[Changes in physical fitness and nutritional status of schoolchildren in a period of 30 years (1980-2010)].

OBJECTIVE: To analyze and compare the changes in physical fitness according to the nutritional status and gender of schoolchildren during a period of 30 years (1980-2010).
METHODS: Four cross-sectional evaluations were performed every 10 years in a period of 30 years from 1978 to 1980 (baseline), 1988-1990 (10 years), 1998-2000 (20 years) and 2008-2010 (30 years). The sample consisted of 1,291 schoolchildren (188 in baseline, 307 in 10 years; 375 in 20 years; 421 in 30 years) of 10 and 11 years old. The variables assessed were: body weight (kg), height (cm), upper limb strength (ULS; kg), lower limb strength (LLS; cm), agility (seconds) and velocity (seconds). Schoolchildren were classified as normal weight and overweight according to World Health Organization reference of body mass index for age and gender. Comparisons among periods applied ANOVA folled by Bonferroni test, with a significance level set at of p<0.01. Variation between baseline and 30 years was assessed by the percentage delta. Seven different percentile values were presented for each variable.
RESULTS: In eutrophic boys and girls, mean values of ULS (-16.7%; -3.2%), agility (-1.5%; -1.6%) decreased significantly after 30 years (p<0,001). In the overweight boys and girls, only the average ULS (-15.5%; -12.5%) decreased significantly over time (p<0,001). After 30 years, the ULS percentile changed in boys.
CONCLUSIONS: the decline in physical fitness was greater in schoolchildren with normal weight than in those with overweight.

Introduction

Physical fitness can be represented by several variables, and among them are body composition measurements (body weight and body mass index - BMI), as well as neuromotor (muscle strength, agility and velocity) and metabolic variables (cardiorespiratory fitness).1 , 2 If, on the one hand, the prevalence of overweight schoolchildren has increased alarmingly worldwide,3 on the other hand, some physical fitness variables - for instance, muscle strength and cardiorespiratory fitness - have decreased in recent years in several countries.4 , 5 Some studies have shown that muscle strength and cardiorespiratory fitness are negatively associated with risk factors for cardiovascular disease (CVD).6 - 8 For instance, overweight schoolchildren with low physical fitness have a higher risk of developing cardiovascular diseases, such as obesity, diabetes and arterial hypertension.6 , 8

According to Tomkinson,9 studies analyzing physical fitness variables over the years, available in developing countries, do not allow firm conclusions to be drawn about the magnitude of possible trends, and temporal studies can provide information on health indicators (such as overweight and physical fitness variables), as well as an understanding of social, economic and cultural changes of a given region. Of all the studies that analyzed the behavior of physical fitness variables over the years in Brazil, only three considered the body size,10 - 12 as overweight or obese schoolchildren have lower levels of physical fitness when compared to those with normal weight.13 We recently showed a greater reduction in cardiorespiratory fitness in schoolchildren classified as having normal weight (25.8%) than in those classified as overweight (16.2%) in a 30-year period.10 For this reason, it is suggested that the levels of physical fitness variables may have decreased in recent years at different magnitudes in schoolchildren with different nutritional statuses.14 There has been no study in the literature that assessed changes in physical fitness variables involving muscle strength, agility and velocity in schoolchildren of different body sizes over a 30-year period.

In this study, the hypothesis is that the decrease in physical fitness variables (upper and lower-limb strength, agility and velocity), analyzed during a 30-year period, is occurring in both schoolchildren with normal weight and overweight ones. Therefore, the aim of the study was to analyze and compare the changes in physical fitness variables according to the nutritional status and gender in schoolchildren over a 30-year period (1980-2010).

Method

This study is a cross-sectional analysis, which is part of the Mixed Longitudinal Project on Growth, Development and Physical Fitness of the municipality of Ilhabela, coordinated by the Centro de Estudos do Laboratório de Aptidão Física of São Caetano do Sul (CELAFISCS).2 Considering all schoolchildren participating in the study, the number of students with normal weight (n=789; 61%) was higher than that of overweight ones (n=502). Of the 726 boys, 501 (69%) had normal weight and 225 (31%) were overweight. Of the 565 girls, 288 (51%) had normal weight and 277 (49%) were overweight.10 Sampling procedures and inclusion criteria (to have undergone a complete physical examination in one of the analyzed periods; to be between 10 and 11 years old; with no clinical or functional limitations; to be classified as prepubertal, and parents/guardians signing the informed consent form) were published previously.10 To determine the biological maturation stage, the self-assessment technique of secondary sexual characteristics according to gender was used, which had already been validated (from 0.60 to 0.71) for the Ilhabela Project itself.2 The project was approved by the Institutional Review Board of Universidade Federal de São Paulo (protocol n. 0056/10).

A database containing physical assessments from 1978 to 2011 was analyzed, consisting of 1291 students (Table 1) aged 10 and 11 years who participated in the study. Schoolchildren in this age group were selected in each of the four periods with cross-sectional analyses, carried out every 10 years and over a period of 30 years, from 1978 to 1980 (baseline), 1988-1990 (10 years), 1998-2000 (20 years) and 2008-2010 (30 years).

Table 1

Descriptive analysis of anthropometric variables of schoolchildren from Ilhabela over a 30-year period.

