| Abstract | This dissertation identified the most effective programs in the school environment aimed at combatting childhood obesity, provided evidence for the effectiveness of a long-lasting program at the population level, and offered evidence for a time-efficient intervention within physical education (PE) as a tool to improve fitness among students. It includes three distinct studies with related research questions and aims.
Study 1 involved a systematic search of the literature performed to compare the effects of interventions that targeted reduction of sedentary behaviours or increase of physical activity (PA) or physical fitness on primary prevention of obesity in 6- to 12-year-old children. The search identified 146 reports that provided relevant data for meta-analysis. Point estimates in % body fat were higher for fitness interventions compared with PA interventions (standardised mean difference = −0.11%; 95%CI = −0.26 to 0.04, and −0.04%; 95%CI = −0.15 to 0.06). Including sedentary behaviour in a PA- or fitness-oriented intervention was not accompanied by an increase in intervention effectiveness as evidenced by the point estimates being slightly smaller compared with those for PA- or fitness-only interventions. Overall, the effects tended to be larger in girls than in boys, especially for PA + sedentary behaviour interventions. There was some evidence of inequality in that the effects on body mass index (BMI) were seen when interventions were delivered in the general population (standardised mean difference = −0.05, 95%CI = −0.07 to −0.02), but not in groups of disadvantaged children (standardised mean difference = −0.01, 95%CI = −0.29 to 0.19).
Study 2 involved an examination of the effectiveness of a population-based, real-world, long-duration, PA intervention for children aged 6–14 in Slovenia, called Healthy Lifestyle. The intervention provided two or three additional lessons of PE per week. Although the focus was the improvement of physical fitness, it examined the intervention’s effectiveness from the perspective of body mass index (BMI) units decreased and obesity cases reversed. The study studied over 34,000 participants from the Healthy Lifestyle project/cohort and compared their results with a matched sample of nonparticipants from the same schools. It employed generalised estimating equations to assess the effects of different durations of exposure to the program on BMI (from 1 to 5 consecutive years of participation) in children who enrolled with normal weight, overweight, or obesity at the start of the program. The intervention group had a significantly greater reduction in BMI than did the control group across all participation durations and irrespective of baseline weight status. The largest effect was observed in girls with obesity at baseline, whose BMI was 1.4 kg/m2 lower after 3 years of intervention compared with controls. The reversal of obesity was more pronounced in girls for whom statistically significant differences were observed between the control and intervention group after 2 years (𝜒2(1,1112) = 5.776, p = 0.016), 3 years (𝜒2(1, 669) = 9.570, p = 0.002), 4 years (𝜒2(1, 343) = 5.107, p = 0.024), and 5 years of participation (𝜒2(1, 192) = 4.551, p = 0.033). In boys, obesity reversal-rate differences between intervention and control groups attained statistical significance only after 3 years (𝜒2(1, 766) = 6.435, p = 0.011) and 5 years (𝜒2(1, 198) = 4.863, p = 0.027) of participation. Also, the number needed to treat (NNT) decreased steadily with the duration of the program in both sexes, with generally lower numbers for girls. The lowest NNTs were seen for 5 years of participation in the program (NNT = 17 and 12 for girls and boys, respectively). The proportion of obesity cases stratified by intervention participation and sex across all five years was 5-7%. Notably, a reduction in intervention effectiveness was evident in the year the program was hindered by a lack of funding. Intervention was effective with the largest BMI reduction in children presenting initially with obesity, and smallest in normal-weight children, indicating that the PA intervention(s) were able to benefit the children needing it most.
