, can be download in http://www.renalgate.it/formule_calcolatori/bioimpedenza.htm in "LE FORMULE DEL Prof. Piccoli" section |
| Chair | NA | NA | Any brand can be used |
| Chlorhexidine | NA | NA | Any brand can be used, 0.05% |
| Examination table | NA | NA | Any brand can be used |
| Leadwires square socket | BodyStat | SQ-WIRES | |
| Long Bodystat 0525 electrodes | BodyStat | BS-EL4000 | |
| Plastic ball | NA | NA | Any brand can be used, 30 cm |
| Pulse oximeter | NA | NA | Any brand can be used |
| Quadscan 4000 equipment | BodyStat | BS-4000 | Impedance measuring range: 20 – 1300 Ω ohms Test Current: 620 μA Frequency: 5, 50, 100, 200 kHz Accuracy: Impedance 5 kHz: +/- 2 Ω Impedance 50 kHz: +/- 2 Ω Impedance 100 kHz: +/- 3 Ω Impedance 200 kHz: +/- 3 Ω Resistance 50 kHz: +/- 2 Ω Reactance 50 kHz: +/- 1 Ω Phase Angle 50 kHz: +/- 0.2° Calibration: A resistor is supplied for independent verification from time to time. The impedance value should read between 496 and 503 Ω. |
| Resistence bands | NA | NA | Any brand can be used, with resistence of 0.5 kg to 3.2 kg |
| Stationary bicycle | NA | NA | Any brand can be used |
| Treadmill | NA | NA | Any brand can be used |
| Wooden stick | NA | NA | Any brand can be used, 1.5m in large and <1kg |
Riferimenti
- Aletaha, D., et al. Rheumatoid arthritis classification criteria: An American College of Rheumatology/European League Against Rheumatism collaborative initiative. Annals of the Rheumatic Diseases. 62 (9), 1580-1588 (2010).
- Gamal, R. M., Mahran, S. A., Abo El Fetoh, N., Janbi, F. Quality of life assessment in Egyptian rheumatoid arthritis patients: Relation to clinical features and disease activity. Egyptian Rheumatologist. 38 (2), 65-70 (2016).
- Rall, L. C., Roubenoff, R. Rheumatoid cachexia: metabolic abnormalities, mechanisms, and interventions. Rheumatology. 43 (10), 1219-1223 (2004).
- Summers, G. D., Deighton, C. M., Rennie, M. J., Booth, A. H. Rheumatoid cachexia: A clinical perspective. Rheumatology. 47 (8), 1124-1131 (2008).
- Elkan, A. C., Engvall, I. L., Cederholm, T., Hafström, I. Rheumatoid cachexia, central obesity and malnutrition in patients with low-active rheumatoid arthritis: Feasibility of anthropometry, Mini Nutritional Assessment, and body composition techniques. European Journal of Nutrition. 48 (5), 315-322 (2009).
- Engvall, I. L., et al. Cachexia in rheumatoid arthritis is associated with inflammatory activity, physical disability, and low bioavailable insulin-like growth factor. Scandinavian Journal of Rheumatology. 37 (5), 321-328 (2008).
- Jacobs, D. O. Bioelectrical Impedance Analysis: Implications for Clinical Practice. Nutrition in Clinical Practice. 12 (5), 204-210 (1997).
- Santillán-Díaz, C., et al. Prevalence of rheumatoid cachexia assessed by bioelectrical impedance vector analysis and its relation with physical function. Clinical Rheumatology. 37 (3), 607-614 (2018).
- Piccoli, A., et al. Bivariate normal values of the bioelectrical impedance vector in adult and elderly populations. The American Journal of Clinical Nutrition. 61 (2), 269-270 (1995).
- Espinosa-Cuevas, M. A., et al. Vectores de impedancia bioeléctrica para la composición corporal en población mexicana [Bioelectrical impedance vectors for body composition in Mexican population]. Revista de investigación clínica [Clinical research journal]. 59 (1), 15-24 (2007).
- Piccoli, A., Pillon, L., Dumler, F. Impedance vector distribution by sex, race, body mass index, and age in the United States: standard reference intervals as bivariate Z scores. Nutrition. 18 (2), 153-167 (2002).
- Maese, J., García De Yébenes, M. J., Carmona, L., Hernández-García, C. Estudio sobre el manejo de la artritis reumatoide en España (emAR II) [Study on the management of rheumatoid arthritis in Spain (emAR II)]. Características clínicas de los pacientes [Clinical characteristic of patients]. Reumatología Clinica. 8 (5), 236-242 (2012).