	1978–1980	1988–1990	1998–2000	2008–2010
Gender a
Male	93 (49.5)	173 (56.3)	212 (56.5)	248 (58.9)
Female	95 (50.5)	134 (43.7)	163 (43.5)	173 (41.1)
Nutritional status a
Normal weight	94 (50.0)	172 (56.0)	248 (66.2)	275 (65.4)
Excess weight	94 (50.0)	135 (44.0)	127 (33.8)	146 (34.6)
Body weight (kg)b	36.22±8.30	35.47±8.03	36.24±8.34	35.90±7.46
Height (cm)b	142.83±7.98	141.20±8.71	142.65±7.55	143.06±7.83
BMI (kg/m2)b	17.56±2.2	17.61±2.7	17.65±2.2	17.41±2.1

BMI, body mass index.

Data described as number (percentage).

Data described as mean ± standard deviation.

All variables included in this study were evaluated in the four periods, according to the CELAFISCS standardization.2 Of the anthropometric variables, body weight and height were measured.2 Three consecutive measurements were obtained, and the arithmetic mean was used for the analysis. BMI (kg/m2) was used for the classification of nutritional status. To meet the objective of the present study, children were classified into two groups: normal weight, when the z-score was between −2 and 1, and overweight, when z score was >1, according to the BMI curves proposed by the World Health Organization (WHO).15Schoolchildren with z-score <−2 were excluded from the study.

Physical fitness variables that were analyzed included upper (ULS) and lower-limb strength (LLS), agility and velocity.2 ULS was measured by a handgrip dynamometer (Takei TK 005, Tokyo, Japan) in kg. The students gripped the dynamometer with the greatest possible strength with the right hand, with the arm extended along the body. The best result of two attempts, performed at least two minutes apart, was considered the final result. LLS measurement was obtained by the vertical jump test without help from the upper limbs, measured in cm. The tests were performed three times, and the best result was considered for the analysis. Agility was measured by the shuttle run test, and the best result of two attempts was considered. Velocity was evaluated using the 50-m run test in a single attempt. Before each test, the test objectives and procedures were briefly explained to facilitate their understanding by the schoolchildren.

The reproducibility and objectivity of each test were calculated in a sub-sample of 40 students in each evaluation. The reproducibility values ranged from 0.95 to 0.97 for body weight, 0.97-0.99 for height, 0.74 to 0.77 for upper-limb strength, from 0.77 to 0.81 for lower-limb strength, from 0.76 to 0.79 for agility, and 0.77 to 0.81 for velocity. Regarding the objectivity, the values were 0.94-0.98 for body weight, 0.96 to 0.99 for height, 0.75 to 0.79 for upper-limb strength, 0.78 to 0.82 for lower-limb strength, 0.77 to 0.80 for agility, and 0.79 to 0.83 for velocity.

Data distribution was analyzed using the Kolmogorov-Smirnov test, and the variables were expressed as mean and standard deviation for numerical variables. The variation between baseline and 30 years was carried out using the delta percentage (∆%). The comparison of the four assessments was performed by analysis of variance (ANOVA) with three factors (gender, nutritional status and decade), followed by Bonferroni multiple comparison test.16 Seven different percentile values (5, 10, 25, 50, 75, 90 and 95) were calculated for each decade, analyzed by gender for each of the variables analyzed. The calculations were performed using the Statistical Package for the Social Sciences software (SPSS) version 18.0, and statistical significance was set at p<0.01.16

Results

The proportion of male schoolchildren classified by nutritional status according to the decade was: 1978-1980: 27.2% normal weight and 22.3% overweight; 1988-1990: 35.8% normal weight and 20.5% overweight; 1998-2000: 41.6% normal weight and 14.9% overweight; 2008-2010: 43.8% normal weight and 15.2% overweight. The number of male schoolchildren with normal weight was higher than those with overweight in all evaluations. As for females, the proportion was: 1978-1980, baseline: 22.8% with normal weight and 27.7% overweight; 1988-1990: 20.2% with normal weight and 23.5% overweight; 1998-2000: 24.6% normal weight and 18.9% overweight; 2008-2010: 21.6% normal weight and 19.4% overweight. The number of female schoolchildren with normal weight was higher only in the 20 and 30-year evaluations.10 Table 1 shows the characterization (gender, nutritional status and anthropometry) of the sample according to the four evaluation periods.

In boys with normal weight, mean upper-limb strength values decreased significantly after 30 years. As for agility, the average means when comparing the 2008-2010 and the 1978-1980 periods increased. There were no significant differences between the periods regarding lower-limb strength and velocity (Table 2). In overweight boys, upper-limb strength showed a statistically higher mean in 1978-1980, when compared with 2008-2010. There were no significant differences between the evaluation periods of lower-limb strength, agility and velocity (Table 2).

Table 2

Comparison of physical fitness variables according to gender and nutritional status of schoolchildren from Ilhabela over a 30-year period.

