Motor coordination in children: the associations with body composition, sedentary behaviour and academic achievement

Abstract

Introduction: This thesis focuses on the role of motor coordination in children’s healthrelated behaviours and cognitive outcomes. Therefore, this study explores the relationships between motor coordination (MC) and body composition, sedentary behaviour (SB) and academic achievement (AA) in elementary school children. This work presents four papers in the body of the thesis and two papers in the annexes section as an integrated part of the PhD process. The specific objectives were: to evaluate the relationship between objectively measured SB and MC in Portuguese children (aged 9-10 years), accounting for physical activity (PA), accelerometer wear time, waist-to-height ratio, and mother’s education level (PAPER I); to quantify maternal misclassification of child weight status in a sample of Portuguese children aged 9 to 12 years, according to gender, family income, maternal weight status, education level and age (PAPER II); to determine the ability (sensibility and specificity) of different measures of adiposity (body mass index, waist circumference, body fat percentage and waist-to-height ratio) to discriminate between low/high motor coordination in a sample of children aged 9–12 years (PAPER III); to evaluate the relationship between gross MC and AA in Portuguese children aged 9-12 years, accounting for cardiorespiratory fitness, body mass index, and socioeconomic status (PAPER IV). Methods: Data for this exploratory cross-sectional school-based study are derived from the Bracara Study (2009/2010). The sample comprised 596 participants (281 girls) aged 9-to 12 years from 13 urban public elementary schools (4th grade) in the north of Portugal. MC was assessed with Körperkoordination Test für Kinder (KTK). PA and SB were measured by accelerometry (Actigraph GT1M). Height, weight and waist circumference were measured with standardized protocols and instruments. Body fat percentage was estimated by a bioelectric impedance digital scale (Tanita TBF-300). Cardiorespiratory fitness was assessed with the Fitnessgram battery. The 4th grade national exams were used as a measure of AA. Parents or guardians were also invited to participate through socio-biographic, PA and other health-related behaviour questionnaires. Results: In paper I, a receiver operating characteristic (ROC) analysis showed that sedentary time significantly discriminated between children with low MC and high MC, with a best trade off between sensitivity and specificity being achieved at ≥77.29% and ≥76.48% for girls and boys respectively (p<0.05 for both). In both genders, the low sedentary group had significantly higher odds of having good MC than the higher sedentary group, independent of PA, accelerometer wear time, waist-to-height ratio, and mother’s education level (p<0.05 for both). In paper II, the prevalence of underweight, overweight, and obesity in children were 4.6%, 25.5%, and 6.4%, respectively. 65.2% of underweight and 61.6% of overweight/obese children’s were misclassified by their mothers. For the majority of variables presented, the values of agreement were fair (k ranged 0.257 to 0.486), but were statistically significant. Significant differences in the percentages of mothers who correctly classified their children’s weight status were only found among the most educated in the overweight/obese group and among the normal weight mothers in the underweight group. In paper III, ROC curve analysis showed that all measures of adiposity performed well on average in identifying low MC, as indicated by the area under the curve greater than 0.6. The ROC performance of body fat percentage showed a slightly better discriminatory accuracy than body mass index, waist circumference and waist-to-height ratio in predicting low MC in girls. In boys, the ROC performance of waist circumference showed a slightly better discriminatory accuracy than body mass index, body fat percentage and waist-to-height ratio in predicting low MC. After adjustments, logistic regression analyses showed that body mass index, waist circumference, body fat percentage and waist-to-height ratio were positively and significantly associated with MC in both sexes, with the exception of waist-to-height ratio in girls. In paper IV, 51.6% of the sample exhibited MC disorders or MC insufficiency and none of the participants showed very good MC. In both genders, children with insufficient MC or MC disorders exhibited a higher probability of having low AA, compared with those with normal or good MC (p<0.05 for trend for both) after adjusting for cardiorespiratory fitness, body mass index and socioeconomic status. Conclusions: Adequate levels of MC in children have essential importance since it were found to be positive related with health-related behaviours and cognitive outcomes. Our findings suggest that PA levels per se may not overcome the deleterious influence of high levels of SB on MC. Our data stress the importance of discouraging SB among children to improve MC (paper I). Many mothers do not properly recognize their children’s weight status and frequently underestimate their children’s body size (paper II). Body fat percentage and waist circumference showed a slightly better discriminatory accuracy in predicting low MC, for girls and for boys, respectively (paper III). Children of both genders with lower MC had higher odds of having low AA, after adjusting for potential confounding factors (paper IV).

