Comparative evaluation of the results of anthropometric indicators and measurements of body composition by bioimpedancemetry

Full Text

Актуальность

Значительный рост населения с избыточной массой тела/ожирением во всех возрастных группах, влекущий за собой не только эстетические недостатки, но и ряд общесоматических заболеваний (сахарный диабет 2-го типа, ишемическая болезнь сердца, артриты, артрозы и пр.), требует более детального подхода к диагностике как фундаменту эффективных профилактических мероприятий [1].

На сегодняшний день в большинстве эпидемиологических исследований распространённости избыточной массы тела/ожирения указывают рекомендуемый Всемирной организацией здравоохранения антропометрический интегральный показатель (так называемый «золотой стандарт») — индекс Кетле, или индекс массы тела (ИМТ), учитывающий соотношение массы тела и роста [2, 3].

Однако ИМТ — достаточно субъективный показатель ввиду отсутствия дифференцированного подхода к оценке с учётом половозрастных особенностей исследуемого, его соматотипа. У разных людей при одинаковом ИМТ процентное соотношение жировой и мышечной масс бывает различным [4]. Необъективность ИМТ особенно сильно проявляется в «пограничных» случаях, когда речь идёт не о морбидном ожирении, а о не всегда заметном визуально висцеральном ожирении. К тому же при оценке полученных результатов не учитывают половозрастные особенности пациента: у мужчин ИМТ в среднем больше, чем у женщин за счёт перераспределения жировой ткани, а у людей среднего возраста — больше, чем у молодёжи и пенсионеров [5].

Для спортсменов и людей, занимающихся фитнесом и бодибилдингом, определение ИМТ недостаточно, поскольку «избыточный» вес у них появляется за счёт мышечной массы [6]. Из-за своей ограниченной ценности ИМТ не может дать глубокого понимания биологии ожирения и сопутствующих заболеваний, вследствие чего использование его для оценки индивидуального риска развития избыточной массы тела/ожирения бывает достаточно субъективным [7, 8].

Ещё одним диагностическим критерием, косвенно характеризующим наличие/отсутствие ожирения, может служить индекс центрального ожирения [отношение окружности талии к окружности бёдер (ОТ/ОБ)]. Так же, как и ИМТ, данный индекс не имеет привязки к возрасту обследуемого, типу телосложения, не учитывает развитость мышечного компонента [9]. Существующие недостатки общепризнанных антропометрических показателей, ориентированных в большей степени на оценку избытка жировой ткани, не позволяют оценить индивидуальный риск формирования ожирения [10–12].

Среди перспективных альтернативных методов оценки избыточной массы тела/ожирения в настоящее время стал доступным неинвазивный метод оценки компонентного состава тела — биоимпедансометрический анализ (БИА). Изначально данный метод применяли в спортивной медицине для оценки подготовленности спортсмена к соревнованиям. Затем БИА переместился в область здравоохранения, поскольку путём определения электрического импеданса тканей можно оценить и контролировать состояние липидного, белкового и водного обмена; проводить более тонкий дифференцированний анализ статуса питания человека путём оценки основных структурных компонентов тела: мышечной, жировой и костной тканей, жидкостного компонента [13, 14].

Цель

Проведение сравнительной оценки результатов антропометрических показателей и биоимпедансометрического анализа среди мужчин и женщин — посетителей фитнес-центра.

Материал и методы исследования

Для проведения исследования была сформирована выборка из 120 человек (58/48,3% мужчин и 62/51,7% женщины), целью которых были снижение массы тела и/или коррекция фигуры путём увеличения работоспособности и тонуса мышц. Кратность посещения оздоровительного центра составила 2 раза в неделю и более за период 2018–2019 гг. Средний возраст составил 36,63±1,41 года у женщин и 37,12±1,33 года у мужчин. Всем клиентам была проведена стандартная антропометрия: измерение роста, веса, ОТ и ОБ для внесения в исходный протокол исследования. Проводили расчёт ИМТ, отношения ОТ/ОБ. Показатели интерпретировали согласно нормативам Всемирной организации здравоохранения: ИМТ меньше 18,5 кг/м² — признак дефицита массы тела, до 25 кг/м² — норма, 25–29,9 кг/м² — избыточный вес, 30 кг/м² и выше — ожирение. Индекс отношения ОТ/ОБ в норме у мужчин меньше 0,9, у женщин — меньше 0,85.

