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Research Article
Mariel Lozada-Mellado1,2, José M. García-Morales3, Midori Ogata-Medel3, Juan A. Pineda-Juárez4, Lilia Castillo-Martínez2,3
1Faculty of Higher Studies Ignacio Zaragoza,National Autonomous University of Mexico, 2Master's and Doctoral Program in Medical, Dental and Health Sciences,National Autonomous University of Mexico, 3Clinical Nutrition Service,National Institute of Medical Sciences and Nutrition Salvador Zubirán, 4Research Coordination,National Medical Center November 20
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Erratum Notice
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Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Dieses Protokoll bewertet Veränderungen der Hydratation und des Status der Körperzellmasse mithilfe einer vektoriellen bioelektrischen Impedanzanalyse nach einem dynamischen Trainingsprogramm, das für Patienten mit rheumatoider Arthritis entwickelt wurde. Das dynamische Trainingsprogramm selbst ist detailliert und hebt seine Komponenten hervor, die sich auf die kardiovaskuläre Kapazität, Kraft und Koordination konzentrieren. Das Protokoll beschreibt Schritte, Instrumente und Einschränkungen.
Rheumatoide Arthritis (RA) ist eine schwächende Erkrankung, die zu Komplikationen wie rheumatoider Kachexie führen kann. Während körperliche Bewegung Vorteile für RA-Patienten gezeigt hat, bleibt ihr Einfluss auf die Flüssigkeitszufuhr und die Körperzellmasse ungewiss. Das Vorhandensein von Schmerzen, Entzündungen und Gelenkveränderungen schränkt oft die Aktivität ein und macht die traditionelle Beurteilung der Körperzusammensetzung aufgrund des veränderten Flüssigkeitshaushalts unzuverlässig. Die bioelektrische Impedanz ist eine häufig verwendete Methode zur Schätzung der Körperzusammensetzung, hat jedoch Einschränkungen, da sie in erster Linie für die Allgemeinbevölkerung entwickelt wurde und keine Veränderungen der Körperzusammensetzung berücksichtigt. Auf der anderen Seite bietet die bioelektrische Impedanzvektoranalyse (BIVA) einen umfassenderen Ansatz. BIVA beinhaltet die grafische Interpretation von Widerstand (R) und Reaktanz (Xc), angepasst an die Höhe, um wertvolle Informationen über den Hydratationsstatus und die Integrität der Zellmasse zu erhalten.
Zwölf Frauen mit RA wurden in diese Studie eingeschlossen. Zu Beginn der Studie wurden die Hydratation und die Körperzellmasse mit der BIVA-Methode gemessen. Anschließend nahmen die Patienten an einem sechsmonatigen dynamischen Trainingsprogramm teil, das Herz-Kreislauf-, Kraft- und Koordinationstraining umfasste. Um Veränderungen der Hydratation und der Körperzellmasse zu bewerten, wurden die Unterschiede in den R- und Xc-Parametern, angepasst an die Körpergröße, mit der BIVA-Konfidenzsoftware verglichen. Die Ergebnisse zeigten bemerkenswerte Veränderungen: Der Widerstand nahm nach dem Trainingsprogramm ab, während die Reaktanz zunahm. BIVA kann als Klassifikationsmethode Patienten effektiv in die Kategorien Dehydrierung, Überwässerung, Normal, Sportler, dünn, Kachektik und Fettleibigkeit einteilen. Dies macht es zu einem wertvollen Werkzeug für die Beurteilung von RA-Patienten, da es Informationen liefert, die unabhängig von Körpergewicht oder Vorhersagegleichungen sind. Insgesamt gab die Implementierung von BIVA in dieser Studie Aufschluss über die Auswirkungen des Trainingsprogramms auf die Flüssigkeitszufuhr und die Körperzellmasse bei RA-Patienten. Seine Vorteile liegen in seiner Fähigkeit, umfassende Informationen zu liefern und die Einschränkungen herkömmlicher Methoden zur Beurteilung der Körperzusammensetzung zu überwinden.
Rheumatoide Arthritis (RA) ist eine behindernde Erkrankung, die die Funktionalität und Unabhängigkeit der Patienten aufgrund akuter Gelenkschmerzen, verminderter Muskelkraft und beeinträchtigter körperlicher Funktion beeinträchtigt, die alle mit dem der Krankheit innewohnenden Entzündungsprozess verbunden sind 1,2. In fortgeschrittenen Stadien führt eine anhaltende Entzündung zu strukturellen Veränderungen, die zu Deformitäten, Gelenkfunktionsstörungen und rheumatoider Kachexie führen, was für diese Patienten ein schlechter prognostischer Faktor ist 3,4.