Introdução: Esta tese centra-se no papel da coordenação motora (CM) nos comportamentos relacionados com a saúde e nos resultados cognitivos em crianças com idades compreendidas entre os 9 e os 12 anos. Neste sentido, este estudo explora as relações entre a CM e a composição corporal, o comportamento sedentário (CS) e o desempenho académico (DA) em crianças. Este trabalho apresenta quatro artigos no corpo da tese e dois artigos nos anexos como parte integrante do processo de doutoramento. Os objectivos específicos foram: avaliar a relação entre o CS objectivamente medido e a CM, ajustando para a actividade física (AF), o tempo de utilização do acelerómetro, o rácio cintura/altura e o nível de escolaridade da mãe (artigo I); quantificar os erros de classificação do peso corporal das crianças por parte das mães, de acordo com o sexo, o estatuto socioeconómico das crianças, o peso corporal, a escolaridade e a idade da mãe (artigo II); determinar a capacidade (sensibilidade e especificidade) de diferentes medidas de adiposidade (índice de massa corporal, perímetro da cintura, percentagem de massa gorda e o rácio cintura/altura) para descriminar entre baixa/elevada CM (artigo III); avaliar a relação entre a CM e o DA, ajustando para a aptidão cardiorrespiratória, índice de massa corporal e o estatuto socioeconómico (artigo IV). Métodos: A amostra foi constituída de 596 participantes (281 meninas) do 4º ano de escolaridade, com idades compreendidas entre os 9 e os 12 anos, de 13 escolas públicas do 1º ciclo de carácter urbano do norte de Portugal, no ano lectivo 2009-2010. A CM foi avaliada pela bateria de testes Körperkoordination Test für Kinder (KTK). A AF e o CS foram medidos por acelerometria (ActiGraph GT1M). A altura, o peso foram medidos recorrendo a instrumentos e a protocolos standartizados. A percentagem de massa gorda foi aferida através de bioempedância (balança digital Tanita TBF-300). A aptidão cardio-respiratória foi determinada pela bateria de testes do Fitnessgram. As provas de aferição do 4º ano de escolaridade foram usadas como medidas do DA. Pais ou encarregados de educação participaram no estudo através do preenchimento de questionários socio-biográficos, de AF e outros comportamentos relacionados com a saúde. Resultados: No artigo I, a análise das curvas (receiver operating characteristic – ROC) mostraram que o tempo em CS descriminou significativamente entre crianças com baixa CM e elevada CM, sendo o melhor equilíbrio (trade off) entre sensibilidade e especificidade alcançado com ≥77.29% e ≥76.48%, respectivamente para meninas e meninos (p<0.05 para ambos). Em ambos os sexos, o grupo com baixo CS teve uma probabilidade significativamente maior de ter uma boa CM do que o grupo com elevado CS, independentemente das variáveis de ajuste (p<0.05 para ambos). No artigo II, a prevalência de baixo peso, excesso de peso e obesidade foram, respectivamente 4.6%, 25.5%, e 6.4%. 65.2% das crianças com baixo peso e 61.6% das crianças com excesso de peso/obesidade foram incorrectamente classificadas pelas respectivas mães. Na maioria das variáveis apresentadas, os valores de concordância encontrados foram moderados (k entre 0.257 e 0.486), no entanto significativos. Diferenças significativas, nas mães que classificaram correctamente o peso corporal dos seus filhos, foram apenas encontradas nas mães com mais elevada escolaridade, no grupo de crianças com excesso de peso/obesidade, e nas mães com peso normal, no grupo de crianças com baixo peso. No artigo III, a performance das curvas ROC para a percentagem de massa gorda mostrou uma melhor precisão discriminatória do que as restantes, na predição de baixa CM em meninas. Nos meninos, a performance das curvas ROC para o perímetro da cintura mostrou uma melhor precisão discriminatória do que as demais, na predição de baixa CM. A análise de regressão logística mostrou que todas as medidas de adiposidade estavam positiva e significativamente associados com a CM em ambos os géneros, com a excepção do rácio cintura/altura nas meninas. No artigo IV, 51.6% dos participantes apresentaram distúrbios da CM ou insuficiências da CM e nenhuma criança foi classificada com boa CM. Em ambos os géneros, crianças classificadas com distúrbios da CM ou insuficiências da CM apresentaram uma maior probabilidade de manifestarem baixo DA, comparados com aqueles que foram classificados com CM normal ou CM boa (p<0.05 para a tendência em ambos). Conclusões: Níveis adequados de CM em crianças têm uma importância crucial, quer para os comportamentos relacionados com a saúde quer nos resultados cognitivos/académicos. Os resultados sugerem que os níveis de AF per se podem não superar as influências prejudiciais que os elevados níveis de CS têm na CM. Estes resultados evidenciam a importância de desencorajar o CS nas crianças de forma a melhorar a CM (artigo I). Muitas mães não percepcionam correctamente o peso corporal dos filhos e frequentemente substimam-no (artigo II). A percentagem de massa gorda e o perímetro da cintura apresentaram uma melhor precisão discriminatória na predição de baixa CM, respectivamente em meninas e meninos (artigo III). Crianças de ambos os géneros com baixa CM tiveram uma maior probabilidade de serem classificados com baixo RA (artigo IV).