abstract: Having accurate measurements of sedentary behaviors is important to understand relationships between sedentary behaviors and health outcomes and to evaluate changes in interventions and health promotion programs designed to reduce sedentary behaviors. This dissertation included three projects that examined measurement properties of wearable monitors used to measure sedentary behaviors. Project one examined the validity of three monitors: the ActiGraph GT3X+, activPAL™, and SenseWear 2. None of the monitors were equivalent with the criterion measure of oxygen uptake to estimate the energy cost of sedentary and light-intensity activities. The ActivPAL™ had the best accuracy as compared with the other monitors. In project two, the accuracy of ActiGraph GT3X+and GENEActiv cut-points used to assess sedentary behavior were compared with direct observation during free-living conditions. New vector magnitude cut-points also were developed to classify time spent in sedentary- and stationary behaviors during free-living conditions. The cut-points tested had modest overall accuracy to classify sedentary time as compared to direct observation. New ActiGraph 1-minute vector cut-points increased overall accuracy for classifying sedentary time. Project 3 examined the accuracy of the sedentary sphere by testing various arm elevation- and movement-count configurations using GENEActiv and ActiGraph GT3X+ data obtained during free-living conditions. None of the configurations were equivalent to the criterion measure of direct observation. The best configuration of the GENEActiv was: worn on the dominant wrist at 15 degrees below the horizontal plane with a cut-point <489 for each 15-second interval. The best configuration for the ActiGraph was: worn on the non-dominant wrist at 5° below the horizontal plane with a cut-point of <489 counts for each 15-second interval. Collectively, these findings indicate that the wearable monitors and methods examined in this study are limited in their ability to assess sedentary behaviors and light intensity physical activity. Additional research is needed to further understand the scope and limitations of wearable monitors and methods used to assess sedentary behaviors and light intensity physical activity. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Physical Activity, Nutrition and Wellness 2017

La surveillance de l’activité physique et des comportements sédentaires, et la question de leur mesure, sont primordiales dans un contexte où les sociétés modernes favorisent l’augmentation de l’incidence de nombreuses maladies associées à un mode de vie sédentaire. Objectif : L’objectif de cette thèse était d’approfondir les connaissances sur la surveillance et la mesure de l’activité physique et des comportements sédentaires. Méthodes : Quatre études ont été réalisées. Deux travaux analysent et discutent le système français de surveillance de l’activité physique et des comportements sédentaires des adultes et des jeunes. Une étude teste les propriétés psychométriques du questionnaire mondial sur la pratique d’activités physiques (GPAQ). Enfin, une revue de la littérature analyse le contenu des questionnaires disponibles pour mesurer les comportements sédentaires. Résultats : Les deux études portant sur la surveillance observent un manque d’homogénéité et de constance dans le choix des outils de mesure qui limite le suivi de l’évolution des pratiques. L’étude sur le GPAQ révèle des résultats, en termes de reproductibilité et de validité, similaires aux valeurs habituellement observées. Enfin, la revue de littérature a mis en évidence que les questionnaires mesurant les comportements sédentaires présentent des différences en termes de population cible, période de rappel, nombre d’item, et caractéristiques des comportements sédentaires mesurés. Conclusion : Des recommandations ont été formulées afin d’améliorer la mesure et la surveillance de l’activité physique et des comportements sédentaires en France / Physical activity and sedentary behaviors are major health determinants and are being surveyed worldwide. Objective: The aim of this thesis was to contribute to the surveillance and measurement of physical activity and sedentary behaviors. Method: This thesis includes four studies. The first study analyzes and discusses the present situation of French national surveillance studies. The second study presents the results from the first French report card on physical activity for children and adolescents. The third study discusses the validity and reliability properties of the French version of the Global Physical Activity Questionnaire (GPAQ). The fourth study examines the content of questionnaires measuring sedentary behaviors. Results: Studies 1 and 2 reported measurement issues impairing the overall data quality, inter-study comparisons and survey of changes over time. The study of GPAQ reported limited but acceptable reliability and validity for the measurement of physical activity and sedentary time in France. Finally, the systematic review on sedentary behaviors questionnaires reported large differences in the population targeted (ex: adults, youth, elderly), recall frame (ex: previous day, last 7 days, last month), the number of item (from 1 to more than 100), and the sedentary behaviors characteristics measured (from only sitting time to up to 27 sedentary behaviors). Conclusion: The work realized during this thesis allows the formulation of recommendations to improve the surveillance of physical activity and sedentary behaviors in France

Substantial decreases in physical activity have been observed between early to late adolescence in males and females, with decreases in levels of activity into adulthood. Physical inactivity among young adults leads to medical conditions such as Type 2 diabetes, stroke, ischemic heart disease, falls resulting in hip fractures, and depression later in life. Advanced Nurse Practitioners have a significant impact on the problem of physical inactivity among young adults through education to improve knowledge regarding physical activity participation. The focus of this project was to develop a toolkit on lifestyle modification as a resource for physical education teachers and nurses to increase physical activity participation and to decrease sedentary behaviors among young adults. The project practice question asked whether an evidence-based toolkit would address the identified needs of improving lifestyle diet and physical activity in young adults. Pender’s health promotion model guided the planning and development of the project. The Computer Attitude Questionnaire together with the 3-Day Physical Activity Recall was used during a needs assessment. Feedback from the survey was included in the development of the toolkit. A 5-item survey was given to 5 content experts who evaluated the toolkit. Data were analyzed using descriptive statistics to obtain a content validity index score of 1.00. Findings show universal agreement about the content of the toolkit as a resource for physical education teachers and school nurses to encourage physical activity participation in young adults. The implications of project findings for positive social change include the potential to increase the involvement of young adults in activities that improve the lives of the individual.

