Cadencia para caminar (pasos/min) e intensidad en niños de 21 a 40 años: CADENCIA-adultos

El estudio de CADENCIA-Adultos es el primer estudio de calibración que emplea un enfoque de muestreo equilibrado por sexo y edad para establecer umbrales de cadencia heurística asociados con el aumento de la intensidad absolutamente definida durante la marcha. Usando dos métodos analíticos distintos, confirmamos que 100 pasos / min es un umbral heurístico razonable asociado con la ambulación de intensidad moderada absolutamente definida (es decir, 3 METs) en niños de 21 a 40 años. También proporcionamos pruebas adicionales de umbrales de cadencia adicionales asociados con una intensidad incremental definida por MET hasta e incluyendo 130 pasos/min como umbral heurístico asociado con 6 METs. Estos valores heurísticos adicionales son índices importantes útiles para fines de salud pública para guiar 1) recomendaciones de marcha basadas en cadencias generalizadas y 2) análisis e interpretación de datos ambulatorios mínimamente procesados obtenidos de tecnologías portátiles contemporáneas.

Los valores heurísticos son números redondeados, prácticos y basados en la evidencia que se basan en la evidencia, pero que pueden no ser necesariamente precisos. Sirven como atajos mentales útiles y fáciles de recordar, transmitiendo rápidamente información generalizada o ampliamente representativa para guiar las decisiones. Un ejemplo simple de uso diario de un valor heurístico es el tiempo estimado que tomaría conducir entre dos ciudades. Otros ejemplos comunes de valores heurísticos relacionados con la salud pública incluyen «comer 5 frutas y verduras al día», «estar activo 30 min/día» y «limitar el tiempo dedicado a ver la televisión a 2 h/día». Cabe destacar aquí que los valores heurísticos, aunque se basan en la evidencia y, por lo tanto, son apropiados para fines de salud pública, por definición no son individualizados.

Se propuso por primera vez el valor heurístico de 100 pasos/min como indicador proxy de intensidad moderada en 2005, basado en un modelo de regresión lineal de marcha en cinta de correr . Varios otros estudios confirmaron posteriormente este valor heurístico, a pesar de reconocer evidencia de un rango tolerable de variación interindividual. En particular, estos estudios han sido generalmente pequeños, incluyeron muestras predominantemente más jóvenes, no siempre emplearon un criterio de observación directa de conteo de pasos y emplearon varios enfoques analíticos. Este artículo inicial se centró en niños de 21 a 40 años del estudio CADENCE-Adults representa la muestra estructurada de sexo y edad más grande hasta la fecha que emplea un estándar de observación directa y utiliza análisis de regresión y ROC para informar valores de cadencia heurística basados en evidencia pero generalizados asociados con una intensidad moderada y vigorosa absolutamente definida. El umbral de 100 pasos/min para una intensidad moderada absolutamente definida sigue confirmándose para este grupo de edad. La estabilidad de esta heurística a lo largo de la vida de los adultos hasta los 85 años de edad continuará siendo probada como parte del estudio CADENCE-Adults a medida que se complete la recopilación de datos.

Hasta la fecha, se han realizado tres estudios que han reportado valores congruentes con un valor heurístico de 130 pasos/min asociado con 6 METs (es decir, intensidad vigorosa absolutamente definida) en adultos aparentemente sanos . En el presente documento, los umbrales de cadencia de intensidad vigorosa absolutamente definidos óptimos fueron de 129 y 120 pasos/min, identificados mediante análisis de regresión y ROC, respectivamente. Ambos algoritmos son medios comúnmente aceptados para determinar asociaciones entre variables independientes y dependientes y establecer umbrales. Sin embargo, ambos análisis tienen suposiciones diferentes y, por lo tanto, limitaciones diferentes. Los modelos de regresión pueden estar excesivamente influenciados por valores atípicos, mientras que las curvas ROC están organizadas en orden de rango. Al incorporar ambos métodos, proporcionamos un soporte más sólido para los umbrales heurísticos reportados en este documento. Dicho esto, establecer un umbral más bajo aumenta la sensibilidad, pero reduce la especificidad y el VPP; lo contrario es cierto para umbrales más altos. Teniendo en cuenta estas compensaciones, establecimos un umbral heurístico final de 130 pasos/min para una intensidad vigorosa absolutamente definida.

