Terapias en Obesidad infantil: Estudio de los videojuegos activos como promotor del ejercicio físico

Antecedentes

La obesidad infantil se ha convertido en un problema de Salud Pública. En los países desarrollados ha sufrido un incremento considerable ( ) en las últimas décadas, debido a diferentes factores, entre los que destacan los cambios en los estilos de vida hacia hábitos más sedentarios e ingestas inadecuadas ( ). Este aumento también se ha producido en España. Según el estudio enKid ( ) (único estudio epidemiológico observacional de diseño transversal reciente), se estima que la prevalencia de obesidad en el 13,9% y la de sólo sobrepeso 12,4%. Estas cifras parecen haberse disparado desde e1l año 2004 y en sólo 6 años, según el último informe de la OCDE (2010), en España un 33% de los niños y adolescentes sufren sobrepeso (Sobrepeso+obesidad)( )

Teniendo en cuenta que diversos estudios parecen indicar que los niños obesos tienen aumentada su probabilidad de convertirse en adultos obesos ( , , ), y que la obesidad infantil se asocia ya desde su inicio a diversas comorbilidades tales como alteraciones del metabolismo lipídico, resistencia a la insulina-DM2 e Hipertensión ( ), es fundamental una intervención temprana en este importante grupo de pacientes.

Como respuesta a este problema, se crea en el Consorcio Hospital General Universitario de Valencia la Unidad Contra el Riesgo Cardiovascular en Niños y Adolescentes (URCV), que es reconocida en el año 2003, unidad de referencia de la Comunidad Valenciana (DOG, Resolución de 7 de mayo de 2003).

El tratamiento del sobrepeso y la obesidad, requiere un abordaje multidisciplinar y se sustenta sobre dos pilares que son: la reorganización  de los hábitos alimentarios y la potenciación de la actividad física, estableciendo pautas asumibles y que puedan mantenerse a lo largo del tiempo ( , ). En cambio, el tratamiento quirúrgico o farmacológico en niños, tiene aún una indicación excepcional. No obstante, las revisiones sistemáticas y meta análisis de la literatura disponibles respecto a las diferentes opciones terapéuticas coinciden en señalar la imposibilidad, en el momento actual, de establecer recomendaciones específicas a este respecto, o de precisar los resultados de estas intervenciones a largo plazo ( , ). Esto indica que no existen aún tratamientos o pautas generales probadamente eficaces y que es necesaria la individualización de los tratamientos y continuar en la investigación en este campo.

Por actividad física se entiende cualquier movimiento corporal producido por la contracción del músculo esquelético y que supone un incremento del gasto energético por encima del nivel basal ( ). Caminar, jugar en el parque, subir escaleras, cortar el césped…son por tanto, distintas formas de actividad física. El ejercicio físico es una forma de actividad física que se caracteriza por ser planeada, estructurada, repetitiva y que tiene como propósito la mejora o el mantenimiento de la condición física. La contribución de la actividad física a la pérdida y/o mantenimiento de peso corporal es un hecho que actualmente no admite discusión ( , , ). Otros beneficios constatados de la actividad física sobre la salud son( , ): 1) reducción del riesgo a padecer enfermedades cardiovasculares como: hiperlipidemias, arterioesclerosis, coronariopatías, diabetes mellitus, hipertensión arterial; 2)mejora de la capacidad cardiovascular y cardiorespiratoria a través del aumento de la capacidad de las cámaras cardiacas, de la hipertrofia excéntrica del miocardio, de la mejora de la  función endotelial vascular, de la respuesta vasodilatadora mediada por óxido nítrico, del aumento del VO máximo; 3) Aumento del bienestar psicológico y social, mejora del rendimiento académico, fomento de actitudes saludables frente a conductas o hábitos nocivos (consumo de tabaco, alcohol, drogas). A pesar de todo esto, los principales investigadores nacionalese internacionales (17,18)en obesidad infantil concluyen que en la actualidad no existe un consenso unánime para establecer recomendaciones concretas sobre el tipo y nivel de actividad física necesario para mantener  la salud cardiovascular en los niños y adolescentes, y que, específicamente, todavía se desconocen las mejores pautas de ejercicio físico (frecuencia, duración e intensidad) para el tratamiento de la obesidad infantil y juvenil. Esto hace necesario desarrollar herramientas más eficientes para  profundizar en el estudio de la respuesta de los niños a las distintas pautas de ejercicio y actividad física.

