Physical activity of Malawian toddlers - measurement, effect of nutrient supplements and parental perceptions

Abstract

Lisäravitsemusinterventioiden vaikutuksia on tyypillisesti mitattu kasvuun, sairastavuuteen, ravitsemustilaan ja kehitykseen liittyvillä indikaattoreilla. Yksi lisä lasten terveyteen liittyviin indikaattoreihin on fyysinen aktiivisuus, joka on myös lasten kehitykseen liittyvä taustatekijä. Fyysistä aktiivisuutta voidaan nykyään mitata kiihtyvyysantureilla, mutta nämä laitteet pitää kalibroida ja validoida kussakin kohderyhmässä ennen käyttöä. Vanhempien rohkaiseva asenne aktiivisuutta kohtaan on yhteydessä taapero- ja leikki-ikäisten lasten fyysisen aktiivisuuden tasoihin, mutta vanhemmat voivat käsittää aktiivisuuden eri tavalla kuin miten se on määritelty terveyskasvatuksessa ja tutkimuksissa.

Tämä väitöskirjatyö perustuu kolmeen osatutkimukseen. Tavoitteena oli arvioida kiihtyvyysmittarin käyttökelpoisuutta ja validiteettia 18 kuukauden ikäisten malawilaisten lasten aktiivisuuden mittaamisessa, mitata maapähkinäpohjaisen lisäruuan vaikutusta malawilaisten lasten aktiivisuuteen ja selvittää pienten lasten vanhempien käsityksiä liittyen fyysiseen aktiivisuuteen ja lasten kehitykseen.

Ensimmäisessä osatutkimuksessa 56 malawilaista lasta, jotka olivat 16.0—18.5 kuukauden ikäisiä, pitivät viikon ajan ActiGraph GT3X-merkkistä kolmisuuntaista kiihtyvyysmittaria. Tutkimusapulaiset kävivät lasten luona päivittäin tarkistamassa kuinka lapsi piti mittaria. Viikon mittaamisjakson aikana tutkimusapulaiset videokuvasivat lapsia kaksi kertaa heidän leikkiessään vapaasti. Vertailimme kiihtyvyysmittareiden lukemia Children’s Physical Activity Form –menetelmällä koodattuun observoituun aktiivisuuteen. Lisäksi analysoimme laitteen rekisteröimän mittausajan jättämällä pois mittausviikon ensimmäisen ja viimeisen päivän, yöajan ja vähintään 20 minuutin mittaiset jaksot, jolloin laite antoi 0-lukemia.

Toisessa osatutkimuksessa 1932 malawilaista lasta satunnaistettiin viiteen interventio- ja yhteen kontrolliryhmään. Interventioryhmissä olevat lapset saivat 10—40 g maapähkinäpohjaista lisäruokaa (lipid-based nutrient supplement, LNS) päivittäin 6 kuukauden iästä 18 kuukauden ikään. Lasten aktiivisuus mitattiin ActiGraph GT3X+ -kiihtyvyysmittarilla interventiojakson lopuksi. Kolmannessa osatutkimuksessa haastattelimme kuuttatoista vanhempaa teemahaastatteluissa, kuutta vanhempaa ryhmähaastattelussa ja kahta avainhenkilöä.

Ensimmäisen osatutkimuksen 52:sta mittausaika-analyysiin otetusta lapsesta 79 prosentilla (95 % luottamusväli 65—89 %) oli riittävästi mittausaikaa. Riittävänä aikana pidimme vähintään neljää päivää, joissa jokaisessa oli ainakin 10 tuntia mittausaikaa. Toisessa osatutkimuksessa vastaava luku oli 60 % (95 % luottamusväli 58—63 %) 1339 aktiivisuusmittaukseen osallistuneesta lapsesta. Ensimmäisen osatutkimuksen huoltajista 70 % ja toisen osatutkimuksen huoltajista 96 % oli sitä mieltä, että mittaus sujui hyvin.

Ensimmäisessä osatutkimuksessa kiihtyvyysmittarin aktiivisuuslukemat nousivat sitä mukaa kuin observoitu aktiivisuustaso kasvoi. Erot olivat tilastollisesti merkitseviä kevyen ja reippaan aktiivisuusluokan välillä sekä kaikissa mittaussuunnissa että kolmen mittaussuunnan kiihtyvyyden resultantissa. Paras osuvuus reippaan ja rasittavan aktiivisuuden erottamiseen kevyemmästä aktiivisuudesta oli resultantin raja-arvolla 208/15 s ja pystyakselin raja-arvolla 35/15 s. Verrattuna toisissa videokuvauksissa observoituun aktiivisuuteen resultantin raja-arvo osoitti 94,2 % sensitiivisyyttä ja 90,9 % spesifisyyttä erottamaan reippaan ja rasittavan aktiivisuuden kevyemmästä aktiivisuudesta. Vastaavat lukemat pystyakselin raja-arvolle olivat 84,1 % ja 84,6 %.

