Influence of physical activity levels, physical fitness and a concurrent physical exercise program during pregnancy on maternal and neonatal birth outcomes

Resum

Recently, the importance of encouraging normal birth and decreasing caesareans sections and instrumental births rates has been pointed out. An example of this is the Strategy for Assistance at Normal Childbirth in the Spanish National Health System, which was developed in 2007 and aims to improve birth outcomes, which in many cases will determine the future health status of both, the mother and newborn. In relation to this, physical activity and physical exercise have shown to be important tools to increase the physical fitness and they could improve maternal and neonatal birth outcomes. The main aim of this International Doctoral Thesis was to explore the influence of physical activity and physical fitness levels and a supervised concurrent exercise-training program during pregnancy on maternal and neonatal birth outcomes and type of delivery. To address these objectives, five studies were conducted in the context of the GESTAtion and FITness (GESTAFIT) research project. In Studies I and II, accelerometers were placed around the hips of the participants for 7 consecutive days. Thus, compliance with the PA guidelines (Study I) and the association of sedentary time and different physical activity levels and intensities with birth outcomes (gestational age, length of labour, birth weight and umbilical cord blood gas, among others) and type of delivery (Study II) were determined. In Study III, the maternal physical fitness was objectively measured in order to explore its association with the same birth outcomes as in Study II. In Study IV, the self-reported physical fitness was determined through the International FItness Scale and its association with the abovementioned birth outcomes and the oxytocin administration during labour was studied. Finally, in Study V, the influence of an exercise program performed from the 17th week of pregnancy until delivery (3 days / week, and 60 minutes /session) consisting of a combination of aerobic and resistance exercises, were explored. The study sample (n = 135) was divided into a control group (n=85) and an intervention group (n=50). The main findings and conclusions derived from the five studies included in this Thesis were: I) Although the compliance with the physical activity guidelines was low, greater levels of light, moderate, moderate-to-vigorous, and total physical activity during early second trimester of pregnancy were associated with better maternal and neonatal birth outcomes. Contrary, sedentary time and vigorous physical activity might have a harmful influence on birth outcomes; II) Higher upper-body muscle strength and flexibility during early second trimester of pregnancy were associated to better neonatal birth outcomes and greater cardiorespiratory fitness and flexibility to lower caesarean section rates; III) Pregnant women who reported lower levels of cardiorespiratory fitness and flexibility during late pregnancy were provided with oxytocin (before or during labour) to a greater extent than those who reported higher levels of both physical fitness components; IV) The exercise program performed under the GESTAFIT project was safe for the mother and the new-born. The intervention program extended the duration of the first stage of labour and shortened the second stage, without having a negative impact neither on the Apgar test score nor on the umbilical cord blood gas analysis. Further, greater placental and neonatal weight were found in women who exercised compared to the control group. Finally, the intervention program did not have harmful effects on other studied variables. The findings of this International Doctoral Thesis provide new information about the benefits of physical activity and physical fitness, which could improve maternal and neonatal birth outcomes. For instance, it should be noted that greater sedentary time was associated with worse umbilical cord blood gas profile and better physical fitness was related to more positive neonatal outcomes and lower caesarean rates. On the other hand, self-reported physical fitness could provide important information to health professionals to encourage women to exercise and thus, reduce the use of oxytocin during labour and caesarean section rates. RESUMEN En los últimos años, se ha señalado la importancia de fomentar el nacimiento normal y disminuir las tasas de cesáreas, partos instrumentales y otras intervenciones durante el parto. Un ejemplo de esto es la Estrategia de Atención al Parto normal del Sistema Nacional de Salud español, que se desarrolló en 2007 y que tiene como objetivo mejorar los resultados maternos y neonatales asociados al parto, que en muchos casos determinarán el estado de salud futuro de ambos. En este sentido, la actividad física y el ejercicio físico han demostrado ser importantes herramientas para mejorar la capacidad física pudiendo mejorar los resultados maternos y neonatales asociados al parto. El principal objetivo de esta Tesis Doctoral Internacional fue explorar la influencia de los niveles de actividad física y condición física así como de un programa de ejercicio físico concurrente durante el embarazo sobre los resultados maternos y neonatales ligados al parto y el tipo de parto. Para abordar estos objetivos se realizaron cinco estudios en el contexto del proyecto de investigación GESTAFIT. En los estudios I y II, se colocaron acelerómetros alrededor de las caderas de los participantes durante 7 días consecutivos. De esta forma, se evaluaron el cumplimiento las pautas de actividad física (Estudio I) y la asociación del tiempo de sedentarismo y los diferentes niveles e intensidades de actividad física con los resultados del parto (edad gestacional, duración del parto, peso al nacer y gasometría en el cordón umbilical, entre otros) y el tipo del parto (Estudio II). En el Estudio III, la condición física materna se midió objetivamente para explorar su asociación con dichos marcadores. En el Estudio IV, se determinó la asociación de la condición física auto-reportada a través de la Escala internacional de Condición Física (IFIS) y su asociación con los resultados del parto y la administración o no de oxitocina durante dicho trabajo de parto. Finalmente, en el estudio V se exploraron los efectos de un programa de ejercicio físico concurrente realizado desde la semana 17ª de embarazo hasta el parto (3 días / semana y 60 minutos / sesión) que consistió en una combinación de ejercicios aeróbicos interválicos y de fuerza. La muestra del estudio (n = 135) se dividió en un grupo control (n = 85) y un grupo de intervención (n = 50). Los principales hallazgos y conclusiones derivadas de los cinco estudios incluidos en la presente Tesis Doctoral fueron: I) Si bien el cumplimiento con las pautas de actividad física fue bajo, mayores niveles de actividad física ligera, moderada, moderada-vigorosa y total durante el segundo trimestre de embarazo se asociaron con mejores resultados maternos y neonatales ligados al parto. Al contrario, el tiempo de sedentarismo y la actividad física vigorosa podrían tener una influencia perjudicial en dichos marcadores; II) Mayor fuerza muscular y flexibilidad del tren superior durante el segundo trimestre del embarazo estuvieron asociados con mejores resultados neonatales en el parto y una mayor capacidad cardiorrespiratoria y flexibilidad con una tasa de cesárea más baja; III) A las embarazadas que auto reportaron una menor capacidad cardiorrespiratoria y flexibilidad durante el embarazo tardío se les administró oxitocina (antes y durante el trabajo de parto) en mayor medida que aquellas que reportaron mayores niveles en ambas cualidades físicas; IV) El programa de ejercicio desarrollado bajo el proyecto GESTAFIT, fue seguro para la madre y el recién nacido. El programa de intervención alargó la duración de la primera etapa del trabajo de parto y acortó la segunda, sin tener un impacto negativo ni en la puntuación del test de Apgar ni en los gases de la sangre del cordón umbilical. Además, el peso placentario y neonatal fue mayor en mujeres que realizaron ejercicio comparadas con el grupo control. Finalmente, el programa de intervención no tuvo efectos perjudiciales en otras variables estudiadas.   Los hallazgos de esta Tesis Doctoral Internacional brindan nueva información sobre los beneficios de la actividad física y la condición física en la gestante, los cuales podrían mejorar los resultados maternos y neonatales ligados al parto. Además, se debe tener en cuenta que el tiempo de sedentarismo se asoció con peores valores en la gasometría en sangre de cordón umbilical. Por otro lado, la condición física auto reportada podría ofrecer una información importante a los profesionales de la salud para animar a las mujeres a ejercitarse, lo que podría reducir la necesidad de administración de oxitocina durante el parto y la tasa de cesáreas.