Contexte : Le diabète de type 1 et de type 2 apporte un fardeau considérable sur la santé et la qualité de vie de l’enfant, étant associé à des complications microvasculaires et cardiovasculaires et à une mortalité précoce à l’âge adulte. Il est essentiel de prévenir le diabète et les complications associées chez les enfants à risque. Néanmoins, on détient encore peu de connaissances sur comment le diabète de type 2 se développe ainsi que sur la présence de maladie cardiovasculaire chez les jeunes avec diabète de type 1. De plus, en comprenant mieux le rôle des habitudes de vie, comme l’activité physique et les comportements sédentaires sur le développement du diabète de type 2 et de la maladie cardiovasculaire dans le diabète de type 1, nous pourrons identifier des nouvelles stratégies préventives chez les enfants à risque. Objectifs : 1) Investiguer l’histoire naturelle du diabète de type 2 de l’enfance jusqu’à la fin de l’adolescence et identifier les déterminants sociodémographiques, biologiques et reliés aux habitudes de vie durant l’enfance qui sont associés au développement du diabète de type 2. 2) Estimer l’effet de l’activité physique et les comportements sédentaires sur la sensibilité à l’insuline, la sécrétion d’insuline et la glycémie de l’enfance à la fin de l’adolescence. 3) Comparer des marqueurs de maladie cardiovasculaire précoce en rapport à la structure et fonction vasculaire et du myocarde entre des adolescents avec diabète de type 1 et des adolescents sans diabète. 4) Évaluer l’association entre l’activité physique, les comportements sédentaires et les marqueurs de maladie cardiovasculaire précoce chez les adolescents avec diabète de type 1 et les adolescents sans diabète. Méthodes : Les données des visites aux âges de 8-10, 10-12 et 15-17 ans de 630 enfants québécois avec histoire parentale d’obésité de la cohorte QUALITY ont été utilisées pour répondre aux 2 premiers objectifs. À chaque cycle d’évaluation, les enfants faisaient un test d’hyperglycémie orale provoquée avec prélèvements à 0, 30, 60, 90 et 120 minutes, à partir duquel les niveaux de glucose et d’insuline ont été mesurés. Les données transversales de l’étude CARDEA incluant 100 adolescents avec diabète de type 1 et 97 adolescents sans diabète âgés entre 14 et 18 ans ont été utilisées pour répondre aux objectifs 3 et 4. La rigidité artérielle a été mesurée avec le test de la vitesse d’onde de pouls et la fonction endothéliale par le test de dilatation médié par le flux sanguin de l’artère brachiale. La structure et fonction du myocarde était évaluée par imagerie par résonance magnétique. Dans les études QUALITY et CARDEA, l’activité physique et le temps sédentaire ont été mesuré avec le port d’accéléromètre pendant sept jours. Aussi dans les deux études, la diète était mesurée par rappels alimentaires de 24 heures, le temps d’écran et les facteurs sociodémographiques par questionnaire et le pourcentage de masse adipeuse par dual energy x-ray absorptiometry. Pour l’objectif 1, nous avons utilisé des modèles généralisés additifs à effets mixtes pour modéliser les variations de sensibilité et sécrétion d’insuline durant l’enfance et l’adolescence et une analyse par moyennage de modèle pour identifier les déterminants à l’enfance. Des modèles structuraux marginaux longitudinaux ont été utilisés pour répondre à l’objectif 2. Pour les objectifs 3 et 4, nous avons estimé des modèles de régression linéaire multivariable et les analyses pour l’objectif 4 ont été stratifiées selon le statut de diabète. Résultats : Nous avons observé que 21% des enfants avec histoire parentale d’obésité développent une dysglycémie (basé sur les critères de prédiabète ou diabète de type 2 pour la glycémie) persistante durant l’enfance et l’adolescence. De plus, la glycémie à jeun et 2-h étaient les deux seuls déterminants à l’enfance associés au risque de dysglycémie à l’adolescence. Néanmoins, nous avons observé qu’un niveau d’activité physique plus élevé, moins de temps sédentaire total et moins de temps d’écran améliorait la sensibilité à l’insuline et diminuait les besoins en sécrétion d’insuline durant l’enfance et l’adolescence. De plus, nous avons constaté que les adolescents avec diabète de type 1 avaient une moins bonne fonction endothéliale et une masse du ventricule gauche plus petite que les adolescents sans diabète. Enfin, l’activité physique est associée positivement à la masse du ventricule gauche chez les adolescents sans diabète. Le temps sédentaire est associé à une moins bonne fonction endothéliale, ainsi qu’à une masse du ventricule gauche et une épaisseur du mur du ventricule gauche plus petites chez les jeunes sans diabète seulement. Conclusion : Plusieurs enfants avec histoire parentale d’obésité développent un prédiabète. L’activité physique et les comportements sédentaires durant l’enfance et l’adolescence constituent des cibles pertinentes pour la prévention du diabète de type 2 chez le jeune via leur action sur la sensibilité et la