TEXT - Fakulta tělesné výchovy a sportu UK

OBJEKTIVIZACE MONITORINGU POHYBOVÉ AKTIVITY
(NA PŘÍKLADĚ VÝZKUMU SEDAVÉHO CHOVÁNÍ
ADOLESCENTŮ)
Karel Frömel1; František Chmelík1; Lukáš Jakubec1; Zbyněk Svozil1;
Dorota Groffik2; Krzysztof Skalik2
1
/ Institut aktivního životního stylu, Fakulta tělesné kultury, Univerzita Palackého, Olomouc
2
/ Akademia Wychowania Fizycznego, Katowice, Polsko
Úvod
Institucionálně jedině školy mají dosah na všechny adolescenty, a tím velkou odpovědnost
v boji proti prevalenci PI (Dumith et al., 2011) a zejména odpovědnost v boji proti sedavému
chování adolescentů (Soos et al., 2012). Úroveň denní a týdenní PA adolescentů je
signifikantně závislá na úrovni školní PA (Faulkner et al., 2009; Steele et al., 2010), která by
podle doporučení Pate et al. (2006) měla zahrnovat minimálně 30 min střední až intenzivní
PA (moderate to vigorous - MVPA). Rozhodující roli ve školní PA mají hodiny tělesné
výchovy a přestávky (Gidlow et al., 2008; Ramstetter et al., 2010). Hodiny tělesné výchovy
by měly zahrnovat nejméně 50 % PA (Patte et al., 2006) a nejméně dvakrát výrazný
fyziologický zátěžový impuls vedoucí k maximální či submaximální SF (Frömel et al., 1999).
Přestávky by měly obsahovat podle Stratton & Mullan (2003) 50 % MVPA z celkového času
přestávek. O PA v přestávkách máme dost poznatků hlavně u dětí (Groffik et al., 2012;
Loucaides et al., 2009). Méně poznatků máme o objemu a intenzitě PA o přestávkách u žáků
středních škol (Ridgers et al., 2012, 2013).
Školní životní styl je základem pro pracovní životní styl a zdravý celoživotní styl. Návyk na
kompenzaci školního zatížení, uvědomování si nezbytnosti kompenzace psychického zatížení
a zažití uspokojení z kompenzace psychického zatížení fyzickým zatížením je pro osvojení
zdravého životního stylu adolescentů fundamentální.
Cílem příspěvku je zjistit jakým objemem a jakou intenzitou PA o přestávkách, po vyučování
i v průběhu celého dne kompenzují adolescenti sedavé chování v čase vyučování a přispět
k objektivizaci monitoringu PA.
13
Metodika
Účastníci
Výzkum probíhal na 29 českých a 9 polských školách vybraných podle místa bydliště
praktikujících studentů, kteří se podíleli na organizaci výzkumu (všechny oslovené školy
souhlasily s výzkumem). Do studie bylo zařazeno 868 děvčat (věk 16,52 ± 0,98; hmotnost
58,94 ± 9,09; výška 167,10 ± 6,18; BMI 20,09 ± 2,90) a 409 chlapců (věk 16,60 ± 1,04;
hmotnost 71,78 ± 12,28; výška 179,16 ± 7,61; BMI 21,09 ± 2,90). Ze souboru bylo vyřazeno
466 probandů, kteří měli ve školním programu hodiny tělesné výchovy (HTV) a pro neúplný
záznam dalších 959 probandů. Chlapci a děvčata byli rozděleni do čtyř kvartilových skupin
podle poměru času PI k času PA ve vyučovacích hodinách na nesedavé, málo sedavé, více
sedavé a nejvíce sedavé. Ve studii se zaměřujeme na skupinu nejvíce sedavých adolescentů,
označovanou jako sedaví a skupinu nesedavých adolescentů. Jen 6,7 % chlapců a 9,3 %
děvčat bylo v pásmu nadváhy a obezity (≥ 85 percentilu).