Rheumatoide Kachexie ist gekennzeichnet durch Veränderungen der Körperzusammensetzung, wie z. B. Muskelabbau bei gleichbleibendem Gewicht und erhöhter Fettmasse, die die Lebensqualität dieser Patienten erheblich beeinträchtigen können 3,5,6. Es stehen verschiedene Techniken zur Verfügung, um die Körperzusammensetzung zu beurteilen, wobei die am weitesten verbreitete die bioelektrische Impedanzanalyse (BIA) ist. Wenn die konventionelle BIA-Analyse jedoch bei Probanden mit veränderter Körperzusammensetzung verwendet wird, können die Schätzungen begrenzt sein, da sie auf Vorhersagegleichungen basieren, die für eine gesunde oder normal hydratisierte Bevölkerung formuliert wurden 7,8.
Ein anderer Ansatz, die sogenannte bioelektrische Impedanzvektoranalyse (BIVA), verwendet den Impedanzvektor auf der Grundlage von grafischem RXc. Es verwendet Impedanz-, Widerstands- (R) und Reaktanzdaten (Xc), die um die Höhe korrigiert sind, was zu einem Vektor führt, der Informationen über den Hydratationszustand und die Integrität der Zellmasse liefert. BIVA ist in der Lage, Patienten in Kategorien wie Dehydrierung, Überwässerung, Normal, Sportler, Mager, Kachekt und Fettleibigkeit zu klassifizieren, was es zu einem wertvollen Werkzeug für RA-Patienten macht 8,9,10. Vektoren, die sich oberhalb oder unterhalb der Hauptachse befinden (die linke oder rechte Hälfte der Ellipsen), wurden mit einer höheren bzw. niedrigeren Zellmasse in Weichgeweben in Verbindung gebracht. Vorwärts- und Rückwärtsverschiebungen von Vektoren, die parallel zur Hauptachse verlaufen, sind mit Dehydrierung und Flüssigkeitsüberladung verbunden. Sportler sind definiert als Personen mit höherer Zellmasse, die möglicherweise mit Dehydrierung einhergeht. Die magere Klassifizierung bezieht sich auf Personen mit geringerer Zellmasse, die möglicherweise mit Dehydrierung einhergeht, und die fettleibige Klassifizierung gilt für Personen mit höherer Zellmasse, die mit einer Flüssigkeitsüberladung einhergehen kann. Die Klassifizierung der Kachexie durch BIVA wird durch hohe Widerstands- und niedrige Reaktanzwerte bestimmt, die durch die Bewegung des Vektors auf der rechten Seite des Diagramms dargestellt werden, was auf eine Abnahme der Zellmasse hinweist, die möglicherweise mit einer Änderung des Hydratationsstatus einhergeht11 (Abbildung 1).
Konventionelle pharmakologische Behandlungen der rheumatoiden Arthritis konzentrieren sich in erster Linie auf die Verringerung von Schmerzen, Entzündungen und dem Fortschreiten von Gelenkschäden, wobei Veränderungen der Körperzusammensetzung nur begrenzte Aufmerksamkeit geschenktwird 12. Unter den nicht-pharmakologischen Therapien, die in dieser Population üblicherweise eingesetzt werden, haben bewegungsbasierte Interventionen positive Ergebnisse bei der Verbesserung von Funktionalität, Müdigkeit, Schmerzen, Gelenkbeweglichkeit, aerober Kapazität, Muskelkraft, Ausdauer, Flexibilität und psychischem Wohlbefinden gezeigt. Wichtig ist, dass diese Interventionen diese Vorteile nachweislich erzielen, ohne die Symptome zu verschlimmern oder Gelenkschäden bei Patienten ohne umfangreiche Vorschäden zu verursachen 13,14,15,16,17. Es gibt jedoch nur begrenztes Wissen über die Implementierung und Bewertung von Veränderungen der Hydratation und des Körperzellmassestatus nach Trainingsinterventionen in dieser Population. Diese Patienten leiden oft unter Schmerzen, Entzündungen und strukturellen Veränderungen der Gelenke, was die Arten von Aktivitäten, die sie ausüben können, einschränkt und die Beurteilung der Körperzusammensetzung mit herkömmlichen Ansätzen weiter erschwert. Dieses Protokoll soll zeigen, wie Veränderungen der Hydratation und des Körperzellmassestatus mithilfe der bioelektrischen Impedanzvektoranalyse nach der Implementierung eines dynamischen Trainingsprogramms für Patienten mit rheumatoider Arthritis bewertet werden können. Darüber hinaus enthält das Protokoll Details zum dynamischen Trainingsprogramm, einschließlich der kardiovaskulären Kapazität, der Kraft- und Koordinationskomponenten sowie der Schritte, Instrumente, Einschränkungen und allgemeinen Überlegungen.
