Physical Activity, Physical Fitness and Health among Military Employees : Utilizing an accelerometer linked to a smartphone application for enhanching physical activity and health among military employees

Abstract

Länsimainen elämäntyyli haastaa kansallisen puolustuskyvyn. Liikkumattomuus, lihavuus, korkea verenpaine, koholla olevat glukoosi- ja lipidiarvot sekä tupakkatuotteiden käyttö lisäävät kardiometabolisten sairauksien riskiä. Fyysisen aktiivisuuden on toisaalta osoitettu parantavan terveyttä ja työkykyä terveillä aikuisilla. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli tutkia puolustusvoimien työntekijöiden terveyttä ja fyysistä aktiivisuutta sekä vertailla siviili- ja sotilashenkilöstä keskenään. Lisäksi tutkimuksen tavoitteena oli kehittää fyysistä aktiivisuutta, älypuhelinsovellukseen yhdistettyä kiihtyvyysanturiteknologiaa, puhelimitse tapahtuvaa neuvontaa sekä työaikaliikuntaa hyödyntävä interventio ja tutkia sen vaikutuksia. Kehitetty interventio pyrki lisäämään fyysistä aktiivisuutta, parantamaan näin kehonkoostumusta, glukoosi- ja lipidiaineenvaihduntaa, edistämään fyysistä kuntoa, työkykyä sekä vähentämään stressiä puolustusvoimien henkilöstön keskuudessa kuusi kuukautta kestävän interventiojakson sekä sitä seuranneen kuuden kuukauden seurantajakson aikana.

Tutkimukseen osallistui 260 työntekijää kuudesta eri joukko-osastosta ympäri Suomea. Tutkittavien terveyttä arvioitiin mittaamalla kehonkoostumusta, glukoosi ja lipidiaineenvaihduntaa ilmentävillä biomarkkereilla verinäytteistä ja kyselyllä, jolla selvitettiin tutkittavien elintapoja sekä työkykyä ja koettua stressiä. Kehonkoostumusta mitattiin käyttäen kehon painoa, painoindeksiä, rasvaprosenttia ja vyötärön ympäryksen mittausta. Fyysisen aktiivisuuden mittaamiseen käytettiin kahden viikon kiihtyvyysanturimittauksia ja fyysistä kuntoa tutkittiin aerobisen- ja lihaskuntotestin avulla. Fyysisesti aktiivisin ja passiivisin neljännes tutkittavista määriteltiin päivittäisen askelmäärän perusteella ja näin luotujen ryhmien tuloksia vertailtiin myös keskenään. Tutkittavista 158 satunnaistettiin interventioryhmään ja 101 kontrolliryhmään. Interventioryhmä käytti fyysistä aktiivisuutta ja unen laatua mittaavaa kiihtyvyysanturia kuuden kuukauden ajan. He saivat mittauksista palautteen älypuhelinsovelluksen kautta, heitä kannustettiin liikkumaan kaksi tuntia viikossa työajalla ja he osallistuivat puhelimitse annettuun liikuntaneuvontaan. Samaan aikaan kontrolliryhmä jatkoi normaalia liikuntarutiiniaan ilman kiihtyvyysanturia tai palautetta. Kaikki tutkittavat osallistuivat mittauksiin lähtötilanteessa, interventioryhmän päätettyä kuuden kuukauden interventionsa ja kuusi kuukautta intervention päättymisestä. Kontrolliryhmä osallistui vain kahden viikon kiihtyvyysanturimittauksiin kontrollipisteessä intervention jälkeen.

Kun tulokset standardoitiin sukupuolen mukaan sotilaiden ja siviilien välillä ei havaittu eroa lukuunottamatta lihaskuntotestiä, josta sotilaat saivat paremmat tulokset. Miessotilailla keskimääräinen ±SD rasittavan fyysisen aktiivisuuden määrä päivässä oli 0.9 ± 0.3 tuntia/päivä ja miespuolisilla siviileillä vastaava määrä oli 1.0 ± 0.4 tuntia/päivä. Keskimääräinen passiviinen aika puolestaan oli miessotilailla 9.5 ± 1.4 tuntia/päivä ja miespuolisilla siviileillä 8.9 ± 1.7 tuntia/päivä. Keskimääräiset ± SD LDL-kolesterolin pitoisuudet olivat miessotilailla 3.28 ± 0.84 mmol/l ja miespuolisilla siviileillä 3.36 ± 0.86 mmol/l. Vertailtaessa keskenään fyysisesti aktiivisinta ja passiivisinta neljännestä tutkittavista tilastollisesti merkitsevä ero havaittiin kehonkoostumuksessa, fyysisessä kunnossa, insuliiniarvoissa, paastosokeriarvoissa, triglyseridiarvoissa ja HDL-kolesteroliarvoissa, mutta ei LDL-kolesteroliarvoissa tai HbA1c-arvoissa. Fyysisen aktiivisuuden muutoksissa ei ollut tilastollisesti merkitsevää eroa interventio- ja kontrolliryhmien välillä. Kuitenkin kahdentoista kuukauden seuranta-aikana päivittäinen seisomisaika lisääntyi interventioryhmässä keskimäärin ± SD 18 ± 40 min/päivä, mutta ero ei ollut merkitsevä interventio- ja kontrolliryhmien välillä (t = 1.92, p = 0.056). Rasittava fyysinen aktiivisuus (p < 0.001) ja askelmäärä (p = 0.002) lisääntyivät interventiojakson aikana ja passiivinen aika (p < 0.001) vähentyi. Kuitenkin nämä tulokset laskivat takaisin lähtötasolle seuranta-ajan loppuun mennessä. Kuntoindeksi parani (p = 0.044) kahdentoista kuukauden seurannan aikana, mutta ilman tilastollisesti merkitsevää eroa intervention- ja kontrolliryhmien välillä. Maksimaalinen hapenottokyky parani interventioryhmässä kontrolliryhmään nähden, mutta ero ryhmien välillä ei ollut tilastollisesti merkitsevä (t = 2.01; p = 0.052).