Realizace výzkumu
Použité monitorovací přístroje ActiTrainer jsou kombinací akcelerometru ActiGraph a
snímače SF typu Polar. Z dlouhodobějších motivačních důvodů nosili probandi současně s
akcelerometrem i pedometr Yamax Digiwalker SW-200, ale naměřená data nebyla do
příspěvku zahrnuta. Po společném zaškolení, stále stejným výzkumným týmem, monitorovali
probandi PA následující den od rána (po ranní hygieně) po celý den (kromě sprchování a
plavání) do doby večerní hygieny před spánkem. Probandi zařazení do souboru neuvedli
v záznamu denní PA plavání.
Monitoring a zpracování dat
K zpracování dat (záznam po 15 sec) jsme použili speciálně vytvořený software program.
K převodu hodnot counts na hodnoty kcal byl použit vzorec (kcals/min =
0,0000191*counts/min*hmotnost v kg) a pro stanovení pásem SF universální vzorec výpočtu
maximální SF (pro chlapce SFmax = 220-věk a děvčata SFmax = 226-věk). Pásma zatížení
jsme dělili po 10 % SFmax a 1 MET, ale ve studii na nízkou PA (NPA) (50-59.9 % SFmax; <
3 METs) a MVPA (≥ 60 % SFmax; ≥ 3 METs) a doplňkově pásma vysoké intenzity zatížení
(≥ 85% SFmax; ≥ 8 METs).
Do výsledků monitorování byli zařazeni probandi, kteří nosili přístroje před vyučováním
minimálně 15 minut, ve škole minimálně 180 minut-bez PEL, po škole minimálně 120 minut
a za celý den minimálně 600 minut. Všechna data byla převedena na hodinu nošení
akcelerometru v jednotlivých denních segmentech.
14
Analýza dat
K analýze dat byly využity programy SPSS 19 a Statistika 12. K statistickému zpracování
jsme použili Kruskal-Wallis ANOVA, kontingenční tabulky, Spearmanův korelační
koeficient a „efekt size“ koeficient ŋ2.
Výsledky
Kompenzace sedavého chování o přestávkách, po škole a v rámci celého dne
Přestávky
Sedaví chlapci a děvčata trávili o přestávkách méně času v NPA (p=0,000, resp. p=0,021) než
nesedaví (tabulka 1). Nižší PA sedavých chlapců a děvčat se také potvrdila poměrem PI/PA
(p=0,000, resp. p=0,000). U chlapců pak i počtem kroků (p=0,020) a kalorickým výdejem
(p=0,001). Diference v čase zatížení podle SF mezi sedavými a nesedavými nebyly
signifikantní. Pouze 7 % sedavých chlapců (nesedavých 7 %) a 2 % sedavých děvčat
(nesedavých 5 %) dosáhlo zatížení ≥ 85 % SFmax. Zatížení ≥ 8 METs dosáhlo 6 % sedavých
chlapců (nesedavých 18 %) a 5 % sedavých děvčat (nesedavých 8 %). Dále jsme zjistili, že
nesedaví chlapci měli více NPA (p=0,012) a lepší poměr PI/PA (p=0,002) než nesedavá
děvčata.
Po škole
Po škole jsme zjistili signifikantní diference pouze mezi sedavými a nesedavými chlapci
v NPA (p=0,012) a v poměru PI/PA (p=0,017). V žádné další charakteristice v PA po škole
nebyly diference mezi sedavými a nesedavými signifikantní. Větší zatížení nesedavých
chlapců podle SF není oproti sedavým signifikantní. 27 % sedavých chlapců (nesedavých 38
%) a 32 % sedavých děvčat (32 % nesedavých) dosáhlo zatížení ≥ 85 % SFmax. Zatížení ≥ 8
METs dosáhlo 39 % sedavých chlapců (nesedavých 63 %) a 41 % sedavých děvčat
(nesedavých 37 %).
Celodenní PA
Sedaví chlapci a děvčata měli v průběhu dne méně NPA (p=0,000, resp. p=0,000), horší
poměr PI/PA (p=0,000, resp. p=0,000), méně kroků (p=0,000, resp. p=0,000) a nižší
energetický výdej (p=0,000, resp. p=0,000) než nesedaví. Sedaví chlapci pak ještě trávili
signifikantně více minut v MVPA než sedavá děvčata (p=0,014). V průběhu dne dosáhlo 36,6
% sedavých chlapců (nesedavých 50 %) a 36,9 % sedavých děvčat (nesedavých 43,8 %)
zatížení v pásmu ≥ 85 % SFmax. Zatížení ≥ 8 METs dosáhlo 48 % sedavých chlapců
(nesedavých 75 %) a 47 % sedavých děvčat (nesedavých 54 %). Také celodenní ukazatele PA
15
potvrzují, že sedaví adolescenti ve vyučování kompenzují PI méně než nesedaví. Také
celodenní záznam SF koresponduje se záznamem PA, ale diference mezi sedavými a
nesedavými nebyly signifikantní.