sécrétion d’insuline. Une dysfonction endothéliale et des différences dans la structure du myocarde sont perceptibles dès l’adolescence chez les jeunes avec diabète de type 1. Davantage d’activité physique et moins de comportements sédentaires pourraient ralentir l’apparition des premiers signes de maladie cardiovasculaire à l’adolescence, mais leur contribution reste à être confirmée. / Background: Type 1 and type 2 diabetes represent a considerable burden on children's health and quality of life, being associated with microvascular and cardiovascular complications and early mortality in adulthood. Focusing on the prevention of diabetes and associated complications in children at risk is essential. Nevertheless, little is known about how type 2 diabetes develops in children and on the presence of early cardiovascular disease in youth with type 1 diabetes. Furthermore, by better understanding the role of lifestyle factors, such as physical activity and sedentary behaviors, on the development of type 2 diabetes and cardiovascular disease in type 1 diabetes, we will be able to identify new preventive strategies in children at risk. Objectives: 1) Investigate the natural history of type 2 diabetes from childhood to late adolescence and identify the sociodemographic, biological and lifestyle determinants in childhood associated with the development of type 2 diabetes. 2) Estimate the effect of physical activity and sedentary behaviors on insulin sensitivity, insulin secretion, and blood glucose levels from childhood to late adolescence. 3) Compare markers of early cardiovascular disease pertaining to vascular and myocardial structure and function between adolescents with type 1 diabetes and adolescents without diabetes. 4) Examine the association between physical activity, sedentary behaviors and markers of early cardiovascular disease in adolescents with type 1 diabetes and adolescents without diabetes. Methods: To address the first 2 objectives, data from ages 8-10, 10-12, and 15-17 years follow-up visits from the QUALITY cohort of 630 Quebec children with a parental history of obesity were used. At each research visit, children underwent an oral glucose tolerance test with samples taken at 0, 30, 60, 90 and 120 minutes, from which glucose and insulin levels were measured. For objectives 3 and 4, data stem from the cross-sectional CARDEA study of 100 adolescents with type 1 diabetes and 97 adolescents without diabetes aged 14 to 18 years. Arterial stiffness was measured with the pulse wave velocity test and endothelial function by the brachial artery flow-mediated dilatation test. Myocardial structure was assessed by cardiac magnetic resonance imaging. In both QUALITY and CARDEA studies, physical activity and sedentary time were measured with accelerometry over 7 days. Also in both studies, diet was measured by 24-hour dietary recalls, screen time and sociodemographic factors by questionnaire, and by dual energy x-ray absorptiometry. For Objective 1, we used additive generalized mixed models to study variations in insulin sensitivity and insulin secretion from childhood to late adolescence, and model averaging analysis to identify determinants in childhood. Longitudinal marginal structural models were used to address objective 2. For objectives 3 and 4, we estimated multivariable linear regression models, stratified by diabetes status for objective 4. Results: We found that among children with a parental history of obesity, 21% developed persistent dysglycemia (based on glycemia cut-points for prediabetes or type 2 diabetes) during childhood and adolescence, and that fasting and 2-h glycemia were the only two childhood determinants associated with risk of dysglycemia in adolescence. Nevertheless, we observed that higher levels of physical activity, less sedentary time (accelerometer-measured), and less screen time improved insulin sensitivity and decreased insulin secretion requirements during childhood and adolescence. In addition, we found that adolescents with type 1 diabetes had worse endothelial function and smaller left ventricular mass than adolescents without diabetes. Finally, physical activity was positively associated with left ventricular mass in adolescents without diabetes. Sedentary time was associated with poorer endothelial function and smaller left ventricular mass and left ventricular wall thickness in youth without diabetes only. Conclusions: Many children with a parental history of obesity develop prediabetes. Physical activity and sedentary behaviors during childhood and adolescence are relevant targets for the prevention of type 2 diabetes in youth through their action on insulin sensitivity and secretion. Endothelial dysfunction and differences in myocardial structure are noticeable as early as adolescence in young people with type 1 diabetes. More physical activity and less sedentary behavior could slow the onset of cardiovascular disease in adolescence, but their contribution remains to be confirmed.