Study 3 determined the efficacy of a high-intensity interval training (HIIT) intervention lasting 12 weeks on the health-related fitness and adiposity of 10- to 15-year-old students implemented during PE. The focus of this study was to compare two approaches for increasing fitness level among adolescents, one approach focusing on regular PE sessions in accordance with the curriculum and the other on regular PE classes augmented by HIIT. A cluster randomised control trial (RCT) (pretest/posttest) was conducted. The total number of students across both groups was 207. I used general linear models to compare fitness and adiposity changes in both groups based on the Eurofit fitness test battery. A significant effect of the HIIT intervention was present for the 20-meter shuttle-run test scores (p = 0.001). The effect of the intervention compared with the control was estimated as an additional 181.2 metres, 95% CI (70.4 to 292.0). An additional intention-to-treat (ITT) analysis showed that the effect of the HIIT intervention on the 20-meter shuttle-run test remained statistically significant (p < 0.011), although the magnitude of the estimated effect was reduced from 181.2 meters; SE = 55.4 to 119.6 meters; SE = 46.4. The effect on the 20-meter shuttle run test scores occurred with a relatively low dose of HIIT in PE lessons undertaken twice a week. Whilst it appears HIIT had the opposite of the expected effect on body fat percentiles, the effect on body composition was inconsistent. The effect of the regular PE classes compared to HIIT intervention is estimated as 2.76 percentiles, 95% CI (0.3, 5.1), with lower values among controls. However, this was also no longer evident following the ITT analysis (from p=0.03 to p=0.086). The intervention is registered with the Australian New Zealand Clinical Trials Registry (ANZCTR) [ACTRN12622000209796].
The overall and final conclusion resulting from this dissertation is that school-based PA programs represent a powerful tool for obesity management and cardiorespiratory fitness (CRF) enhancement. Tailoring interventions toward increasing fitness among children and adolescents should be a priority because these interventions have a twofold benefit: 1) they are effective in preventing and treating obesity, and 2) if implemented using an HIIT approach, they can effectively increase CRF in a relatively short period of time. A scaled-up, long-lasting approach should be the goal of any intervention because this approach was shown to be effective not only for preventing obesity but also for reversing obesity among children and adolescents. The longer the intervention lasts, the more effective it becomes, especially for individuals who need the intervention the most, that is, those who suffer from obesity. |
| Abstract (english) | Glavni cilj ove doktorske disertacije bio je ispitati učinke različitih školskih programa povezanih s tjelesnom aktivnošću na prevenciju pretilosti i poboljšanje fitnesa. U ovoj disertaciji identificirani su najučinkovitiji programi u školskom okruženju usmjereni na prevenciju pretilosti u dječjoj dobi (studija 1), pruženi dokazi o učinkovitosti dugotrajnog programa tjelesne aktivnosti na populacijskoj razini (studija 2) i ponuđeni dokazi za vremenski učinkovitu intervenciju visoko intenzivnog intervalnog treninga unutar nastave tjelesne i zdravstvene kulture, kao alata za poboljšanje fitnesa učenika i učenica (studija 3). Ova disertacija imala je trostruku svrhu: 1) izvršiti sustavni pregled i meta-analizu kako bi se usporedili učinci školskih intervencija usmjerenih ka sjedilačkom ponašanju, tjelesnoj aktivnosti ili fitnesu na prevenciju dječje pretilosti; 2) ispitati učinke populacijske, dugotrajne, fitnes orijentirane intervencije tjelesne aktivnosti kod učenika slovenskih osnovnih škola na prevenciju pretilosti; 3) utvrditi djelotvornost tromjesečne intervencije temeljene na intervalnom treningu visokog intenziteta uklopljenog u satove tjelesne i zdravstvene kulture na zdravstveni fitnes učenika. Rezultati ovog istraživanja pomoći će u optimizaciji i davanju prioriteta školskim programima tjelesne aktivnosti u prevenciji dječje pretilosti.