Tabulka 1 Pohybová aktivita sedavých a nesedavých chlapců a děvčat o přestávkách, po škole
a v průběhu celého dne
Chlapci
Charakteristiky
PA
Děvčata
Málo
Více
Nejvíce
sedaví
sedaví
sedaví
(n=100)
(n=104)
(n=101)
Mdn
Mdn
Mdn
Mdn
(IQR)
(IQR)
(IQR)
(IQR)
Nesedaví
(n=104)
Málo
Více
Nejvíce
sedaví
sedaví
sedaví
(n=217)
(n=217)
(n=217)
Mdn
Mdn
Mdn
Mdn
(IQR)
(IQR)
(IQR)
(IQR)
Nesedaví
(n=217)
2
H
p
η
9.48
.220
.007
29.28
.000
.023*
.000
.062**
.000
.029*
.000
.082**
Přestávky
Čas 50-59,9 %
SFmax –
-1
min·hod
Čas ≥60 %
SFmax -1
min·hod
Čas <3 METsmin·hour
-1
Time ≥3 METs-1
min·hod
Poměr PI/PA
-1
Kroky·hod
-1
Kcal·kg ·hod
-1
9.57
6.90
6.72
7.00
10.67
9.33
8.10
8.36
(14.19)
(12.90)
(16.70)
(12.29)
(12.25)
(12.25)
(11.43)
(11.00)
.59
.00
.55
.00
1.29
.78
.82
.75
(4.73)
(4.23)
(2.45)
(1.50)
(5.00)
(3.71)
(3.23)
(2.50)
19.14
14.90
11.14
7.33
16.87
12.17
9.11
5.60
(3.92)
(2.04)
(1.89)
(2.27)
(4.19)
(2.07)
(1.59)
(2.02)
2.00
.90
.50
.25
2.10
.67
.38
.11
(2.82)
(1.72)
(1.07)
(.56)
(2.28)
(1.43)
(.74)
(.38)
.70
.77
.92
1.23
.94
1.03
.94
1.20
(.69)
(.55)
(.63)
(.77)
(.92)
(.80)
(.58)
(.87)
1066
1038
960
839
889
867
1013
920
(661)
(735)
(614)
(482)
(746)
(661)
(620)
(613)
.68
.61
.58
.51
.55
.51
.56
.47
(.56)
(.54)
(.46)
(.31)
(.47)
(.38)
(.37)
(.36)
79.19
a,b,c
36.59
104.30
a,b,c
21.21
a
.004
.017*
43.63
a
.000
.034*
5.07
.652
.004
13.47
.061
.011*
a
.000
.025*
16.04
.025
.013*
a
.027
.012*
8.95
.256
.007
14.39
.045
.011*
Po škole
Čas 50-59,9 %
SFmax –
-1
min·hod
Čas ≥60 %
SFmax -1
min·hod
Čas <3 METsmin·hour
-1
Time ≥3 METs-1
min·hod
Poměr PI/PA
-1
Kroky·hod
-1
Kcal·kg ·hod
-1
7.71
6.70
7.78
5.90
7.78
7.58
7.42
7.35
(10.06)
(8.46)
(10.15)
(8.81)
(9.31)
(8.68)
(7.42)
(7.70)
2.12
2.73
2.76
1.17
2.24
3.25
2.81
2.36
(11.05)
(8.32)
(9.11)
(5.59)
(5.05)
(6.83)
(5.90)
(4.83)
18.67
17.52
16.13
15.11
18.86
17.76
18.23
17.88
(9.80)
(8.29)
(8.95)
(7.47)
(9.70)
(8.65)
(7.55)
(6.97)
4.53
4.12
4.84
3.86
3.52
3.53
3.93
4.07
(6.04)
(4.97)
(3.70)
(3.88)
(4.40)
(4.03)
(3.59)
(3.62)
1.47
1.68
1.73
1.97
1.62
1.68
1.59
1.70
(1.53)
(1.40)
(1.73)
(1.65)
(1.37)
(1.30)
(1.01)
(.96)
814
673
791
662
717
724
784
804
(761)
(588)
(523)
(489)
(574)
(613)
(549)
(499)
.65
.56
.60
.49
.47
.49
.51
.54
(.64)
(.51)
(.42)
(.43)
(.43)
(.42)
(.41)
(.36)
16
31.37
15.84
Celodenní
