06.doc

P R A C A O R Y G I N A L N A

ISSN 1734-3321

Qm

VIA MEDICA

Małgorzata Socha1, Katarzyna Karmińska2, Agnieszka Chwałczyńska1

'Katedra Podstaw Fizjoterapii Akademii Wychowania Fizycznego we Wrocławiu

2Seminarium Magisterskie, Katedra Podstaw Fizjoterapii Akademii Wychowania Fizycznego we Wrocławiu

Porównanie zawartości tkanki tłuszczowej u młodych nieotyłych kobiet i mężczyzn oznaczonej metodą bioimpedancji (wersja bi- i tetrapolarna) i metodą fotooptyczną

Comparison of fat content in young non-obese women and men determined by bioelectrical impedance (bi- and tetrapolar version) and near-infrared interactance

www.endokrynologia.viamedica.pl

1B

STRESZCZENIE

WSTĘP. Może być wiele przyczyn obserwowanych różnic między- populacyjnych w poziomie otłuszczenia. Należą do nich między innymi styl życia, poziom aktywności fizycznej, pochodzenie et­niczne, wiek, płeć, ale również rodzaj aparatury badającej skład ciała. Celem pracy było porównanie procentowej zawartości tkan­ki tłuszczowej u młodych, nieotyłych kobiet i mężczyzn, której udział w składzie ciała został oszacowany metodami: bioimpedancji, w różnej konfiguracji elektrod, i fotooptyczną. MATERIAŁ I METODY. Materiał stanowiły 52 kobiety w wieku 24,07 (± 1,47) roku i 17 mężczyzn w wieku 24,23 (± 1,418) roku. Do oceny procentowej zawartości tkanki tłuszczowej wykorzysta­no trzy aparaty mierzące bioimpedancję (BIA): STA/BIA RJL — Akern 101/S wersja tetrapolarna, układ elektrod ręka-stopa; Soehnle Body Balance Comfort F5 wersja bipolarna, układ elektrod stopa-

Adres do korespondencji: dr n. med. Małgorzata Socha

Katedra Podstaw Fizjoterapii

Akademii Wychowania Fizycznego we Wrocławiu

al. I.J. Paderewskiego 35, 51-612 Wrocław

tel.: 71 347 33 42, faks: 71 347 30 81

e-mail: socham@awf.wroc.pl

Copyright © 2010 Via Medica

Nadesłano: 13.11.2009 Przyjęto do druku: 28.12.2009 -stopa; Omron BF 306 wersja bipolarna, układ elektrod ręka-ręka oraz metodę fotooptyczną (NIR): aparat FUTREX 6100A/ZL. Po­nadto analizowano wskaźniki masy ciała i talia-biodro. WYNIKI. Wykazano wysokie dodatnie korelacje między ilością tłusz­czu (%) oszacowaną przy użyciu czteroelektrodowej metody BIA a pozostałymi metodami oceny otłuszczenia (kobiety: R = 0,70­-0,75; mężczyźni: R = 0,55-0,86). U obu płci wystąpiły istotne róż­nice w poziomie otłuszczenia (%) określonym przy użyciu bada­nych metod (test Kruskala-Wallisa, kobiety: H = 70,49; p = 0,0005, mężczyźni: H = 36,07; p = 0,0005). Największą średnią wartość tkanki tłuszczowej (%) otrzymano przy zastosowaniu metody BIA w wersji tetrapolarnej (kobiety: 29,22%; mężczyźni: 22,72%), naj­mniejszą przy użyciu metody NIR (kobiety: 23,82%; mężczyźni: 12,62%), a obserwowane różnice wynosiły 5,4% u kobiet oraz 10,1% u mężczyzn.

WNIOSKI. Ze względu na znaczące różnice w ocenie zawartości tkanki tłuszczowej (%) w składzie ciała młodych nieotłuszczonych osób omawiane metody analizy składu ciała nie mogą być stoso­wane zamiennie.