Клиентам проводили горизонтальный тип биоимпедансометрии при помощи аппарата АВС-01 Медасс (ООО НТЦ «МЕДАСС», Россия), предназначенного для интегральной оценки состава тела в рамках трёхкомпонентной модели — жировая масса, тощая (мышечная) масса, общая жидкость организма. Итоговый протокол БИА включал классификацию по процентному содержанию жировой массы, который учитывал долю жировой ткани от общей массы тела (жировая, мышечная ткани и вода).

Оценки перечисленных параметров были отражены в отчётах на горизонтальных шкалах, разделённых на цветовые промежутки, границами которых служили значения верхней и нижней границ нормы соответствующего параметра для конкретного человека. Расположение значка левее нижней границы нормы соответствовало дефицитным состояниям, правее — избытку того или иного параметра. Программу SPSS версии 20.0 применяли для обработки результатов. На основании полученных измерений показатели интерпретированы как «истощение» (дефицит массы тела), «норма», «избыточный вес» и «ожирение». Дополнительно рассчитывали фазовый угол и уровень основного обмена. Фазовый угол отражает скорость метаболических процессов в организме и общий уровень работоспособности. Нормой считают фазовый угол со значением от 5,4 до 7,8 [15].

Исследование одобрено этическим комитетом ФГБОУ ВО «Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н. Бурденко» Минздрава России, протокол №2 от 30.10.2018.

Статистическая обработка проведена с помощью программы Excel 2016. В качестве количественных переменных определяли среднюю арифметическую величину и ошибку средней (М±m); для качественных переменных рассчитывали абсолютные значения показателей и долю (n/%). Для изучения связи между ­явлениями использовали коэффициент ранговой корреляции Спирмена, различия средних показателей рассчитывали по t-критерию Стьюдента, относительных показателей — по критерию Пирсона χ2. Оценка коэффициента линейной корреляции, её множественного индекса или статистической зависимости количественных показателей от качественных характеристик проведена с использованием шкалы Чеддока (сильная связь — r=0,9–1,0; высокая — r=0,7–0,9; заметная — r=0,5–0,7; умеренная — r=0,3–0,5; слабая — r=0,1–0,3). Различия считали статистически значимыми при р <0,05.

Результаты

На первом этапе исследования для оценки наличия/отсутствия избыточной массы тела/ожирения всем клиентам фитнес-центра был рассчитан ИМТ с учётом полученных антропометрических данных.

В группе женщин, регулярно занимающихся спортом, в структуре ИМТ доминировали нормальные показатели — 42/70,97%, значимо чаще по сравнению с остальными вариантами (χ2=35,58, р <0,0001). У немногих женщин (11/17,74%) по ИМТ был избыток веса, в единичных случаях — ожирение (4/6,45%) и недостаток веса (3/4,84%). В группе мужчин ИМТ был практически равномерно распределён между нормой (16/27,59%), избытком (22/37,93%) и ожирением (19/32,76%), без достоверных различий. У 1 мужчины (1/1,72%) зарегистрирован недостаток веса согласно ИМТ, что было значимо реже по сравнению с остальными показателями (χ2=15,51, р=0,00005).

Структура ИМТ у женщин и мужчин имела статистически значимые различия: нормальный ИМТ встречался в 2,5 раза чаще у женщин (р=0,0002); ИМТ, свидетельствующие об избытке веса и ожирении, встречались чаще у мужчин — соответственно в 2 (р=0,011) и 5 (р=0,0006) раз.

Был проведён сравнительный анализ показателей ИМТ с данными БИА в исследованных группах. С учётом комплексного анализа компонентного состава тела клиентов фитнес-клуба в итоговом варианте нами были получены результаты, представленные на рис. 1.

 

Рис. 1. Структура показателей индекса массы тела (ИМТ) и биоимпедансного анализа в исследованных группах мужчин и женщин

 

В группе женщин, регулярно занимающихся спортом, в структуре БИА чаще других вариантов отмечены показатели состава тела в пределах нормы (р=0,045). Однако в сравнении с ИМТ частота нормальной массы тела по БИА значимо ниже (в 1,5 раза, р=0,0017). Доля ожирения по результатам БИА в 4 раза (р=0,0017), а избыточной массы тела в 1,4 раза (p >0,05) выше аналогичных показателей по ИМТ.