Čas 50-59,9 %
SFmax –
-1
min·hod
Čas ≥60 %
SFmax -1
min·hod
Čas <3 METsmin·hour
-1
Time ≥3 METs-1
min·hod
Poměr PI/PA
-1
Kroky·hod
-1
Kcal·kg ·hod
-1
9.17
7.97
8.02
8.24
11.20
9.98
9.47
9.52
(8.02)
(7.08)
(7.61)
(6.21)
(7.33)
(6.85)
(6.56)
(6.44)
3.94
3.44
3.70
2.42
4.34
4.26
4.48
3.35
(7.11)
(6.69)
(5.29)
(4.86)
(5.98)
(6.04)
(5.30)
(4.16)
21.84
19.55
18.13
16.21
20.92
19.15
18.35
16.51
(5.78)
(6.07)
(4.62)
(4.21)
(6.30)
(4.90)
(4.76)
(4.15)
5.48
4.75
4.33
4.83
4.56
4.32
4.28
3.82
(4.16)
(4.22)
(2.80)
(3.70)
(3.06)
(3.58)
(3.11)
(2.84)
1.53
1.77
1.78
1.89
1.65
1.74
1.79
1.89
(.47)
(.38)
(.48)
(.43)
(.45)
(.43)
(.37)
(.33)
798
598
638
591
709
642
649
605
(422)
(327)
(316)
(286)
(338)
(325)
(287)
(251)
.57
.47
.44
.40
.46
.41
.42
.39
(.42)
(.27)
(.24)
(.23)
(.26)
(.23)
(.20)
(.19)
32.78
.000
.026*
26.03
.000
.020*
a,b,c
.000
.189***
d
.000
.027*
a,b
.000
.100**
241.04
34.45
127.41
55.24
a,b
.000
.043*
75.81
a,b
.000
.059*
Mdn - medián; IQR – interkvartilové rozpětí; H - Kruskal-Wallis test; ŋ2 – koeficient „effect size“; p –
hladina významnosti;* nízký effect size; ** střední effect size; *** vysoký effect size; a signifikantní
rozdíly mezi skupinami (chlapci nesedaví-chlapci sedaví); b (děvčata nesedavá-děvčata sedavá); c
(chlapci nesedaví-děvčata nesedavá); d (chlapci sedaví-děvčata sedavá)
Diskuze
Nejzávažnější zjištění je, že sedaví adolescenti kompenzují sedavé chování v hodinách
bezprostředně v době přestávek méně než nesedaví, a to jak z hlediska objemu, tak i
z hlediska intenzity PA. Sedaví chlapci i děvčata tráví 7,1 % času přestávek v MVPA
(nesedaví chlapci 9 %), zatímco sedavá děvčata 5,7 % (nesedavá děvčata 7,5 %). Ve výzkumu
Mota et al. (2005) trávila děvčata 38 % v MVPA během času přestávek a chlapci 31 %.
Doporučení 50 % MVPA z celkového času přestávek, které pro děti stanovili Stratton &
Mullan (2003) nesplnil nikdo z probandů. Podle očekávání trávili chlapci o přestávkách více
intenzivní PA než děvčata, což koresponduje s výsledky Ridgers et al. (2005).
Další závažné zjištění je, že mezi sedavými a nesedavými adolescenty nejsou signifikantní
diference v PA po škole. Tělesné zatížení v intenzitě ≥ 8 METs a ≥ 85 % SFmax dosáhlo 49,5
% sedavých chlapců (nesedavých 59,5 %) a 44 % sedavých děvčat (nesedavých 36,4 %).