Los umbrales heurísticos de 100 y 130 pasos / min demostraron una clasificación de buena a excelente de la deambulación de intensidad moderada y vigorosa absolutamente definida, con una precisión general(tasas de verdadero positivo y verdadero negativo de > 85%). Además, para los individuos que caminan ≥100 pasos / min (~53,6-67,1 m / min o ~ 2,0–2,5 mph; Tabla 2), la probabilidad (VPP) de lograr una intensidad moderada absolutamente definida fue del 91,4%. Para 130 pasos / min (107,3 m/min o ~ 4,0 mph), la probabilidad (VPP) de lograr una intensidad vigorosa absolutamente definida fue del 70,7%. Este valor es inferior al ideal y puede verse influenciado por el menor número de participantes (n = 49) que alcanzaron 6 METs. Sin embargo, este número aún refleja el 65% del grupo de participantes, y el VPN asociado de 95,8%, por el contrario, sugería una probabilidad muy alta de que los individuos que caminaban a < 130 pasos/min estuvieran a una intensidad < 6 METs. En general, esta evidencia apoya el uso de 100 y 130 pasos/min, correspondientes a la actividad ambulatoria de intensidad moderada y vigorosa absolutamente definida, respectivamente, como traducciones directas de las recomendaciones de salud pública para la intensidad ambulatoria mínima deseada requerida para lograr mejoras en la salud y el estado físico .

En el presente estudio, empleamos una medida de intensidad absolutamente definida (es decir, METs), en lugar de una medida de intensidad relativamente definida (por ejemplo, %de reserva de VO2, % de Frecuencia Cardíaca Máxima o Reserva de Frecuencia Cardíaca ). Este enfoque es consistente con estudios previos que han determinado los puntos de corte del conteo de actividad del acelerómetro relacionados con intensidades moderadas y vigorosas absolutamente definidas , y también con las directrices federales de actividad física de los Estados Unidos y el stand de posición del Colegio Americano de Medicina Deportiva que expresan sus recomendaciones de actividad física (destinadas a aplicaciones de salud pública) utilizando MET (por ejemplo, 500-1000 MET-min/semana). Sin embargo, el uso de intensidad absoluta puede no ser ideal para todos los adultos, especialmente para las personas mayores o con bajos niveles de condición física, por lo que un indicador de intensidad absoluta representa un porcentaje más alto de capacidad máxima (en comparación con un adulto más joven o en forma) . Pocos estudios han examinado la relación cadencia-intensidad utilizando medidas de intensidad relativamente definidas, que pueden ser más adecuadas para aplicaciones clínicas u otros tipos de aplicaciones individualizadas. Por ejemplo, Serrano et al., y Slaght et al. umbrales de cadencia notificados de 115 ± 10 y 114 ± 11 pasos/min, respectivamente, asociados al 40% de la reserva de VO2. Además, Pillay et al., encontraron que 122 ± 37 pasos/min correspondían al 60% de la FCmáx, mientras que O’Brien et al., informó que ~ 120-125 pasos / min correspondían al 40% de METmax, dependiendo de la técnica de modelado y las covariables incluidas en el modelo (por ejemplo, altura, longitud de pierna). Las diferencias observadas entre estos umbrales de cadencia (que emplean diferentes indicadores relativos de intensidad) y los que se indican en el presente documento (absolutamente definidos) reflejan las inconsistencias entre las definiciones de intensidad implementadas. A diferencia de las medidas de intensidad absoluta, para las que existe consenso en la literatura sobre lo que constituye una intensidad moderada o vigorosa (3 y 6 METs , respectivamente), parece haber menos consenso sobre la intensidad relativamente definida . Usando un solo ejemplo de % FCmáx, la intensidad moderada se ha definido como 64-76% FCmáx, 55-69% FCmáx y 60% FCmáx . Si bien el uso de un enfoque de intensidad relativa tiene puntos fuertes, especialmente para aplicaciones clínicas y otros tipos de aplicaciones individualizadas, también hay puntos débiles, como la necesidad de una prueba de aptitud física máxima para establecer niveles de intensidad relativa moderada y vigorosa basados en valores de VO2 o FC máximos/máximos individualizados. Aunque es posible utilizar ecuaciones para estimar %de FCmáx o HRR, tales estimaciones se basan en suposiciones que pueden introducir una fuente adicional de error. De hecho, no existe una ecuación basada en HR universalmente aceptada con un nivel de error mínimo y aceptable (< 3 bpm). Además, algunas ecuaciones pueden ser de edad (por ejemplo, Åstrand ) o específicas del sexo (por ejemplo, Gulati et al.,), por lo que se debe tener cuidado al aplicar estas ecuaciones a varias poblaciones. En conjunto, esto hace que tales indicadores de intensidad relativa sean menos prácticos para aplicaciones de salud pública, incluidas las traducciones de las directrices de actividad física tal y como se expresan actualmente . En resumen, creemos que nuestro enfoque para usar una intensidad absolutamente definida es razonable y defendible dada la consistencia con estudios previos y con las directrices de salud pública. Aún así, anticipamos que la investigación futura podrá profundizar en la utilidad y las limitaciones de individualizar las prescripciones de ejercicios basados en la cadencia para aplicaciones clínicas y más individualizadas (p. ej. entrenamiento personal).