	1978–1980	1988–1990	1998–2000	2008–2010	p a	Δ%b
Normal weight
Gender
Male	n=51	n=110	n=156	n=184
Female	n=43	n=62	n=92	n=91
ULS (kg)
Male	21.50±6.92c	19.02±4.25c	18.06±4.55c	17.92±3.65	<0.001	−16.7
Female	18.74±4.88	18.72±4.05	16.18±3.60c , d	18.16±4.12	<0.001	−3.2
LLS (cm)
Male	24.60±4.64	24.55±4.82	24.47±4.99	22.38±5.92	0.40	−9.0
Female	24.41±3.86	24.41±4.41	23.51±4.76	22.02±4.89	0.47	−9.8
Agility (seconds)
Male	12.54±1.28c	12.66±1.19	12.69±1.01	12.73±1.07	<0.001	−1.5
Female	13.51±1.27c , d	13.71±1.17d	12.93±0.84d	13.72±1.60d	<0.001	−1.6
Velocity (seconds)
Male	9.49±0.73	9.70±0.83	9.88±0.86	10.10±2.37	0.04	−6.4
Female	9.59±0.66	10.36±0.87d	10.36±0.72	10.32±0.83	0.89	−7.0
Excess weight
Gender
Male	n=42	n=63	n=56	n=64
Female	n=52	n=72	n=71	n=82
ULS (kg)
Male	23.75±6.18c	20.83±4.24e	18.69±5.20e	20.07±4.33e	<0.001	−15.5
Female	22.60±5.17	20.56±4.96c , e	15.73±3.86c , d , e	20.08±4.35e	<0.001	−12.5
LLS (cm)
Male	22.31±4.62	24.10±6.04	22.60±5.90	24.58±4.75	0.27	10.2
Female	24.75±5.44	23.09±4.58	21.32±4.32	23.10±5.42	0.14	−6.7
Agility (seconds)
Male	13.15±1.02	13.04±1.14	12.82±1.00	13.06±0.89	0.54	0.7
Female	13.86±1.40d	13.83±1.24d	13.13±1.05	13.66±0.97	0.04	1.4
Velocity (seconds)
Male	10.00±0.68	10.05±0.98	10.53±1.20e	10.43±1.00	0.13	−4.3
Female	10.10±0.40	10.60±0.82	11.06±1.14e	10.92±1.08	0.17	−7.5

ULS, upper-limb strength; LLS, lower-limb strength; data described as mean ± standard deviation.

ANOVA with three factors (gender, nutritional status and decade).

Δ% (delta percentile): variation between the baseline and 30 years.

p<0.01: for comparison between baseline, 10, 20, and 30 years.

p<0.01: for comparison between boys and girls.

p<0.01: for comparison between normal and overweight individuals.

In normal weight girls, upper-limb strength showed higher means when comparing the 1998-2000 and the 2008-2010 periods. The means of agility times increased when comparing 2008-2010 vs. 1978-1980. Both lower-limb strength and velocity did not differ between evaluation periods (Table 2). In overweight girls, only the mean upper-limb strength decreased statistically when comparing the periods 1988-1990 vs. 2008-2010 and 1998-2000 vs. 2008-2010 (Table 2).

Regarding upper-limb strength, overweight boys had a better performance than the ones with normal weight in the periods 1988-1990, 1998-2000 and 2008-2010. As for velocity, boys with normal weight had a significantly better performance than overweight ones only in the 1998-2000 periods. Normal-weight and overweight boys had similar results regarding lower-limb strength and agility in all analyzed periods (Table 2).

Overweight girls had a better performance regarding upper-limb strength, when compared to normal weight ones, in the 1988-1990, 1998-2000 and 2008-2010 periods. As for velocity, normal weight girls had a significantly better performance than overweight ones only in the 1998-2000 period (Table 2).

In terms of comparison between the genders regarding upper-limb strength, normal weight and overweight girls performed worse than normal-weight and overweight boys only in the period of 1998-2000. Regarding agility, normal-weight girls performed worse than normal-weight boys in all evaluated periods. When overweight girls were compared to overweight boys, the difference between the means occurred only in the 1978-1980 and the 1988-1990 periods. Regarding the lower-limb strength and velocity means, there was no statistical difference between the genders (Table 2).

Regardless of the nutritional status, Figs. 1(males) and 2 (females) illustrate the percentile values for each physical fitness variable and their respective changes over the years. In males, the mean values of the percentiles (50, 75, 90 and 95) of upper-limb strength decreased significantly when comparing 1978-1980 with 1988-1990, 1998-2000 and 2008-2010 (Fig. 1). In females, there were no significant differences in percentiles between the assessment periods for all analyzed variables (Fig. 2).

Figure 1

Percentile values for each physical fitness variable regardless of nutritional status over a 30-year period in males. ULS, upper-limb strength; LLS, lower-limb strength; *p<0.01: for comparisons between baseline and 10, 20 and 30 years.

Figure 2

Percentile values for each physical fitness variable regardless of nutritional status over a 30-year-period in females. ULS, upper-limb strength; LLS, lower-limb strength.

Discussion

In normal children of both genders, there was a significant decrease in the mean upper-limb strength and agility time. In overweight children of both genders, there was a significant decrease only in upper-limb strength over 30 years. These results seem to indicate that physical fitness indicators of schoolchildren from Ilhabela worsened in recent years, although there was no evidence of an increase in childhood obesity in this specific population over the years, unlike the nutritional change, from malnutrition to overweight, which has affected the Brazilian population in the same period during which our data were collected.17 Although Ilhabela has shown remarkable economic development in recent decades, with an increase in population and urbanization rates, it is important to note that the nutritional status remained unchanged among the children studied in this age group. Therefore, it seems probable that the schoolchildren observed in this study did not follow the nutrition transition profile of Brazilian schoolchildren in the same studied period. The Household Budget Survey17 showed a more than three-fold increase, from 9.8% to 33.4%, in the proportion of Brazilian children with excess weight between 1975 and 2009.