El término “Exergaming”,  se refiere a la realización de ejercicio físico mediante el uso de los juegos digitales como parte del entrenamiento y para motivar al usuario a realizarlo de una forma constante ( ). Frente al tipo de ejercicio físico que se ha recomendado hasta ahora como tratamiento de la obesidad infantil (al que nos referiremos como  “Tradicional”), que suele consistir en una tabla de ejercicios aeróbicos junto con un periodo de marcha ligera, la actividad basada en la utilización de nuevas tecnologías se postula como alternativa.

Existen pocos estudios en la  literatura que evalúen la eficacia real de la utilización de estos juegos como medio de favorecer la actividad física entre niños y adolescentes, y muy pocos que se centren en su utilización como parte del tratamiento en niños  obesos (19). En un estudio del Instituto de las Ciencia del  Deporte y el Ejercicio de Liverpool ( ) se concluye que utilizando las plataformas de juegos activos, se utiliza más energía que los videojuegos sedentarios pero no tanta como jugar al ejercicio real equivalente. En este estudio se contempló que jugar al juego Wii Sports no aportaba la suficiente actividad física para alcanzar la cantidad mínima diaria de actividad física recomendada en niños. El equipo de Tan et al, ( ) evaluó la energía consumida en un juego de  baile y encontraron que la respuesta cardiorespiratoria  era similar a un baile aeróbico de intensidad media-alta pero observaron que el alcanzar las recomendaciones diarias de ejercicio en niños ( 60  minutos por día)( ) con este tipo de actividad resultaba muy difícil, ya que la duración media de cada partida no excedía los 8 minutos. Maddison et al ( ) evaluó el consumo de energía en niños en videojuegos activos y no activos. Sus descubrimientos mostraron un aumento respecto a la línea base de entre un 120% y un 140% en el HR  y la energía consumida cuando los participantes jugaban a juegos activos y que estos valores eran similares a otros tipos de actividades como paseo ligero, jogging y natación. Un estudio reciente realizado en la Universidad de Oklahoma ( ) se midieron, en un grupo de 23 niños entre 10 y 13 años, las calorías que quemaban en reposo, mientras veían la televisión y cuando andaban. Los datos obtenidos se compararon después con las calorías quemadas al utilizar los videojuegos Wii Sports  y la plataforma de baile Dance Dance Revolution. Los resultados mostraron que los niños gastaban la misma cantidad de calorías que cuando andaban de forma moderada y tres veces más que mientras descansaban. Aunque algunos estudios como el anterior han mostrado datos esperanzadores acerca de los costes energéticos de jugar a este tipo de juegos el coste energético asociado a la realización de esas mismas actividades virtuales en la realidad es más elevado, indicando que este tipo de actividad no puede ser un sustituto de las actividades y deportes reales. Solo un pequeño número de  juegos “exergaming” consiguen que el niño realice una actividad física de intensidad moderada. Dentro de la disparidad de resultados obtenidos hasta la fecha son menos aún los estudios que tratan de estudiar los diferentes efectos del “exergaming” en niños obesos ( , , , ). Se necesitan más estudios de alta calidad aleatorios y controlados para evaluar la efectividad y sostenibilidad del exergaming así como su posible interés como herramienta clínica.  