Słowa kluczowe: skład ciała, bioimpedancja (BIA), metoda foto- optyczna (NIR)

Endokrynologia, Otyłość i Zaburzenia Przemiany Materii 2010, tom 6, nr 1, 18-25

Małgorzata Socha i wsp., Porównanie zawartości tkanki tłuszczowej u młodych nieotyłych kobiet i mężczyzn

ABSTRACT

INTRODUCTION. The causes for the observed interpopulational differences in the fat level may be many. These include lifestyle, physical activity, ethnic, age, sex, but also the type of technique used for measuring body composition. The aim of the study was to compare the percentage of body fat content in young, non-obese men and women by using using the bioimpedance (with various electrode configurations) and near-infrared interactance. MATERIAL AND METHODS. The study group was consisted of 69 healthy, non-obese, young people (52 women of mean age 24.07 ± 1.47 yrs; 17 men of mean age 24.23 ± 1.418 yrs). Three bioimpedance technique (BIA) were used to evaluate of body fat: a STA/BIA RJL — Akern 101/S tetrapolar version hand-to-foot elec­trodes; a Soehnle Body Balance Comfort F5 bipolar version foot- to-foot electrodes; an Omron BF 306 bipolar version hand-to-hand electrodes and near-infrared interactance technique (NIR): a FU- TREX 6100 A/ZL. Body mass index and waist to hip ratio indices were also analyzed.

RESULTS. Percent body fat determined by BIA tetrapolar version hand-to-foot electrodes was significantly related to these determined by other methods assessing of fatness (women: R = 0.70-0.75; men: R = 0.55-0.86). Significant differences in percent body fat measured using the test methods occurred in both sexes (the Kruskal-Wallis test, women: H = 70.49; p = 0.0005, men: H = 36.07; p = 0.0005). The highest average value of percent body fat was obtained using the BIA version hand-to-foot electrodes technique (women: 29.22%, men: 22.72%), the lowest using the NIR method (women: 23.82%, men: 12.62%) and the observed differences are 5.4% in women and 10.1% in men.

CONCLUSIONS. All of these investigated methods body compo­sition measurement may be used in the assessment of percent body fat content in young, non-obese people, but can not be used interchangeably.

Key words: body composition, bioimpedance (BIA), near-infrared interactance (NIR)

Endocrinology, Obesity and Metabolic Disorders 2010, vol. 6, No 1, 18-25

Wstęp

Zaburzenia masy ciała — nadwaga i otyłość, jak również coraz częściej niedowaga, stanowią poważny problem medyczny w większości krajów rozwiniętych, w tym również w Polsce. Nadmierne otłuszczenie jest znanym czynnikiem ryzyka wystąpienia wielu chorób cywilizacyjnych, takich jak nadciśnienie tętnicze, cho­roba niedokrwienna serca, hiperlipidemia, cukrzyca typu 2 [1], czy większości nowotworów złośliwych [2]. Analiza składu ciała jest więc niezbędna do określenia proporcji pomiędzy tłuszczową i beztłuszczową masą ciała nie tylko w różnych grupach pacjentów, ale rów­nież u osób zdrowych (np. kontrola efektywności tre­ningu sportowego). Zróżnicowanie międzypopulacyj- ne, styl życia, poziom aktywności fizycznej, budowa ciała, pochodzenie etniczne, wiek, płeć czy rodzaj apa­ratury badającej skład ciała mogą być przyczyną ob­serwowanych różnic w poziomie otłuszczenia [3-11]. Z tego powodu istotne jest prowadzenie badań z udzia­łem różnych grup ludzi. Tradycyjnie w ocenie składu ciała w badaniach populacyjnych, ale również w prak­tyce klinicznej, stosuje się metodę antropometryczną (wskaźniki wagowo-wzrostowe, pomiary fałdów skór- no-tłuszczowych). Do metod szczegółowych zalicza­ne są hydrodensytometria, tomografia komputerowa, rezonans magnetyczny czy techniki z zastosowaniem izotopów. Są one bardzo wiarygodne i w wielu bada­niach uznawane jako referencyjne w szacowaniu za­wartości tkanki tłuszczowej. Obecnie coraz powszech­niej wykorzystuje się te metody, których zastosowanie nie jest czasochłonne i nie wymaga zaopatrzenia w kosztowną aparaturę. Można do nich zaliczyć analizę bioimpedancji elektrycznej (BIA, bioelectrical impedan­ce analysis) i stosunkowo nową metodę fotooptyczną (NIR, near-infrared interactance). Metody te [12-14] wykorzystują różne właściwości tkanek i w odmienny sposób dokonują analizy komponentów ciała. Umożli­wiają one dokładniejszą analizę niż metody antropo­metryczne, które nie uwzględniają indywidualnych róż­nic w składzie ciała u badanych osób. Zaobserwowa­no obecnie rozkwit wspomnianych metod i na rynku dostępne są różne wersje aparatów do oceny składu ciała. Dwuelektrodowe analizatory bioimpedancji, z uwagi na stosunkowo niską cenę i prostotę obsługi, mogą znaleźć się także w klubach fitness i prywatnych domach. Ich szerokie zastosowanie przełożyło się na zainteresowanie badaczy wiarygodnością i rzetelnością tych metod [3, 4, 6, 15-19]. Najczęściej porównuje się metody antropometryczną oraz BIA tetrapolarną, rza­dziej publikowane są wyniki badań składu ciała z wy­korzystaniem metody fotooptycznej. Wśród polskich opracowań dotyczących metod badania składu ciała, niewiele jest takich, które oceniają ich przydatność [20­25]. Stąd też podjęcie próby zbadania użyteczności omawianych metod w odniesieniu do grupy, jaką sta­nowią polscy studenci.