Corroborating the findings of this study, Dollman et al.18 found an annual decline in physical fitness in schoolchildren in Australia. The reduction in physical fitness was observed not only in overweight children, but also in those with normal weight.19 Our results showed worse performance of overweight students than of the normal weight ones only with respect to velocity. On the other hand, the overweight ones had a better performance in upper-limb strength. Kim et al.20 analyzed schoolchildren in the United States and observed worse physical fitness results in obese children than in the normal weight ones in running tests. In both genders, our results did not find changes in lower-limb strength and agility, when comparing normal-weight schoolchildren with overweight ones. For instance, Dollman et al.18 found an increase in the 50-meter running time of 0.1-0.2% per year for 12 years. Our results found a reduction in velocity of 0.24% and 0.20% per year in normal weight and overweight schoolchildren, respectively.

Changes in physical fitness over the years have been attributed largely to changes in physical activity.21 A study carried out by Artero et al.22 indicated that overweight children can perform physical fitness tests as well or even better than those with normal weight, and in this study this trend was found in the upper-limb strength test, especially among boys.

Other results showed that schoolchildren with better physical fitness are less likely to be overweight than those with poorer physical fitness performance.13 , 23 For instance, Shang et al.23disclosed that overweight children had a worse physical fitness performance when compared to normal-weight ones. These results are comparable to those of a cross-sectional study carried out with adolescents from the Republic of Seychelles by Bovet et al.,13 which reported an inverse association between physical fitness and body weight.

Overweight schoolchildren are more sedentary and perform less moderate-to-vigorous physical activity than normal-weight ones.24A systematic review established a high correlation between lack of physical activity and unfavorable body composition and low physical fitness. All 232 reviewed studies associated a sedentary lifestyle with risk factors for CVD and increased health risks.25

According to the model established by Tomkinson and Olds,5 factors associated with secular changes are caused by a set of social, behavioral, physical, psychosocial and physiological factors. These patterns can be explained by higher calorie intake rates and reduced energy consumption, associated with better access to technology.

Analyzing the data according to the percentile, decade after decade, there were considerable variations and reductions in physical fitness values, especially in the upper-limb strength of schoolchildren. For instance, observing the 95th percentile for the male gender, upper-limb strength was 33 kg in 1978-1980 and 24 kg 30 years later. Such changes have also been reported in another study.26

Regarding gender, the data show that the girls had a worse performance than boys. Research carried out over the years in developed countries (Spain and The Netherlands) showed results similar to those found here regarding both physical fitness and activity.27 , 28

Body composition, physical fitness and physical activity levels are strongly associated with cardiovascular disease and mortality.25 , 29 Therefore, the identification of risk groups is crucial for the development of intervention strategies. Changes in lifestyle and the regular practice of physical activity through parental initiatives and social support interventions are important strategies to fight against childhood obesity and physical inactivity.30 However, other prospective studies are needed to determine the cause-and-effect relation between physical activity, physical fitness and body weight, as some authors found an inverse association between body weight and physical fitness.13

The cross-sectional analyses of this study do not allow us to establish a cause-and-effect association. The convenience sample may have selected children who were more interested in performing the physical fitness tests, limiting the generalization of results. Nevertheless, these limitations do not conceal a trend of decreased physical fitness variables that affect schoolchildren in developing countries, and the results may apply to Brazilian children with the same characteristics. However, they must be interpreted with caution, even if the international literature found decreased physical fitness variables over the years in representative samples, a fact that differs from the current study.18 , 21 On the other hand, this is the first Brazilian study to show the behavior of neuromotor variables according to the nutritional status of schoolchildren over a 30-year period.

The present study showed that the physical fitness of schoolchildren aged between 10 and 11 years, of both genders, showed a significant reduction over a 30-year period. The decline in physical fitness patterns was higher in normal weight children (upper-limb strength and agility) than in overweight ones. This study emphasizes the complexity of physical fitness patterns of schoolchildren and their development over time, as the nutritional status may have a distinct impact on this outcome over the years. Other research strategies should be explored to better explain physical fitness and its association with nutritional status in children over the years.

Introdução

A aptidão física pode ser representada por diversas variáveis. Entre elas estão medidas de composição corporal (peso corporal e índice de massa corporal [IMC]), variáveis neuromotoras (força muscular, agilidade e velocidade) e metabólicas (aptidão cardiorrespiratória).1 , 2 Se, por um lado, a prevalência de escolares com excesso de peso tem aumentado de forma alarmante no mundo,3 por outro algumas variáveis de aptidão física, por exemplo, a força muscular e a aptidão cardiorrespiratória, têm diminuído nos últimos anos em vários países.4 , 5 Alguns estudos mostram que a força muscular e a aptidão cardiorrespiratória se associam de forma negativa com fatores de risco para doenças cardiovasculares (DCV).6 - 8 Por exemplo, escolares com excesso de peso e baixa aptidão física têm maior risco de desenvolver DCV, tais como obesidade, diabetes e hipertensão arterial.6 , 8

Segundo Tomkinson,9 estudos que analisaram as variáveis de aptidão física ao longo dos anos, disponíveis nos países em desenvolvimento, não permitem conclusões consistentes sobre a magnitude de possíveis tendências e estudos temporais podem fornecer informações de indicadores de saúde (como excesso de peso e variáveis de aptidão física) e uma compreensão das mudanças sociais, econômicas e culturais de uma determinada região. De todas as pesquisas que analisaram o comportamento das variáveis de aptidão física ao longo dos anos no Brasil, somente três consideraram o tamanho corporal,10 - 12 uma vez que escolares com excesso de peso ou obesidade têm baixos níveis de aptidão física em comparação com os eutróficos.13 Recentemente, mostramos diminuição maior da aptidão cardiorrespiratória em escolares classificados como eutróficos (25,8%) do que naqueles classificados como portadores de excesso de peso (16,2%) em 30 anos.10 Por esse motivo, sugere-se que os níveis das variáveis de aptidão física podem ter diminuído nos últimos anos em magnitudes distintas em escolares de diferentes estados nutricionais.14 Não se encontrou na literatura estudo que tenha analisado as alterações das variáveis de aptidão física que envolvem força muscular, agilidade e velocidade em crianças de diferentes tamanhos corporais ao longo de 30 anos.

