биоимпедансная оценка состава тела у детей 10-16

БИОИМПЕДАНСНАЯ ОЦЕНКА СОСТАВА ТЕЛА У ДЕТЕЙ 10-16 ЛЕТ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АНАЛИЗАТОРА ABC-01 “МЕДАСС”1
Мартиросов Э.Г.1, Николаев Д.В.2, Николаева Н.Д.2, Пушкин С.В.2, Романова Т.Ф.1,
Руднев С.Г.3, Семенов М.М.1, Смирнов А.В.2, Третьяк А.В.4, Бердникова М.С.4,
Хомякова И.А.4
1
ГОУ ДОСН МГФСО Москомспорта, 2НТЦ “Медасс”, 3ИВМ РАН,
4
НИИ и музей антропологии МГУ им. М.В.Ломоносова
Краткое содержание
Проведено комплексное обследование учащихся школ г. Москвы, включающее
антропометрические измерения и биоимпедансный анализ состава тела. Работа
проводилась в 2005 году на базе МГФСО Москомспорта (n=662) и НИИ антропологии
МГУ (n=284). Общий размер популяции составил 946 человек. По формуле Хауткупера
оценивали величину безжировой массы тела, на основе которой вычисляли абсолютное и
относительное содержание жировой массы. Одновременно были построены импедансные
оценки клеточной массы тела. Получены данные, характеризующие нормальный диапазон
и изменчивость величин активного и реактивного сопротивлений, фазового угла, а также
показателей состава тела детей в зависимости от возраста.
Введение
В связи с необходимостью мониторинга показателей физического развития
растущего организма особую актуальность представляет контроль динамики состава тела
у детей. Среди наиболее распространённых оперативных полевых методов исследования
состава тела выделяют антропометрический метод и биоимпедансный анализ (Лутовинова
и др., 1970; Иванов и др., 2000). Большое количество работ по изучению состава тела у
детей методом биоимпедансного анализа было выполнено на популяциях американских и
западно-европейских детей (Deurenberg et al., 1991; Houtkooper et al., 1992; Bray et al.,
2001; Horlick et al., 2002; Goss et al., 2003). Масштабные исследования подобного рода на
популяциях российских детей не проводились. В связи с этим была поставлена задача –
построить оценки диапазонов нормальных значений состава тела у московских детей 1016 лет методом биоимпедансного анализа и апробировать для этих целей формулу
Хауткупера,
сравнив
полученные
данные
с
результатами
исследований.
1
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант №05-06-80390-а).
232
антропометрических
Материалы и методы
Общая характеристика популяции. В течение весенне-зимнего периода 2005 года
были обследованы 504 мальчика и 442 девочки в возрасте от 10 до 16 лет (всего 946
человек). Основной контингент обследованных – учащиеся школ г. Москвы, небольшую
часть которых составили воспитанники детско-юношеских спортивных учреждений,
имеющие невысокие спортивные разряды. Во время обследования все дети были здоровы.
Антропометрические
измерения
проводились
по
стандартной
методике,
разработанной в НИИ антропологии МГУ (Бунак, 1941; Лутовинова и др., 1970;
Мартиросов, 1982). Массу тела измеряли на медицинских весах с точностью до 50 г.
Длину тела определяли с использованием штангового антропометра с точностью до 0,5
см. Индекс массы тела (ИМТ) вычисляли как отношение массы тела, выраженной в
килограммах, к квадрату длины тела, выраженной в метрах.
Биоимпедансный
анализ.
Параметры
импеданса
всего
тела
измеряли
с
использованием биоимпедансного анализатора АВС-01 Медасс (НТЦ “Медасс”, Москва)
по стандартной тетраполярной методике с частотой тока 50 кГц. Измерительные
электроды накладывали на уровне сочленения костей предплечья и запястья, а на нижней
конечности – на уровне сочленения костей стопы и голени. Измерительные и токовые
электроды находились на тыльной стороне стопы и голени на расстоянии 3 см друг от
друга. Обследование проводили в положении измеряемых лёжа на спине на непроводящей
поверхности, руки и ноги раздвинуты в стороны под углом 300.