Metode Studija 1
Ova studija uključivala je sustavni pregled i meta-analizu studija koje izvještavaju o učincima školskih politika povezanih s tjelesnom aktivnošću na ishode povezane s pretilošću. Pretražili su se MEDLINE, The Cochrane Central Register of Controlled Trials (CENTRAL), Scopus, LILACS, OpenGrey, Open Access Thesis and Dissertations, Clinical Trials i WHO International Clinical Trials Registry. Recenzirane studije objavljene od 1.1.1994. uzete su u obzir. Istraživačko pitanje dizajnirano je pomoću PICOT okvira, koristeći MeSH pojmove u Medline plus pretrazi ključnih riječi. Kriteriji uključivanja bili su: (1) randomizirani ili nerandomizirani kontrolirani pokus, studija sa kontrolom prije i poslije ili prirodni pokus; (2) kontrolna grupa; (3) ispitanici od 6 do 12 godina (srednja vrijednost godina na početku studije = 5.5 do 12.49); (4) intervencije bilo kojeg trajanja usmjerene na: a) povećanje tjelesne aktivnosti i/ili tjelesnog fitnesa; b) smanjenje sjedilačkog ponašanja; (5) provedene primarno u školskom okruženju; (6) nastavak praćenja u trajanju od minimalno 12 tjedana od početka intervencije; (7) mjereni ishodi povezani sa pretilošću. Ekstrahirale su se sljedeće informacije: autori, godina, period studije, broj klastera i ispitanika, demografske karakteristike, detalji o tipu intervencije i sadržaju, trajanje intervencije i perioda praćenja, i štetni ishodi. Ishodi povezani sa pretilošću zasebno su se ekstrahirali. Korišteni su Cochrane “Rizik od pristranosti” alat za procjenu za randomizirane studije i modificirana Newcastle-Ottawa skala za nerandomizirane studije. Studije koje su uključivale sljedeće ishode uključene su u ovaj sustavni pregled: indeks tjelesne mase, indeks tjelesne mase z-vrijednosti i % tjelesne masti, opseg struka, te učestalost i zastupljenost pretilosti. Meta-analiza provedena je pomoću modela slučajnih učinaka koji uzima u obzir heterogenost unutar i između studija. Pristranost publikacija procijenila se uz pomoć Egger testa na asimetriju. Intervencije koji su utjecale na tjelesnu aktivnost, tjelesni fitnes ili sjedilački oblik ponašanja kategorizirane su. Zatim su intervencije razvrstane na one koji koriste jednu komponentu ili više komponenti (tj. tjelesna aktivnost + sjedilačko ponašanje ili tjelesni fitnes + sjedilačko ponašanje). Analize su stratificirane po jednokomponentnim i višekomponentnim intervencijama kao i po spolu. Za analizu osjetljivosti, analize su stratificirane, odvojeno za jednokomponentne i višekomponentne intervencije, prema dizajnu studije, riziku pristranosti, razdoblju studije, i prosječnoj dob sudionika.
Rezultati Studija 1
Pretragom je identificirao 146 studija koje su pružile relevantne podatke za meta-analizu. Procjene bodova u % tjelesne masti bile su veće za fitness intervencije u usporedbi s intervencijama usmjerenih na tjelesnu aktivnost (standardizirana srednja razlika = −0,11%; 95% CI = −0,26 do 0,04, odnosno −0,04%; 95%CI = −0,15 do 0,06). Uključivanje sjedilačkog ponašanja u intervenciju orijentiranu na tjelesnu aktivnost ili fitnes nije bilo popraćeno povećanjem učinkovitosti intervencije, jer su bodovne procjene bile nešto manje u usporedbi s onima za intervencije usmjerene samo na tjelesnu aktivnost ili fitnes. Sveukupno, učinci su obično bili veći kod djevojčica nego kod dječaka, posebno za intervencije usmjerena na tjelesnu aktivnost + sjedilačko ponašanje. Bilo je nekih dokaza za nejednakost, budući da su učinci na indeks tjelesne mase vidljivi kada su intervencije provedene u općoj populaciji (standardizirana srednja razlika = −0,05, 95% CI = −0,07 do −0,02), ali ne i u skupinama djece u nepovoljnom položaju (standardizirana srednja razlika = −0,01, 95% CI = −0,29 do 0,19).
Zaključak Studija 1
Školske intervencije tjelesne aktivnosti učinkovita su strategija u primarnoj prevenciji pretilosti kod djece od 6 do 12 godina starosti, ali usmjerenost na smanjenje sjedilačkog ponašanje uz povećanje tjelesne aktivnosti ili fitnesa ne doprinosi povećanju učinkovitosti intervencije.
