Bewertung von Veränderungen der Hydratation und der Körperzellmasse mit bioelektrischer Impedanzanalyse nach einem Trainingsprogramm für Patienten mit rheumatoider Arthritis
Summary
Dieses Protokoll bewertet Veränderungen der Hydratation und des Status der Körperzellmasse mithilfe einer vektoriellen bioelektrischen Impedanzanalyse nach einem dynamischen Trainingsprogramm, das für Patienten mit rheumatoider Arthritis entwickelt wurde. Das dynamische Trainingsprogramm selbst ist detailliert und hebt seine Komponenten hervor, die sich auf die kardiovaskuläre Kapazität, Kraft und Koordination konzentrieren. Das Protokoll beschreibt Schritte, Instrumente und Einschränkungen.
Abstract
Rheumatoide Arthritis (RA) ist eine schwächende Erkrankung, die zu Komplikationen wie rheumatoider Kachexie führen kann. Während körperliche Bewegung Vorteile für RA-Patienten gezeigt hat, bleibt ihr Einfluss auf die Flüssigkeitszufuhr und die Körperzellmasse ungewiss. Das Vorhandensein von Schmerzen, Entzündungen und Gelenkveränderungen schränkt oft die Aktivität ein und macht die traditionelle Beurteilung der Körperzusammensetzung aufgrund des veränderten Flüssigkeitshaushalts unzuverlässig. Die bioelektrische Impedanz ist eine häufig verwendete Methode zur Schätzung der Körperzusammensetzung, hat jedoch Einschränkungen, da sie in erster Linie für die Allgemeinbevölkerung entwickelt wurde und keine Veränderungen der Körperzusammensetzung berücksichtigt. Auf der anderen Seite bietet die bioelektrische Impedanzvektoranalyse (BIVA) einen umfassenderen Ansatz. BIVA beinhaltet die grafische Interpretation von Widerstand (R) und Reaktanz (Xc), angepasst an die Höhe, um wertvolle Informationen über den Hydratationsstatus und die Integrität der Zellmasse zu erhalten.
Zwölf Frauen mit RA wurden in diese Studie eingeschlossen. Zu Beginn der Studie wurden die Hydratation und die Körperzellmasse mit der BIVA-Methode gemessen. Anschließend nahmen die Patienten an einem sechsmonatigen dynamischen Trainingsprogramm teil, das Herz-Kreislauf-, Kraft- und Koordinationstraining umfasste. Um Veränderungen der Hydratation und der Körperzellmasse zu bewerten, wurden die Unterschiede in den R- und Xc-Parametern, angepasst an die Körpergröße, mit der BIVA-Konfidenzsoftware verglichen. Die Ergebnisse zeigten bemerkenswerte Veränderungen: Der Widerstand nahm nach dem Trainingsprogramm ab, während die Reaktanz zunahm. BIVA kann als Klassifikationsmethode Patienten effektiv in die Kategorien Dehydrierung, Überwässerung, Normal, Sportler, dünn, Kachektik und Fettleibigkeit einteilen. Dies macht es zu einem wertvollen Werkzeug für die Beurteilung von RA-Patienten, da es Informationen liefert, die unabhängig von Körpergewicht oder Vorhersagegleichungen sind. Insgesamt gab die Implementierung von BIVA in dieser Studie Aufschluss über die Auswirkungen des Trainingsprogramms auf die Flüssigkeitszufuhr und die Körperzellmasse bei RA-Patienten. Seine Vorteile liegen in seiner Fähigkeit, umfassende Informationen zu liefern und die Einschränkungen herkömmlicher Methoden zur Beurteilung der Körperzusammensetzung zu überwinden.
Introduction
Rheumatoide Arthritis (RA) ist eine behindernde Erkrankung, die die Funktionalität und Unabhängigkeit der Patienten aufgrund akuter Gelenkschmerzen, verminderter Muskelkraft und beeinträchtigter körperlicher Funktion beeinträchtigt, die alle mit dem der Krankheit innewohnenden Entzündungsprozess verbunden sind 1,2. In fortgeschrittenen Stadien führt eine anhaltende Entzündung zu strukturellen Veränderungen, die zu Deformitäten, Gelenkfunktionsstörungen und rheumatoider Kachexie führen, was für diese Patienten ein schlechter prognostischer Faktor ist 3,4.
Rheumatoide Kachexie ist gekennzeichnet durch Veränderungen der Körperzusammensetzung, wie z. B. Muskelabbau bei gleichbleibendem Gewicht und erhöhter Fettmasse, die die Lebensqualität dieser Patienten erheblich beeinträchtigen können 3,5,6. Es stehen verschiedene Techniken zur Verfügung, um die Körperzusammensetzung zu beurteilen, wobei die am weitesten verbreitete die bioelektrische Impedanzanalyse (BIA) ist. Wenn die konventionelle BIA-Analyse jedoch bei Probanden mit veränderter Körperzusammensetzung verwendet wird, können die Schätzungen begrenzt sein, da sie auf Vorhersagegleichungen basieren, die für eine gesunde oder normal hydratisierte Bevölkerung formuliert wurden 7,8.