Состав тела. Безжировую массу тела (БМТ) оценивали с использованием
формулы Хауткупера (Houtkooper et al., 1992), рекомендованной в современных
руководствах по изучению состава тела (Heyward, Wagner, 2004; Heymsfield et al., 2005):
БМТ = 0.61  (ДТ2/R) + 0.25  МТ + 1.31, где ДТ – длина тела (м), R – величина активного
сопротивления (Ом), а МТ – масса тела (кг). Жировую массу тела вычисляли на основе
полученных оценок БМТ как разность между МТ и БМТ: ЖМТ=МТ–БМТ, а процентное
содержание жира в массе тела – по формуле %ЖМТ = (ЖМТ/МТ)  100%.
Результаты
Из табл. 1 следует, что у детей 10-16 лет происходит устойчивое увеличение с возрастом
средних показателей длины, массы и индекса массы тела, при этом величина активного
сопротивления снижается. Средние значения реактивного сопротивления у девочек с 10
до 13 лет снижаются, а затем наблюдается незначительное увеличение и стабилизация
этого показателя; величина фазового угла на всём возрастном интервале меняется мало с
незначительной тенденцией к снижению до возраста 12 лет и последующему увеличению
233
показателя. У мальчиков средние значения реактивного сопротивления и фазового угла
меняются нерегулярно и варьируют в более широких пределах.
Наряду с увеличением массы тела, происходит увеличение средних абсолютных
значений безжировой, жировой и активной клеточной массы (табл. 2, см. также рис. 1а). У
мальчиков наблюдается тенденция к снижению процентного содержания жира в
организме (%ЖМТ). Напротив, у девочек 11-15 лет этот показатель растёт (табл. 2 и рис.
1б).
Табл. 1. Основные антропометрические и электрометрические показатели обследованной
популяции в зависимости от возраста (среднее значение  стандартное отклонение).
Возраст,
лет
n
Длина тела,
см
Масса тела,
кг
10
52
143.0  6.3
37.9  9.3
11
66
147.9  6.8
12
70
13
Индекс
массы тела,
кг/м2
Мальчики
Активное
сопротивление, Ом
Реакт.
сопротивление, Ом
Фазовый
угол
18.4  3.4
651  59
84  7
7.1  0.6
42.0  9.7
19.1  3.4
625  66
69  8
6.3  0.5
155.2  7.8
47.9  10.5
19.8  4.1
583  71
64  8
6.3  0.7
81
163.4  9.3
53.9  13.3
20.0  3.6
557  80
71  8
7.0  0.8
14
85
169.1  9.2
59.4  11.8
20.6  2.8
533  71
69  8
7.1  0.8
15
76
173.1  8.3
63.0  13.3
20.9  3.1
515  60
78  8
7.9  0.8
16
74
176.6  7.1
67.0  11.4
21.4  3.1
503  56
61  7
7.0  0.8
Девочки
10
41
141.2  7.0
33.9  7.1
17.0  3.4
725  89.3
78  9
6.2  0.5
11
41
148.4  9.0
39.1  10.0
17.5  3.0
670  73.3
72  10
6.1  0.5
12
64
155.2  8.6
45.4  9.8
18.7  3.0
642  69.9
68  8
6.0  0.6
13
82
158.1  8.9
49.1  8.1
19.8  4.0
629  67.3
67  7
6.1  0.6
14
75
161.3  5.9
52.1  10.7
20.0  3.4
638  67.6
70  7
6.3  0.5
15
85
163.2  5.6
56.9  9.8
21.3  3.3
621  62.5
70  7
6.4  0.6
16
54
164.2  5.6
57.2  8.0
21.2  2.7
608  65.0
70  8
6.6  0.6
Табл. 2. Характеристика состава тела у детей в зависимости от возраста по данным
биоимпедансного анализа (среднее значение  стандартное отклонение).