По результатам биоимпедансного протокола у мужчин норма, избыточный вес и ожирение встречались с одинаковой частотой, как и при расчёте ИМТ, без значимых различий друг с другом и по отношению к результатам показателей ИМТ (р >0,05). Обращает внимание то обстоятельство, что, несмотря на отсутствие значимых различий, удельный вес избытка массы тела после биоимпенсометрии был снижен в 1,7 раза (р=0,052). Статистически значимые различия получены только по отношению к дефициту массы тела, которая в структуре показателей БИА в 3 раза выше по сравнению с результатами ИМТ (р=0,0067).

Недостаток жировой ткани как в группе мужчин, так и у женщин, встречался реже по сравнению с другими показателями БИА — соответственно р=0,017 и р=0,002. Чаще клиенты фитнес-центра имели показатели нормы и избыточного как ИМТ, так и показателей БИА. В группе женщин «перераспределение» после БИА в большей степени было направлено от нормы к избытку веса/ожирению, в группе мужчин — наоборот, от избытка веса к норме.

Была проведена сравнительная оценка результатов антропометрических показателей и измерений компонентного состава тела методом БИА среди клиентов фитнес-центра с нормальной и избыточной массой тела по показателю ИМТ (табл. 1).

 

Таблица 1. Сравнительная оценка результатов антропометрических показателей и измерений компонентного ­состава тела методом биоимпедансометрического анализа с нормальной (1-я группа) и избыточной (2-я группа) массой тела по индексу массы тела (ИМТ), М±m

Параметры	Женщины			Мужчины
	1-я группа, n=44	2-я группа, n=11	p	1-я группа, n=16	2-я группа, n=22	p
Рост, см	167,11±0,81	165,55±1,82	0,44	178,44±1,35	177,95±0,89	0,76
Масса тела, кг	59,58±0,91	75,19±2,18	0,0001	73,87±1,28	86,69±1,16	0,0001
ИМТ, кг/м2	21,32±0,27	27,38±0,40	0,0001	23,20±0,30	27,38±0,35	0,0001
ОТ, см	71,09±0,87	86,82±1,92	0,0001	82,75±1,27	92,05±1,30	0,0001
ОБ, см	96,16±0,62	107,64±1,29	0,0001	96,44±0,88	102,36±0,52	0,0001
ОТ/ОБ	0,74±0,01	0,81±0,02	0,002	0,86±0,01	0,90±0,01	0,008
Фазовый угол, градусы	6,42±0,10	6,34±0,11	0,59	7,24±0,18	7,57±0,16	0,18
Жировая масса, кг	16,19±0,59	28,39±1,26	0,0001	15,32±1,42	21,49±1,14	0,002
Скелетно-клеточная масса, кг	20,54±0,32	21,32±0,66	0,29	30,39±1,33	33,83±0,96	0,045
Основной обмен, ккал	1375,4±11,93	1433,8±17,92	0,009	1751,0±23,48	1864,5±34,33	0,011

Примечание: ОТ — окружность талии; ОБ — окружность бёдер.

 

Как видно из табл. 1, как в группе женщин, так и в группе мужчин с увеличением веса увеличивались основные индексы антропометрических показателей, содержание жировой массы, уровень основного обмена. Обращает на себя внимание то обстоятельство, что средний показатель ОТ/ОБ у клиентов с избытком массы тела по ИМТ не превышал нормальных показателей ни у женщин, ни у мужчин.

Согласно данным БИА, у женщин с нормальным ИМТ отношение жировой массы к скелетно-клеточной массе составило 1:1,3 (р <0,0001, t=6,48); с избытком веса — 1:0,8 (р <0,0001, t=4,97). То есть при нормальном весе было преобладание мышечной массы над жировой, при избыточном весе по ИМТ — жировой над мышечной. У мужчин аналогичное соотношение в группе с нормальным ИМТ было 1:2 (р <0,0001, t=7,75), с избытком веса — 1:1,7 (р <0,0001, t=8,28). Результаты указывали на преобладание у мужчин мышечной массы над жировой как при нормальном весе (по ИМТ), так и при избыточном.

