Оценка изменений гидратации и клеточной массы организма с помощью анализа биоэлектрического импеданса после программы физических упражнений у пациентов с ревматоидным артритом
Summary
Этот протокол оценивает изменения гидратации и состояния клеточной массы тела с помощью векторного анализа биоэлектрического импеданса после динамической программы упражнений, разработанной для пациентов с ревматоидным артритом. Сама программа динамических упражнений детализирована, выделяя ее компоненты, ориентированные на сердечно-сосудистую систему, силу и координацию. Протокол содержит подробные сведения о шагах, инструментах и ограничениях.
Abstract
Ревматоидный артрит (РА) является изнурительным заболеванием, которое может привести к таким осложнениям, как ревматоидная кахексия. Несмотря на то, что физические упражнения показали пользу для пациентов с ревматоидным артритом, их влияние на гидратацию и массу клеток организма остается неопределенным. Наличие боли, воспаления и изменений в суставах часто ограничивает активность и делает традиционную оценку состава тела ненадежной из-за изменения уровня гидратации. Биоэлектрический импеданс является широко используемым методом оценки состава тела, но у него есть ограничения, поскольку он был разработан в первую очередь для населения в целом и не учитывает изменения в составе тела. С другой стороны, векторный анализ биоэлектрического импеданса (BIVA) предлагает более комплексный подход. BIVA включает в себя графическую интерпретацию сопротивления (R) и реактивного сопротивления (Xc) с поправкой на высоту, чтобы предоставить ценную информацию о состоянии гидратации и целостности клеточной массы.
В исследование было включено 12 женщин с РА. В начале исследования были получены измерения гидратации и клеточной массы тела с помощью метода BIVA. Впоследствии пациенты приняли участие в шестимесячной программе динамических упражнений, включающей тренировку сердечно-сосудистой системы, силы и координации. Для оценки изменений гидратации и массы клеток тела различия в параметрах R и Xc с поправкой на рост сравнивались с помощью программного обеспечения BIVA Confidence. Результаты показали заметные изменения: сопротивление уменьшилось после программы упражнений, в то время как реактивное сопротивление увеличилось. BIVA, как метод классификации, может эффективно классифицировать пациентов по категориям обезвоживания, избыточной гидратации, нормальных, спортивных, худых, кахектических и тучных. Это делает его ценным инструментом для оценки пациентов с РА, поскольку он предоставляет информацию, независимую от массы тела или уравнений прогнозирования. В целом, применение BIVA в этом исследовании пролило свет на влияние программы упражнений на гидратацию и массу клеток тела у пациентов с РА. Его преимущества заключаются в способности предоставлять исчерпывающую информацию и преодолевать ограничения традиционных методов оценки состава тела.
Introduction
Ревматоидный артрит (РА) – это инвалидизирующее заболевание, которое влияет на функциональность и независимость пациентов из-за острой боли в суставах, снижения мышечной силы и нарушения физической функции, которые связаны с воспалительным процессом, присущим заболеванию 1,2. На поздних стадиях персистирующее воспаление вызывает структурные изменения, приводящие к деформации, дисфункции суставов и ревматоидной кахексии, что является плохим прогностическим фактором для этих пациентов 3,4.
Ревматоидная кахексия характеризуется изменениями в составе тела, такими как потеря мышечной массы при стабильном весе и увеличение жировой массы, что может существенно повлиять на качество жизни этих пациентов 3,5,6. Для оценки состава тела доступны различные методы, наиболее широко используемым из которых является биоимпедансный анализ (БИА). Тем не менее, когда традиционный анализ BIA используется у пациентов с измененным составом тела, оценки могут быть ограничены, поскольку они основаны на уравнениях прогнозирования, сформулированных для здоровой или нормально гидратированной популяции 7,8.