Возраст,
лет
n
Безжировая
масса тела,
кг
Безжировая масса
тела, кг (van der Sluis
et al., 2005)
234
Жировая
масса
тела, кг
Процент
жировой
массы
Активная
клеточная
масса, кг
Мальчики
10
52
30.2  4.9
31.1  4.1
7.7  5.2
18.8  7.9%
18.0  4.4
11
66
33.5  5.3
33.8  4.3
8.5  5.4
19.0  7.0%
20.1  3.2
12
70
39.1  6.7
36.6  4.6
8.9  6.2
17.5  8.2%
23.4  3.6
13
81
44.9  9.2
40.7  4.9
9.0  6.3
16.0  6.6%
27.6  5.8
14
85
49.8  9.2
49.5  5.2
9.6  5.2
15.8  6.2%
30.1  5.8
15
76
53.2  8.8
55.5  5.5
9.6  6.0
14.6  5.7%
32.9  6.3
16
74
56.4  7.8
58.0  5.8
10.5  5.5
15.2  5.7%
33.9  5.2
Девочки
10
41
26.9  4.4
29.3  3.4
7.0  4.0
19.7  8.0%
15.5  2.7
11
41
31.6  6.6
32.8  3.6
7.5  4.6
18.0  7.8%
18.0  3.2
12
64
35.9  6.3
36.1  3.8
9.4  4.5
19.9  5.6%
20.0  3.2
13
82
38.1  5.2
38.7  4.0
11.0  4.3
21.8  5.9%
21.1  3.3
14
75
39.5  5.9
40.5  4.1
12.6  5.6
23.3  5.7%
22.0  3.5
15
85
42.0  5.5
41.7  4.3
14.9  5.4
25.6  5.1%
23.5  3.2
16
54
42.9  4.7
42.6  4.5
14.2  4.4
24.5  4.7%
24.2  2.7
Результаты оценки безжировой массы тела и процентного содержания жировой
массы для популяции московских детей хорошо согласуются с данными для голландских
детей белой расы (van der Sluis et al., 2005), полученными с использованием
двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии – одного из эталонных методов
оценки состава тела. Это является косвенным свидетельством надёжности оценок состава
тела у детей, полученных с использованием биоимпедансного анализа. Вместе с тем, из
табл. 2 можно видеть, что величина стандартного отклонения БМТ для популяции
московских детей оказалась выше, чем для популяции голландских детей. Это может
свидетельствовать о большей неоднородности нашей популяции. Как у мальчиков, так и у
девочек величина жировой массы внутри каждого возрастного диапазона была
распределена по логнормальному закону.
235
Рис. 1а.
Графики зависимости средних значений безжировой (БМТ) и жировой массы тела (ЖМТ)
от возраста, в килограммах. Сплошной линией показаны данные для мальчиков,
пунктирной – для девочек.
Рис. 1б. Графики зависимости средних значений %ЖМТ от возраста у мальчиков
(сплошная линия) и девочек (пунктирная линия).
236
В табл. 3 приведены коэффициенты корреляции между длиной и индексом массы
тела, с одной стороны, и компонентами состава тела, с другой. Из приведённой таблицы
видно, что как у мальчиков, так и у девочек длина тела лучше всего коррелирует с
безжировой и активной клеточной массой, а индекс массы тела – с жировой массой.
На рис. 2 показаны границы нормальных значений состава тела в зависимости от
возраста и длины тела. Данные представлены в виде трапеций, соответствующих
определённому возрасту от 10 до 16 лет и расположенных слева направо в порядке
увеличения возраста. Левая и правая стороны трапеций соответствуют 10- и 90процентному перцентилям длины тела для данного возраста, а верхняя и нижняя стороны
– изменению показателей состава тела в пределах одного стандартного отклонения. Для
сравнения
237
Рис. 2. Границы нормальных значений безжировой, активной клеточной и жировой массы
в зависимости от возраста и длины тела (см. описание в тексте).
на некоторых диаграммах приведены данные для популяции взрослых людей (самые
правые трапеции за исключением диаграммы для активной клеточной массы, где
соответствующая трапеция вторая справа).
238
Табл. 3. Корреляции между антропометрическими индексами и показателями
состава тела у детей 10-16 лет.