Das vorliegende Protokoll wurde von der Humanforschungs- und Ethikkommission des Nationalen Instituts für medizinische Wissenschaften und Ernährung Salvador Zubirán genehmigt und befolgt diese Richtlinien (Ref.: 1347). Die Einwilligung der menschlichen Teilnehmer wurde vor der Teilnahme an dieser Studie eingeholt. In diese Studie wurden nur Patienten der Funktionsklassen I bis III ohne Total- oder Teilendoprothetik18,19 eingeschlossen, die keine Kandidaten für eine Prothese waren. Zu den Ausschlusskriterien gehörten Patienten mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Krebs, chronischen Nierenerkrankungen, Schwangerschaft oder anderen Autoimmunerkrankungen, die sich mit RA überschneiden.
1. Rekrutierung von Teilnehmern
2. Vortest der Teilnehmer
HINWEIS: Die Vortests wurden 1 Woche vor Beginn des dynamischen Trainingsprogramms durchgeführt. Es wurden Multifrequenz-Geräte zur bioelektrischen Impedanzanalyse (siehe Materialtabelle) verwendet, und die Messungen wurden mit Patienten durchgeführt, die 4 bis 5 Stunden nüchtern waren.
3. Dynamisches Trainingsprogramm
HINWEIS: Das Programm wurde von einem Physiotherapeuten angewendet und beaufsichtigt. Es wurde eine Interventionsdauer von 48 Sitzungen pro Patient geschätzt. Die Übungen wurden in einem Mechanotherapie-Fitnessstudio innerhalb eines Physiotherapiebereichs der Abteilung für Rheumatologie und Immunologie des "INCMNSZ" mit einer Dauer von 90 Minuten zweimal pro Woche durchgeführt.
4. Bewertung nach dem Test
HINWEIS: Die Bewertung nach dem Test muss in der Woche nach der letzten Übungseinheit stattfinden.

Es werden Ergebnisse von sechs Patientinnen mit RA präsentiert, die an einem dynamischen Übungsprogramm mit 48 Sitzungen teilgenommen haben. Das Durchschnittsalter der Patienten betrug 52,7 ± 13,1 Jahre, ihr BMI lag bei 26,8 ± 4,6. Die durchschnittliche Krankheitsdauer betrug 15,5 ± 6,1 Jahre, und die Krankheitsaktivität, gemessen am Disease Activity Score 28, wurde mit einem Durchschnitt von 1,9 ± 1 als geringe Aktivität eingestuft. In Bezug auf die Behinderung ergab der Fragebogen zur Gesundheitsbewertung Behinderung eine durchschnittliche Punktzahl von 0,5 ± 0,3. Bei den sechs Teilnehmern, die das Trainingsprogramm nicht absolvierten, betrug das Durchschnittsalter 55,8 ± 7 und ihr BMI 27,2 ± 4,8. Die Krankheitsdauer betrug 21,8 ± 10, und die Krankheitsaktivität war ähnlich wie in der Gruppe, die sich dem dynamischen Trainingsprogramm unterzog.
Tabelle 1 zeigt die pharmakologische Behandlung der Gruppen sowie die Konzentrationen des C-reaktiven Proteins (CRP) und der Erythrozytensenkungsgeschwindigkeit (BSG). Während des Interventionszeitraums waren bei keinem Patienten Änderungen in der pharmakologischen Behandlung erforderlich, so der behandelnde Rheumatologe.
Abbildung 2A zeigt den Ausgangszustand der sechs Patienten vor der Implementierung des dynamischen Trainingsprogramms. Jeder Patient wurde außerhalb der 75%-Toleranzellipsen in der RXc-Grafik positioniert, was auf eine Kachexie gemäß der BIVA-Klassifikation hinweist. Der durchschnittliche Widerstand vor dem Trainingsprogramm betrug 630 ± 88 und der Blindwiderstand 46,5 ± 7,4. Abbildung 2B zeigt die Änderung der BIVA-Klassifikation nach der Implementierung des dynamischen Trainingsprogramms für die sechs in Abbildung 2A gezeigten Patienten. Sie wurden laut BIVA als normal neu eingestuft. Der durchschnittliche Widerstand betrug 577 ± 54,9 und der Blindwiderstand 57,5 ± 11,4.