Neste estudo, a hipótese é que a diminuição das variáveis de aptidão física (força de membros superiores e inferiores, agilidade e velocidade), analisada em 30 anos, ocorra tanto em escolares eutróficos quanto nos escolares com excesso de peso. Com isso, o objetivo do estudo foi analisar e comparar as mudanças das variáveis de aptidão física de acordo com o estado nutricional e sexo entre escolares ao longo de 30 anos (1980-2010).

Método

Trata-se de um estudo com avaliações transversais que faz parte do Projeto Misto-Longitudinal de Crescimento, Desenvolvimento e Aptidão Física de Ilhabela, coordenado pelo Centro de Estudos do Laboratório de Aptidão Física de São Caetano do Sul (Celafiscs).2 De todos os escolares participantes da pesquisa, a quantidade de escolares eutróficos (n=789; 61%) foi maior do que a das portadoras de excesso de peso (n=502). Dos 726 meninos, 501 (69%) eram eutróficos e 225 (31%) tinham excesso de peso. Já nas 565 meninas, 288 (51%) eram eutróficas e 277 (49%) tinham excesso de peso.10 Os procedimentos de amostragem e critérios de inclusão (ter uma avaliação física completa em um dos períodos analisados; ter entre 10 e 11 anos; não ter limitações clínicas nem funcionais; ser classificado como pré-púbere e os responsáveis terem assinado o Termo de Consentimento Livre e Esclarecido) foram publicados anteriormente.10 Para determinar o estágio de maturação biológica, foi usada a técnica de autoavaliação das características sexuais secundárias de acordo com o sexo, já validada (0,60 a 0,71) no próprio Projeto de Ilhabela.2 O projeto foi aprovado pelo Comitê de Ética da Universidade Federal de São Paulo (protocolo 0056/10).

Foi analisado um banco de dados com avaliações físicas de 1978 a 2011; 1.291 escolares (Tabela 1) de 10 e 11 anos participaram do estudo. Foram selecionados escolares nessa faixa etária em cada um dos quatro períodos com avaliações transversais, intercaladas a cada 10 anos e feitas durante 30 anos: 1978-1980 (linha de base), 1988-1990 (10 anos), 1998-2000 (20 anos) e 2008 -2010 (30 anos).

Tabela 1

Análise descritiva das variáveis antropométricas dos escolares de Ilhabela em 30 anos

	1978‐1980	1988‐1990	1998‐2000	2008 ‐2010
Sexo a
Masculino	93 (49,5)	173 (56,3)	212 (56,5)	248 (58,9)
Feminino	95 (50,5)	134 (43,7)	163 (43,5)	173 (41,1)
Estado nutricional a
Eutróficos	94 (50,0)	172 (56,0)	248 (66,2)	275 (65,4)
Excesso de peso	94 (50,0)	135 (44,0)	127 (33,8)	146 (34,6)
Peso corporal (kg)b	36,22±8,30	35,47±8,03	36,24±8,34	35,90±7,46
Estatura (cm)b	142,83±7,98	141,20±8,71	142,65±7,55	143,06±7,83
IMC (kg/m2)b	17,56±2,52	17,61±2,47	17,65±2,92	17,41±2,51

IMC, índice de massa corporal.

Dados descritos em número (porcentagem).

Dados descritos em média ± desvio padrão.

Todas as variáveis incluídas no presente estudo foram avaliadas nos quatro períodos, de acordo com a padronização Celafiscs.2 Das variáveis antropométricas, foram mensurados o peso corporal e a estatura.2 Três medidas consecutivas foram obtidas e a média aritmética foi usada para análise. Para a classificação do estado nutricional, empregou-se o IMC (kg/m2). Para atender ao objetivo do presente estudo, os escolares foram classificados em dois grupos: eutrofia, quando o z-score encontrava-se entre -2 e 1, e excesso de peso, quando o z-escore >1, de acordo com as curvas de IMC proposta pela Organização Mundial da Saúde (OMS).15 Escolares com um z-escore <-2 foram excluídos.

As variáveis de aptidão física analisadas foram: força de membros superiores e inferiores, agilidade e velocidade.2 A força de membros superiores foi medida por um dinamômetro de preensão manual (Takei TK005, Tóquio, Japão) em kg. Os escolares pressionaram o dinamômetro com a maior força possível com a mão direita e com o braço estendido ao longo do corpo. O melhor resultado de duas tentativas, com pelo menos dois minutos de intervalo, foi considerado como resultado final. A força de membros inferiores foi obtida pelo teste de impulsão vertical sem auxílio dos membros superiores e mensurada em cm. Os testes foram feitos três vezes e o melhor resultado foi considerado para a análise. A agilidade foi feita pelo teste shuttle run e foi considerado o melhor resultado de duas tentativas. A avaliação da velocidade foi avaliada por meio do teste de corrida de 50 metros em uma única tentativa. Antes de cada teste, explicaram-se brevemente os objetivos e procedimentos para facilitar a compreensão.