Как у женщин, так и мужчин с ростом ИМТ отмечено незначительное увеличение уровня основного обмена, несмотря на статистически значимые различия между группами с нормальным и избыточным весом. При этом у женщин разница средних значений основного обмена между группами с нормальными и избыточными показателями ИМТ, а также между группами с избыточным ИМТ и ожирением составили соответственно 4,3 и 2,4%, а у мужчин — 6,5 и 5,5%. Показатель фазового угла во всех группах соответствовал норме, он был объективно выше у мужчин, чем у женщин, однако между сравниваемыми группами с нормальным и избыточным весом по ИМТ достоверных различий не определено.

С учётом полученных результатов по классификации по процентному содержанию жировой массы был проведён корреляционный анализ основных расчётных антропометрических и биоимпедансометрических показателей (табл. 2).

 

Таблица 2. Корреляция между антропометрическими данными и данными биоимпедансного анализа у клиентов фитнесс-центра

Показатели	Жировая масса, кг			Активно-клеточная масса, кг			Скелетно-мышечная масса, кг
	r	Теснота связи*	р	r	Теснота связи*	р	r	Теснота связи*	р
ИМТ, кг/м2	0,87	Высокая	0,000	0,66	Заметная	0,001	0,56	Заметная	0,01
ОТ, см	0,82	Высокая	0,000	0,72	Высокая	0,000	0,60	Заметная	0,001
ОБ, см	0,88	Высокая	0,000	0,49	Умеренная	0,000	0,44	Умеренная	0,001
ОТ/ОБ	0,57	Заметная	0,01	0,74	Высокая	0,000	0,60	Заметная	0,001

Примечание: *шкала Чеддока; ИМТ — индекс массы тела; ОТ — окружность талии; ОБ — окружность бёдер.

 

Выявлена прямая сильная и средняя положительная зависимость между основными антропометрическими и биоимпедансометрическими показателями: сильная зависимость отмечена между содержанием жировой ткани в организме, с одной стороны, и показателями ИМТ, ОТ и ОБ — с другой, а также между содержанием мышечной массы и ОТ.

Обсуждение

Сравнительная оценка результатов антропо­метрических показателей и измерений компонентного состава тела методом БИА у клиентов фитнес-центра выявила статистически значимые различия, главным образом в группе женщин. Массо-ростовой показатель ИМТ достаточно субъективен. С возрастом ­меняется состав тела: происходит замещение мышечной ткани жировой (преимущественно, висцеральной). Зарубежные исследования наглядно демонстрируют, что потеря массы тела у взрослых, особенно в пожилом возрасте, тесно связана с потерей именно мышечной массы, но не жировой [10, 16].

Эти физиологические процессы отражаются на изменении ИМТ. В группе женщин соотношение жировой и мышечной тканей даже при нормальном весе почти одинаково, при избытке жир преобладает. За счёт его более низкого веса у женщин, активно занимающихся спортом, ИМТ остаётся нормальным, в это же время идёт формирование висцерального ожирения, которое не всегда можно диагностировать по антропометрическим показателям. Благодаря БИА у части женщин с нормальным ИМТ был обнаружен избыток веса, при наличии избытка веса по ИМТ — ожирение.

В группе мужчин зарегистрированы обратные тенденции. По причине большего удельного веса мышечной ткани часть клиентов, чей ИМТ указывал на «избыточную массу тела» или «ожирение», не имели излишков жировых отложений: увеличение расчётного показателя ИМТ происходило за счёт хорошо развитой мышечной ткани. Результаты измерений компонентного состава тела методом БИА показали, что у мужчин мышечная масса достоверно преобладает над жировой как при нормальном весе, так и при его избытке. По этой причине определённые случаи из избыточного веса по показателю ИМТ соответствовали норме согласно БИА, а часть нормы по ИМТ — дефициту согласно БИА. Аналогичные особенности показателей БИА с учётом половой принадлежности были отмечены и среди молодёжи [17].