La explosión de estas tecnologías va a ser imparables en las próximas décadas (Nintendo wii, sistema “Kinect” de Xbox 360, sistema “Move” de Playstation, sistemas comerciales de exergaming (http://www.exergamefitness.com/)). Se hace necesario por tanto el estudiar la eficacia metabólica y de que manera pueden ser eficaces a la hora de aplicarlas en programas de intervención clínica para el tratamiento de la obesidad y para la promoción de la actividad física.

Los principales componentes del gasto energético y aquellos susceptibles de medir en forma independiente, son el metabolismo basal y la actividad física.  Son varios los métodos de referencia que se usan para la estimación del gasto energético:

–Métodos Ambulatorios: métodos que por su facilidad de uso, su coste permiten estimar de una manera cuantitativa la energía consumida por el paciente debida a la actividad física. Este parámetro se  llama PAEE (energy expenditure by physical activity) y este es el factor que establece mayor variabilidad en el consumo energético diario de un ser humano. El balance energético se calcula sumando el metabolismo basal (60-75%) más el consumo debido a la termogénesis (10%) + el consumo debido a la actividad física (10 – 30%). Los tipos de métodos usados son:

• Acelerometría, frecuencia cardíaca ,podometría y cuestionarios.  

A este respecto, el instituto I3BH de la Universidad Politécnica de Valencia, que forma parte en el equipo investigador del proyecto, ha desarrollado una camiseta inteligente, capaz de monitorizar de una manera más efectiva la actividad física a través de la aceleración y la frecuencia cardíaca del paciente.

Figura 1 Camiseta Biomédica para el estudio de la actividad física

Contenido disponible en el CD Colección Congresos nº 19

-Métodos de referencia: son dos los métodos que se toman como referencia en el estudio del consumo metabólico en seres humanos:

• Análisis de agua doblemente marcada (DLW): Análisis de isótopos de oxígeno recogidos en la orina que nos permite calcular de una manera muy precisa el consumo diario total de la persona. Es la medida más precisa pero con coste elevado ( ). No nos permite realizar un análisis calórico por actividades (nos proporciona un valor diario total)
• Calorimetría Indirecta (Intercambio de gases): Se basa en la proporcionalidad que existe entre el consumo de O2 y la producción de CO2. Estimar el consumo de O2 en un sujeto por un período determinado mientras realiza una determinada actividad, permite establecer el costo energético de dicha actividad. El examen de calorimetría indirecta se realiza en un analizador de O2 y CO2 en aire espirado, con sistema de auto calibración, conectado a un equipo de recirculación de aire Canopi, y a un computador.   Son varios los estudios que han medido el gasto metabólico de pacientes utilizando  el consumo de O2 ( , , ). En la mayoría de los casos se ha enfrentado este valor de consumo de O2 frente a otro tipo de variables para establecer su validez como estimadores del consumo metabólico.  Todas las reacciones químicas del organismo se producen en presencia de Oxígeno para liberar Calor y Energía Mecánica. Estas reacciones son las que permiten la realización de las actividades cotidianas. La calorimetría indirecta mide la energía consumida a través del consumo de oxígeno, medida asociada  con el metabolismo y al consumo de nutrientes. La evaluación de la capacidad física, se hace principalmente a través de los parámetros cardiorespiratorios, que son los mejores indicadores del grado de estrés físico del organismo, siendo el consumo máximo de oxígeno la medición más útil VO2max. Dado que cuanto mayor sea el VO2 máx, mayor será su resistencia cardiovascular, éste es utilizado como unidad de medida para la capacidad aeróbica. Este será el parámetro que utilizaremos como marcador principal del sujeto al que analicemos. De esta manera gracias a la medición de la calorimetría dispondremos de dos indicadores principales que podremos relacionar con todas las variables antropométricas y fisiológicas del paciente: 