Другой подход, называемый анализом векторов биоэлектрического импеданса (BIVA), использует вектор импеданса, основанный на графическом RXc. Он использует данные импеданса, сопротивления (R) и реактивного сопротивления (Xc) с поправкой на высоту, в результате чего получается вектор, который предоставляет информацию о состоянии гидратации и целостности клеточной массы. BIVA способен классифицировать пациентов по таким категориям, как обезвоживание, избыточная гидратация, нормальный, атлетический, худой, кахектический и тучный, что делает его ценным инструментом для пациентов с РА 8,9,10. Векторы, расположенные выше или ниже главной оси (левая или правая половины эллипсов), ассоциированы с большей и меньшей клеточной массой в мягких тканях соответственно. Прямые и обратные смещения векторов, параллельных большой оси, связаны с обезвоживанием и перегрузкой жидкостью. Спортсмены определяются как люди с более высокой клеточной массой, что может сопровождаться обезвоживанием. Классификация постного относится к людям с более низкой клеточной массой, потенциально сопровождающейся обезвоживанием, а классификация ожирения применяется к людям с более высокой клеточной массой, которая может сопровождаться переизбытком жидкости. Классификация кахексии по BIVA определяется высокими значениями сопротивления и низкого реактивного сопротивления, представленными перемещением вектора вправо на графике, свидетельствующим об уменьшении клеточной массы, потенциально сопровождающемся изменением гидратационного статуса11 (рис. 1).
Традиционные фармакологические методы лечения РА в первую очередь направлены на уменьшение боли, воспаления и прогрессирования повреждения суставов, при этом ограниченное внимание уделяется изменениям в составе тела12. Среди нефармакологических методов лечения, обычно используемых в этой популяции, вмешательства, основанные на физических упражнениях, показали положительные результаты в улучшении функциональности, усталости, боли, подвижности суставов, аэробной способности, мышечной силы, выносливости, гибкости и психологического благополучия. Важно отметить, что эти вмешательства, как было показано, достигают этих преимуществ без усугубления симптомов или повреждения суставов у пациентов без обширного ранее существовавшего повреждения 13,14,15,16,17. Тем не менее, имеются ограниченные знания о внедрении и оценке изменений в гидратации и состоянии клеточной массы тела после физических упражнений в этой популяции. Эти пациенты часто испытывают боль, воспаление и структурные изменения в суставах, что ограничивает виды деятельности, которыми они могут заниматься, и еще больше усложняет оценку состава тела с использованием традиционных подходов. Этот протокол направлен на демонстрацию того, как оценивать изменения гидратации и состояния клеточной массы тела с помощью векторного анализа биоэлектрического импеданса после реализации программы динамических упражнений для пациентов с ревматоидным артритом. Кроме того, протокол содержит подробную информацию о программе динамических упражнений, включая сердечно-сосудистую систему, силу и координационные компоненты, а также шаги, инструменты, ограничения и общие соображения.
Protocol
Representative Results
Discussion
При ревматоидном артрите описан порочный круг заболевания, который относится к структурным изменениям в суставах, вызванным механизмами воспаления; Эти изменения, вместе с хроническим воспалительным состоянием, приводят к тому, что пациенты проходят стадии сильной боли и воспаления, …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Авторы выражают благодарность профессорам Пикколи и Пастори с кафедры медицинских и хирургических наук Университета Падуи, Италия, за предоставление программного обеспечения BIVA. Кроме того, доктору Луису Льоренте и Дра. Андреа Инохоса-Азаола (Andrea Hinojosa-Azaola) из отделения иммунологии и ревматологии INCMNSZ для ревматологического обследования пациентов. Эта работа была поддержана CONACyT, который спонсировал стипендию CVU 777701 для Мариэля Лозады Мелладо во время его обучения в аспирантуре и в рамках гранта исследовательского проекта 000000000261652. Спонсор не играл никакой роли ни в дизайне исследования, ни в сборе, анализе или интерпретации данных, ни в написании отчета и в принятии решения о представлении статьи для публикации.
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).