Metode Studija 2
Nacionalna intervencija „Healthy Lifestyle“ provođena je u Sloveniji od 2011 do 2018. Intervencijom je osigurana svakodnevna nastava tjelesna aktivnost za djecu od 6 do 14 godina. Intervencija je bila organizirana u obliku izbornog predmeta na temelju dobrovoljnog sudjelovanja i bila je dostupna svoj djeci. Prvi krug uključivanja započeo je sa 78 škola u školskoj godini 2010/11., 32 u 2011/12., 19 u 2012/13., 17 u 2013/14., 16 u 2014/15., 33 u 2015/16., 8 u 2016/17. i 13 u 2017/18., Ukupno je bilo uključeno 216 škola (između 18000 i 35000 učenika) tijekom zadnje godine provedbe. Kako bi se uočile moguće promjene u zastupljenosti pretilosti, potreban je bio podatak o zastupljenosti prije početka programa. Uključeni su oni učenici koji su sudjelovali najmanje jednu godinu u intervenciji. Štoviše, u analizu su bila uključena samo ona djeca koja su upisana u pojedinu školu već godinu dana prije prvog uključivanja škole u intervenciju. Oko 30000 bilo je uključeno u intervencijsku skupinu, a oko 35000 djece činilo je kontrolnu skupinu. Kvazi-eksperimentalni nacrt koristio se na temelju usporedbe intervencijske i kontrolne skupine s brojem uzastopnih godina sudjelovanja ili nesudjelovanja u intervenciji. Hi-kvadrat test koristio se za provjeru početnih razlika u broju dječaka i djevojčica u intervencijskoj i kontrolnoj skupini, a t-test za nezavisne uzorke za provjeru osnovnih razlika u dobi, triceps kožnom naboru, visini i početnoj prevalenciji pretilosti u pojedinoj školi ispitane na temelju podataka dobivenih putem SLOfit sustava praćenja između intervencijske i kontrolne skupine. Jednadžba generalizirane procjene koristila se za analizu mogućeg učinka intervencije na zastupljenost pretilosti u intervencijskoj i kontrolnoj skupini. Statistička značajnost bit će postavljena na 𝛼 = 0,05.
Rezultati Studija 2
Intervencijska skupina imala je značajno veće smanjenje trenda porasta indeksa tjelesne mase od kontrolne skupine tijekom svih pet mogućih trajanja sudjelovanja i bez obzira na početni status tjelesne mase. Najveći učinak primijećen je kod djevojčica s pretilošću na početku intervencije, čiji je indeks tjelesne mase bio 1,4 kg/m2 niži nakon 3 godine intervencije u usporedbi s kontrolama. Preokret pretilosti prema normalnoj tjelesnoj masi bio je izraženiji kod djevojčica za koje su primijećene statistički značajne razlike između kontrolne i intervencijske skupine nakon 2 godine (𝜒2(1,1112)=5,776, p=0,016), 3 godine (𝜒2(1,669)= 9,570, p=0,002), 4 godine (𝜒2(1, 343)=5,107, p=0,024) i 5 godina sudjelovanja (𝜒2(1, 192)=4,551, p=0,033). Kod dječaka, razlike u stopi preokreta pretilosti između intervencijske i kontrolne skupine dosegnule su prag statističke značajnosti tek nakon 3 godine (𝜒2(1, 766)=6,435, p=0,011) i 5 godina (𝜒2(1,198)=4,863, p= 0,027) sudjelovanja. Potreban broj uključene djece da bi se preokrenuo jedan slučaj pretilosti također se ravnomjerno smanjivao s trajanjem programa u oba spola, s općenito nižim brojevima za djevojčice. Najniži brojevi zabilježeni su za 5 godina sudjelovanja u programu (17 odnosno 12 za djevojčice i dječake). Također, smanjenje učinkovitosti intervencije bilo je vidljivo u godini kada je program bio ometen nedostatkom financijskih sredstava.
