Hydratationsstatus und kognitive Leistung bei Jugendlichen (SMARTH2O)

EINFÜHRUNG Der Energiestoffwechsel pro Kilogramm Körpergewicht ist bei Kindern höher als bei Erwachsenen. 1 Kinder im Alter von 11 bis 14 Jahren sollten gemäß den Empfehlungen der EFSA (Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit) 2 mindestens 1,5 Liter Wasser pro Tag zu sich nehmen.

Diese Menge an täglichem Wasser ist schwer zu erreichen, da junge Menschen den Durst normalerweise nicht erkennen und oft keinen einfachen Zugang zu Wasser haben 3.

Wissenschaftliche Beweise belegen, dass eine leichte Dehydrierung, wie ein Verlust von 1 % des Körpergewichts, bei Kindern zu einer Verringerung der Konzentration und kognitiven Leistungsfähigkeit mit Folgen für das Gedächtnis und die Aufmerksamkeit führen kann.4,5

Eine englischsprachige systematische Studie über die Schulpolitik zum Thema Trinkwasser 4 verglich drei verschiedene Kontexte: Schulen, in denen Wasser im Klassenzimmer verboten war, Schulen, die eingeschränkten Zugang zu Wasser erlaubten (z. B. war das Wasser im Klassenzimmer erlaubt, aber nicht auf dem Schreibtisch). ) und Schulen, die freien Zugang zu Wasser hatten (z. B. war Wasser im Klassenzimmer erlaubt und Flaschen wurden an der Rezeption aufbewahrt). Die Ergebnisse zeigten, dass der Prozentsatz der Kinder, die weniger als die empfohlene tägliche Flüssigkeitsmenge zu sich nahmen, in den Schulen, die den Wasserkonsum verboten hatten (81 %), und in den Schulen, die während des Schultages eingeschränkten Zugang zu Wasser hatten (80 %), signifikant höher war. . Dieser Prozentsatz war in den Schulen, in denen die Kinder freien Zugang zu Wasser hatten, erheblich reduziert (46,5 %). In italienischen Schulen ist der Zugang zu Wasser im Allgemeinen begrenzt und der Wasserverbrauch ist nur zum Mittagessen 7 erlaubt.

METHODEN Studiendesign und Teilnehmer

In diese randomisierte kontrollierte Cluster-Pilotstudie, die von Forschern des IRCCS Policlinico San Donato organisiert und geleitet wird, werden Studenten (sowohl Männer als auch Frauen) im Alter von 12 bis 14 Jahren eingeschrieben.

Die Zustimmung zur Teilnahme an der Studie wurde von Vertretern der Schule während eines vor der Studie organisierten Treffens eingeholt. Alle Schüler und ihre Eltern gaben ihr Einverständnis zur Teilnahme. Das Studienprotokoll wurde von der lokalen Ethikkommission genehmigt (Protokollnummer 159/INT/2017).

An diesem 5-monatigen Projekt nehmen 214 Schüler der Mittelstufe (insgesamt zehn Klassen) teil.

Die rekrutierten Studenten werden in zwei Gruppen randomisiert; Sowohl die Interventions- als auch die Kontrollgruppe umfassen fünf Klassen.

Intervention Bei allen Schülern der Interventions- und Kontrollklassen werden Anthropometrie, Blutdruckmessungen und einfache Urinproben genommen; ein Fragebogen zu Ernährungs- und Bewegungsgewohnheiten sowie kognitive Tests (zur Bewertung der kognitiven Leistungen in Bezug auf Aufmerksamkeit, Gedächtnis und Konzentration) werden durchgeführt; Die zehn Klassen erhalten Veränderungen im Schulumfeld und individuelle Verstärkungsinstrumente.

Änderungen im Klassenumfeld: nur in den Interventionsklassen werden nachfüllbare Wasserspender und Wasserverbrauchsplakate aufgestellt; Jede Klasse erhält 5 Flaschen (jeweils 18 Liter) pro Woche, für insgesamt 100 Flaschen, die von Januar bis Mai verwendet werden können.

Änderungen in der Schulumgebung: Aufklärungsplakate in Anlehnung an „The Healthy Eating Plate“ mit Botschaften zur Förderung gesunder Ernährung, Wasserverbrauch und täglicher Bewegung werden in der Schule aufgehängt.

Verstärkungsinstrumente: Drei Lektionen zur Förderung der Gesundheit und des Wasserverbrauchs, die von erfahrenen Ernährungswissenschaftlern gehalten werden, werden in den Lehrplan aufgenommen. Die Schüler erhalten ein einfaches Lehrbuch, das von unserem Ernährungsteam als Unterstützung für den Schulunterricht und als Werkzeug zur Einbeziehung der Eltern entwickelt wurde. Eine wiederverwendbare BPA-freie Wasserflasche zur Förderung des Wasserverbrauchs und ein Schrittzähler zur Förderung körperlicher Aktivität werden zur Verfügung gestellt.

Lediglich in Interventionsklassen werden morgens automatisierte Textnachrichten zur Förderung des Wasserverbrauchs an Schüler und ihre Eltern versendet.

ERGEBNISMASSNAHMEN Primäres Ergebnismaß: Hydratationsstatus

Sekundäres Ergebnismaß: Korrelation und Variation zwischen Hydratationsstatus und kognitiven Leistungen (Aufmerksamkeit, Gedächtnis und Konzentration).

