Порівняння методів складання тіла у дітей із надмірною вагою та ожирінням

Анотація

В останні роки технологічний прогрес дозволив розробити багатокамерні моделі для вимірювання складу тіла. У рамках моделі з чотирма відділеннями (4С) нежирна маса (МЖ) розділена на складові частини, а саме на воду, мінеральні речовини та білок. Модель 4C включає незалежне вимірювання вмісту мінеральних речовин у кістках (BMC), загальної кількості води в організмі (TBW) та щільності тіла (Db) для формулювання вимірювання жиру в організмі. Аналіз 4С сьогодні вважається «золотим стандартом» для аналізу складу тіла. Однак це не практично для клінічних вимірювань у більшості установ, оскільки процес є дорогим і трудомістким.

Традиційно моделі з двома відділеннями (2С), такі як денситометрія та гідрометрія, зазвичай застосовуються як еталонні методи оцінки складу тіла у дітей. Однак основною слабкістю у застосуванні методів моделей 2С є невід'ємні припущення щодо FFM, а саме стабільні пропорції основних компонентів (води, мінеральних речовин та білка) та передбачається постійна щільність.

Зовсім недавно була введена двоенергетична рентгенівська абсорбціометрія (DXA), яка швидко використовується як критерійний метод оцінки складу тіла (4, 14). На сьогоднішній день лише кілька досліджень у дітей оцінювали точність аналізу моделі 2C та вимірювань DXA, використовуючи критерій моделі 4C (15, 42, 43, 49, 50). Жодне з цих досліджень не було зосереджено конкретно на предметах із зайвою вагою та ожирінням. Брей та ін. (4), однак, аналізували вимірювання моделі 4С у більш худих [індекс маси тіла (ІМТ) 16,42 ± 0,16 кг/м 2] та вгодованих (ІМТ 22,15 ± 0,45 кг/м 2) дітей окремо проти методу DXA.

Метою цього дослідження було визначити точність оцінки відсотка жиру в організмі (% жиру) на основі простих і широко використовуваних моделей 2С проти% жиру, отриманих за критерієм моделі 4С у дітей із надмірною вагою та ожирінням. По-друге, було розглянуто домовленість між% жиру, отриманого моделлю 4С, та DXA.

Предмети. У дослідженні взяли участь тридцять дітей (18 чоловіків та 12 жінок). Критерії включення базувались на випробуваних, класифікованих як надмірна вага або ожиріння відповідно до міжнародних граничних значень ІМТ (9). Випробовуваних набирали з місцевої громади за допомогою реклами в газетах та хірургічних кабінетів загальної практики. Основні характеристики зразка наведені в таблиці 1. Діапазони віку, зросту та ваги становили 11,1-17,2 року, 1,40-1,79 м та 46,0-111,8 кг відповідно. Всі вимірювання проводили в один день протягом 6-годинного періоду з випробовуваними на голодуванні. Протокол дослідження був затверджений Комітетом з питань етики дослідницької лікарні Лідса, і перед тестуванням було отримано як письмову, інформовану згоду учасника, так і письмову, інформовану згоду батьків/опікунів.

Таблиця 1. Характеристика предмета

Значення є середніми ± SD. ІМТ, індекс маси тіла; FFM, нежирна маса; FM, жирова маса; BMC, вміст мінеральних речовин у кістках; TBW, загальна кількість води в організмі; TBM, загальний мінерал для тіла; Dffm, щільність FFM; 4C, модель з 4 відділеннями.

Зріст і вага. Масу тіла вимірювали з точністю до 0,01 кг за допомогою відкаліброваних електронних ваг з учасниками, одягненими в купальники. Зростання вимірювали з точністю до 0,1 см за допомогою підлогового стадіометра Seca (модель 220), а випробовувані стояли прямо без взуття. ІМТ розраховували як вагу/зріст 2, де вага виражалася в кілограмах, а ріст у метрах (39).

DXA. Вимірювання DXA всього тіла проводили за допомогою денситометра з вентиляторним променем Prodigy (GE/Lunar, Madison, WI) (31, 33). У Prodigy використовується вузький пучок вентилятора (4,5 °), орієнтований паралельно поздовжній осі кузова. Двоенергетичне рентгенівське джерело з піковою енергією рентгенівського випромінювання 80 кВп та струмом 3 мА з K-крайовим фільтром (церій 200 мг/см 2) дає ефективні енергії 38 та 70 кеВ. Детектор складається з масиву чутливих до енергії детекторів телуриду кадмію цинку довжиною 5 см (16 елементів, кожен шириною 3 мм), що дозволяє швидко рахувати фотони. Зазвичай зображення має довжину 24 мм із поздовжніми кроками 17 мм. Розмір пікселя для загального стандартного режиму сканування становить 4,8 × 13,0 мм. Алгоритми виробника забезпечують тривідділковий аналіз всього тіла, що складається з нежирної маси тканини (LTM), маси жиру (FM) та золи BMC (BMCash). % жиру розраховується як

Режими сканування, стандартні або товсті, були обрані програмним забезпеченням (версія 5.0) на основі оцінки товщини пацієнта. У цих режимах денситометр виконує загальне сканування тіла за 5-10 хв, залежно від режиму сканування, тим самим зменшуючи проблему руху під час сканування. Фактична BMC була розрахована як BMCash, помножена на 1,0436 (5). Загальний мінерал тіла (TBM) розраховували як BMCash, помножене на 1,2741 (5).