Zaključak Studija 2
Utvrđeno je da je intervencija tjelesne aktivnosti na populacijskoj razini provedena u stvarnim uvjetima usmjerena na djecu i adolescente u dobi od 6 do 14 godina učinkovita u smanjenju stope pretilosti. Štoviše, ta su smanjenja bila najveća kod djece koja su u početku imala pretilost, a najmanja kod djece normalne tjelesne mase, što znači da je intervencija najviše koristila onoj djeci kojoj je bila i najpotrebnija.
Metode Studija 3
Ova intervencija provedena je u jednoj osnovnoj školi u Zagrebu tijekom drugog polugodišta školske godine 2021/2022. Intervencija je pružila dva podražaja visoko intenzivnog intervalnog treninga tjedno uklopljena u nastavu tjelesne i zdravstvene kulture djeci od 10 do 15 godina starosti. Intervencijska skupina započinjala je svaki nastavni sat sa 10 minuta visoko intenzivnog programa. Petra Jurić, mag. cin. provodila je intervenciju te je bila potpuno uključena u proces provedbe. Studenti Kineziološkog fakulteta, Sveučilišta u Zagrebu trenirani za postupke mjerenja, provodili su ista s punom transparentnošću, zasljepljeni od grupne raspodijele. Efekti intervencije procijenili su se prije početka intervencije, te nakon tri mjeseca provedbe. Vezano uz prijenos instrumenata, isti su se kalibrirali prije svakog novog ciklusa uporabe, dok je prijenos biti izveden uz mjere opreza s ciljem minimiziranja mogućnosti oštećenja. Netaknuti razredi nasumično su se podijeliti u intervencijsku ili kontrolnu skupinu. Izvješće o zdravstvenom statusu dostavio je roditelj, a utvrđen je od strane liječnika. Glavni cilj intervencije bio je poboljšanje zdravstvenog fitnesa kao primarnog ishoda, te pretilost kao sekundarnog ishoda. Proveo se klaster randomizirani kontrolirani pokus. Intervencijska skupina provodila je visoko intenzivan intervalan trening na početku nastave, a kontrolna uobičajenu nastavu propisanu planom i programom. Eurofit baterija testova koristila se za procjenu učinaka intervencije. Opći linearni modeli korišteni su za usporedbu konačnih vrijednosti fitnessa i adipoznosti između intervencijske i kontrolne skupine, prilagođenih za početne rezultate testova, početnu dob, početne vrijednosti percentila postotka tjelesne masti i spola pomoću MinitabTM statističkog softvera.
Rezultati Studija 3
Značajan učinak intervencije bio je prisutan za rezultate 20-meter shuttle run testa (p=0,001; d=0,31). Učinak intervencije u usporedbi s kontrolom procijenjen je kao dodatnih 181,2 metra, 95% CI (70,4 do 292,0). Dodatna analiza namjere liječenja (eng. intention-to-treat) pokazala je da je učinak intervencije na 20-meter shuttle run testu ostao statistički značajan (p<0,011), iako je veličina procijenjenog učinka smanjena sa 181,2 metra; SE=55,4 na 119,6 metara; SE=46,4. Iako se čini da je intervencija imala suprotan učinak od očekivanog na vrijednosti percentila postotka tjelesne masti, ovaj anomalični statistički događaj više nije bio vidljiv nakon analize namjere liječenja.
Zaključak Studija 3
Utvrđeno je da je tromjesečna intervencija visoko intenzivnog intervalnog treninga koja se provodila na redovnoj nastavi tjelesne i zdravstvene kulture učinkovita za poboljšanje kardiorespiratornog fitnesa procijenjenog putem rezultata testa trčanja. Taj se učinak dogodio s relativno niskom dozom visoko intenzivnog intervalng treninga. Učinkovitost intervencije na kardiorespiratorni fitness održana je čak i nakon korištenja analize namjere liječenja, čineći naše zaključke još jačima s najvišom razinom kliničkih dokaza. |