VERFAHREN Die Entnahme von Urinproben und die Durchführung kognitiver Tests werden zu Beginn und am Ende eines Schultages im Januar und im Mai durchgeführt). Anthropometrische Messungen und Fragebögen zu Essgewohnheiten und Lebensstil werden vor und nach dem Eingriff (im Januar und Mai) durchgeführt.

Osmolalitätstest: Hydratationsstatus Der Hydratationsstatus wird durch einen Urin-Osmolalitätstest bewertet, der das Verhältnis von gelöster Konzentration zu Kilogramm Lösungsmittel (mOsm/kg) angibt.

Nach Katz et al.8 weist ein Wert über 800 mOsm / kg auf einen Dehydratationsstatus hin, während ein Wert unter 800 mOsm / kg auf einen normalen Hydratationsstatus hinweist.

Urin-Osmolalitätstest:

• Es ist einfach zu bedienen (es genügt eine Urinprobe, um die Analyse durchzuführen)
• Er ist genau (in Bezug auf Sensibilität und Spezifität) und ein gültiger Hydratationsindex9.

Die Proben werden zum Clinical Pathology Medicine Laboratory-1 (SMEL-1), I.R.C.C.S. Policlinico San Donato University Hospital, wo sie bis zur Analyse bei 2-8° C gelagert werden.

Bewertungsprotokoll für kognitive Bereiche Zur Bewertung der Auswirkungen des Hydratationsstatus auf die kognitive Leistungsfähigkeit werden allen Schülern mehrere neuropsychologische Tests aus der Neuropsychological Assessment Battery for Adolescence (BVN 12-18) 10 verabreicht. Diese ermöglichen die Messung kognitiver Leistungen in verschiedenen Bereichen wie Gedächtnis, Aufmerksamkeit, exekutive und visuell-räumliche Funktionen.

Die Tests werden von klinischen Psychologen während einer geschätzten Zeit von etwa 60 Minuten durchgeführt (einschließlich Erklärungen).

Tests von BVN bestehen aus:

1. Beteiligte Bereiche: selektive und anhaltende Aufmerksamkeit. Selektiver visueller Aufmerksamkeitstest Struktur: Die Probanden müssen die gleichen Quadrate wie das Ziel suchen und anzeigen. Verfügbare Zeit: 3 Minuten. Bewertung: Summe der richtigen Antworten.
2. Beteiligte Bereiche: Aufmerksamkeit, logisches Denken, ausführende Funktionen, Rechenbereich.

Denktest und arithmetische Urteile Struktur: Erster Teil des Kopfrechnens und zweiter Teil des Numerierens. Verfügbare Zeit: 10 Minuten. Wertung: Summe der richtigen Antworten aus zwei Teilen

• Beteiligte Bereiche: verbales Kurzzeitgedächtnis, Arbeitsgedächtnis Direkter und umgekehrter Ziffernspannenaufbau: Test besteht aus ansteigenden Zahlenreihen; Betreff muss sich an die Serie erinnern Verfügbare Zeit: 10 Minuten. Wertung: Punktzahl, die von der längsten Serie sowohl für die direkte Spanne als auch für die umgekehrte Spanne vergeben wird.
• Beteiligte Bereiche: Sprache; exekutive Funktion. Phonetische Geläufigkeit Struktur: Der Proband muss die größtmögliche Anzahl von Wörtern auf Papier schreiben, die mit drei verschiedenen Buchstaben beginnen Verfügbare Zeit: 1 Minute für jeden Buchstaben, also insgesamt 3 Minuten. Wertung: Summe der geschriebenen Wörter.
• Beteiligte Bereiche: visuelle Wahrnehmungsfunktionen. Straßentest Aufbau: Darstellung degradierter Zahlen; Subjekt muss die Originalfigur finden und auf Papier schreiben.

Verfügbare Zeit: 30 Sekunden für jedes Bild, insgesamt 7 Minuten. Bewertung: Summe der richtigen Antworten innerhalb von 30 Sekunden.

Datenaufbereitung und statistische Auswertung:

Die Kovarianzanalyse wird verwendet, um die Variationen des Hydratationsstatus zu bewerten, wobei die Interventionsgruppe mit der Kontrollgruppe verglichen wird.

Der Standardfehler wird durch einen starken Schätzer berechnet, der das Studienclusterdesign berücksichtigt.

Eine Stichprobengröße von fünf Klassen mit etwa 25 Schülern pro Klasse wurde geschätzt, um eine Differenz von 0,5 Standardabweichung der Unterschiede in der Urinosmolalität in beiden Gruppen (Intervention und Kontrolle) zwischen Morgen- und Nachmittagszeit zu bewerten; es wird ein Intra-Klassen-Korrelationskoeffizient von 0,02 und eine Power von 80 % angenommen.

Die Standardabweichungsdifferenz von 0,5 wurde unter Berücksichtigung von Fadda et al. 2012 veröffentlicht auf Appetit.

Die Bewertung der Stichprobengröße wurde mit dem Verfahren "Cluster Randomized Power Analysis" von PASS 11 durchgeführt.

Veröffentlichungsrichtlinie:

Während dieser Pilotstudie sind die Forscher die einzigen Eigentümer aller gesammelten Daten und sie werden die Daten bedingungslos und vollständig veröffentlichen.