• El gasto metabólico asociado al esfuerzo
• La capacidad aeróbica del niño

Además de los efectos fisiológicos y sobre la salud física, la actividad física repercute positivamente sobre el bienestar psicológico del niño obeso, aumentando la auto-estima, la satisfacción vital, y la adaptación social ( )(formar parte de clubes o equipos favorece que se establezcan lazos de amistad). La investigación ha mostrado que los niños obesos tienen generalmente baja auto-eficacia deportiva percibida ( ) e insatisfacción corporal, y que por esta razón suelen llevar una vida más sedentaria.  El principal escollo con el que nos encontramos en la aplicación de la prescripción de hacer deporte en los niños que están en tratamiento, es la falta de motivación.  Es necesario, por tanto, establecer programas de actividad física adaptados a las condiciones de cada niño obeso, adaptando las metas, y el nivel de esfuerzo subjetivo, para evitar de esta manera que se sientan desmotivados, y abandonen la práctica.

Los datos obtenidos mediante la medición de gasto metabólico y capacidad aeróbica, aportarían una valiosa información sobre el tipo de ejercicio más adecuado para cada paciente según sus propias características. Esta técnica, podría pasar a formar parte de la evaluación integral del niño y adolescente con sobrepeso u obeso lo que permitiría aplicar una pauta de ejercicio personalizada a fin aumentar la efectividad del tratamiento y reducir los costes hospitalarios. Además nos permitiría ponderar las herramientas ideales para promocionar la realización de actividad física en edad infantil.

Grupos participantes.

De este planteamiento, se desprende el carácter multidisciplinar del estudio. Participarán en él, el departamento de Pediatría del CHGUV con la Unidad contra el riesgo cardiovascular en niños y adolescentes, el gabinete médico y el Instituto I3BH de la UPV a través de los grupos de ingeniería de Labhuman y Bioelectrónica y del grupo de psicología Labpsitec de la UJI que forman parte del instituto. Gracias a la unidad dispondremos de una gran cantidad de sujetos para validar este y futuros estudios. Además podremos aplicar los conocimientos adquiridos con este estudio en el proyecto Etiobe ( ) (e-terapia inteligente contra la obesidad infantil) , desarrollo fruto de la colaboración de los tres grupos representados en el estudio y de ser miembros de acción CIBER (Centros de Investigación Biomédica en Red) en el área de Biomedicina y Ciencias de la Salud, área prioritaria del Plan Nacional de Investigación Científica, Desarrollo e Innovación Tecnológica (2004-2007) y de la Iniciativa Sectorial en Salud “Fisiopatología de la Obesidad”. La Unidad Contra el Riesgo Cardiovascular en Niños y Adolescentes (URCV), adscrita al Servicio de Pediatría del Consorcio Hospital General Universitario de Valencia es reconocida en el año 2003, unidad de referencia de la Comunidad Valenciana. La unidad recibe unas 500 nuevas visitas al año. Los pediatras que componen el equipo cuentan con amplia experiencia en la valoración y tratamiento de niños y adolescentes con sobrepeso. En la unidad se realizan estudios de alta coplejidad tales como valoración de composición corporal, monitorización ambulatoria de la presión arterial, fenotipado de grandes vasos, ecografía carotídea y ecocardiografía, estudios de función endotelial y poligrafía respiratoria durante el sueño. Además realizan una importante labor de investigación clínica y básica al contar además con el apoyo de un laboratorio de investigación de riesgo cardiovascular en niños y adolescentes ( , , , , , , , ). El Instituto de Investigación e Innovación en Bioingeniería (I3B) de la Universidad Politécnica de Valencia se dedica desde hace muchos años al tratamiento de proyectos de Biomedicina. El grupo de Bioelectrónica del Instituto tiene amplia experiencia en el desarrollo de biosensores y en el desarrollo de plataformas de E-terapia Inteligente contra la depresión, la obesidad o el cuidado de ancianos por citar algunas ( , , , ). El grupo LABPSITEC de investigación psicológica está dirigido por las catedráticas Cristina Botella (Universidad Jaime I de Castelló) y Rosa Baños (Universitat de València). Este grupo ha sido pionero en el uso de nuevas tecnologías para el tratamiento de Trastornos Psicológicos y aumento del bienestar psicológico. Una de las líneas más importantes de este grupo es la que llevan a cabo junto con el Instituto de Investigación e Innovación en Bioingeniería (I3B) en el uso de la Realidad Virtual para el tratamiento de algunas psicopatologías como algunas fobias o Trastornos de la Conducta Alimentaria(35, , , ). El Departamento de Fisioterapia de la Universidad CEU Cardenal Herrera de Valencia colabora desde el año 2005 con la Unidad contra el riesgo cardiovascular en el diseño y la aplicación de un protocolo de ejercicio físico en niños y adolescentes con sobrepeso u obesidad. 