Una innovación de este estudio incluye ofrecer un conjunto más completo de umbrales de cadencia-intensidad incrementales, incluidos umbrales de cadencia óptimos y heurísticos para los valores intermedios de 4 y 5 METs. En particular, con cada nivel de intensidad creciente, las estimaciones de precisión (intervalos de predicción para la regresión; intervalos de confianza para la curva ROC) tendieron a estrecharse, lo que sugiere una mayor confianza de que los individuos que caminan a umbrales de cadencia más altos alcanzarán el nivel de intensidad más alto deseado. Con base en los valores aquí presentados, es razonable concluir que, a partir de 100 pasos/min, cada aumento de 10 pasos/min está aproximadamente asociado con un aumento de intensidad de 1 MET, confirmando los hallazgos de un pequeño estudio preliminar realizado en 2005 . En particular, sobre la base de los umbrales óptimos de regresión y ROC (ambos 112,5 pasos/min) correspondientes a 4 METs, es posible que hayamos seleccionado 110 o 115 pasos/min. Sin embargo, teniendo en cuenta nuestra definición de umbral heurístico (no solo basado en la evidencia, sino también útil en la práctica) y el conjunto completo de umbrales de intensidad de cadencia que se presentan en este documento, nos decidimos por 110 pasos/min. En términos numéricos, esto se asoció con una disminución del VPP (8,3%) y un aumento del VPN (4,6%) para este nivel de intensidad. En particular, estos umbrales de cadencia, incluido el asociado con 6 MET, se pueden alcanzar dentro del rango de cadencias de marcha para adultos sanos; la transición de caminar a correr ocurre a ~ 140 pasos/min . Además, en el presente estudio excluimos deliberadamente los episodios en los que 15 participantes pasaron a correr, por lo que la evidencia presentada en este documento surge únicamente de la cadencia al caminar. Dado que caminar es la forma de actividad física más comúnmente reportada y ampliamente accesible , este enfoque intencional mejora en gran medida la utilidad de este conjunto de umbrales de intensidad de cadencia para su aplicación en la población general.

Con respecto a la precisión de las predicciones de regresión, optamos por informar los intervalos de predicción (PIs). Si bien los intervalos de confianza se notifican con mayor frecuencia, los IP son más apropiados para regresiones de conjuntos de datos de medidas repetidas, ya que explican no solo la incertidumbre de la media real de la población, sino también la propagación general de los datos. Por esta razón, los IP parecen tener una distribución más amplia en comparación con los intervalos de confianza. Los PIs de cadencia para 3 METs eran aparentemente grandes (45,9-111,2 pasos/min). Es importante tener en cuenta que incluimos intencionalmente todos los episodios de caminata (por ejemplo, a partir de 0.5 mph) para incorporar un rango máximo de velocidades ambulatorias. Sin embargo, velocidades extremadamente lentas (por ejemplo, 0.5 y 1.0 mph) puede considerarse no ecológico, ya que los adultos jóvenes y sanos no suelen caminar a estas velocidades lentas y observamos que nuestros propios participantes luchaban por encontrar una ejecución cómoda de estas velocidades. En un estudio diferente, incluso cuando se le indique a pie » más lentamente,’ adultos jóvenes sanos (19-39 años) decidieron caminar a un ritmo de 2.1 ± 0.4 mph . Al excluir las dos velocidades de marcha más lentas empleadas en este documento, la cadencia media asociada con 3 METs disminuye ligeramente (96,4 pasos/min), pero lo que es más importante, los IPs se aprietan considerablemente (72-114 pasos/min).

