Convalida dell'attività fisica misurata oggettivamente e soggettivamente contro il dispendio energetico negli anziani

Sfondo

Si stima che l'inattività fisica causi 5,3 milioni di morti all'anno a livello globale ed è identificata come uno dei più importanti fattori di rischio modificabili per malattie croniche, perdita funzionale e disabilità. Per identificare e studiare correttamente l'inattività fisica in età avanzata, strumenti di valutazione affidabili sono fondamentali sia nella ricerca che in ambito clinico.

I recenti progressi tecnologici nei monitor di attività indossabili hanno portato a un numero crescente di ampi studi basati sulla popolazione che utilizzano accelerometri per misurare l'attività fisica, il comportamento sedentario (in termini di volume complessivo, intensità e schema) e il sonno tra gli anziani. Tuttavia, l'ampio uso di accelerometri comporta anche difficoltà quando si confrontano i risultati di diversi studi che utilizzano marchi e modelli diversi, vari protocolli di valutazione (ad es. sedi anatomiche, frequenza di campionamento), procedure di elaborazione dei dati e report di esiti diversi. Diverse configurazioni dell'accelerometro (ad es. marca, modello, posizione del corpo, protocollo di inizializzazione, ecc.) possono contestare l'interpretazione dell'effetto di miglioramento della salute dell'attività fisica e dell'effetto dannoso del comportamento sedentario semplicemente a causa di problemi metodologici.

Gli accelerometri misurano l'accelerazione, definita come la variazione di velocità nel tempo (Δv/t), che quantifica il volume e l'intensità del movimento. Inoltre, l'accelerazione è una grandezza vettoriale con componenti di grandezza e direzione, che può essere utilizzata per identificare la posizione dell'accelerometro rispetto alla gravità. Pertanto, l'accelerometro potrebbe essere utilizzato anche per distinguere la postura (ad es. seduto, in piedi, sdraiato) a seconda del sito di posizionamento.

Poiché i segnali di accelerazione grezzi sono difficili da interpretare, sono tipicamente "tradotti" da studi di calibrazione in risultati fisiologici (ad es. dispendio energetico, consumo di ossigeno) o categorie comportamentali (es. seduto, camminando, correndo). Attraverso la modellazione della regressione, gli studi di calibrazione spesso producono stime puntuali del dispendio energetico dai conteggi dell'accelerometro o stabiliscono un intervallo di conteggi dell'accelerometro per diversi livelli di intensità dell'attività fisica. Questa gamma di conteggi dell'accelerometro viene definita "punti di taglio" per diverse intensità di attività fisica.

Prima dell'uso degli accelerometri, l'attività fisica e il comportamento sedentario venivano valutati principalmente con questionari. Anche se la scala degli studi sull'accelerometro sta crescendo rapidamente, i questionari sono ancora considerati un metodo di valutazione importante per valutare l'attività fisica e il comportamento sedentario negli studi su larga scala. Alcuni accelerometri e questionari sono stati convalidati da un dispendio energetico misurato oggettivamente. Ma per i questionari sull'attività fisica, la validità rispetto a metodi oggettivi (ad es. accelerometria, cardiofrequenzimetro e acqua a doppia marcatura) sono risultati nella migliore delle ipotesi moderati e pochissimi studi di convalida si sono concentrati sugli anziani. Al fine di collegare e interpretare i dati dai questionari agli accelerometri tra gli anziani, è necessario convalidare l'attività fisica esistente e i questionari sul comportamento sedentario con il dispendio energetico in questa popolazione.