Abbildung 3A zeigt die sechs Patienten, die nicht am Trainingsprogramm teilgenommen haben. Zwei Patienten wurden als Kachexie, einer als normal und zwei als schlank eingestuft. Abbildung 3B zeigt die Änderung der BIVA-Klassifikation nach 6 Monaten für die in Abbildung 3A gezeigten Patienten. Nach der BIVA-Klassifikation wechselten die Patienten, die ursprünglich als schlank eingestuft wurden, in die Kachexie, und der Patient, der sich zunächst in der normalen Klassifikation befand, wechselte ebenfalls in die Kachexie.
Die mittlere Änderung des Widerstands pro Höhe (dR/H) nach der Implementierung des dynamischen Übungsprogramms betrug -55,9 ± 51 und die mittlere Änderung des Reaktanzes pro Höhe (dXc/H) betrug 10,7 ± 10,3. Diese Veränderungen sind mit einer erhöhten Zellmembranoberfläche und Membranintegrität (Xc-Komponente) im Verhältnis zum Flüssigkeitsvolumen (R-Komponente) verbunden, was eine höhere Körperzellmasse und eine verbesserte Zellfunktion und Muskelfunktionalität widerspiegelt (Abbildung 4A). In der Gruppe, die das dynamische Trainingsprogramm nicht durchlief, wurden nach 6 Monaten keine statistisch signifikanten Veränderungen beobachtet (Abbildung 4B).

Abbildung 1: Kachexie-Klassifikation nach BIVA. Es wird ein RXc-Diagramm angezeigt, das in Quadranten unterteilt ist, mit Toleranzellipsen von 50 %, 75 % und 95 %. In der unteren rechten Ecke ist ein Patient mit einer Kachexie-BIVA-Klassifikation, die mit einem schwarzen Dreieck gekennzeichnet ist, beispielhaft dargestellt. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 2: BIVA-Klassifikation vor und nach der Implementierung des dynamischen Trainingsprogramms . (A) Die Klassifikation der sechs Patienten vor der Aufnahme in das Trainingsprogramm wird gezeigt, und es kann beobachtet werden, dass alle eine Kachexie hatten. (B) Es werden Veränderungen in der BIVA-Klassifikation nach 48 Sitzungen des dynamischen Übungsprogramms gezeigt, wobei beobachtet wird, dass die sechs Patienten von der Klassifikation mit Kachexie zur Klassifizierung als normal übergingen. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 3: Basale BIVA-Klassifikation und Klassifikation nach sechs Monaten bei Patienten ohne Trainingsprogramm. (A) Klassifikation von sechs Patienten bei der Baseline-Messung. (B) Es können Veränderungen nach sechs Monaten beobachtet werden, bei denen drei Patienten ihre Klassifikation auf Kachexie umstellten, während diejenigen, die sie bereits hatten, unverändert blieben. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 4: Veränderungen der R/H und Xc/H von Patienten, die sich einem Trainingsprogramm unterzogen haben, und solchen, die dies nicht taten. (A) Die Grafik zeigt den Vektor des Mittelwerts von R/H und Xc/H und die Konfidenzellipse. Der Widerstand nahm nach dem Trainingsprogramm ab, während die Reaktanz zunahm. (B) Die Grafik zeigt den Vektor des Mittelwerts von R/H und Xc/H und die Konfidensellipse. Der Widerstand und die Reaktanz stiegen nach sechs Monaten an. Diese Veränderungen waren jedoch statistisch nicht signifikant. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
| Variablen | Dynamisches Trainingsprogramm | Kein dynamisches Trainingsprogramm |
| Alter, Jahre | 52,7 ± 13,1 | 55,8 ± 7 |
| Krankheitsdauer, Jahre | 15,5 ± 6,1 | 21,8 ± 10 |
| Globaler Funktionsstatus, % | ||
| Ich | 33.3 | 33.3 |
| II | 66.6 | 33.3 |
| III | - | 33.3 |
| Krankheitsaktivitäts-Score-28 | 1,9 ± 1 | 2,2 ± 0,8 |
| HAQ-Di, Partitur | 0,5 ± 0,3 | 0.25 |
| BMI, kg/m2 | 26,8 ± 4,6 | 27,2 ± 4,8 |
| CRP, mg/dl | 1,2 ± 0,9 | 1,9 ± 1 |
| ESR, mm/h | 16,6 ± 8,5 | 12,5 ± 6,8 |
| Pharmakologische Behandlung, % | ||
| Methotrexat | 100 | 83.3 |
| Sulfasalazin | 33.3 | 50 |
| Malariamittel | 66.6 | 16.6 |
| Leflunomid | - | 50 |
| Glukokortikoide | - | 33.3 |
| Die Dosis des Glukokortikoids, mg | NA | 5 |
Tabelle 1: Merkmale der Teilnehmer. Die Tabelle zeigt die Merkmale von sechs Teilnehmern, die 48 Sitzungen lang einem dynamischen Trainingsprogramm unterzogen haben, und sechs Teilnehmern, die sich dem Trainingsprogramm nicht unterzogen haben. Es werden Daten wie Alter, Gewicht, Krankheitsdauer, Krankheitsaktivität, Behinderung, CRP- und BSG-Konzentrationen und verordnete pharmakologische Behandlung dargestellt. Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.