Souhrnné nálezy nepotvrzují, že by sedaví adolescenti, na rozdíl od nesedavých,
kompenzovali PI ve škole časově krátkodobější PA o vysoké intenzitě. Pozoruhodné jsou
zjištěné diference v počtu kroků na hodinu u děvčat, i když ne signifikantní. Dosažených 804
kroků·hod-1 po škole ukazuje na jednu z možných cest řešení sedavého školního chování
17
děvčat, obzvlášť proto, že informace o počtu kroků motivuje děvčata k vyšší PA více než
chlapce (Ho et al., 2013).
Výsledky monitorování PA v průběhu celého dne potvrdily, že sedaví adolescenti
nekompenzují školní sedavé chování ani objemem ani intenzitou PA. K obdobným závěrům
dochází van Stralen et al. (2013) u 10-12letých evropských dětí. Výsledky monitorování PA a
SF korespondují, i když diference v SF nebyly signifikantní. Korelační koeficient mezi oběma
měřeními v MVPA byl před školou rs=0,258, po škole rs=0,399 a za celý den rs=0,327. PA ve
školním čase představovala u chlapců 36 % (před školou 13 % a po škole 52 %) a u děvčat 32
% (před školou 14 % a po škole 54 %) denní PA. Gidlow et al. (2008) uvádí, že školní PA na
středních školách představuje 23 % z celkové denní PA.
Na denním počtu kroků se podle Tudor-Locke et al. (2009) podílí školní PA u chlapců 42-49
% a u děvčat 41-47 %. V našem výzkumu se v průměru podílel počet kroků v čase školy na
denním počtu kroků u chlapců 27 % a u děvčat 26 %. Doporučení 11000 kroků (Tudor-Locke
et al., 2011) plnilo 27 % sedavých chlapců (nesedavých 45 %) a 25 % děvčat (nesedavých 46
%).
Využití akcelerometru ActiTrainer může zvýšit objektivitu monitorování PA, jak to pro
evropské podmínky požaduje Guinhouya et al. (2013) a umožnit zkoumat hlouběji vztahy
mezi mentálním a fyzickým zatížením adolescentů.
Limity a síla studie
Limitou studie bylo náročné celodenní snímání SF, použití univerzálních vzorců pro výpočet
SFmax a to, že nebyla brána v úvahu fyzická kondice probandů a emoční vliv na SF. Hlavní
síla je v objektivizaci monitorování PA s využitím záznamu SF u velkého souboru probandů
v přirozených školních podmínkách.
Závěry
Děvčata a chlapci, vyznačující se sedavým chováním ve vyučování nekompenzují PI, ve
srovnání s pohybově aktivnějšími žáky, vyšší intenzitou PA o přestávkách, PA po škole ani
v rámci celodenní PA. Přístroje ActiTrainer umožňují objektivněji analyzovat vztahy mezi PI
a objemem a intenzitou PA.
Objektivní interpretace dat z monitoringu PA vyžaduje vymezení minimálního času
jednotlivých segmentů dne (často i maximálního času), přepočtu na hod/min nošení,
doplňujících záznamů času a aktivit a poměru PI/PA. Dále kombinovat „vnitřní“ a „vnější“
18
pohybové zatížení v kontextu s odhady a doporučeními k PA. Velmi obezřetně je třeba
interpretovat pohybovou aktivitu, vyjádřenou v jednotkách counts, kcal a METs.
Příspěvek vznikl na základě podpory řešení výzkumného grantu „Objektivizace komplexního
monitoringu školního fyzického a psychického zatížení adolescentů v kontextu s fyzickou a
psychickou kondicí“ (GAČR č. 13-32935S).
Literatura
1. Dumith, SC, Hallal, PC, Reis, RS, Kohl, III HW (2011). Worldwide prevalence of physical
inactivity and its association with human development index in 76 countries. Prev. Med. 53,
24-28.
2. Faulkner, GEJ, Buliung, RN, Flora, PK, Fusco C. (2009). Active school transport, physical
activity levels and body weight of children and youth: A systematic review. Prev. Med. 48, 38.
3. Frömel, K., Novosad, J., Svozil, Z. (1999). Pohybová aktivity a sportovní zájmy mládeže
(Physical activity and sporting interests of young people). Palacky University: Olomouc.
