Utvärdering av förändringar i hydrering och kroppscellmassa med bioelektrisk impedansanalys efter träningsprogram för patienter med reumatoid artrit
Summary
Detta protokoll bedömer förändringar i hydrering och kroppscellmassstatus med hjälp av bioelektrisk impedansvektoranalys efter ett dynamiskt träningsprogram utformat för patienter med reumatoid artrit. Det dynamiska träningsprogrammet i sig är detaljerat och lyfter fram dess komponenter fokuserade på kardiovaskulär kapacitet, styrka och koordination. Protokollet innehåller information om steg, instrument och begränsningar.
Abstract
Reumatoid artrit (RA) är en försvagande sjukdom som kan leda till komplikationer som reumatoid kakexi. Även om fysisk träning har visat fördelar för RA-patienter, är dess inverkan på hydrering och kroppscellmassa fortfarande osäker. Förekomsten av smärta, inflammation och ledförändringar begränsar ofta aktiviteten och gör traditionella kroppssammansättningsbedömningar otillförlitliga på grund av förändrade vätskenivåer. Bioelektrisk impedans är en vanlig metod för att uppskatta kroppssammansättning, men den har begränsningar eftersom den främst utvecklades för den allmänna befolkningen och inte tar hänsyn till förändringar i kroppssammansättningen. Å andra sidan erbjuder bioelektrisk impedansvektoranalys (BIVA) ett mer omfattande tillvägagångssätt. BIVA innebär att man grafiskt tolkar resistans (R) och reaktans (Xc), justerat för höjd, för att ge värdefull information om hydratiseringsstatus och cellmassans integritet.
Tolv kvinnor med RA inkluderades i denna studie. I början av studien erhölls mätningar av hydrering och kroppscellmassa med hjälp av BIVA-metoden. Därefter deltog patienterna i ett sex månader långt dynamiskt träningsprogram som omfattade kardiovaskulär kapacitet, styrka och koordinationsträning. För att utvärdera förändringar i hydrering och kroppscellmassa jämfördes skillnaderna i R- och Xc-parametrarna, justerade för längd, med hjälp av BIVA konfidensprogramvara. Resultaten visade anmärkningsvärda förändringar: motståndet minskade efter träningsprogrammet, medan reaktansen ökade. BIVA, som en klassificeringsmetod, kan effektivt kategorisera patienter i kategorierna uttorkning, övervätning, normal, idrottare, smal, cachectic och fetma. Detta gör det till ett värdefullt verktyg för att bedöma RA-patienter, eftersom det ger information oberoende av kroppsvikt eller prediktionsekvationer. Sammantaget belyste implementeringen av BIVA i denna studie effekterna av träningsprogrammet på hydrering och kroppscellmassa hos RA-patienter. Dess fördelar ligger i dess förmåga att tillhandahålla omfattande information och övervinna begränsningarna hos traditionella metoder för bedömning av kroppssammansättning.
Introduction
Reumatoid artrit (RA) är en invalidiserande sjukdom som påverkar patienternas funktionalitet och självständighet på grund av akut ledvärk, nedsatt muskelstyrka och nedsatt fysisk funktion, som alla är förknippade med den inflammatoriska process som är inneboende i sjukdomen 1,2. I avancerade stadier orsakar ihållande inflammation strukturella förändringar som leder till deformitet, leddysfunktion och reumatoid kakexi, vilket är en dålig prognostisk faktor för dessa patienter 3,4.
Reumatoid kakexi kännetecknas av förändringar i kroppssammansättningen, såsom muskelförlust med stabil vikt och ökad fettmassa, vilket avsevärt kan påverka livskvaliteten för dessa patienter 3,5,6. Det finns olika tekniker för att bedöma kroppssammansättningen, där den mest använda är bioelektrisk impedansanalys (BIA). När konventionell BIA-analys används på patienter med förändrad kroppssammansättning kan dock uppskattningarna vara begränsade eftersom de baseras på prediktionsekvationer formulerade för en frisk eller normalt hydrerad population 7,8.
