Abstract

În ultimii ani, progresele tehnologice au permis dezvoltarea de modele multicompartimentare pentru măsurarea compoziției corpului. În cadrul modelului cu patru compartimente (4C), masa fără grăsimi (FFM) este împărțită în părțile sale constitutive, și anume apă, minerale și proteine. Modelul 4C încorporează măsurarea independentă a conținutului mineral osos (BMC), a apei corporale totale (TBW) și a densității corpului (Db) pentru a formula o măsurare a grăsimii corporale. Analiza 4C este acum considerată „etalonul aurului” pentru analiza compoziției corpului. Cu toate acestea, nu este practic pentru măsurători clinice în majoritatea setărilor, deoarece procesul este costisitor și consumă mult timp.

metodelor

În mod tradițional, modelele cu două compartimente (2C), cum ar fi densitometria și hidrometria, au fost utilizate în mod obișnuit ca metode de referință pentru evaluarea compoziției corpului la copii. Cu toate acestea, o slăbiciune majoră în aplicarea tehnicilor modelului 2C sunt ipotezele inerente referitoare la FFM, și anume proporțiile stabile ale constituenților săi majori (apă, minerale și proteine) și densitatea constantă.

Mai recent, absorptiometria cu raze X cu energie duală (DXA) a fost introdusă și utilizată rapid ca metodă criterială de evaluare a compoziției corpului (4, 14). Până în prezent, doar o mână de studii la copii au evaluat acuratețea analizei modelului 2C și a măsurătorilor DXA utilizând un model criteriu 4C (15, 42, 43, 49, 50). Niciunul dintre aceste studii nu s-a concentrat în mod special pe subiecții supraponderali și obezi. Bray și colab. (4), cu toate acestea, au analizat măsurătorile modelului 4C la copii mai slabi [indicele de masă corporală (IMC) 16,42 ± 0,16 kg/m 2] și mai grași (IMC 22,15 ± 0,45 kg/m 2) separat, împotriva metodei DXA.

Scopul prezentului studiu a fost de a determina exactitatea estimărilor procentuale de grăsime corporală (% grăsime) din modele 2C simple și utilizate pe scară largă față de procentul de grăsime derivat de un model criteriu 4C la copiii supraponderali și obezi. În al doilea rând, a fost luată în considerare acordul dintre% grăsimi derivate de modelul 4C și DXA.

Subiecte. Treizeci de copii (18 bărbați și 12 femei) au participat la studiu. Criteriile de includere s-au bazat pe subiecții clasificați ca supraponderali sau obezi în funcție de punctele limită internaționale pentru IMC (9). Subiecții au fost recrutați din comunitatea locală prin publicitate în ziare și cabinete de cabinet. Principalele caracteristici ale eșantionului sunt prezentate în Tabelul 1. Intervalele pentru vârstă, înălțime și greutate au fost de 11,1-17,2 ani, 1,40-1,79 m și respectiv 46,0-111,8 kg. Toate măsurătorile au fost efectuate în aceeași zi într-o perioadă de 6 ore, cu subiecți în stare de post. Protocolul de studiu a fost aprobat de Comitetul de etică al cercetării spitalului didactic Leeds și au fost obținute atât consimțământul scris, consimțământul informat, cât și consimțământul scris al părinților/tutorelui înainte de testare.

tabelul 1. Caracteristicile subiectului

Valorile sunt medii ± SD. IMC, indicele de masă corporală; FFM, masă fără grăsimi; FM, masă grasă; BMC, conținut de minerale osoase; TBW, apă corporală totală; TBM, mineral total al corpului; Dffm, densitatea FFM; 4C, model cu 4 compartimente.

Inaltimea si greutatea. Masa corporală a fost măsurată la cel mai apropiat 0,01 kg utilizând cântare electronice calibrate, participanții purtând costume de baie. Statura a fost măsurată până la cel mai apropiat de 0,1 cm folosind un stadiometru Seca în picioare (model 220), cu subiecții în picioare în picioare, fără pantofi. IMC a fost calculat ca greutate/înălțime 2, unde greutatea este exprimată în kilograme și înălțimea în metri (39).