З етичних міркувань у цьому дослідженні дітей не проводили повторних вимірювань. У нашій лабораторії для стандартного режиму сканування коефіцієнт варіації для вимірювання% жиру у 10 дорослих суб'єктів, виміряний двічі, з репозицією, в той же день становить 2,7% (дані не наведені).

Повітряно-витісняюча плетизмографія. Об’єм тіла (Vb), а отже, і Db, вимірювали за допомогою плетизмографа Bod Pod для переміщення повітря у всьому тілі (Life Measurement Instruments, Concord, CA), версія програмного забезпечення 1.69, відповідно до інструкцій виробника з експлуатації. Детальне пояснення процедур вимірювання було описано раніше (12). Коротко, перед будь-якими вимірами було проведено калібрування системи з використанням балона відомого об'єму (50,146 літра) та ручне калібрування ваг з використанням двох 10-кілограмових ваг. Після калібрування випробовуваних зважували, а потім потрапляли в камеру Bod Pod, одягаючи лише щільно прилягаючий купальник та шапочку для плавання. Для розрахунку необробленого Vb було проведено два 50-х вимірювання. Якщо ці вимірювання були в межах 150 мл, їх приймали, а середній об’єм використовували для подальших розрахунків. Однак, якщо вони відрізнялися на> 150 мл, проводили третю пробу. Якщо два з трьох вимірювань потрапляли в межах 150 мл, для розрахунків використовували їх середнє значення, якщо ні, то весь процес, включаючи калібрування, повторювався.

Фактичний Vb обчислювали за допомогою комп'ютерного програмного забезпечення та коригували для артефакту площі поверхні (термін, що використовується для корекції впливу ізотермічного повітря поблизу поверхні тіла суб'єкта) та обсягу грудного газу (Vtg) (12). Vtg розраховували за допомогою програмного забезпечення, що постачається, з використанням рівнянь функціональної залишкової ємності Crapo та співавт. (11) та припустимі константи дихального об’єму, 1,2 літра для чоловіків та 0,7 літра для жінок (13).

Щоб отримати оцінку% жиру, Vb спочатку перетворили на Db (маса тіла/Vb). Потім% жиру обчислювали, використовуючи загальне рівняння Siri (47) (ADPSiri), та вікові та статеві рівняння Lohman (27) (ADPLoh). Усі рівняння мають вигляд

У нашій лабораторії коефіцієнт варіації між випробуваннями для вимірювання% жиру у 44 підлітків із надмірною вагою та ожирінням (ІМТ, 30,52 ± 5,61 кг/м 2), виміряний двічі в той же день, становить 4,0% (дані не наведені).

TBW. TBW визначали шляхом розведення 2 H2O з використанням зразків слини. Зібрали вихідний зразок слини, а потім перорально ввели дозу 0,35 моль 2 H2O у 100 мл води. Точна кількість введеної дози визначалася зважуванням флакона-дозатора до та після введення. Потім подальші зразки слини збирали через 4, 5 та 6 год після введення. Збагачення 2 H у зразках слини вимірювали за допомогою мас-спектрометрії із співвідношенням ізотопів після урівноваження газом H2, як описано в іншому місці (22). Точність вимірювання співвідношення ізотопів для зразків переддози становила 0,3 частини/мільйон (ppm) SD при середньому значенні 151,6 ppm. Відповідні значення для зразків після дози становили 0,32 ppm SD при 322,1 ppm.

TBW визначали методом плато, який передбачає рівновагу введеної дози 2 H2O у всьому просторі TBW протягом 4-6-годинного періоду після введення. Простір розведення 2 H2O розраховували за допомогою раніше опублікованих рівнянь (38) та зменшували на 4%, щоб врахувати обмін дейтерію з неводним воднем (10, 46). Потім було оцінено FFM, припускаючи, що вода становить 73% FFM (35) (TBW73) та використовуючи віковий та статевий вміст води, наданий Ломаном (TBWLoh) (27)

Модель 4С. Вимірювання маси тіла, Db, TBM і TBW поєднували, щоб отримати критерій 4С, модель оцінки% жиру (27)

Фракції гідратації, мінеральних речовин у кістці та TBM FFM розраховували як TBW/FFM, BMC/FFM та TBM/FFM, відповідно, де FFM отримували з моделі 4C.