ESTUDIO videojuegos Activos

El objetivo de este estudio es el determinar la respuesta cardiovascular y fisiológica de niños de población normal y obesa a través del uso de nuevas plataformas para realizar actividad física y evaluar la efectividad de cada una de ellas a la hora de conocer los beneficios y limitaciones de cada una de ellas. Ello permitirá estudiar determinados aspectos claves a la hora de entender mejor la problemática del sedentarismo infantil y de la obesidad infantil, dos de los problemas más importantes a los que se enfrenta la sociedad del siglo XXI. Los aspectos a estudiar científicamente en el estudio serán:

• Continuar con el estudio de las diferencias en la respuesta metabólica y cardiovascular de los niños con obesidad frente a los niños normopeso.
• Estudiar las diferencias metabólicas y fisiológicas de diferentes formas de realizar actividad física (ejercicio normal frente a ejercicio a través de nuevas plataformas “exergaming”, es decir , plataformas de ocio que requieren del usuario una realización de actividad física
• Medir la motivación, el interés y la sensación de esfuerzo del niño ante cada una de ellas, este factor es clave para que se genere en el niño un hábito frente a la actividad .
• Validación de la nueva plataforma desarrollada para el proyecto Etiobe por el grupo de Bioelectrónica del instituto I3BH en conjunto con la nueva tecnología de tejidos inteligentes de la  empresa NUUBO
• Poder utilizar estas herramientas en los tratamientos clínicos de instauración de hábitos de actividad que estamos trabajando en el proyecto Etiobe
• De estos objetivos ya se desprende el carácter multidisciplinar del estudio. Participarán en el estudio, El departamento de Pediatría del Hospital General de Valencia con la unidad de referencia de riesgo cardiovascular en pediatría de la Comunidad Valenciana, el Servicio Médico y  el Instituto I3BH de la UPV a través de los grupos de ingeniería de Labhuman y Bioelectrónica y del grupo de psicología Labpsitec de la UJI que forman parte del instituto.

La prueba se desarrollará en dos partes diferenciadas. Una parte del estudio se realizará en el Hospital General de una manera progresiva donde se medirá a población obesa y la otra parte se realizará en la UPV (en su gabinete médico) donde se medirá a población infantil que participa en la escuela de verano en el mes de julio (Organización y desarrollo de diferentes actividades de ocio y tiempo libre dirigidas a niños y jóvenes de entre 4 y 17 años durante el mes de julio ). El protocolo aplicado reproducido será casi idéntico en las dos partes para poder unir los experimentos. Solo variarán principalmente la manera de captación y preparación de los paciente así como las fechas de realización, es por ello que en el documento se separarán en dos partes los puntos que necesiten matizar diferentes aspectos de cada una de las partes del estudio, si no se reseña nada se da por entendido que lo explicado se aplicará por igual en las dos partes.

Metodología.

Población a Estudio:

Muestra de 20 niños-as y jóvenes obesos atendidos en las consultas de la URCV del Servicio de Pediatría del CHGUV. Se compararán los resultados obtenidos en las mediciones y el grado de aceptación de la prueba frente a un grupo control, normopeso que estará formado por 40 niños-as reclutados entre población general infantil participantes en diversas actividades de ocio organizadas por la Universidad Politécnica de Valencia.