DXA. Măsurătorile DXA ale corpului total au fost făcute utilizând un densitometru Prodigy-fan-beam (GE/Lunar, Madison, WI) (31, 33). Prodigy utilizează un fascicul de ventilator îngust (4,5 °) orientat paralel cu axa longitudinală a corpului. O sursă de raze X cu energie dublă, cu energie maximă de raze X de 80 kVp și un curent de 3 mA cu un filtru K-edge (ceriu 200 mg/cm 2) oferă energii eficiente de 38 și 70 keV. Detectorul constă dintr-o serie de detectoare de telurură de zinc cadmiu, sensibile la energie, cu o lungime de 5 cm (16 elemente fiecare 3 mm lățime), permițând numărarea rapidă a fotonilor. Imaginea este de obicei pe o lungime de 24 mm cu trepte longitudinale de 17 mm. Dimensiunea pixelilor pentru modul de scanare standard al corpului total este de 4,8 × 13,0 mm. Algoritmii producătorului furnizează o analiză cu trei compartimente a corpului total constând din masa de țesut slab (LTM), masa de grăsime (FM) și cenușă BMC (BMCash). % grăsime se calculează ca

Modurile de scanare, standard sau groase, au fost selectate de software (versiunea 5.0) pe baza unei estimări a grosimii pacientului. În aceste moduri, densitometrul efectuează scanări totale ale corpului în 5-10 minute, în funcție de modul de scanare, reducând astfel problema mișcării în timpul scanării. BMC real a fost calculat ca BMCash înmulțit cu 1,0436 (5). Mineralul total al corpului (TBM) a fost calculat ca BMCash înmulțit cu 1,2741 (5).

Din motive etice, nu au fost efectuate măsurători repetate la copiii din acest studiu. În laboratorul nostru, pentru modul de scanare standard, coeficientul de variație pentru măsurarea procentului de grăsime la 10 subiecți adulți măsurați de două ori, cu repoziționare, în aceeași zi este de 2,7% (datele nu sunt prezentate).

Pletismografie cu deplasare a aerului. Volumul corpului (Vb) și, prin urmare, Db, a fost măsurat utilizând pletismograful de deplasare a aerului Bod Pod (Instrumentele de măsurare a vieții, Concord, CA), versiunea software 1.69, în conformitate cu instrucțiunile de funcționare ale producătorului. Explicația detaliată a procedurilor de măsurare a fost descrisă anterior (12). Pe scurt, înainte de orice măsurare, a fost efectuată o calibrare a sistemului, folosind un cilindru de volum cunoscut (50.146 litri) și calibrarea manuală a cântarelor, folosind două greutăți de 10 kg. După calibrare, subiecții au fost cântăriți, apoi au intrat în camera Bod Pod purtând doar un costum de baie strâns și un capac de baie. Pentru a calcula Vb brut, s-au efectuat două măsurători de 50 s. Dacă aceste măsurători au fost în limita a 150 ml, acestea au fost acceptate și volumul mediu utilizat pentru alte calcule. Dacă, totuși, au diferit cu> 150 ml, a fost administrat un al treilea test. Dacă două din cele trei măsurători se încadrează în 150 ml, media lor a fost utilizată pentru calcule, dacă nu, întregul proces, inclusiv calibrarea, a fost repetat.

Vb real a fost calculat de software-ul computerului și corectat pentru un artefact de suprafață (un termen folosit pentru a corecta efectele aerului izotermic în apropierea suprafeței corpului subiectului) și a volumului de gaz toracic (Vtg) (12). Vtg a fost calculat de software-ul furnizat utilizând ecuațiile funcționale ale capacității reziduale ale lui Crapo și colab. (11) și constante ale volumului mareelor ​​presupuse, 1,2 litri pentru bărbați și 0,7 litri pentru femei (13).

