কৈশোরে বডি ফ্যাট ফর্মুলা: বয়ঃসন্ধির বিভিন্ন ধাপে কতটা নির্ভুল?

স্ট্যান্ডার্ড বডি মাস ইনডেক্স (BMI) কাটঅফ এবং অ্যানথ্রোপমেট্রিক বডি ফ্যাট প্রেডিকশন ফর্মুলাগুলো কিশোর-কিশোরীদের গ্রুপ-লেভেল স্ক্রিনিংয়ের জন্য যুক্তিসঙ্গত পরিমাপ দেয়, তবে বয়ঃসন্ধিকালীন শারীরিক পরিবর্তনের সময় ব্যক্তিগত ট্র্যাকিংয়ের ক্ষেত্রে এগুলোর নির্ভুলতায় উল্লেখযোগ্য তারতম্য ঘটে [3, 13, 14]। ফ্যাট-ফ্রি মাস (FFM) বা চর্বিহীন ভর গঠনের দ্রুত পরিবর্তন—যা শরীরে পানির পরিমাণ (হাইড্রেশন), কঙ্কালের খনিজকরণ (স্কেলিটাল মিনারলাইজেশন) এবং লিঙ্গভিত্তিক হরমোনের পরিবর্তনের কারণে ঘটে—প্রায়শই স্কিনফোল্ড সমীকরণ এবং টু-কম্পার্টমেন্ট বডি কম্পোজিশন মডেলগুলোকে প্রভাবিত করে ত্রুটি তৈরি করে [14, 17]।

বয়ঃসন্ধিকালীন বৃদ্ধি এবং শারীরিক উপাদানের পরিবর্তন

কৈশোরে বড় ধরনের শারীরবৃত্তীয় এবং কাঠামোগত পরিবর্তন ঘটে, যা শরীরের উপাদানের সঠিক পরিমাপকে জটিল করে তোলে [14]। যৌন পরিপক্কতার পূর্বে শিশুদের ফ্যাট-ফ্রি মাসে প্রাপ্তবয়স্কদের তুলনায় পানির পরিমাণ বেশি এবং হাড়ের খনিজের ঘনত্ব কম থাকে [14]। বয়ঃসন্ধি যত এগোতে থাকে, ফ্যাট-ফ্রি মাসের ঘনত্ব এবং অনুপাতে লক্ষণীয় পরিবর্তন আসে [14]।

চিকিৎসাবিজ্ঞানের ভাষায় বয়ঃসন্ধির সূচনাকে ট্যানার স্টেজ ২ (Tanner stage 2) এ পৌঁছানো হিসেবে সংজ্ঞায়িত করা হয়, যা মেয়েদের ক্ষেত্রে স্তনের প্রাথমিক বিকাশ (থেলার্কি, স্টেজ B2) বা ছেলেদের ক্ষেত্রে টেস্টিসের আয়তন ৪ মিলি বা তার বেশি হওয়া দ্বারা চিহ্নিত করা হয় [1]। মেয়েদের ক্ষেত্রে সাধারণত গোনাডার্কির আগেই অ্যাড্রেনার্কি (অ্যাড্রেনাল অ্যান্ড্রোজেন DHEA এবং DHEAS-এর বৃদ্ধিজনিত পরিপক্কতা) ঘটে [9]। মেয়েদের শারীরিক পরিপক্কতার স্বাভাবিক ধারাটি হলো: বৃদ্ধির গতি বৃদ্ধি, পিউবার্কি, থেলার্কি, সর্বোচ্চ বৃদ্ধির গতি (পিক গ্রোথ ভেলোসিটি) এবং মেনarche (প্রথম ঋতুস্রাব) [9]। থেলার্কি (B2) থেকে মেনarche পর্যন্ত গড় সময় লাগে ২.৩৪ বছর (আদর্শ বিচ্যুতি ১.০৩ বছর), যদিও স্তনের বিকাশ এবং মেনarche-এর সময়ের মধ্যে পারস্পরিক সম্পর্ক বেশ কম (r = ০.১৭), এবং বয়ঃসন্ধির সব মাইলফলক সম্পন্ন হতে মোট সময় ১.৫ থেকে ৬ বছরেরও বেশি হতে পারে [9]। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের ডেমোগ্রাফিক তথ্য অনুযায়ী, আফ্রিকান আমেরিকানদের মধ্যে ব্রেস্ট স্টেজ ২ শুরুর গড় বয়স ৮.৮ বছর, হিস্পানিকদের ক্ষেত্রে ৯.৩ বছর এবং নন-হিস্পানিক শ্বেতাঙ্গ ও এশীয়দের ক্ষেত্রে ৯.৭ বছর; যেখানে নিম্ন ও মধ্যম আয়ের দেশগুলোতে এই সমন্বিত গড় আনুমানিক ১০.৪ বছর [9]।