Ein anderer Ansatz, die sogenannte bioelektrische Impedanzvektoranalyse (BIVA), verwendet den Impedanzvektor auf der Grundlage von grafischem RXc. Es verwendet Impedanz-, Widerstands- (R) und Reaktanzdaten (Xc), die um die Höhe korrigiert sind, was zu einem Vektor führt, der Informationen über den Hydratationszustand und die Integrität der Zellmasse liefert. BIVA ist in der Lage, Patienten in Kategorien wie Dehydrierung, Überwässerung, Normal, Sportler, Mager, Kachekt und Fettleibigkeit zu klassifizieren, was es zu einem wertvollen Werkzeug für RA-Patienten macht 8,9,10. Vektoren, die sich oberhalb oder unterhalb der Hauptachse befinden (die linke oder rechte Hälfte der Ellipsen), wurden mit einer höheren bzw. niedrigeren Zellmasse in Weichgeweben in Verbindung gebracht. Vorwärts- und Rückwärtsverschiebungen von Vektoren, die parallel zur Hauptachse verlaufen, sind mit Dehydrierung und Flüssigkeitsüberladung verbunden. Sportler sind definiert als Personen mit höherer Zellmasse, die möglicherweise mit Dehydrierung einhergeht. Die magere Klassifizierung bezieht sich auf Personen mit geringerer Zellmasse, die möglicherweise mit Dehydrierung einhergeht, und die fettleibige Klassifizierung gilt für Personen mit höherer Zellmasse, die mit einer Flüssigkeitsüberladung einhergehen kann. Die Klassifizierung der Kachexie durch BIVA wird durch hohe Widerstands- und niedrige Reaktanzwerte bestimmt, die durch die Bewegung des Vektors auf der rechten Seite des Diagramms dargestellt werden, was auf eine Abnahme der Zellmasse hinweist, die möglicherweise mit einer Änderung des Hydratationsstatus einhergeht11 (Abbildung 1).
Konventionelle pharmakologische Behandlungen der rheumatoiden Arthritis konzentrieren sich in erster Linie auf die Verringerung von Schmerzen, Entzündungen und dem Fortschreiten von Gelenkschäden, wobei Veränderungen der Körperzusammensetzung nur begrenzte Aufmerksamkeit geschenktwird 12. Unter den nicht-pharmakologischen Therapien, die in dieser Population üblicherweise eingesetzt werden, haben bewegungsbasierte Interventionen positive Ergebnisse bei der Verbesserung von Funktionalität, Müdigkeit, Schmerzen, Gelenkbeweglichkeit, aerober Kapazität, Muskelkraft, Ausdauer, Flexibilität und psychischem Wohlbefinden gezeigt. Wichtig ist, dass diese Interventionen diese Vorteile nachweislich erzielen, ohne die Symptome zu verschlimmern oder Gelenkschäden bei Patienten ohne umfangreiche Vorschäden zu verursachen 13,14,15,16,17. Es gibt jedoch nur begrenztes Wissen über die Implementierung und Bewertung von Veränderungen der Hydratation und des Körperzellmassestatus nach Trainingsinterventionen in dieser Population. Diese Patienten leiden oft unter Schmerzen, Entzündungen und strukturellen Veränderungen der Gelenke, was die Arten von Aktivitäten, die sie ausüben können, einschränkt und die Beurteilung der Körperzusammensetzung mit herkömmlichen Ansätzen weiter erschwert. Dieses Protokoll soll zeigen, wie Veränderungen der Hydratation und des Körperzellmassestatus mithilfe der bioelektrischen Impedanzvektoranalyse nach der Implementierung eines dynamischen Trainingsprogramms für Patienten mit rheumatoider Arthritis bewertet werden können. Darüber hinaus enthält das Protokoll Details zum dynamischen Trainingsprogramm, einschließlich der kardiovaskulären Kapazität, der Kraft- und Koordinationskomponenten sowie der Schritte, Instrumente, Einschränkungen und allgemeinen Überlegungen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bei der rheumatoiden Arthritis wurde der Teufelskreis der Krankheit beschrieben, der sich auf die strukturellen Veränderungen in den Gelenken bezieht, die durch Entzündungsmechanismen verursacht werden; Diese Veränderungen, zusammen mit dem chronischen Entzündungszustand, führen dazu, dass die Patienten Stadien großer Schmerzen und Entzündungen durchlaufen, mit strukturellen Veränderungen in den Gelenken und in der Folge funktionellen Behinderungen, die das Risiko für die Entwicklung von Stoffwechsel- und Herz-K…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Die Autoren danken den Professoren Piccoli und Pastori von der Abteilung für medizinische und chirurgische Wissenschaften der Universität Padua, Italien, für die Bereitstellung der BIVA-Software. Auch an Dr. Luis Llorente und Dra. Andrea Hinojosa-Azaola von der Abteilung für Immunologie und Rheumatologie am INCMNSZ für die rheumatologische Beurteilung von Patienten. Diese Arbeit wurde von der CONACyT unterstützt, die das Stipendium CVU 777701 für Mariel Lozada Mellado während seines Doktoratsstudiums und durch das Research Project Grant 000000000261652 sponserte. Der Sponsor spielte weder beim Studiendesign noch bei der Erhebung, Analyse oder Interpretation von Daten noch bei der Abfassung des Berichts und bei der Entscheidung, die Studie zur Veröffentlichung einzureichen, eine Rolle.
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 |
Referências
- 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).