Pentru a obține% estimări de grăsime, Vb a fost transformat mai întâi în Db (masa corporală/Vb). % Grăsimea a fost apoi calculată utilizând ecuația generală a lui Siri (47) (ADPSiri) și ecuațiile specifice vârstei și genului lui Lohman (27) (ADPLoh). Toate ecuațiile sunt de formă

În laboratorul nostru, coeficientul de variație între test pentru măsurarea procentului de grăsime la 44 de adolescenți supraponderali și obezi (IMC, 30,52 ± 5,61 kg/m 2) măsurat de două ori în aceeași zi este de 4,0% (datele nu sunt prezentate).

TBW. TBW a fost determinat prin diluarea 2 H2O folosind probe de salivă. A fost colectată o probă de salivă de bază și apoi s-a administrat oral o doză de 0,35 mol 2 H2O în 100 ml apă. Cantitatea exactă de doză administrată a fost determinată prin cântărirea flaconului de dozare înainte și după administrare. Alte probe de salivă au fost apoi colectate la 4, 5 și 6 ore postdozare. Îmbogățirea 2 H în probele de salivă a fost măsurată utilizând spectrometria de masă a raportului izotopului după echilibrarea cu H2 gaz, așa cum este descris în altă parte (22). Precizia măsurătorilor raportului izotop pentru probele de predoză a fost de 0,3 părți/milion (ppm) SD la o valoare medie de 151,6 ppm. Valorile corespunzătoare pentru probele postdozare au fost 0,32 ppm SD la 322,1 ppm.

TBW a fost determinată printr-o metodă de platou, care presupune echilibrarea dozei administrate de 2 H2O pe tot spațiul TBW în perioada de 4 până la 6 ore după administrare. Spațiul de diluare 2 H2O a fost calculat utilizând ecuațiile publicate anterior (38) și redus cu 4% pentru a ține cont de schimbul de deuteriu cu hidrogen neapos (10, 46). FFM a fost apoi estimat presupunând că apa reprezintă 73% din FFM (35) (TBW73) și utilizând conținutul de apă specific vârstei și genului dat de Lohman (TBWLoh) (27)

Modelul 4C. Măsurătorile masei corporale, Db, TBM și TBW au fost combinate pentru a obține o estimare a modelului criteriului 4C de% grăsime (27)

Fracțiile de hidratare, minerale osoase și TBM ale FFM au fost calculate ca TBW/FFM, BMC/FFM și respectiv TBM/FFM, în care FFM a fost derivat din modelul 4C.

În plus, Dffm a fost calculat ca

analize statistice. Relația dintre analize DXA, ADPSiri, ADPLoh, TBW73, TBWLoh și 4C estimări% de grăsime au fost examinate utilizând eșantion pereche t-teste, coeficientul de corelație (r) și regresia liniară a celor mai mici pătrate. Precizia predicției grăsimii corporale prin analiza de regresie a fost evaluată utilizând coeficientul de determinare (r 2) și eroarea standard de estimare (SEE). Acordul dintre estimările compoziției corpului a fost examinat prin două metode: 1) eroare totală (TE), așa cum este descris de Lohman (26), unde Ŷ este% grăsime metoda 1, Y este% grăsime metoda 2, și N este numărul de subiecți; și 2) calcularea limitelor de 95% ale acordului, așa cum este descris de Bland și Altman (2). Tendința potențială între% estimări de grăsime prin fiecare metodă și analiza 4C a fost examinată utilizând graficele reziduale și analiza de regresie în trepte. Această analiză relevă dacă diferențele dintre estimările% de grăsime au fost legate de variabilitatea TBW și BMC a FFM. Diferențele valorilor medii pentru TBW/FFM, TBM/FFM și Dffm măsurate și presupuse au fost examinate prin eșantion pereche t-teste. Pentru toate analizele, nivelul alfa adoptat pentru semnificația statistică a fost P

masa 2. Rezumatul asocierii dintre procentele de grăsime estimate din DXA, ADP, TBW și metoda criteriului 4C