Ett annat tillvägagångssätt, kallat bioelektrisk impedansvektoranalys (BIVA), använder impedansvektorn baserad på grafisk RXc. Den använder impedans-, resistans- (R) och reaktansdata (Xc) korrigerade för höjd, vilket resulterar i en vektor som ger information om cellmassans hydratiseringstillstånd och integritet. BIVA kan klassificera patienter i kategorier som uttorkning, övervätning, normal, idrottare, mager, cachektisk och överviktig, vilket gör det till ett värdefullt verktyg för RA-patienter 8,9,10. Vektorer som ligger ovanför eller under huvudaxeln (den vänstra eller högra halvan av ellipserna) har associerats med högre respektive lägre cellmassa i mjukvävnader. Förskjutningar framåt och bakåt av vektorer parallellt med huvudaxeln är kopplade till uttorkning och vätskeöverbelastning. Idrottare definieras som individer med högre cellmassa, potentiellt åtföljd av uttorkning. Den magra klassificeringen avser de med lägre cellmassa, potentiellt åtföljd av uttorkning, och den feta klassificeringen gäller individer med högre cellmassa, vilket kan åtföljas av vätskeöverbelastning. Klassificeringen av kakexi av BIVA bestäms av hög resistans och låga reaktansvärden, representerade av vektorns rörelse till höger om grafen, vilket indikerar en minskning av cellmassan, potentiellt åtföljd av en förändring av hydratiseringsstatus11 (figur 1).
Konventionella farmakologiska behandlingar för RA fokuserar främst på att minska smärta, inflammation och ledskadeprogression, med begränsad uppmärksamhet på förändringar i kroppssammansättningen12. Bland de icke-farmakologiska terapier som vanligtvis används i denna population har träningsbaserade interventioner visat positiva resultat när det gäller att förbättra funktionalitet, trötthet, smärta, ledrörlighet, aerob kapacitet, muskelstyrka, uthållighet, flexibilitet och psykologiskt välbefinnande. Det är viktigt att notera att dessa interventioner har visat sig uppnå dessa fördelar utan att förvärra symtomen eller orsaka ledskador hos patienter utan omfattande redan existerande skador 13,14,15,16,17. Det finns dock begränsad kunskap om att implementera och utvärdera förändringar i hydrering och kroppscellsmassstatus efter träningsinterventioner i denna population. Dessa patienter upplever ofta smärta, inflammation och strukturella ledförändringar, vilket begränsar vilka typer av aktiviteter de kan ägna sig åt och ytterligare komplicerar kroppssammansättningsbedömningar med traditionella metoder. Detta protokoll syftar till att visa hur man utvärderar förändringar i hydrering och kroppscellmassestatus med hjälp av bioelektrisk impedansvektoranalys efter att ha implementerat ett dynamiskt träningsprogram för patienter med reumatoid artrit. Dessutom ger protokollet detaljer om det dynamiska träningsprogrammet, inklusive kardiovaskulär kapacitet, styrka och koordinationskomponenter, såväl som steg, instrument, begränsningar och allmänna överväganden.
Protocol
Representative Results
Discussion
Vid reumatoid artrit har sjukdomens onda cirkel beskrivits, vilket hänvisar till de strukturella förändringarna i lederna som orsakas av inflammationsmekanismer; Dessa förändringar, tillsammans med det kroniska inflammatoriska tillståndet, leder till att patienter går igenom stadier av stor smärta och inflammation, med strukturella förändringar i lederna och som en följd av funktionsnedsättning, som ökar risken för att utveckla metabola och kardiovaskulära sjukdomar och förändringar i kroppssammansättni…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Författarna vill tacka professorerna Piccoli och Pastori vid institutionen för medicinska och kirurgiska vetenskaper, universitetet i Padova, Italien, för att ha tillhandahållit BIVA-programvaran. Även till Dr. Luis Llorente och Dra. Andrea Hinojosa-Azaola från avdelningen för immunologi och reumatologi vid INCMNSZ för reumatologisk bedömning av patienter. Detta arbete stöddes av CONACyT som sponsrade stipendiet CVU 777701 för Mariel Lozada Mellado under hans doktorandkurs och genom Research Project Grant 000000000261652. Sponsorn hade ingen roll i studiedesignen eller i insamlingen, analysen eller tolkningen av data, inte heller i skrivandet av rapporten och i beslutet att skicka in artikeln för publicering.
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).