A reprodutibilidade e a objetividade de cada teste foram calculadas em uma subamostra de 40 escolares em cada avaliação. Os valores de reprodutibilidade variaram de 0,95-0,97 para peso corporal, 0,97-0,99 para estatura, 0,74-0,77 para força de membros superiores, 0,77-0,81 para força de membros inferiores, 0,76-0,79 para agilidade e 0,77-0,81 para velocidade. Referente à objetividade, os valores foram de 0,94-0,98 para peso corporal, 0,96-0,99 para estatura, 0,75-0,79 para a força de membros superiores, 0,78-0,82 para a força de membros inferiores, 0,77-0,80 para agilidade e 0,79-0,83 para velocidade.

A distribuição dos dados foi analisada pelo teste de Kolmogorov-Smirnov e as variáveis expressas por média e desvio-padrão para as variáveis numéricas. A variação entre a linha de base e 30 anos foi feita com o delta percentual (∆%). A comparação entre as quatro avaliações foi feita pela análise de variância (Anova) com três fatores (sexo, estado nutricional e década), seguida pelo teste de comparação múltipla de Bonferroni.16 Sete valores distintos de percentis (5, 10, 25, 50, 75, 90 e 95) foram calculados em cada década, analisados de acordo com sexo para cada uma das variáveis analisadas. Os cálculos foram feitos com o softwareStatistical Package for the Social Sciences (SPSS) versão 18.0 e foi considerado p<0,01.16

Resultados

A proporção de escolares do sexo masculino classificados pelo estado nutricional conforme a década foi: 1978-1980: 27,2% eutróficos e 22,3% com excesso de peso; 1988-1990: 35,8% eutróficos e 20,5% com excesso de peso; 1998-2000: 41,6% eutróficos e 14,9% com excesso de peso; 2008-2010: 43,8% eutróficos e 15,2% com excesso de peso. O número de escolares eutróficos foi maior do que aqueles com excesso de peso em todas as avaliações. Já para o sexo feminino, a proporção foi: 1978-1980 linha de base: 22,8% eutróficas e 27,7% com excesso de peso; 1988-1990: 20,2% eutróficas e 23,5% com excesso de peso; 1998-2000: 24,6% eutróficas e 18,9% excesso de peso; 2008 -2010: 21,6% eutróficas e 19,4% excesso de peso. O número de escolares eutróficas foi maior somente nas avaliações de 20 e 30 anos.10 A Tabela 1 apresenta a caracterização (sexo, estado nutricional e antropometria) da amostra de acordo com os quatro períodos de avaliações.

Nos meninos eutróficos, as médias dos valores da força de membros superiores diminuíram significativamente após 30 anos. Já para a agilidade, as médias aumentaram quando se comparou 2008-2010 vs. 1978-1980. Não houve diferenças significativas entre os períodos quanto às de força de membros inferiores e velocidade (Tabela 2). Nos meninos com excesso de peso, a força de membros superiores mostrou média estatisticamente superior em 1978-1980, quando comparado com 2008-2010. Não houve diferenças significativas entre os períodos de avaliação de força de membros inferiores, agilidade e velocidade (Tabela 2).

Tabela 2

Comparação das variáveis de aptidão física de acordo com sexo e estado nutricional de escolares de Ilhabela em 30 anos

	1978‐1980	1988‐1990	1998‐2000	2008 ‐2010	p a	Δ%b
Eutrófico
Sexo
Masculino	n=51	n=110	n=156	n=184
Feminino	n=43	n=62	n=92	n=91
FMS (kg)
Masculino	21,50±6,92c	19,02±4,25c	18,06±4,55c	17,92±3,65	<0,001	‐16,7
Feminino	18,74±4,88	18,72±4,05	16,18±3,60c , d	18,16±4,12	<0,001	‐3,2
FMI (cm)
Masculino	24,60±4,64	24,55±4,82	24,47±4,99	22,38±5,92	0,40	‐9,0
Feminino	24,41±3,86	24,41±4,41	23,51±4,76	22,02±4,89	0,47	‐9,8
Agilidade (segundos)
Masculino	12,54±1,28c	12,66±1,19	12,69±1,01	12,73±1,07	<0,001	‐1,5
Feminino	13,51±1,27c , d	13,71±1,17d	12,93±0,84d	13,72±1,60d	<0,001	‐1,6
Velocidade (segundos)
Masculino	9,49±0,73	9,70±0,83	9,88±0,86	10,10±2,37	0,04	‐6,4
Feminino	9,59±0,66	10,36±0,87d	10,36±0,72	10,32±0,83	0,89	‐7,0
Excesso de peso
Sexo
Masculino	n=42	n=63	n=56	n=64
Feminino	n=52	n=72	n=71	n=82
FMS (kg)
Masculino	23,75±6,18c	20,83±4,24e	18,69±5,20e	20,07±4,33e	<0,001	‐15,5
Feminino	22,60±5,17	20,56±4,96c , e	15,73±3,86c ,d, e	20,08±4,35e	<0,001	‐12,5
FMI (cm)
Masculino	22,31±4,62	24,10±6,04	22,60±5,90	24,58±4,75	0,27	10,2
Feminino	24,75±5,44	23,09±4,58	21,32±4,32	23,10±5,42	0,14	‐6,7
Agilidade (segundos)
Masculino	13,15±1,02	13,04±1,14	12,82±1,00	13,06±0,89	0,54	0,7
Feminino	13,86±1,40d	13,83±1,24d	13,13±1,05	13,66±0,97	0,04	1,4
Velocidade (segundos)
Masculino	10,00±0,68	10,05±0,98	10,53±1,20e	10,43±1,00	0,13	‐4,3
Feminino	10,10±0,40	10,60±0,82	11,06±1,14e	10,92±1,08	0,17	‐7,5

FMS, força de membros superiores; FMI, força de membros inferiores; dados descritos em média ± desvio padrão.