বয়ঃসন্ধির সময়কাল শরীরের শক্তি সঞ্চয় এবং হরমোন সংকেতের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে জড়িত [1, 8]। শরীরে চর্বির আধিক্য সেন্ট্রাল মেকানিজমের মাধ্যমে দ্রুত বয়ঃসন্ধি শুরু হওয়ার সাথে সম্পর্কিত—যেখানে লেপটিনের মাত্রা বৃদ্ধি গোনাডোট্রপিন-রিলিজিং হরমোন (GnRH)-এর পালসেটিলিটি ও গোনাডোট্রপিন ক্ষরণ বাড়ায়—এবং পেরিফেরাল মেকানিজমে ইনসুলিন রেজিস্ট্যান্স ও হাইপারইনসুলিনেমিয়া সেক্স হরমোন উৎপাদনকে উদ্দীপিত করে [8]। মেয়েদের দীর্ঘমেয়াদী পর্যবেক্ষণে দেখা গেছে, বায়ো-ইম্পিডেন্সের মাধ্যমে মাপা বডি ফ্যাট পার্সেন্টেজ বয়ঃসন্ধি শুরুর ছয় মাস আগে ১৮%-এর নিচে ছিল, তিন মাসে ২.৮৫% বৃদ্ধি পেয়ে ট্যানার স্টেজ B2-এর পূর্বে ২০% ছাড়িয়ে যায় এবং বয়ঃসন্ধি শুরুর পর ২২% বা তার বেশি থাকে [1]। বয়ঃসন্ধিকালীন বৃদ্ধির স্পার্টে সর্বোচ্চ বৃদ্ধির গতি মেয়েদের ক্ষেত্রে ১১–১২ বছর বয়সে (৮–১২ বছর বয়সে থেলার্কির পরে) এবং ছেলেদের ক্ষেত্রে ১৩–১৪ বছর বয়সে (৯.৫–১৪ বছর বয়সে টেস্টিসের আয়তন ≥৪ মিলি বা দৈর্ঘ্য ≥২.৫ সেমি বৃদ্ধির পরে) ঘটে [8]।

স্ট্যান্ডার্ড BMI কাটঅফের নির্ভরযোগ্যতা

যেহেতু BMI কেবল মোট শরীরের ওজন এবং উচ্চতার ওপর নির্ভর করে, তাই বয়ঃসন্ধিকালীন দ্রুত বৃদ্ধির সময়ে এটি চর্বি টিস্যুর বৃদ্ধি এবং পেশিবহুল লিন মাসের বৃদ্ধির মধ্যে পার্থক্য করতে পারে না [3, 13]। তবে, অতিরিক্ত চর্বি শনাক্তকরণের স্ক্রিনিং টুল হিসেবে বয়স-ভিত্তিক BMI কাটঅফগুলো বয়ঃসন্ধির পর্যায় স্পষ্টভাবে অন্তর্ভুক্ত করা মডেলগুলোর মতোই সমান কার্যকর [3]।