Si bien el propósito de este análisis fue establecer umbrales heurísticos de cadencia e intensidad en niños de 21 a 40 años utilizando datos agregados de grupo, reconocemos que existe variabilidad interindividual y que cualquier umbral heurístico tendrá una precisión limitada en términos de aplicabilidad a un solo individuo. Si bien explicamos la influencia potencial de la longitud de la pierna y el sexo en el ajuste general del modelo en todos los participantes, estas variables adicionales no cambiaron la predicción del modelo (RMSE 0,68 ± 0,10 y 0,69 ± 0,10, respectivamente, en comparación con 0,68 ± 0.10 para el modelo base). Además, la adición de longitud de pierna solo mejoró marginalmente el ajuste del modelo (R2 = 0.85; en comparación con el modelo básico, R2 = 0.84). En particular, el modelo de regresión que incluye la longitud de la pierna predijo solo una diferencia de 0,58 MET a una cadencia dada entre los participantes con la longitud de la pierna más larga versus la más corta (95,5 cm vs.65,7 cm, respectivamente). De manera similar, cuando se agregó el IMC al modelo de regresión, el ajuste del modelo no cambió (R2 = 0,84), y solo hubo una diferencia de 0,57 MET en las predicciones para los participantes con el IMC más alto y el más bajo (36,9 vs.19.4 kg / m2, respectivamente). Dado el cambio limitado en la precisión del modelo al agregar estos factores adicionales, consideramos razonable incluir solo la cadencia en el modelo final. Reconocemos que cualquier variación restante en la intensidad a una cadencia dada puede explicarse mejor por otros factores. Además, en este estudio no medimos el VO2pico ni el VO2máx y, como tales, no podemos sacar ninguna conclusión con respecto a la aptitud y su impacto en los resultados de nuestro estudio, ni proporcionar umbrales de cadencia correspondientes a medidas de intensidad relativa. Sin embargo, cabe repetir aquí que el objetivo de establecer umbrales basados en la cadencia que correspondan a niveles de intensidad absolutamente definidos es proporcionar directrices claras con poca o ninguna información individual adicional necesaria. Finalmente, también reconocemos que la cadencia es específica de los movimientos locomotores bípedos y, además, que estos umbrales son más aplicables a los comportamientos de caminar que son característicamente rítmicos, con propósito, continuos y avanzando hacia adelante a través del espacio.

A pesar de estas limitaciones, los umbrales de cadencia asociados con una intensidad ambulatoria moderada y vigorosa absolutamente definida pueden servir como valores heurísticos importantes en los esfuerzos por medir y modular los comportamientos de caminar de los adultos, extendiendo así la utilidad potencial de las tecnologías portátiles contemporáneas que ofrecen funciones de conteo de pasos y seguimiento de cadencia. Una aplicación clara de estos umbrales de cadencia es para la implementación en intervenciones a pie. En nuestra reciente revisión sistemática, identificamos un número limitado (n = 9) de estudios de intervención que habían utilizado objetivos basados en la cadencia para modular el comportamiento al caminar, o umbrales de cadencia para cuantificar la intensidad de la actividad física a partir de datos de acelerómetros y dispositivos portátiles. Con base en el pequeño número de estudios y el alto riesgo de sesgo asociado observado, concluimos que era prematuro sintetizar sus hallazgos. Se requieren estudios de intervención para caminar rigurosamente diseñados que utilicen estos umbrales de cadencia para transmitir y evaluar el comportamiento ambulatorio para dilucidar los beneficios para la salud asociados (por ejemplo, mejoras en la condición física aeróbica, la presión arterial y los niveles de glucosa, la composición corporal). Además, la investigación futura también debe explorar formas de individualizar las prescripciones de intensidad basadas en la cadencia (por ejemplo, utilizando indicadores de intensidad relativa) similares a Slaght et al., y para modular la intensidad de maneras predecibles (por ejemplo, manipulando la cadencia usando señales auditivas rítmicas ).