мальчики
ЖМТ, кг
Длина
тела
ИМТ
девочки
%ЖМТ БМТ, кг АКМ, кг ЖМТ, кг %ЖМТ БМТ, кг АКМ, кг
0,28
-0,25
0,92
0,85
0,58
0,34
0,84
0,75
0,71
0,35
0,66
0,61
0,87
0,70
0,77
0,76
На рис. 3 представлена графически классификация значений %ЖМТ у мальчиков и
девочек, используемая в программе биоимпедансного анализатора АВС-01 “Медасс”.
Данная классификация была построена на основе средних значений показателей %ЖМТ в
обследованной популяции из условия гладкого перехода границ рассматриваемых
областей в соответствующие границы для популяции взрослых людей (Higer, Higer, 2000).
239
Рис. 3. Классификация значений %ЖМТ у мальчиков и девочек, используемая в
программе биоимпедансного анализатора АВС-01 “Медасс”. 1 – пониженные значения, 2
– фитнес-стандарт, 3 – нормальные значения, 4 – повышенные значения, 5 – ожирение.
Выводы
По данным биоимпедансного анализа получены оценки состава тела у московских детей
10-16 лет (n=946). Дана характеристика нормального диапазона и изменчивости состава
тела в зависимости от возраста.
Список литературы
1. Бунак В.В. Антропометрия. М.: Учпедгиз, 1941.
2. Иванов Г.Г., Балуев Э.П., Петухов А.Б., Николаев Д.В. и др. Биоимпедансный
метод определения состава тела // Вестник РУДН, сер. Медицина. 2000. №.3. С.6673.
3. Лутовинова Н.Ю., Уткина М.И., Чтецов В.П. Методические проблемы изучения
вариаций подкожного жира // Вопр. антропол. 1970. Вып.36. С.32-54.
4. Мартиросов Э.Г. Методы исследования в спортивной антропологии. М.: ФиС,
1982. 200 с.
5. Мартиросов Э.Г., Николаев Д.В., Руднев С.Г. Технологии и методы определения
состава тела человека. М.: Наука, 2006 (в печати).
6. Bray G.A., DeLany J.P., Harsha D.W., Volaufova J., Champagne C.C. Evaluation of
body fat in fatter and leaner 10-y-old African American and white children: the Baton
Rouge Children’s Study // Am. J. Clin. Nutr. 2001. V.73. P.687-702.
7. Deurenberg P., van der Kooy K., Leenan R., Weststrate J.A., Seidell J.C. Sex and agespecific population prediction formulas for estimating body composition from
bioelectrical impedance: a cross-validation study // Int. J. Obes. Related Metab. Disord.
1991. V.15. P.17-25.
8. Goss F., Robertson R., Williams A., Sward K., Abt K., Ladewig M., Timmer J., Dixon C.
A comparison of skinfolds and leg-to-leg bioelectrical impedance for the assessment of
body
composition
in
children
//
Dynamic
Medicine.
2003.
V.2,
№5.
http://www.dynamic-med.com/content/2/I/5.
9. Heymsfield S.B., Lohman T.G., Wang Z., Going S.B. Human body composition.
Champaign, IL: Human Kinetics, 2005. 530p.
10. Heyward V.H., Wagner D.R. Applied body composition assessment. Champaign, IL:
Human Kinetics, 2004. 280p.
11. Higer W.K., Higer S. Body composition assessment. Indiana University Press, 2000.
240
12. Houtkooper L.B., Going S.B., Lohman T.G., Roche A.F., Van Loan M. Bioelectrical
impedance estimation of fat-free body mass in children and youth: a cross-validation
study // J. Appl. Physiol. 1992. V.72. P.366-373.
13. Horlick M., Arpadi S.M., Bethel J., Wang J., Moye J., Cuff P., Pierson R.N., Kotler D.
Bioelectrical impedance analysis models for prediction of total body water and fat-free
mass in healthy and HIV-infected children and adolescents // Am. J. Clin. Nutr. 2002.
V.76. P.991-999.
14. Van der Sluis I.M., Ridder M.A.J., Boot A.M., Krenning E.P., de Muinck KeizerSchrama S.M.P.F., Mughal Z. Reference data for bone density and body composition
measured with dual-energy x ray absorptiometry in white children and young adults //
Arch. Dis. Child. 2002. V.87. P.341-347.
241