Summary

Evaluering av endringer i hydrering og kroppscellemasse med bioelektrisk impedansanalyse etter treningsprogram for pasienter med revmatoid artritt

Published: July 14, 2023
doi:

Summary

Denne protokollen vurderer endringer i hydrering og kroppscellemassestatus ved bruk av bioelektrisk impedansvektoranalyse etter et dynamisk treningsprogram utviklet for pasienter med revmatoid artritt. Det dynamiske treningsprogrammet i seg selv er detaljert, og fremhever komponentene fokusert på kardiovaskulær kapasitet, styrke og koordinering. Protokollen beskriver trinn, instrumenter og begrensninger.

Abstract

Revmatoid artritt (RA) er en svekkende sykdom som kan føre til komplikasjoner som revmatoid kakeksi. Mens fysisk trening har vist fordeler for RA-pasienter, er dens innvirkning på hydrering og kroppscellemasse fortsatt usikker. Tilstedeværelsen av smerte, betennelse og leddendringer begrenser ofte aktiviteten og gjør tradisjonelle kroppssammensetningsvurderinger upålitelige på grunn av endrede hydreringsnivåer. Bioelektrisk impedans er en vanlig metode for å estimere kroppssammensetning, men den har begrensninger siden den primært ble utviklet for den generelle befolkningen og ikke tar hensyn til endringer i kroppssammensetning. På den annen side tilbyr bioelektrisk impedansvektoranalyse (BIVA) en mer omfattende tilnærming. BIVA innebærer grafisk tolkning av motstand (R) og reaktans (Xc), justert for høyde, for å gi verdifull informasjon om hydreringsstatus og integriteten til cellemassen.

Tolv kvinner med revmatoid artritt ble inkludert i denne studien. I begynnelsen av studien ble hydrering og kroppscellemassemålinger oppnådd ved hjelp av BIVA-metoden. Deretter deltok pasientene i et seks måneders dynamisk treningsprogram som omfattet kardiovaskulær kapasitet, styrke og koordinasjonstrening. For å evaluere endringer i hydrering og kroppscellemasse ble forskjellene i R- og Xc-parametrene, justert for høyde, sammenlignet ved hjelp av BIVA-tillitsprogramvare. Resultatene viste bemerkelsesverdige endringer: motstanden ble redusert etter treningsprogrammet, mens reaktansen økte. BIVA, som en klassifiseringsmetode, kan effektivt kategorisere pasienter i kategorier dehydrering, overhydrering, normal, idrettsutøver, tynn, cachectic og overvekt. Dette gjør det til et verdifullt verktøy for å vurdere RA-pasienter, da det gir informasjon uavhengig av kroppsvekt eller prediksjonsligninger. Samlet sett belyste implementeringen av BIVA i denne studien effekten av treningsprogrammet på hydrering og kroppscellemasse hos RA-pasienter. Dens fordeler ligger i dens evne til å gi omfattende informasjon og overvinne begrensningene i tradisjonelle metoder for vurdering av kroppssammensetning.

Introduction

Revmatoid artritt (RA) er en invalidiserende sykdom som påvirker pasientens funksjonalitet og uavhengighet på grunn av akutte leddsmerter, redusert muskelstyrke og nedsatt fysisk funksjon, som alle er forbundet med den inflammatoriske prosessen som er forbundet med sykdommen 1,2. I avanserte stadier forårsaker vedvarende betennelse strukturelle endringer som fører til deformitet, ledddysfunksjon og revmatoid kakeksi, noe som er en dårlig prognostisk faktor for disse pasientene 3,4.

Reumatoid kakeksi er preget av endringer i kroppssammensetning, for eksempel muskeltap med stabil vekt og økt fettmasse, noe som kan påvirke livskvaliteten betydelig for disse pasientene 3,5,6. Ulike teknikker er tilgjengelige for å vurdere kroppssammensetning, med den mest brukte som bioelektrisk impedansanalyse (BIA). Men når konvensjonell BIA-analyse brukes hos personer med endret kroppssammensetning, kan estimeringene være begrenset da de er basert på prediksjonsligninger formulert for en sunn eller normalt hydrert befolkning 7,8.

En annen tilnærming, kalt bioelektrisk impedansvektoranalyse (BIVA), bruker impedansvektoren basert på grafisk RXc. Den benytter impedans-, motstands- (R) og reaktansdata (Xc) korrigert for høyde, noe som resulterer i en vektor som gir informasjon om cellemassens hydratiseringstilstand og integritet. BIVA er i stand til å klassifisere pasienter i kategorier som dehydrering, overhydrering, normal, idrettsutøver, mager, cachectic og overvekt, noe som gjør det til et verdifullt verktøy for RA-pasienter 8,9,10. Vektorer plassert over eller under hovedaksen (venstre eller høyre halvdel av ellipsene) har vært assosiert med henholdsvis høyere og lavere cellemasse i bløtvev. For- og bakoverforskyvninger av vektorer parallelt med hovedaksen er knyttet til dehydrering og væskeoverbelastning. Idrettsutøvere er definert som individer med høyere cellemasse, potensielt ledsaget av dehydrering. Den magre klassifiseringen refererer til de med lavere cellemasse, potensielt ledsaget av dehydrering, og den overvektige klassifiseringen gjelder for personer med høyere cellemasse, som kan være ledsaget av væskeoverbelastning. Klassifiseringen av kakeksi ved BIVA bestemmes av høy motstand og lave reaktansverdier, representert ved bevegelse av vektoren til høyre for grafen, noe som indikerer en reduksjon i cellemasse, potensielt ledsaget av en endring i hydreringsstatus11 (figur 1).