Anova com três fatores (sexo, estado nutricional e década).

Δ% (delta percentual): variação entre a linha de base e 30 anos.

p<0,01: para comparação entre linha de base, 10 anos, 20 anos, 30 anos.

p<0,01: para comparação entre meninos e meninas.

p<0,01: para comparação entre eutróficos e excesso de peso.

Nas meninas eutróficas, a força de membros superiores apresentou média superior quando comparado o período de 1998-2000 vs. 2008-2010. As médias dos tempos da agilidade aumentaram quando se comparou 2008-2010 vs. 1978-1980. Tanto a força de membros inferiores quanto a velocidade não apresentaram diferenças entre os períodos de avaliações (Tabela 2). Nas meninas com excesso de peso, somente as médias da força de membros superiores diminuíram estatisticamente quando comparados os períodos 1988-1990 vs. 2008-2010 e 1998-2000 vs. 2008-2010 (Tabela 2).

Em relação à força de membros superiores, os meninos com excesso de peso tiveram desempenho melhor do que os eutróficos nos períodos 1988-1990, 1998-2000 e 2008-2010. Já quanto à velocidade, os eutróficos do sexo masculino tiveram desempenho significativamente melhor do que aqueles com excesso de peso somente no período de 1998-2000. Meninos eutróficos e com excesso de peso tiveram resultados semelhantes na força de membros inferiores e agilidade em todos os períodos analisados (Tabela 2).

As meninas com excesso de peso tiveram desempenho superior quanto à força de membros superiores, comparadas com as eutróficas, nos períodos de 1988-1990, 1998-2000 e 2008-2010. Já para a velocidade, as meninas eutróficas tiveram desempenho significativamente melhor do que aquelas com excesso de peso somente no período de 1998-2000 (Tabela 2).

Em termos de comparação entre os sexos, no que se refere à força de membros superiores, as meninas eutróficas e com excesso de peso tiveram um desempenho pior do que os meninos eutróficos e com excesso de peso somente em 1998-2000. Na agilidade, meninas eutróficas tiveram um desempenho pior do que os meninos eutróficos em todos os períodos de avaliações. Já para as meninas com excesso de peso comparadas com os meninos com excesso de peso, a diferença entre as médias ocorreu somente em 1978-1980 e em 1988-1990. Quanto às médias da força de membros inferiores e à velocidade, não foram encontradas diferenças estatísticas entre os sexos (Tabela 2).

Independentemente da classificação do estado nutricional, as Figuras 1 (sexo masculino) e 2 (sexo feminino) ilustram os valores dos percentis para cada variável de aptidão física e as suas respectivas mudanças ao longo dos anos. No sexo masculino, as médias dos valores dos percentis (50, 75, 90 e 95) da força de membros superiores diminuíram significativamente quando se comparou 1978-1980 com 1988-1990, 1998-2000 e 2008-2010 (Figura 1). Já no sexo feminino, não houve diferenças significativas dos percentis entre os períodos de avaliações para todas as variáveis analisadas (Figura 2).

Figura 1

Valores de percentis para cada variável de aptidão física independentemente do estado nutricional em 30 anos, no sexo masculino. FMS, força de membros superiores; FMI, força de membros inferiores; *p<0,01: para comparações entre linha de base com 10 anos, 20 anos e 30 anos.

Figura 2

Valores de percentis para cada variável de aptidão física independentemente do estado nutricional em 30 anos, no sexo feminino. FMS, força de membros superiores; FMI, força de membros inferiores.

Discussão

Nas crianças eutróficas de ambos os sexos, observou-se redução significativa nas médias da força de membros superiores e do tempo da agilidade. Já naqueles com excesso de peso, de ambos os sexos, houve diminuição significativa apenas na força de membros superiores ao longo de 30 anos. Esses resultados parecem indicar que os indicadores de aptidão física de escolares de Ilhabela pioraram nos últimos anos, embora não tenha havido evidência de um aumento da obesidade infantil nessa amostra ao longo dos anos, diferentemente da mudança nutricional de desnutrição para excesso de peso que afetou a população brasileira no mesmo período em que nossos dados foram coletados.17 Embora Ilhabela tenha exibido um notável desenvolvimento econômico nas últimas décadas, com o aumento das taxas de população e de urbanização, é importante notar que o estado nutricional permaneceu inalterado entre as crianças estudadas nessa faixa etária. Parece provável, portanto, que os escolares observados neste estudo não seguiram o perfil de transição nutricional dos escolares brasileiros no mesmo período avaliado. A Pesquisa de Orçamentos Familiares17 mostrou um aumento de mais de três vezes, de 9,8% para 33,4%, na proporção de crianças brasileiras com excesso de peso entre 1975 e 2009.