4. Gidlow, CJ, Cochrane, T., Davey, R., Smith, H. (2008). In-school and out-of-school physical
activity in primary and secondary school children. J. Sports Sci. 26, 1411-1419.
5. Groffik, D., Sigmund, E., Frömel, K., Chmelík, F., Nováková-Lokvencová, P. (2012). The
contribution of school breaks to the all-day physical activity of 9- and 10-year-old overweight
and non-overweitht children. Int. J. Public Health 57, 711-718.
6. Guinhouya, BC, Samouka, H., de Beaufort, C. (2013). Level of physical activity among
children and adolescents in Europe: A review of physical activity assessed objectively by
accelerometry. BMC Publ. Health 127, 301-311.
7. Ho, V., Simmons, RK, Ridgway, CL, van Sluijs, EMF, Bamber, DJ, Goodyer, IM, Dunn, VJ,
Ekelund, U., Corder, K. (2013). Is wearing a pedometer associated with higher physical
activity among adolescents? Prev. Med. 56. 273-277.
8. Loucaides, CA, Jago, R., Charalambous, I. (2009). Promoting physial activity during school
break times: Piloting a simple, low cost intervention. Prev. Med. 48, 332-334.
9. Mota, J., Silva, P., Santos, MP, Ribeiro, JC, Oliveira, J., Duarte, JA (2005). Physical activity
and school recess time: Differences between children´s playground physical activity and
habitual physical activity. J. Sports Sci. 23, 269-275.
19
10. Pate, RR, Davis, MG, Robinson, TN, Stone, EJ, McKenzie, TL, Zouny, JC (2006). Promoting
physical activity in children and youth. A leadership role for schools. A scientific statement
from the American heart association council on nutrition, physical activity, and metabolism
(physical activity committee) in collaboration with the Councils on cardiovascular disease in
the young and cardiovascular nursing. Circulation 114, 1214-1224.
11. Ramstetter, CL, Murray, R., Garne,r AS (2010). The crucial role of recess in schools. J. Sch.
Health 80, 517-526
12. Ridgers, ND, Salmon, J, Parrish, AM, Stanley, RM, Okely, AD (2012), Physical activity
during school recess. A systematic review. Am. J. Prev. Med. 43, 320-328.
13. Ridgers, ND, Stratton, G., Fairclough, SJ (2005). Assessing physical activity during recess
using accelerometry. Prev. Med. 41, 102-107.
14. Ridgers, ND, Timperio, A., Crawford, D., Salmon, J. (2013). What factors are associated with
adolescents´ school break time physical activity and sedentary time? Plos One 8, e56838.
15. Soos, I., Bidle, S., Boros-Balint, I., Sandor, I., Szabo, P., Hamar, P., Simonek, J. (2012).
Prevalence of sedentary behaviour in young people in Romania and Slovakia. Eur. Phys. Educ.
Rev. 18, 19-46.
16. Steele, RM, van Sluijs, EMF, Sharp, SJ, Landsbaugh, JR, Ekelund, U., Griffin, SJ (2010). An
investigation of patterns of children´s sedentary and vigorous physical activity throughout the
week. Int. J. Beh. Nut. Phys. Act. 7, 88.
17. Stratton, G., Mullan, E. (2005). The effect of multicolor playground markings on children’s
physical activity level during recess. Prev. Med. 41, 828–833.
18. Tudor-Locke, C., McClain, JJ, Hart, TL, Sisson, SB, Washington, TL (2009). Expected values
for pedometer–determined physical activity in youth. Res. Q. Exerc. Sport 80, 164-174.
19. Tudor-Locke, C. et al. (2011). How many steps/day are enough? For children and adolescents.
Int. J. Beh. Nut. Phys. Act. 8, 78.
20. van Stralen, MM et al. (2013). Measured sedentary time and physical activity during the
school day of European 10- to 12-year-old children: The ENERGY project. J. Sci. Med. Sport
in press.
Kontaktní adresa:
Prof. PhDr. Karel Frömel, DrSc.
Institut aktivního životního stylu, FTK UP
771 11 Olomouc, tř. Míru 115
E-mail: [email protected]
20