Konvensjonelle farmakologiske behandlinger for RA fokuserer primært på å redusere smerte, betennelse og leddskadeprogresjon, med begrenset oppmerksomhet gitt til endringer i kroppssammensetning12. Blant de ikke-farmakologiske terapiene som vanligvis brukes i denne populasjonen, har treningsbaserte intervensjoner vist positive resultater for å forbedre funksjonalitet, tretthet, smerte, leddmobilitet, aerob kapasitet, muskelstyrke, utholdenhet, fleksibilitet og psykologisk velvære. Det er viktig at disse inngrepene har vist seg å oppnå disse fordelene uten å forverre symptomene eller forårsake leddskade hos pasienter uten omfattende eksisterende skade 13,14,15,16,17. Det er imidlertid begrenset kunnskap om implementering og evaluering av endringer i hydrering og kroppscellemassestatus etter treningsintervensjoner i denne populasjonen. Disse pasientene opplever ofte smerte, betennelse og strukturelle leddendringer, noe som begrenser hvilke typer aktiviteter de kan engasjere seg i og ytterligere kompliserer kroppssammensetningsvurderinger ved hjelp av tradisjonelle tilnærminger. Denne protokollen tar sikte på å demonstrere hvordan man evaluerer endringer i hydrering og kroppscellemassestatus ved hjelp av bioelektrisk impedansvektoranalyse etter implementering av et dynamisk treningsprogram for pasienter med revmatoid artritt. I tillegg gir protokollen detaljer om det dynamiske treningsprogrammet, inkludert kardiovaskulær kapasitet, styrke og koordinasjonskomponenter, samt trinn, instrumenter, begrensninger og generelle hensyn.

Protocol

Den nåværende protokollen ble godkjent av og fulgte retningslinjene til komiteen for menneskelig forskning og etikk fra National Institute of Medical Sciences and Nutrition Salvador Zubirán (Ref.: 1347). Informert samtykke ble innhentet fra de menneskelige deltakerne før deltakelse i denne studien. Kun pasienter i funksjonsklasse I til III uten hel eller partiell artroplastikk18,19 og som ikke var kandidater for proteser, ble inkludert i denne studien. Eksklu…

Representative Results

Resultatene presenteres for seks kvinnelige pasienter med RA som deltok i et 48 økt dynamisk treningsprogram. Pasientenes gjennomsnittsalder var 52,7 ± 13,1 år, og BMI var 26,8 ± 4,6. Gjennomsnittlig sykdomsvarighet var 15,5 ± 6,1 år, og sykdomsaktiviteten, målt ved Disease Activity Score 28, ble klassifisert som lav aktivitet med gjennomsnittlig 1,9 ± 1. Når det gjelder funksjonshemming, ga Health Assessment Questionnaire Disability en gjennomsnittlig skår på 0,5 ± 0,3. For de seks deltakerne som ikke gjenno…

Discussion

Ved revmatoid artritt har den onde sirkelen av sykdommen blitt beskrevet, som refererer til strukturelle endringer i leddene forårsaket av betennelsesmekanismer; Disse endringene, sammen med kronisk inflammatorisk tilstand, fører til at pasienter går gjennom stadier av stor smerte og betennelse, med strukturelle endringer i leddene og som en konsekvens funksjonshemming, som øker risikoen for å utvikle metabolske og kardiovaskulære sykdommer og endringer i kroppssammensetning som revmatoid kakeksi2…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Forfatterne vil gjerne takke professorene Piccoli og Pastori ved Institutt for medisinske og kirurgiske vitenskaper, Universitetet i Padova, Italia, for å gi BIVA-programvaren. Også til Dr. Luis Llorente og Dra. Andrea Hinojosa-Azaola fra Avdeling for immunologi og revmatologi ved INCMNSZ for revmatologisk vurdering av pasienter. Dette arbeidet ble støttet av CONACyT som sponset stipendet CVU 777701 for Mariel Lozada Mellado under hans Ph.D. kursstudie og gjennom Research Project Grant 000000000261652. Sponsoren hadde ingen rolle i studiedesignet eller i innsamlingen, analysen eller tolkningen av data, heller ikke i skrivingen av rapporten eller i beslutningen om å sende inn artikkelen for publisering.

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

  1. 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).
  2. 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).
  3. Rall, L. C., Roubenoff, R. Rheumatoid cachexia: metabolic abnormalities, mechanisms, and interventions. Rheumatology. 43 (10), 1219-1223 (2004).
  4. Summers, G. D., Deighton, C. M., Rennie, M. J., Booth, A. H. Rheumatoid cachexia: A clinical perspective. Rheumatology. 47 (8), 1124-1131 (2008).
  5. 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).
  6. 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).
  7. Jacobs, D. O. Bioelectrical Impedance Analysis: Implications for Clinical Practice. Nutrition in Clinical Practice. 12 (5), 204-210 (1997).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. 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).
  19. 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).
  20. Jacqueline, B., et al. Rheumatoid Arthritis: A Brief Overview of the Treatment. Medical Principles and Practice. 27 (6), 501-507 (2019).
  21. 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).
  22. 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).
  23. Cooney, J. K., et al. Benefits of Exercise in Rheumatoid Arthritis. Journal of Aging Research. 6, 297-310 (2011).
  24. 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).
  25. 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).
  26. 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).
  27. 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).
  28. 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).
  29. 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).
  30. 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).
  31. 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).
check_url/pt/65692?article_type=t

Play Video

Citar este artigo
Lozada-Mellado, M., García-Morales, J. M., Ogata-Medel, M., Pineda-Juárez, J. A., Castillo-Martínez, L. Evaluation of Changes in Hydration and Body Cell Mass with Bioelectrical Impedance Analysis after Exercise Program for Rheumatoid Arthritis Patients. J. Vis. Exp. (197), e65692, doi:10.3791/65692 (2023).

View Video