Celem pracy było porównanie procentowej zawar­tości tkanki tłuszczowej u młodych, nieotyłych kobiet i mężczyzn, której udział w składzie ciała oszacowano z wykorzystaniem dwóch metod — BIA w wersji bipo­larnej (w konfiguracji elektrod ręka-ręka [BIA R-R] i sto- pa-stopa [BIA S-S]) i tetrapolarnej (przeciwstronny układ elektrod ręka-stopa [BIA R-S]) oraz metody NIR.

Materiał i metody

Antropometria

Badaną grupę stanowiło 52 studentki i 17 studentów Wydziału Fizjoterapii Akademii Wychowania Fizyczne­go we Wrocławiu w wieku 20-29 lat (kobiety: 24,07 ± ± 1,470 roku; mężczyźni 24,23 ± 1,418 roku), bada­nych w 2008 roku, którzy określili swój stan zdrowia jako bardzo dobry. U każdej z badanych osób wyko­nano podstawowe pomiary antropometryczne: masa ciała mierzona z dokładnością do 0,05 kg oraz wyso­kość ciała, obwód talii obwód bioder mierzone z do­kładnością do 0,5 cm. Na ich podstawie obliczono wskaźnik względnej masy ciała (BMI, body mass in­dex; masa ciała [kg]/wysokość ciała [m2]) i wskaźnik dystrybucji tkanki tłuszczowej (WHR, waist to hip ratio; obwód talii [cm]/obwód bioder [cm]). Oceny otłuszcze­nia na podstawie powyższych wskaźników dokonano zgodnie z kryteriami zalecanymi przez Światową Orga­nizację Zdrowia (WHO, World Health Organization) [26].