Il dispendio energetico è stato precedentemente utilizzato per convalidare accelerometri e metriche di questionari sull'attività fisica. Tuttavia, diverse questioni rimangono irrisolte: (1) nonostante la correlazione tra questi metodi sia stata segnalata come elevata in pochi studi, l'accordo è generalmente basso soprattutto nelle popolazioni con stati metabolici alterati come gli individui obesi e in sovrappeso; (2) mentre il volume totale dell'attività fisica è una metrica chiara che è presumibilmente positivamente correlata con il dispendio energetico giornaliero totale, l'intensità dell'attività fisica negli anziani può essere influenzata da una serie di determinanti fisiologici come la funzione cardiovascolare e neuromuscolare, lo stato infiammatorio e malnutrizione. Tasso metabolico a riposo (RMR) e capacità fisiologica massima (ad es. il massimo aggiornamento di ossigeno (VO2 max) tipicamente diminuisce con l'età, il che può essere particolarmente importante in quanto le stesse attività quotidiane sarebbero probabilmente "più intense" per una persona anziana rispetto a una persona più giovane; (3) nonostante numerosi monitor di attività forniscano metriche simili (ad es. conteggi/minuti), l'implicazione fisiologica può essere molto diversa a seconda del significato di tali metriche. Ad esempio, nonostante l'output degli accelerometri posizionati sul polso e sull'anca possa essere identico (conteggi/minuti), la diversa entità dell'accelerazione può avere una relazione fisiologica completamente diversa se valutata da metriche fisiologiche (ad es. energia, consumo di ossigeno). Tale diverso impatto fisiologico in base al posizionamento anatomico degli accelerometri richiede una rigorosa armonizzazione delle metriche dagli accelerometri unita al dispendio energetico in attività rappresentative a diverse intensità.

Ad oggi, gli studi di validazione con accelerometri indossati su più posizioni del corpo sono scarsi e non tutti gli studi utilizzano il dispendio energetico come riferimento. Un modo per districare il significato fisiologico dell'attività fisica e del comportamento sedentario è quello di ancorare l'uscita dell'accelerometro a misurazioni oggettive della capacità fisiologica come VO2 max, assorbimento di ossigeno durante attività semi-standard eseguite a ritmo auto-selezionato e dispendio energetico complessivo durante la vita libera condizioni raccolte in un periodo di tempo rappresentativo. Ciò contribuirà a una comprensione più profonda e a un'interpretazione accurata dei dati dell'accelerometro tra gli anziani che vivono in comunità e a fornire raccomandazioni più specifiche basate sull'accelerometria per l'attività fisica, in particolare per la popolazione più anziana.

Obiettivi

Gli obiettivi di questo studio metodologico sono:

1. sviluppare punti di taglio dell'accelerometro indossati su anca, polso, coscia e parte bassa della schiena per diverse intensità di attività fisica in base al dispendio energetico durante le attività quotidiane semi-standardizzate per gli ultraottantenni.
2. convalidare l'accelerometria al polso, all'anca, alla coscia e alla parte bassa della schiena per stimare il dispendio energetico in condizioni di vita libera, misurato dal gold standard del dispendio energetico, acqua a doppia etichetta (DLW).
3. convalidare l'attività fisica esistente e i questionari sul comportamento sedentario rispetto al gold standard del dispendio energetico (DLW) in condizioni di vita libera negli ultraottantenni.

Procedure di reclutamento e raccolta dati

I ricercatori condurranno uno studio trasversale con due modalità di raccolta dei dati: 1) in laboratorio; e 2) sul campo. I partecipanti saranno reclutati attraverso due percorsi: 1)(Percorso A) invitati personalmente durante le visite domiciliari preventive di routine effettuate dal Comune di Odense; (Percorso B) o 2) invitato tramite una lettera ai cittadini anziani residenti in comunità che vivono nel Comune di Odense. Coloro che mostreranno interesse a partecipare riceveranno quindi dettagliate informazioni scritte sul progetto e saranno invitati a uno screening medico dopo aver firmato un consenso informato. L'intera procedura di test si estenderà su 14 giorni poiché i campioni di urina per il metodo DLW sono necessari il giorno 1 e il giorno 14. Nel frattempo, i partecipanti saranno invitati a partecipare a un test di laboratorio per misurare il dispendio energetico durante attività funzionali semi-standardizzate.

Considerazioni statistiche e gestione dei dati Nella raccolta, inserimento e analisi dei dati verrà seguito un piano dettagliato di gestione dei dati. Nel giorno dell'esame di laboratorio, tutti i dispositivi di misurazione verranno sincronizzati prima dell'inizio della misurazione.