Крім того, коефіцієнт коефіцієнта корисної дії розраховувався як

Статистичний аналіз. Взаємозв'язок між DXA, ADPSiri, ADPLoh, TBW73, TBWLoh та аналізом 4C аналізу% жиру вивчали за допомогою парної проби т-тести, коефіцієнт кореляції (р) та найменших квадратів лінійної регресії. Точність прогнозування жирності в організмі за допомогою регресійного аналізу оцінювали за допомогою коефіцієнта детермінації (р 2) та стандартна похибка оцінки (SEE). Згода між оцінками складу тіла вивчалася двома методами: 1) загальна похибка (TE), як описано Ломаном (26), де Ŷ -% жиру метод 1, Y - це% жиру метод 2, і N - кількість предметів; і 2) розрахунок 95% обмежень угоди, як описано Блендом та Альтманом (2). Потенційне зміщення між оцінками% жиру за кожним методом та аналізом 4С вивчали за допомогою залишкових графіків та поетапного регресійного аналізу. Цей аналіз виявляє, чи різниця між оцінками% жиру була пов'язана із мінливістю TBW та BMC FFM. Відмінності середніх значень для виміряних та передбачуваних TBW/FFM, TBM/FFM та Dffm досліджували на парній вибірці т-тести. Для всіх аналізів альфа-рівень, прийнятий для статистичної значущості, був P

Таблиця 2. Короткий зміст зв'язку між оцінками% жиру за методом DXA, ADP, TBW та 4C

DXA, двоенергетична рентгенівська абсорбціометрія; ADPSiri, повітряно-витіснювальна плетизмографія за Сірі з рівнянням (47); ADPLoh, повітряно-зміщувальна плетизмографія за Ломаном з рівнянням (27); TBW73, загальна кількість води в організмі (TBW) припускаючи, що вода становить 73% від загальної маси тіла. * P

Таблиця 3. Середня різниця (метод мінус 4С модель) ± 95% обмежень узгодженості між кожним методом та оцінкою% жиру в моделі 4С

Рис. 1.Графіки Бленда та Альтмана, що порівнюють відсоток жиру в організмі (% жиру), визначений моделлю з 4 відділеннями (4C), та рентгенівську абсорбціометрію з подвійною енергією (DXA; A), Siri (47) повітряно-витіснювальна плетизмографія (ADPSiri; B), Ломан (27) повітряно-витіснювальна плетизмографія (ADPLoh; C.), загальне вимірювання води в тілі, припускаючи, що вода становить 73% від загальної маси тіла (TBW73; D), а Ломан (27) загальна кількість води в організмі (TBWLoh; Е) у всіх пацієнтів із надмірною вагою/ожирінням. ▪, чоловічі предмети; □, жіночі предмети.

Залишкове порівняння ділянок враховувало, чи різниця між методами та критерієм 4C% оцінки жиру пов’язана з гідратацією та мінеральними фракціями кісток FFM. У всіх випадках взаємозв'язок з фракцією гідратації був більшим, ніж з фракцією мінеральної речовини кістки. Отже, поступовий множинний регресійний аналіз використовувався для оцінки додаткової дисперсії, що пояснюється мінеральною фракцією кістки, крім тієї, що пояснюється фракцією гідратації (Таблиця 4).

Таблиця 4. Поетапний багаторазовий регресійний аналіз впливу гідратації та мінеральних фракцій кісткової тканини FFM на окремий метод оцінки% жиру мінус критерій 4C% жиру

* P 3 на основі води, білків, кістково-мінеральних та некісткових мінеральних фракцій FFM 73,8, 19,4, 5,6 та 1,2% відповідно (5, 47). Однак у дітей варіація гідратації (3) та мінеральних фракцій (30) FFM є високою, що призводить до нестабільного Dffm протягом усього росту. Рівняння Ломана (27), засновані на віці та статі, дозволяють вносити зміни до складових FFM і, отже, могли дати точніші оцінки% жиру.

Крім того, рівняння Ломана (27) також призвели до зниження ТЕ як у чоловіків, так і у жінок (табл. 2). TE представляє середню похибку вибірки між методами і була запропонована як найкращий одиничний показник для оцінки відмінностей між новим та критеріальним показником (7). Відповідно до наших висновків, Ремміч та ін. (43) показав ТЕ 5,9% між Siri (47) та 4C% жиру зменшився до 3,4%, коли застосовували рівняння Ломана (28). Однак важливо зазначити, що TE не враховує постійне зміщення вимірювань. Відповідно, стандартна помилка та 95% межі згоди були подібними для ADPSiri та ADPLoh, порівняно з моделлю 4C, коливаючись від 1,61 до 1,86% та ± 3,1 до ± 4,2, відповідно. Ремміч та ін. також повідомляв про подібні межі узгодження для рівнянь Сірі та Ломана, коливаючись від ± 5,77 до ± 6,77, порівняно з моделлю 4C-HW.

Для подальшої оцінки оцінок 2% АДФ% жиру було розглянуто взаємозв'язок між різницею АДФ та 4С% жиру та гідратацією та мінеральними фракціями кісткової тканини. Як у чоловіків, так і у жінок взаємозв'язок з TBW/FFM був позитивним та статистично значущим (р ≥ 0,68, P

Таблиця 5. Середні частки складових та щільність FFM у порівнянні зі значеннями, прийнятими за рівняннями Сірі та Ломана