Ocena zawartości tkanki tłuszczowej

Do oszacowania zawartości tkanki tłuszczowej w organizmie wyrażonej w procentach masy ciała za­stosowano trzy aparaty analizujące bioimpedancję pra­cujące na jednej częstotliwości prądu równej 50 kHz, przy natężeniu prądu 0,8 mA (a-c) oraz urządzenie wy­korzystujące promieniowanie podczerwone (metoda NIR) (d): a) STA/BIA RJL — Akern 101/S, Włochy; b) Soehnle Body Balance Comfort F5; LEIFHEIT AG, Niemcy; c) Omron BF 306, OMRON HEALTHCARE UK., LTD, d) FUTREX 6100A/ZL, Inc., Stany Zjednoczone. Analizator STA/BIA RJL — Akern 101/S wykorzystuje system czteroelektrodowy (układ elektrod przeciw- stronny [BIA R-S]) — dwie elektrody umieszczano na grzbietowej powierzchni dłoni, a dwie pozostałe na grzbietowej powierzchni stopy. Badanie przeprowadzo­no w pozycji leżącej. Przy takim układzie elektrod prąd przepływa przez całe ciało. Aparat Soehnle Body Ba­lance Comfort F5 to urządzenie dwuelektrodowe, które wykorzystuje układ elektrod BIA S-S. Podobnie w wer­sji bipolarnej pracuje analizator Omron BF 306, w uło­żeniu elektrod BIA R-R. Mierzą one impedancję odpo­wiednio dolnej bądź górnej części ciała, poprzez prze­pływ prądu między prawą a lewą stopą lub prawą a lewą ręką, a badanie przeprowadza się w pozycji sto­jącej. Aparat FUTREX 6100A/ZL działa z wykorzysta­niem bliskiej podczerwieni. Zasada działania metody NIR polega na wykorzystaniu biologicznych właściwo­ści tkanek i ich zdolności do pochłaniania i odbijania światła o różnej długości fal. Ocena zawartości tkanki tłuszczowej metodą fotooptyczną opiera się zatem na analizie zmian w widmie światła odbitego i pochłonię­tego przez badane tkanki [12]. Badanie obejmowało kończynę górną dominującą w okolicy środkowej czę­ści mięśnia dwugłowego ramienia i odbywało się w pozycji siedzącej. Odwiedziona kończyna, zgięta w stawie łokciowym i z przedramieniem w supinacji, spoczywała swobodnie na stole.

Analiza statystyczna

Obliczeń dokonywano w programie STATISTICA (wersja 8.0 PL). Oprócz statystyk opisowych określo­no normalność rozkładu badanych cech antropome­trycznych i poziomu otłuszczenia (%) za pomocą testu Shapiro-Wilka. Ponieważ większość mierzonych cech wykazywała rozkład odbiegający od normalnego, do ich porównania zastosowano nieparametryczną anali­zę wariancji (test Kruskala-Wallisa). Do oceny siły związ­ku pomiędzy metodami pomiaru składu ciała obliczo­no korelacje porządku rang Spearmana (R). Przyjęto poziom istotności dla p < 0,05.

Wyniki

Statystyki opisowe pomiarów antropometrycznych badanej grupy przedstawiono w tabeli 1. Wskaźnik masy ciała u większości osób przyjmował prawidłowe warto­ści z przedziału 18,5-24,9 kg/m2, u 5 kobiet (9,4%) odno­towano niedowagę (BMI < 18,5 kg/m2). Podobnie wszyst­kie osoby wykazywały prawidłową dystrybucję tkanki tłuszczowej wyrażoną WHR, który przyjmował wartość poniżej 0,85 u kobiet i poniżej 1,00 u mężczyzn. W zależ­ności od zastosowanej metody oceny składu ciała uzy­skano odmienne wyniki pomiarów zawartości tkanki tłusz­czowej w organizmie (tab. 2). Różnice w otłuszczeniu są szczególnie widocznie w grupie mężczyzn.

U kobiet statystycznie istotne różnice w ocenie ilo­ści tkanki tłuszczowej w organizmie (%) występują po­między metodą BIA R-S oraz metodą BIA R-R a pozo­stałymi metodami badania składu ciała (test Kruskala- Wallisa, H [3, n = 208] = 70,49; p = 0,0005). Nie zaob­serwowano natomiast u kobiet istotnych różnic w pro­centowej zawartości tkanki tłuszczowej oszacowanej metodą BIA S-S a metodą NIR (tab. 2, ryc. 1).

Średnia zawartość tkanki tłuszczowej wyrażonej w procentach masy ciała u badanych kobiet osiągnęła największe wartości (29,22 ± 2,52%) w przypadku za­stosowania tetrapolarnej metody BIA R-S. Najmniej­szy procentowy udział tkanki tłuszczowej w grupie ko­biet otrzymano przy użyciu metody NIR (23,82 ± ± 2,81%), obserwowane różnice pod względem bada­nej cechy pomiędzy tymi metodami wynoszą 5,4%.

Tabela. 2. Statystyki opisowe zawartości tkanki tłuszczowej w organizmie wyrażonej w procentach masy ciała w zależ­ności od zastosowanej metody oceny składu ciała

Tkanka tłuszczowa (%)