Fyysinen passiivisuus ja koholla olevat LDL-kolesteroliarvot lisäävän sydän- ja verisuonisairauksien riskiä puolustusvoimien henkilöstössä riippumatta liikuntatottumuksista. Lisäksi kehitetty interventio osoitti potentiaalinsa seisomisajan lisäämisessä pitkällä aikavälillä. Jatkotutkimuksia isommalla otoskoolla kuitenkin tarvitaan, jotta voidaan arvioida nykyisten löydösten yleistettävyyttä.

National defense is challenged by the Western lifestyle. Cardiometabolic risk is increased by inactivity, obesity, high blood pressure, and elevated lipid and glucose levels, as well as by tobacco use. In contrast, physical activity has been shown to improve both health and performance among healthy adults. This study examined the health, physical activity, and fitness of military employees, concentrating on comparisons between soldiers and civilians working in a military workplace. Additionally, the present study aimed to develop a physical activity intervention utilizing an accelerometer linked to smartphone app technology combined with telephone counseling and exercise during working hours and investigated its effects. The objective was to increase physical activity and improve body composition, cardiometabolic health, physical fitness, and work ability, and reduce stress in military employees during a six-month intervention and a subsequent six-month follow-up period.

A total of 260 military employees from six brigades in Finland were included in the present study. The health of the employees was assessed by body composition, cardiometabolic biomarkers from laboratory samples, and a questionnaire concerning lifestyle habits, as well as experienced stress and work ability. Body mass, body mass index, fat percentage, and waist circumference were measured to assess body composition. Moreover, physical activity was examined by using accelerometer recordings for two weeks, and physical fitness was measured with aerobic and muscle fitness tests. Further, upper-quartile active participants and lower-quartile passive participants were compared using mean daily step counts. In total, 158 participants were randomized into the intervention group and 101 into the control group. The intervention group used accelerometers linked to a smartphone application to measure daily physical activity and quality of sleep for six months. They received feedback from these measurements via the smartphone application, were encouraged to exercise for two hours a week during working hours, and took part in telephone counseling. The control group continued their normal exercise routines without using accelerometers or receiving feedback. All the participants were measured at the baseline, six-month follow-up after the intervention, and at the twelve-month follow-up six months after the end of the intervention. At the six-month follow-up, the control group performed only the accelerometer measurements.

When standardized by sex, there were no differences between the soldiers and civilian employees except for differences in the muscle fitness test, in which the soldiers performed better. The mean ±SD moderate-to-vigorous physical activity was 0.9 ± 0.3 h/day for male soldiers and 1.0 ± 0.4 h/day for male civilians, and respectively, sedentary behavior was 9.5 ± 1.4 h/day for the male soldiers and 8.9 ± 1.7h/day for the male civilians. The mean ±SD low-density lipoprotein values were 3.28 ± 0.84 mmol/l in the male soldiers and 3.36 ± 0.86 mmol/l in the male civilians. There were statistically significant differences in body composition, physical fitness, insulin, fasting glucose, triglycerides, and high-density lipoprotein values between the upper-quartile active participants and lower-quartile passive participants, but there was no difference in low-density lipoprotein or glycated hemoglobin values. Furthermore, there were no differences between the intervention and control groups in changes in physical activity. The daily standing time (mean ±SD) tended to increase (by 18 ± 40 min/day (t = 1.92, p = 0.056) during the twelve months among the intervention group, but without a difference between the intervention and control groups. Moderate-to-vigorous physical activity (p < 0.001) and daily step count (p = 0.002) increased, and sedentary behavior (p < 0.001) decreased from baseline to six-month follow-up. However, physical activity decreased back to baseline by the twelve-month follow-up. The fitness index improved during the twelve-month follow-up (p = 0.044), but without a difference between the intervention and control groups. Further, the maximal oxygen uptake tended to increase during the twelve-month follow-up in the intervention group compared to the control group (interaction effect of group and time t = 2.01, p = 0.052).

In conclusion, sedentary behavior and elevated low-density lipoprotein values increase cardiometabolic disease risk among military employees, even if they meet the physical activity demands. The intervention did not succeed in increasing physical activity, but it showed potential in increasing daily standing in the long term. However, further studies with larger sample sizes should be conducted to evaluate the generalizability of the current findings.