৩৬৮ জন সুস্থ ককেশীয় কিশোর-কিশোরীর (বয়স ৮.৫–১৫.৫ বছর) ওপর পরিচালিত একটি ক্রস-সেকশনাল গবেষণায়, কেবল বয়সের ভিত্তিতে নির্ধারিত BMI কাটঅফ ডুয়াল-এনার্জি এক্স-রে অ্যাবসর্পটিওমেট্রি (DXA)-দ্বারা চিহ্নিত উচ্চ চর্বি (ছেলেদের ক্ষেত্রে ≥২৫% বডি ফ্যাট এবং মেয়েদের ক্ষেত্রে ≥৩৫% হিসেবে সংজ্ঞায়িত) উভয় লিঙ্গের জন্যই ৮৬% সংবেদনশীলতার (সেনসিটিভিটি) সাথে শনাক্ত করেছে, যেখানে ছেলেদের ক্ষেত্রে স্পেসিফিসিটি ছিল ৮৯% এবং মেয়েদের ক্ষেত্রে ৯৭% [3]। এই BMI কাটঅফগুলোতে বয়স এবং বয়ঃসন্ধির পর্যায় উভয়ই সমন্বয় করার পর ছেলেদের ক্ষেত্রে সংবেদনশীলতা ৯০% এবং মেয়েদের ক্ষেত্রে ৮৮% পাওয়া যায় (উভয়ের ক্ষেত্রেই স্পেসিফিসিটি ছিল ৯২%), যা কেবল বয়স-ভিত্তিক মানদণ্ডের চেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত ছিল না [3]। অধিকন্তু, বোগালুসা হার্ট স্টাডি থেকে ৫–১৭ বছর বয়সী ৬,৭২৫ জন তরুণের মূল্যায়নে দেখা গেছে যে, বয়স এবং লিঙ্গ-সমন্বিত BMI স্ট্যান্ডার্ড স্কিনফোল্ড সমীকরণ দ্বারা পরিমাপকৃত বডি ফ্যাট পার্সেন্টেজের তুলনায় কার্ডিওমেটাবলিক ঝুঁকির মার্কারগুলোর (যেমন লিপিড, লাইপোপ্রোটিন, ইনসুলিন এবং রক্তচাপ) সাথে কিছুটা শক্তিশালী সম্পর্ক প্রদর্শন করেছে [13]।

শারীরিক পরিপক্কতার বিভিন্ন পর্যায়ে স্কিনফোল্ড সমীকরণ

অ্যানথ্রোপমেট্রিক সমীকরণগুলোতে শরীরের নির্দিষ্ট কিছু স্থানের ত্বকের নিচের চর্বির পুরুত্ব মাপতে ক্যালিপার ব্যবহার করা হয় এবং এই মানগুলোকে শরীরের আনুমানিক ঘনত্ব বা বডি ফ্যাট পার্সেন্টেজে (%BF) রূপান্তর করা হয় [11, 14, 15]। সবচেয়ে বহুল ব্যবহৃত পেডিয়াট্রিক মডেলগুলো স্লটার এবং তার সহকর্মীরা (১৯৮৮) তৈরি করেছিলেন, যা আন্ডারওয়াটার ওয়েয়িং বা স্টেবল আইসোটোপ ডাইল্যুশনের বিপরীতে ৮–১৮ বছর বয়সী ২৪২ জন সুস্থ তরুণের নমুনার ওপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়েছিল [14, 15]। এই সমীকরণগুলোতে ট্রাইসেপস (TR) এবং সাবস্ক্যাপুলার (SE) স্কিনফোল্ড ব্যবহার করা হয়:

• মেয়েদের ক্ষেত্রে (সব বয়স): %BF = ১.৩৩(TR + SE) - ০.০১৩(TR + SE)^2 - ২.৫ [11]
• ছেলেদের ক্ষেত্রে (সব বয়স): %BF = ১.২১(TR + SE) - ০.০০৮(TR + SE)^2 + I (যেখানে I হলো পরিপক্কতার পর্যায় এবং বর্ণের ওপর ভিত্তি করে একটি ইন্টারসেপ্ট অ্যাডজাস্টমেন্ট) [11]