Die Autoren haben nichts zu verraten.
Dieses Protokoll bewertet Veränderungen der Hydratation und des Status der Körperzellmasse mithilfe einer vektoriellen bioelektrischen Impedanzanalyse nach einem dynamischen Trainingsprogramm, das für Patienten mit rheumatoider Arthritis entwickelt wurde. Das dynamische Trainingsprogramm selbst ist detailliert und hebt seine Komponenten hervor, die sich auf die kardiovaskuläre Kapazität, Kraft und Koordination konzentrieren. Das Protokoll beschreibt Schritte, Instrumente und Einschränkungen.
Die Autoren danken den Professoren Piccoli und Pastori von der Abteilung für medizinische und chirurgische Wissenschaften der Universität Padua, Italien, für die Bereitstellung der BIVA-Software. Auch an Dr. Luis Llorente und Dra. Andrea Hinojosa-Azaola von der Abteilung für Immunologie und Rheumatologie am INCMNSZ für die rheumatologische Beurteilung von Patienten. Diese Arbeit wurde von der CONACyT unterstützt, die das Stipendium CVU 777701 für Mariel Lozada Mellado während seines Doktoratsstudiums und durch das Research Project Grant 000000000261652 sponserte. Der Sponsor spielte weder beim Studiendesign noch bei der Erhebung, Analyse oder Interpretation von Daten noch bei der Abfassung des Berichts und bei der Entscheidung, die Studie zur Veröffentlichung einzureichen, eine Rolle.
| Alkohol 70% Tupfer | NA | NA | Jede Marke kann verwendet werden |
| Fahrradergometer | NA | NA | Jede Marke kann verwendet werden |
| BIVA Toleranzsoftware 2002 | NA | NA | Ist eine Software, die für den akademischen Gebrauch entwickelt wurde und http://www.renalgate.it/formule_calcolatori/bioimpedenza.htm in der Rubrik "LE FORMULE DEL Prof. Piccoli" heruntergeladen werden |
| BIVA Confidence Software | NA | NA | Ist eine Software, die für den akademischen Gebrauch entwickelt wurde und in http://www.renalgate.it/formule_calcolatori/bioimpedenza.htm in der Sektion "LE FORMULE DEL Prof. Piccoli" heruntergeladen werden |
| kann Lehrstuhl | NA | NA | Jede Marke kann verwendet werden |
| Chlorhexidin | NA | NA | Jede Marke kann verwendet werden, 0,05% |
| Untersuchungsliege | NA | NA | Jede Marke kann verwendet werden |
| Elektroden quadratisch Steckdose | BodyStat | SQ-WIRES | |
| Long Bodystat 0525 Elektroden | BodyStat | BS-EL4000 | |
| Kunststoffkugel | NA | NA | Jede Marke kann verwendet werden, 30 cm |
| Pulsoximeter | NA | NA | Jede Marke kann verwendet werden |
| Quadscan 4000 Gerät | BodyStat | BS-4000 | Messbereich der Impedanz: 20 - 1300 Ω Ohm Prüfstrom: 620 μ A Frequenz: 5, 50, 100, 200 kHz Genauigkeit: Impedanz 5 kHz: +/- 2 Ω Impedanz 50 kHz: +/- 2 Ω Impedanz 100 kHz: +/- 3 Ω Impedanz 200 kHz: +/- 3 Ω Widerstand 50 kHz: +/- 2 Ω Reaktanz 50 kHz: +/- 1 Ω Phasenwinkel 50 kHz: +/- 0,2 Grad; Kalibrierung: Von Zeit zu Zeit wird ein Widerstand zur unabhängigen Überprüfung mitgeliefert. Der Impedanzwert sollte zwischen 496 und 503 Ω liegen. |
| Widerstandsbänder | NA | NA | JedeMarke kann verwendet werden, mit einem Widerstand von 0,5 kg bis 3,2 kg |
| Heimtrainer | NA | NA Jede | Marke kann verwendet werden |
| Laufband | NA | NA | Jede Marke kann verwendet werden |
| Holzstab | NA | NA | Jede Marke kann verwendet werden, 1,5 m groß und < 1kg |