Dollman et al.18 encontraram um declínio anual na aptidão física em escolares da Austrália e corroboraram os achados do presente estudo. A redução da aptidão física foi observada não só naqueles com excesso de peso, mas também nos eutróficos.19 Nossos resultados mostraram pior desempenho nos escolares com excesso de peso do que nos eutróficos somente no que se refere à velocidade. Por outro lado, aqueles com excesso de peso tiveram melhor desempenho na força de membros superiores. Kim et al. 20analisaram escolares dos Estados Unidos e mostraram piores resultados de aptidão física em escolares obesos do que nos eutróficos em testes de corrida. Em ambos os sexos, nossos resultados não encontraram alterações na força de membros inferiores e agilidade, quando comparados escolares eutróficos com aqueles portadores de excesso de peso. Por exemplo, Dollman et al.18 encontraram aumento no tempo de corrida de 50 metros em 0,1-0,2% por ano durante 12 anos. Nossos resultados encontraram uma redução na velocidade de 0,24% e 0,20% ao ano em escolares eutróficos e com excesso de peso, respectivamente.

As mudanças da aptidão física ao longo dos anos têm sido atribuídas em grande parte às mudanças na atividade física.21Um estudo feito por Artero et al.22indicou que crianças com excesso de peso podem executar testes de aptidão física tão bem ou até melhor do que escolares eutróficos. No presente estudo essa tendência foi encontrada no teste de força de membros superiores, especialmente nos meninos.

Outros resultados mostraram que escolares com melhor aptidão física têm menor chance de ter excesso de peso do que aqueles com pior desempenho de aptidão física.13 , 23 Por exemplo, Shang et al.23 revelaram que escolares com excesso de peso tiveram um pior desempenho em aptidão física em comparação com os eutróficos. Resultados comparáveis com os de um estudo transversal em adolescentes da República das Seychelles por Bovet et al.,13 que relataram uma relação inversa entre a aptidão física e peso corporal.

Os escolares com excesso de peso são mais sedentários e fazem menos atividade física moderada a vigorosa do que os eutróficos.24 Em uma revisão sistemática, foi estabelecida alta correlação entre inatividade física e composição corporal desfavorável e baixa aptidão física. Todos os 232 estudos revisados relacionaram sedentarismo com fatores de risco para DCV e aumento de riscos para a saúde.25

De acordo com o modelo estabelecido pela Tomkinson e Olds,5 fatores associados a mudanças seculares são causados por um conjunto de fatores sociais, comportamentais, físicos, psicossociais e fisiológicos. Esses padrões podem ser explicados por maiores taxas de ingestão calórica e redução do gasto de energia, associados a um melhor acesso à tecnologia.

Na análise dos dados de acordo com o percentil, década após década, houve variações e reduções consideráveis nos valores de aptidão física, especialmente na força de membros superiores dos meninos. Por exemplo, observando-se o percentil 95 para o sexo masculino, a força de membros superiores foi de 33 kg em 1978-1980 e 24 kg 30 anos após. Tais mudanças também são relatadas em outro estudo.26

Quanto ao sexo, os dados apresentados evidenciam que as meninas tiveram um pior desempenho do que os meninos. Pesquisas feitas ao longo dos anos em países desenvolvidos (Espanha e Holanda) mostraram resultados similares aos aqui encontrados tanto em aptidão como em atividade física.27 , 28

A composição corporal, a aptidão física e os níveis de atividade física estão fortemente associados com doenças cardiovasculares e mortalidade.25 , 29 Portanto, a identificação de grupos de risco é essencial para o desenvolvimento de estratégias de intervenção. Mudanças no estilo de vida e manutenção da atividade física regular por meio de iniciativas dos pais e de intervenções de apoio social são estratégias importantes para combater a obesidade infantil e inatividade física.30 No entanto, outros estudos prospectivos são necessários para determinar a relação de causa e efeito entre atividade física, aptidão física e peso corporal, uma vez que alguns autores encontraram uma relação inversa entre peso corporal e aptidão física.13

As avaliações transversais do presente estudo não permitem estabelecer uma relação causa e efeito. A amostra por conveniência pode ter selecionado as crianças que estavam mais interessadas em fazer os testes de aptidão física e limitado a generalização dos resultados obtidos. Apesar disso, essas limitações não escondem uma tendência de diminuição das variáveis de aptidão física que afeta escolares de países em desenvolvimento. Os resultados obtidos podem ser aplicáveis em crianças brasileiras com as mesmas características. No entanto, eles precisam ser interpretados com cautela, mesmo que a literatura internacional tenha encontrado diminuição das variáveis de aptidão física ao longo dos anos em amostras representativas, fato diferente do atual estudo.18 , 21 Por outro lado, este é o primeiro estudo brasileiro a apresentar o comportamento das variáveis neuromotoras conforme o estado nutricional de escolares ao longo de 30 anos.

O presente estudo mostrou que a aptidão física de escolares de 10 e 11 anos de ambos os sexos apresentou uma redução significativa ao longo de 30 anos. O declínio nos padrões de aptidão física foi maior em escolares eutróficos (força de membros superiores e agilidade) do que naqueles com excesso de peso. Este estudo enfatiza a complexidade dos padrões de aptidão física dos escolares e seu desenvolvimento ao longo do tempo, uma vez que o estado nutricional pode impactar de maneira distinta esse desfecho ao longo dos anos. Outras estratégias de pesquisa devem ser exploradas para explicar a aptidão física e sua relação com o estado nutricional ao longo dos anos em crianças.