স্লটার সমীকরণগুলো বিশেষভাবে ডিজাইন করা হয়েছিল যাতে শারীরিক পরিপক্কতার বিভিন্ন পর্যায়ে (বয়ঃসন্ধি-পূর্ববর্তী থেকে বয়ঃসন্ধি-পরবর্তী) ফ্যাট-ফ্রি মাসের পরিবর্তনশীল ঘনত্বকে বিবেচনা করা যায় [14]। জ্যানৎস এবং তার সহকর্মীদের ক্রস-ভ্যালিডেশন গবেষণায় ৮–১৭ বছর বয়সী ১২২ জন তরুণের বয়স-সমন্বিত বডি ডেনসিটি ক্রাইটেরিয়ার বিপরীতে মূল্যায়ন করে দেখা গেছে যে, স্লটার স্কিনফোল্ড সমীকরণগুলো উচ্চ ইন্ট্রাক্লাস রিলায়েবিলিটি কোরিলেশন (ICCs = ০.৯৮–০.৯৯) এবং ভ্যালিডিটি কোরিলেশন (r = ০.৭৯–০.৯৯) দেখিয়েছে, যেখানে বডি ফ্যাট পার্সেন্টেজের জন্য স্ট্যান্ডার্ড এরর অব এস্টিমেট (SEE) এবং মোট ত্রুটি ছিল ৩.৫% থেকে ৪.৬%-এর মধ্যে [14]। তবে, এই মূল্যায়নে ছেলেদের ক্ষেত্রে স্কিনফোল্ড সমীকরণ এবং যৌন পরিপক্কতার স্তরের মধ্যে একটি উল্লেখযোগ্য ইন্টারঅ্যাকশন পাওয়া যায়, এবং মেয়েদের বিকল্প ট্রাইসেপস-প্লাস-কাফ স্কিনফোল্ড সমীকরণটি ক্রাইটেরিয়ন পরিমাপ থেকে উল্লেখযোগ্যভাবে ভিন্ন ছিল [14]।

বিস্তৃত পেডিয়াট্রিক জনগোষ্ঠীর ক্ষেত্রে ফোর-কম্পার্টমেন্ট মডেল বা DXA-এর সাথে তুলনা করলে ঐতিহ্যবাহী স্কিনফোল্ড সমীকরণগুলোর কিছু নির্দিষ্ট সীমাবদ্ধতা প্রকাশ পায় [10, 11, 13, 15]:

• চর্বির মাত্রার ওপর নির্ভরশীল পক্ষপাতিত্ব: পেডিয়াট্রিক রোসেটা বডি কম্পোজিশন প্রজেক্টে (১,১৬৯ জন তরুণ), স্লটার সমীকরণগুলো DXA বডি ফ্যাট পার্সেন্টেজের সাথে উচ্চ সম্পর্ক (r = ০.৯০) প্রদর্শন করলেও, সাবস্ক্যাপুলার এবং ট্রাইসেপস স্কিনফোল্ডের যোগফল ৫০ মিমি বা তার বেশি হলে ছেলেদের ক্ষেত্রে বডি ফ্যাট ১২ পার্সেন্টেজ পয়েন্ট এবং মেয়েদের ক্ষেত্রে ৬ পার্সেন্টেজ পয়েন্ট বেশি দেখিয়েছে [13]।
• ঐতিহাসিক ৪-স্কিনফোল্ড ফর্মুলা: চারটি স্কিনফোল্ডের (বাইসেপস, ট্রাইসেপস, সাবস্ক্যাপুলার, সুপ্রাইলিঅ্যাক; যেমন ব্রুক ১৯৭১ বা ডার্নিন অ্যান্ড ওমার্সলে ১৯৭৪) ওপর নির্ভরশীল পুরনো সমীকরণগুলো DXA-এর সাথে উচ্চ সম্পর্ক (r = ০.৭১ থেকে ০.৯৮) দেখালেও এগুলোর ফলাফলে বড় ধরনের গরমিল দেখা গেছে; যার ফলে ফ্যাট মাসে গড়ে ২.৪ কেজি, ফ্যাট-ফ্রি মাসে -১.৯ কেজি এবং বডি ফ্যাট পার্সেন্টেজে ৬.৩% পার্থক্য পাওয়া যায় [15]। ৮৩৫ জন সুস্থ শিশু এবং বিভিন্ন ক্লিনিক্যাল সমস্যায় আক্রান্ত ২৫৪ জন তরুণের ওপর মূল্যায়িত নতুন হালনাগাদ পেডিয়াট্রিক সমীকরণগুলো এই গরমিল কমিয়ে ফ্যাট মাসে গড়ে ০.২ কেজি, ফ্যাট-ফ্রি মাসে ০.৪ কেজি এবং বডি ফ্যাট পার্সেন্টেজে ০.০% পার্থক্যে নিয়ে এসেছে [15]।
• ক্লিনিক্যাল এবং জনগোষ্ঠীভিত্তিক পরিবর্তনশীলতা: ফিনাইলকিটোনুরিয়ায় (PKU) আক্রান্ত ৫৯ জন কিশোরীর ওপর গবেষণায়, এয়ার ডিসপ্লেসমেন্ট প্লেথিসমোগ্রাফির (BOD POD) বিপরীতে স্লটার সমীকরণ সবচেয়ে কম নির্ভুলতা দেখিয়েছে, যার গড় পার্থক্য ছিল -৭.৭ ± ৭.৪%, গড় শতকরা ত্রুটি ১৯%, এবং কনকর্ডেন্স কোরিলেশন কোএফিশিয়েন্ট (CCC) ছিল ০.৩ [10]। অন্যদিকে, পিটারসনের সমীকরণ BOD POD-এর সাথে কোনো উল্লেখযোগ্য পার্থক্য দেখায়নি (P = ০.২৩, গড় পার্থক্য ০.৭৬ ± ৪.৮%, CCC = ০.৮), এবং লফটিনের TAAG সমীকরণে সর্বনিম্ন গড় শতকরা ত্রুটি পাওয়া গেছে (২.২%, CCC = ০.৮) [10]। এইচআইভিতে আক্রান্ত শিশু এবং কিশোর-কিশোরীদের ক্ষেত্রে DXA-এর বিপরীতে পরীক্ষা করার সময় স্লটার এবং লোম্যানের ঐতিহ্যবাহী ফর্মুলাগুলোও দুর্বল কার্যকারিতা দেখিয়েছে [11]।

বায়োইলেক্ট্রিক্যাল ইম্পিডেন্স এবং মাল্টি-কম্পার্টমেন্ট মডেল

বায়োইলেক্ট্রিক্যাল ইম্পিডেন্স অ্যানালাইসিস (BIA) হলো কৈশোরে শরীরের উপাদান মূল্যায়নের আরেকটি সাধারণ ফিল্ড মেথড [4, 17]। সিঙ্গেল-ফ্রিকোয়েন্সি BIA রেজিস্ট্যান্স (R) পরিমাপ করে, যা এক্সট্রাসেলুলার ও ইন্ট্রাসেলুলার পানির বণ্টন নির্দেশ করে, এবং রিঅ্যাক্ট্যান্স (Xc) পরিমাপ করে, যা কোষের মেমব্রেনের ক্যাপাসিট্যান্স নির্দেশ করে [23]। ফেজ অ্যাঙ্গেল (PhA) গাণিতিকভাবে রিঅ্যাক্ট্যান্স এবং রেজিস্ট্যান্সের অনুপাতের কৌণিক রূপান্তর থেকে বের করা হয় [23]। মাসল-লোকালাইজড BIA (ML-BIA) নির্দিষ্ট পেশী গ্রুপ মূল্যায়ন করে: স্থানীয় রেজিস্ট্যান্সের হ্রাস তরল জমার বিষয়টি নির্দেশ করে, অন্যদিকে রিঅ্যাক্ট্যান্স এবং ফেজ অ্যাঙ্গেল হ্রাস মেমব্রেনের কাঠামোগত ক্ষতি নির্দেশ করে [23]। উরুর সামনের অংশে পরিমাপকৃত লোকালাইজড ফেজ অ্যাঙ্গেল তরুণদের আল্ট্রাসাউন্ড মাসল কোয়ালিটি এবং তরুণীদের পেশীর শক্তির (মাসল পাওয়ার) সাথে সম্পর্কিত বলে দেখা গেছে [23]।