- Hurkmans, E., Van der Giesen, F. J., Vlieland, T. P. M. V., Schoones, J., Van den Ende, E. C. H. M. Dynamic exercise programs (aerobic capacity and/or muscle strength training) in patients with rheumatoid arthritis. Cochrane Database of Systematic Reviews. 4, CD006853 (2009).
- Baillet, A., et al. Efficacy of cardiorespiratory aerobic exercise in rheumatoid arthritis: Meta-analysis of randomized controlled trials. Arthritis Care & Research. 62 (7), 984-992 (2010).
- De Jong, Z., et al. Long-term follow-up of a high-intensity exercise program in patients with rheumatoid arthritis. Clinical Rheumatology. 28 (6), 663-671 (2009).
- García-Morales, J. M., et al. Effect of a dynamic exercise program in combination with Mediterranean diet on quality of life in women with rheumatoid arthritis. Journal of Clinical Rheumatology. 26 (2), S116-S122 (2019).
- Munneke, M., et al. Effect of a high-intensity weight-bearing exercise program on radiologic damage progression of the large joints in subgroups of patients with rheumatoid arthritis. Arthritis & Rheumatism. 53, 410-417 (2005).
- Hochberg, M., Chang, R., Dwosh, I., Lyndsey, S., Pincus, T., et al. The American College of Rheumatology 1991 Revised Criteria for the Classification of Global Functional Status in Rheumatoid Arthritis. Arthritis & Rheumatism. 35, 498-502 (1991).
- Nikiphorou, E., Konan, S., MacGregor, A. J., Haddad, F. S., Young, A. The surgical treatment of rheumatoid arthritis. Bone Joint Journal. 96 (10), 1287-1289 (2014).
- Jacqueline, B., et al. Rheumatoid Arthritis: A Brief Overview of the Treatment. Medical Principles and Practice. 27 (6), 501-507 (2019).
- Piccoli, A., Rossi, B., Pillon, L., Bucciante, G. A new method for monitoring body fluid variation by bioimpedance analysis: the RXc graph. Kidney International. 46 (2), 534-539 (1994).
- Benatti, F. B., Pedersen, B. K. Exercise as an anti-inflammatory therapy for rheumatic diseases – Myokine regulation. Nature Reviews Rheumatology. 11 (2), 86-97 (2015).
- Cooney, J. K., et al. Benefits of Exercise in Rheumatoid Arthritis. Journal of Aging Research. 6, 297-310 (2011).
- Barbosa-Silva, M. C. G., Barros, J. D. Bioelectrical impedance analysis in clinical practice: a new perspective on its use beyond body composition equations. Current Opinion. Clinical Nutrition and Metabolic Care. 8 (3), 311-317 (2005).
- Mulasi, U., Kuchnia, A. J., Cole, A. J., Earthman, C. P. Bioimpedance at the bedside: current applications,limitations, and opportunities. Nutrition in Clinical Practice. 30 (2), 180-193 (2015).
- Steihaug, O. M., Bogen, B., Kristoffersen, M., Ranhoff, A. Bones, blood and steel: How bioelectrical impedance analysis is affected by a hip fracture and surgical implants. Journal of Electrical Bioimpedance. 8, 54-59 (2017).
- Nwosu, A. C., et al. Bioelectrical impedance vector analysis (BIVA) is a method to compare body composition differences according to cancer stage and type. Clinical nutrition ESPEN. 30, 59-66 (2019).
- Martins, P. C., Gobbo, L. A., Silva, D. A. S. Bioelectrical impedance vector analysis (BIVA) in university athletes. Journal of the International Society of Sports Nutrition. 18 (7), 1-8 (2021).
- Norman, K., Pirlich, M., Sorensen, J., Christensen, P., Kemps, M., Schütz, T., Lochs, H., Kondrup, J. Bioimpedance vector analysis as a measure of muscle function. Clinical Nutrition. 28 (1), 78-82 (2009).
- Stagi, S., et al. Usability of classic and specific bioelectrical impedance vector analysis in measuring body composition of children. Clinical nutrition. 41 (3), 673-679 (2022).
- Garber, C. E., et al. American College of Sports Medicine. American College of Sports Medicine position stand. Quantity and quality of exercise for developing and maintaining cardiorespiratory, musculoskeletal, and neuromotor fitness in apparently healthy adults: guidance for prescribing exercise. Medicine & Science in Sports & Exercise. 43 (7), 1334-1359 (2011).