Toisessa osatutkimuksessa kontrolliryhmän lasten aktiivisuuslukemat olivat vähän alhaisempia kuin interventioryhmissä olleiden lasten, mutta erot eivät olleet tilastollisesti merkitseviä. Tulokset pysyivät pääosin samanlaisina kun taustamuuttujat vakioitiin. Kolmannessa osatutkimuksessa sekä lasten vanhemmat että avainhenkilöt pitivät fyysistä aktiivisuutta lapsen positiivisena ominaisuutena. Vanhemmat kuvailivat aktiivisia lapsia sellaisiksi, jotka oppivat sekä käytännön asioita että kognitiivisia taitoja aikaisessa vaiheessa, ovat sosiaalisesti kyvykkäitä, pysyvät terveinä ja liikkuvat paljon. Aktiivisuus sopi hyvin yksiin niiden kehitystavoitteiden kanssa, joita vanhemmilla oli lapsille. Vanhempien mukaan aktiivisuutta lisäsivät tasapainoinen ruokavalio, hyvä terveys ja stimulaatio.

Loppupäätelmänä voidaan todeta, että ActiGraph –kiihtyvyysmittari on käyttökelpoinen ja validi menetelmä mittaamaan taaperoikäisten lasten aktiivisuutta. Tuloksemme eivät tue hypoteesia, jonka mukaan LNS-ravintolisä 10—40 gramman päiväannoksina lisäisi malawilaisten lasten fyysistä aktiivisuutta. Malawilaiset vanhemmat käsittävät aktiivisuuden sekä lapsen fyysisenä että psyykkisenä ominaisuutena.

The effect of complementary feeding interventions targeting improved nutritional status of children in food insecure settings has typically been measured by indicators related to growth, morbidity, micronutrient intake and behavioural development. Physical activity is an additional indicator of children’s health and a determinant of child development. Physical activity can currently be objectively measured with accelerometers, but the devices need value calibration and validation before they can be used in a certain age group. Parental encouragement for physical activity is associated with the toddlers’ and preschool aged children’s physical activity but lay perceptions of physical activity may be different from that of the scientific definition. This PhD project is based on three studies. The aim was to assess the feasibility and validity of an accelerometer in measuring physical activity of 18 month-old children in Malawi, to measure effect of an intervention with lipid-based nutrient supplement on Malawian toddlers’ physical activity and to investigate perceptions of young children’s parents toward physical activity and child development. In study I, 56 Malawian children aged 16.0 to 18.5 months wore a tri-axial ActiGraph GT3X accelerometer for one week. Research assistants visited them daily to check on the device use and twice a week to video record the children in free-play sessions. We compared the accelerometer readings to observations coded by the Children’s Physical Activity Form method and carried out a wear-time analysis excluding the first and the last measurement day, night time and minimum of 20 minutes strings of zero counts. In study II, 1932 Malawian children were randomized into five groups receiving 10 to 40 g doses of lipid-based nutrient supplement (LNS) daily from the age of 6 to 18 months and a control group. Their activity was measured with ActiGraph GT3X+ accelerometer at the end of the intervention. In study III, we conducted in-depth interviews with 16 parents, a focus group discussion with six parents and two key informant interviews in Malawi.

Of the 52 participants included to wear-time analysis in study I, 79% (95% CI 65 to 89%) had the minimum required wear-time, i.e. four days with 10 hours of accelerometer data. In study II the corresponding figure was 60% (95% CI 58% to 63%) for the 1339 participants that wore the accelerometer. Majority of the guardians (70% in study I and 96% in study II) stated that the measurement went well.

Accelerometer counts increased in study I as the observed activity intensity increased, with the difference between light and moderate activity being statistically significant in all the measured axes and vector magnitude. Count cut points of 208 counts/15 seconds for vector magnitude and 35 counts/15 seconds for the vertical axis indicated the best accuracy, i.e. equal specificity and sensitivity, in separating sedentary-to-light activity from moderate-to-vigorous activity in receiver operating characteristic curve analysis. The vector magnitude cut points demonstrated 94.2% sensitivity and 90.9% specificity, and the vertical axis cut points 84.1% sensitivity and 84.6% specificity for capturing moderate-to-vigorous physical activity when applied to the second video recordings from the same children. Children in the control group of study II had slightly lower mean accelerometer counts and less time in moderate-to-vigorous physical activity than children in the five intervention groups, but the differences were not statistically significant. Results remained essentially similar when activity was adjusted for the participants’ length-for-age z-scores and weight-for-length z-scores at six months, sex, season of birth, maternal education, maternal age, and household food insecurity access scale scores.

Both the parents and the key informants in study III perceived physical activity as a positive attribute of children. The parents described active children as ones who acquire practical and cognitive skills early, are socially competent, healthy and move around much. Being physically active was well in line with the developmental goals parents had for their children. Parents viewed balanced diet, good health and stimulation from other people and in the form of play equipment as facilitators for physical activity.

In conclusion, the ActiGraph accelerometer is a valid and feasible method for assessing toddlers’ physical activity. Our results do not support the hypothesis that LNS in 10 to 40 g quantities per day would increase physical activity among toddlers in semi-rural Malawi. Parental perceptions of physical activity in this area comprise both mental and physical qualities of children.