ব্যবহারিক সুবিধা থাকা সত্ত্বেও, পেডিয়াট্রিক জনগোষ্ঠীর ক্ষেত্রে স্ট্যান্ডার্ড হোল-বডি BIA-এর কিছু প্রমাণিত সীমাবদ্ধতা রয়েছে [4, 17]:

• ধারাবাহিক অবমূল্যায়ন: ২–১৭ বছর বয়সীদের ওপর পরিচালিত ২৮টি গবেষণার একটি সিস্টেমেটিক রিভিউতে দেখা গেছে যে, DXA-এর সাথে তুলনা করলে অতিরিক্ত ওজন ও স্থূলতায় আক্রান্ত পেডিয়াট্রিক জনগোষ্ঠীর ক্ষেত্রে BIA ধারাবাহিকভাবে ফ্যাট মাস এবং বডি ফ্যাট পার্সেন্টেজ কম পরিমাপ করে [4]।
• ডিভাইসের গঠন: মাল্টি-ফ্রিকোয়েন্সি সেগমেন্টাল অ্যানালাইজারগুলো (যেমন InBody 720) ইন্ট্রাসেলুলার এবং এক্সট্রাসেলুলার পানির পরিমাণ আলাদাভাবে নির্ধারণ করতে পারায় DXA-এর সাথে তুলনামূলকভাবে ভালো ফলাফল দেয়; পক্ষান্তরে সিঙ্গেল-ফ্রিকোয়েন্সি মডেলগুলো শরীরে পানির তারতম্য এবং তাৎক্ষণিক খাদ্য গ্রহণের কারণে বেশি প্রভাবিত হয় [4]।
• অ্যাথলিটদের ক্ষেত্রে মডেলের পূর্বানুমান: কিশোর অ্যাথলিটদের (<১৮ বছর) ক্ষেত্রে টিস্যুর ঘনত্ব, ফুসফুসের আয়তন এবং হাইড্রেশনের অবস্থা সংক্রান্ত পূর্বানুমানের কারণে টু-কম্পার্টমেন্ট এবং থ্রি-কম্পার্টমেন্ট মডেলের নির্ভুলতা কমে যায়, ফলে ফোর-কম্পার্টমেন্ট মডেল ব্যবহার করাই শ্রেয় [17]। যদিও ফিল্ড টুলগুলো যাচাইয়ের জন্য DXA প্রায়শই প্রধান মানদণ্ড হিসেবে ব্যবহৃত হয়, তবে ফিল্ড মেথডের তুলনায় রেডিয়েশন এক্সপোজার, উচ্চ খরচ এবং বহনযোগ্যতার অভাবের কারণে প্রতি মাসে ফলো-আপের জন্য এর নিয়মিত ব্যবহার সীমিত [4, 17]। ফলস্বরূপ, টেকনিশিয়ানের পরিবর্তনশীলতা এবং শারীরিক পরিপক্কতাজনিত ত্রুটি কমাতে স্কিনফোল্ড এবং BIA-এর মতো ফিল্ড টেকনিকগুলোর জন্য নির্দিষ্ট জনগোষ্ঠীর ওপর ভিত্তি করে নিয়মিত ভ্যালিডেশন প্রয়োজন [17]।