Результаты настоящего исследования показали, что индекс центрального ожирения (ОТ/ОБ) не следует использовать обособленно, у клиентов фитнес-центра с нормальной массой тела и избытком индекс ОТ/ОБ находился в пределах нормальных значений, в то время как было развитие ожирения. Это особенно актуально для людей, имеющих ИМТ 25–29,9 кг/м², — отсутствие возможности провести БИА может привести к гиподиагностике пограничных состояний [18].

Такие показатели биоимпедансного анализа, как фазовый угол и основной обмен, также косвенно отражают уровни тренированности и работоспособности. В нашем исследовании не было получено значимых различий показателя фазового угла ни в группе женщин, ни у мужчин, при норме и избытке веса, он отражал нормальный уровень метаболизма и работоспособности у людей, имеющих хорошую физическую активность. Высокие цифры фазового угла отражают тренированность скелетно-­мышечной ткани [15].

Существует ряд исследований, где оценку фазового угла используют для прогнозирования динамики состояния организма после оперативного лечения ожирения [19]. Основной обмен отражает количество энергии, расходуемой в организме за сутки на поддержание его основных жизненно необходимых функций. Данные БИА имеют хорошую сопоставимость с результатами непрямой калориметрии [20]. Проведённое нами исследование показало значимое увеличение показателей основного обмена с ростом ИМТ, что положительно влияет на возможность контроля веса с возрастом.

Полученные результаты исследования позволяют говорить о том, что для оценки индивидуального риска развития ожирения недостаточно использовать только антропометрические показатели. Большими возможностями обладает метод БИА. Не случайно его широко используют у спортсменов, детей и подростков [4, 6, 21]. При оценке индивидуального риска иметь ожирение прогностически более значима диагностика «избыточной массы тела», поскольку это лабильное состояние организма, при котором снижение веса может быть достигнуто лишь коррекцией режимов физической активности и питания. Однако для популяционных исследований более доступными и малозатратными остаются антропометрические методы [5].

Выводы

1. Комплексная оценка компонентного состава тела методом биоимпедансометрии у клиентов, регулярно посещающих тренажёрные залы, позволила провести анализ информативности антропометрических показателей, применяющихся в клинических и эпидемиологических исследованиях для диагностики избыточной массы тела/ожирения.
2. Результаты биоимпедансометрии у мужчин установили преобладание мышечной массы над жировой как при нормальном весе, так и при избыточном, что сократило в 2 раза частоту гипердиагностики случаев избытка массы.
3. Анализ компонентного состава тела у части женщин с нормальными весо-ростовыми показателями выявил избыток жира, что послужило основанием для увеличения частоты ожирения и избыточного веса в структуре обследованных.

 

Участие авторов. Н.В.Д. — проведение исследования, сбор, описание и анализ результатов, написание текста; Н.В.Г. — анализ результатов, написание текста; И.Э.Е. — разработка дизайна исследования, руководство работой; Н.П.М. и В.И.П. — описание и анализ результатов.
Источник финансирования. Исследование не имело спонсорской поддержки.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов по представленной статье.

About the authors

Natalya V. Dzen

Voronezh State Medical University named after N.N. Burdenko

Author for correspondence.
Email: tasha2654@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1413-5980

PhD Stud., Depart. of Epidemiology

Russian Federation, Voronezh, Russia

Natalia V. Gabbasova

Voronezh State Medical University named after N.N. Burdenko

Email: natalia_gabb@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5042-3739

M.D., D. Sci. (Med.), Prof., Depart. of Epidemiology

Russian Federation, Voronezh, Russia

Igor E. Esaulenko

Voronezh State Medical University named after N.N. Burdenko

Email: mail@vrngmu.ru
ORCID iD: 0000-0002-2424-2974

M.D., D. Sci. (Med.), Prof., Rector

Russian Federation, Voronezh, Russia

Nikolay P. Mamchik

Voronezh State Medical University named after N.N. Burdenko

Email: mamchik1949@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-6952-0018

M.D., D. Sci. (Med.), Prof., Head of Depart., Depart. of Epidemiology

Russian Federation, Voronezh, Russia

Valery I. Popov

Voronezh State Medical University named after N.N. Burdenko

Email: 9038504004@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5386-9082

M.D., D. Sci. (Med.), Prof., Head of Depart., Depart. of General Hygiene

Russian Federation, Voronezh, Russia

References

Supplementary files