Criterios de inclusión: edad de 9-12 años, obeso: IMC >p95 según tablas de Hernandez y Cols Grupo control: Niños/as y jóvenes de 9 a 12 años, normopeso.

Criterios de exclusión: presencia de enfermedad mayor que contraindique la práctica segura de actividad física; presencia de obesidad secundaria a enfermedad endocrina, traumatismos con afectación hipotalámica, tumores, infecciones, síndromes genéticos (Prader-Willi, Carpenter, Alstrom…)

La muestra estará  constituida por todos aquellos niños y adolescentes que deseen participar voluntariamente en el estudio. A tal efecto, se les entregará (también a los representantes legales) una hoja informativa en la que se indiquen todos los aspectos relacionados con el estudio (objetivos, metodología, beneficios y riesgos derivados…) .Una vez informados y, si están de acuerdo en participar, deberán firmarla junto al consentimiento de los padres o tutores.

A los sujetos incluidos en el estudio que formen parte del grupo obeso, se les realizará una exploración física y una historia clínica completa, incluyendo antecedentes familiares de obesidad y patología cardiovascular. Se les realizará una encuesta nutricional mediante un recuerdo de 24 horas y un cuestionario de frecuencia de alimentos y se les interrogará sobre el tipo e intensidad de su actividad física semanal según encuesta estandarizada. A los niños controles (normopeso), se les realizará somatometría, recogida de antecedentes personales y familiares (para descartar patología que contraindique ejercicio).

Diseño

La prueba se desarrollará en laboratorios controlados  en dos localizaciones diferenciadas.  Una parte del estudio se realizará  en el CHGUV donde se medirá  a población obesa y la otra parte se realizará en la UPV (en su gabinete médico) donde se medirá a población infantil normopeso.

Los dos grupos realizarán una serie de actividades que van desde actividades sedentarias a ejercicios más activos de tipo exergaming (juegos en la wii con movimiento de brazos y juegos de baile con alfombra con movimiento de pies) o de tipo tradicional (ejercicios en cinta de correr con apoyo de escenario virtual frente al usuario)  :

Durante la prueba, el paciente llevará colocados una serie de sensores que aportarán la información necesaria para conocer la respuesta metabólica y cardiorespiratoria del sujeto al ejercicio:

• Una Camiseta Bioelectrónica que llamaremos “TIPS” (Therapy Intelligent Personal Sensor) y que transmitirá inalámbricamente valores de :
• Frecuencia cardiaca y Electrocardiografía (ECG)
• Acelerómetros en los tres ejes, SMA
• Consumo Metabólico estimado
• Aparato de Calorimetría Indirecta que medirá la respuesta metabólica del paciente:
• Frecuencia respiratoria, consumo de oxígeno ponderado en peso,frecuencia cardiaca, consumo de oxígeno, ventilación total
• Pulsioxímetro para obtener la saturación de oxígeno en sangre a modo de reloj colocado en el dedo del paciente
• Presiones Arteriales registradas mediante un manómetro de presión oscilométrico. Todas las medidas  de presión se realizarán en determinados momentos durante el protocolo y se repetirán 3 veces .

El supervisor llevará un ordenador portátil o PC con el que conectará el TIPS, almacenará las señales y realizará marcas automáticamente en cada una de las actividades que se desarrollan. Los datos demográficos, la somatometría y la ruta de acceso de los archivos generados  así como los que aporten los médicos y psicólogos se irán almacenando en una Base de Datos que se guardará en el equipo de medida en el laboratorio que será procesada posteriormente con algoritmos desarrollados en el I3BH y trabajada estadísticamente.

Figura 1.

Contenido disponible en el CD Colección Congresos nº 19

Además de las medidas descritas anteriormente, el supervisor le pasará al paciente una serie de cuestionarios diseñados por el grupo de psicólogos de Labpsitec para valorar la motivación frente a la realización de actividad física previo la prueba y el grado de satisfacción tras realizar la prueba en cada una de las plaformas  y se dispondrán de información médica anterior del paciente.