DXA, absorptiometrie cu raze X cu energie duală; ADPSiri, pletismografie cu deplasare a aerului conform lui Siri cu ecuația (47); ADPLoh, pletismografie cu deplasare a aerului conform Lohman cu ecuația (27); TBW73, apa corporală totală (TBW) presupunând că apa este 73% din greutatea corporală totală. * P

Tabelul 3. Diferența medie (metoda minus modelul 4C) ± 95% limite de acord între fiecare metodă și modelul 4C% estimări de grăsime

FIG. 1.Graficele Bland și Altman compară procentul de grăsime corporală (% grăsime) determinat de modelul cu 4 compartimente (4C) și absorptiometria cu raze X cu energie duală (DXA; A), Siri (47) pletismografie cu deplasare a aerului (ADPSiri; B), Lohman (27) pletismografie cu deplasare a aerului (ADPLoh; C), măsurători ale apei corporale totale presupunând că apa reprezintă 73% din greutatea corporală totală (TBW73; D), și Lohman (27) apă corporală totală (TBWLoh; E) la toți subiecții supraponderali/obezi. ▪, subiecți masculini; □, subiecte de sex feminin.

Comparațiile graficului rezidual au luat în considerare dacă diferențele dintre metode și criteriul 4C% estimări de grăsime au fost legate de hidratarea și fracțiunile minerale osoase ale FFM. În toate cazurile, relația cu fracția de hidratare a fost mai mare decât cu fracția minerală osoasă. În consecință, analiza de regresie multiplă treptată a fost utilizată pentru a evalua varianța suplimentară explicată de fracția minerală osoasă dincolo de cea explicată de fracția de hidratare (Tabelul 4).

Tabelul 4. Analiza de regresie multiplă în trepte a efectului hidratării și a fracțiilor minerale osoase ale FFM asupra metodei individuale% estimări de grăsime minus criteriul 4C% grăsime

* P 3 pe baza fracțiunilor FFM de apă, proteine, minerale osoase și minerale non-osoase de 73,8, 19,4, 5,6 și respectiv 1,2% (5, 47). Cu toate acestea, la copii, variația hidratării (3) și a fracțiilor minerale (30) ale FFM este ridicată, rezultând un Dffm instabil pe tot parcursul creșterii. Ecuațiile Lohman (27), bazate pe vârstă și sex, permit modificări ale constituenților FFM și, prin urmare, au fost susceptibile de a oferi estimări% mai exacte ale grăsimii.

Mai mult, ecuațiile Lohman (27) au dus, de asemenea, la o TE mai mică atât la subiecții de sex masculin, cât și la cei de sex feminin (Tabelul 2). TE reprezintă eroarea medie a eșantionului dintre tehnici și a fost sugerată ca cea mai bună măsură unică pentru evaluarea diferențelor dintre o măsură nouă și cea de criteriu (7). În concordanță cu constatările noastre, Roemmich și colab. (43) a arătat un TE de 5,9% între Siri (47) și 4C% grăsime a fost redus la 3,4% atunci când au fost utilizate ecuațiile Lohman (28). Este important de reținut, totuși, că TE nu are în vedere o distorsiune constantă de măsurare. În consecință, eroarea standard și limitele de acord de 95% au fost similare pentru ADPSiri și ADPLoh, comparativ cu modelul 4C, variind de la 1,61 la 1,86% și ± 3,1 la ± 4,2, respectiv. Roemmich și colab. a raportat, de asemenea, limite similare de acord pentru ecuațiile Siri și Lohman, variind de la ± 5,77 la ± 6,77, comparativ cu un model 4C-HW.

Pentru a evalua în continuare estimările de 2C ADP% de grăsime, s-a luat în considerare relația dintre diferențele de ADP și 4C% de grăsime și hidratarea și fracțiunile minerale osoase ale FFM. Atât la bărbați, cât și la femei, relația cu TBW/FFM a fost pozitivă și semnificativă statistic (r ≥ 0,68, P

Tabelul 5. Fracțiile constitutive medii și densitatea FFM în comparație cu valorile asumate de ecuațiile Siri și Lohman