Dimensione del campione Supponendo che diversi accelerometri possano catturare lo stesso comportamento di attività fisica, in un test di concordanza tra due valutatori utilizzando la statistica Kappa, una dimensione del campione di 95 soggetti raggiunge l'80% di potenza per rilevare un vero valore Kappa di 0,70 quando ci sono 3 categorie con frequenze pari a 0,01, 0,20 e 0,79. (che rappresenta la percentuale stimata di tempo trascorso in attività da moderata a vigorosa, attività leggera e comportamento sedentario in questa popolazione). Questo calcolo della potenza si basa su un alfa di 0,05.

Creazione di una biobanca della ricerca

Per il progetto descritto verrà creata una biobanca di ricerca (campioni di sangue, urine e saliva). I campioni di sangue saranno distrutti entro e non oltre 5 anni dalla fine del progetto. I prelievi saranno effettuati presso le strutture dell'Università (SDU). Un infermiere autorizzato o uno scienziato di laboratorio biomedico sarà incaricato di ottenere campioni di sangue dai partecipanti. La biobanca sarà conservata presso SDU. In totale, saranno ottenuti 8 campioni di urina da ciascun partecipante durante l'intero periodo del progetto. I campioni di urina verranno congelati e inviati negli Stati Uniti per l'analisi. I campioni di urina saranno resi anonimi e conservati nella biobanca di ricerca fino alla fine del progetto, quando i campioni saranno distrutti. Un personale di progetto addestrato sarà incaricato di raccogliere campioni di urina dai soggetti. In questo protocollo, l'Università della Danimarca meridionale funge da controllore dei materiali biologici raccolti (campioni di urina). Verranno stipulati accordi sul trattamento dei dati tra SDU e l'Università del Wisconsin, USA; e tra SDU e l'Università della California, Berkeley. Il responsabile del trattamento degli Stati Uniti deve rispettare la legge danese che disciplina la protezione dei dati personali.

Considerazioni etiche

Le attività di ricerca di questo studio saranno svolte in accordo con la Dichiarazione di Helsinki. Tutti i soggetti riceveranno gli opuscoli dal Comitato nazionale per l'etica della ricerca sanitaria riguardanti i diritti personali durante la partecipazione a un progetto di ricerca sanitaria e gli aspetti da considerare prima di decidere di partecipare. Questo studio coinvolgerà gli anziani, che sono considerati individui vulnerabili. È importante riconoscere e rispettare l'autonomia dei partecipanti, vale a dire che devono essere in grado di decidere autonomamente la loro partecipazione allo studio con il diritto di ritirarsi in qualsiasi momento. Inoltre, verrà applicata una strategia di comunicazione adatta a questa popolazione per prevenire qualsiasi rischio di aumento della vulnerabilità e della stigmatizzazione degli anziani.

Questo progetto genererà preziose e nuove conoscenze su come misurare oggettivamente l'attività fisica misurata da diversi accelerometri sullo stesso individuo in correlazione con il dispendio energetico tra i cittadini di età superiore agli 80 anni che vivono in comunità; e se questi modelli differiscono in base al livello di proteine. Queste conoscenze che possono essere utilizzate per ottimizzare e indirizzare le strategie preventive e terapeutiche per gli anziani malnutriti offrono quindi un vantaggio per il singolo anziano e per il settore sanitario. Pertanto, i ricercatori ritengono che i benefici dello studio siano maggiori dei limitati disagi che possono seguire la partecipazione. I soggetti sono coperti dalla Danish Patient Insurance Association e possono quindi ricevere un'assicurazione di risarcimento finanziario nel caso in cui si verifichino danni durante la partecipazione al progetto di ricerca. Queste informazioni saranno fornite ai partecipanti sia verbalmente che per iscritto (negli opuscoli del Comitato nazionale per l'etica della ricerca sanitaria) durante il reclutamento.

Tutti i dati personali saranno resi anonimi e trattati con la massima riservatezza in conformità con la legge sul trattamento dei dati personali. La procedura di trattamento dei dati personali sarà segnalata all'Agenzia danese per la protezione dei dati presso l'Università della Danimarca meridionale. In questo protocollo di studio, solo i campioni di urina e saliva resi anonimi saranno inviati all'estero per l'analisi (dettagli descritti in precedenza) senza alcun collegamento con altri dati personali (ad es. numero CPR, indirizzo, numero di telefono ecc..).

I partecipanti non riceveranno alcun compenso per la loro partecipazione allo studio.