Noorukite keharasva valemid: kui täpsed need puberteedieas on?

Tavalised kehamassiindeksi (KMI) piirväärtused ja antropomeetrilised keharasva hindamise valemid on noorukite rühmatasemel sõeluuringuteks piisavalt usaldusväärsed, kuid individuaalsel jälgimisel kõigub nende täpsus puberteediea vältel märgatavalt [3, 13, 14]. Rasvavaba massi (FFM) koostise kiired nihked – mida põhjustavad muutuv veesisaldus, luustiku mineraliseerumine ja soospetsiifilised hormonaalsed muutused – tekitavad nahavoldivalemites ja kahekomponentsetes kehakompositsiooni mudelites sageli süstemaatilisi vigu [14, 17].

Puberteediaegne kasv ja kehakompositsiooni muutused

Puberteediiga toob kaasa suuri füsioloogilisi ja struktuurseid muutusi, mis muudavad kehakompositsiooni hindamise keeruliseks [14]. Enne sugulist küpsemist on laste rasvavabas massis täiskasvanutega võrreldes suurem veesisaldus ja madalam luu mineraalainete sisaldus [14]. Puberteedi edenedes muutuvad rasvavaba massi tihedus ja proportsioonid märgatavalt [14].

Puberteedi alguseks loetakse kliiniliselt Tanneri 2. staadiumi saavutamist, mida iseloomustab tüdrukutel rinnanäärmete arenemine (telarhe, staadium B2) või poistel munandite maht 4 ml või rohkem [1]. Tüdrukutel eelneb gonadarhele tavaliselt adrenarhe (neerupealiste androgeenide DHEA ja DHEAS küpsemisest tingitud tõus) [9]. Naiste küpsemise üldine jada kulgeb kasvu kiirenemisest pubarheni, telarheni, kasvuspurdi tipuni ja menarheni [9]. Keskmine aeg telarhest (B2) menarheni on 2,34 aastat (standardhälbega 1,03 aastat), kuigi seos rinnanäärmete arengu ja menarhe saabumise aja vahel on nõrk (r = 0,17) ning kogu puberteedi verstapostide läbimise aeg varieerub 1,5 aastast enam kui 6 aastani [9]. USA demograafilised andmed näitavad, et rinnanäärmete 2. staadiumi alguse mediaanvanus on afroameeriklastel 8,8 aastat, hispaaniakeelse päritoluga noortel 9,3 aastat ning mittehispaanlastest valgetel ja aasialastel 9,7 aastat, võrreldes madala ja keskmise sissetulekuga riikide koondhinnanguga 10,4 aastat [9].

Puberteedi ajastus on tihedalt seotud energiavarude ja hormonaalsete signaalidega [1, 8]. Suuremat rasvumust seostatakse varasema puberteedi algusega tsentraalsete mehhanismide kaudu – kus kõrgenenud leptiinitase suurendab gonadotropiini vabastava hormooni (GnRH) pulsilisust ja gonadotropiinide sekretsiooni – ning perifeersete mehhanismide kaudu, kus insuliiniresistentsus ja hüperinsulineemia stimuleerivad suguhormoonide tootmist [8]. Tüdrukute pikaajalisel jälgimisel täheldati bioimpedantsiga mõõdetud keharasva protsenti alla 18% kuus kuud enne puberteeti, see suurenes kolme kuu jooksul 2,85% võrra, ületades enne Tanneri B2 staadiumi 20%, ning jäi pärast puberteedi algust 22% juurde või üle selle [1]. Noorukiea kasvuspurdi maksimaalne kiirus saavutatakse tüdrukutel vanuses 11–12 aastat (pärast telarhet vanuses 8–12) ja poistel vanuses 13–14 aastat (pärast munandite suurenemist mahuni ≥4 ml või pikkuseni ≥2,5 cm vanuses 9,5–14) [8].

Tavaliste KMI piirväärtuste usaldusväärsus

Kuna KMI põhineb rangelt vaid kehakaalul ja pikkusel, ei erista see puberteediaegse kasvuspurdi ajal rasvkoe lisandumist lihasmassi suurenemisest [3, 13]. Siiski toimivad vanusel põhinevad KMI piirväärtused kõrgendatud rasvumuse sõeltestina võrreldavalt mudelitega, mis arvestavad otseselt ka puberteedistaadiumi [3].

Läbilõikeuuringus 368 terve valgenahalise noorega (vanuses 8,5–15,5 aastat) tuvastasid ainult vanusel põhinevad KMI piirväärtused DXA-ga mõõdetud suure rasvasisalduse (määratletud kui poistel ≥25% ja tüdrukutel ≥35% keharasva) 86% tundlikkusega mõlemal sugupoolel ning spetsiifilisusega 89% poistel ja 97% tüdrukutel [3]. Nende KMI piirväärtuste kohandamine nii vanuse kui ka puberteedistaadiumi järgi andis tundlikkuseks 90% poistel ja 88% tüdrukutel (spetsiifilisus mõlemal 92%), mis ei olnud statistiliselt oluliselt parem kui ainult vanusel põhinevad kriteeriumid [3]. Lisaks näitas Bogalusa südameuuringu 6725 noore (vanuses 5–17 aastat) hindamine, et vanuse ja soo järgi kohandatud KMI oli kardiometaboolsete riskimarkeritega (sealhulgas lipiidid, lipoproteiinid, insuliin ja vererõhk) veidi tugevamalt seotud kui tavaliste nahavoldivalemitega hinnatud keharasva protsent [13].

Nahavoldivalemid erinevates küpsusastmetes

Antropomeetrilistes valemites mõõdetakse kaliibriga nahaaluse rasvkoe paksust kindlates anatoomilistes punktides ning need väärtused teisendatakse hinnanguliseks keha tiheduseks või rasvaprotsendiks (%BF) [11, 14, 15]. Kõige laiemalt kasutatavad laste ja noorukite mudelid, mille töötasid välja Slaughter ja kolleegid (1988), loodi 242 terve noore (vanuses 8–18 aastat) valimi põhjal, keda hinnati veealuse kaalumise või stabiilsete isotoopide lahjenduse meetodil [14, 15]. Need valemid kasutavad triitsepsi (TR) ja subskapulaarset (SE) nahavolti:

• Tüdrukud (kõik vanused): %BF = 1.33(TR + SE) - 0.013(TR + SE)^2 - 2.5 [11]
• Poisid (kõik vanused): %BF = 1.21(TR + SE) - 0.008(TR + SE)^2 + I (kus I on küpsusastmel ja rassil põhinev vabaliikme kohandus) [11]

Slaughteri valemid loodi spetsiaalselt arvestama rasvavaba massi tiheduse muutumist erinevates küpsusastmetes (enne puberteeti kuni pärast puberteeti) [14]. Janzi jt ristvalideerimisuuringus, milles osales 122 noort vanuses 8–17 aastat ja kus kriteeriumina kasutati vanuse järgi kohandatud keha tihedust, näitasid Slaughteri nahavoldivalemid kõrget klassisisese usaldusväärsuse korrelatsiooni (ICC = 0,98–0,99) ja valiidsuse korrelatsiooni (r = 0,79–0,99), kusjuures hinnangu standardvead (SEE) ja koguvead jäid keharasva protsendi puhul vahemikku 3,5% kuni 4,6% [14]. Samas tuvastati selles uuringus poiste puhul oluline interaktsioon nahavoldivalemi ja sugulise küpsusastme vahel ning alternatiivne tüdrukute triitsepsi ja sääremarja nahavoldi valem erines kriteeriummõõtmisest oluliselt [14].

Laiemates laste- ja noortepopulatsioonides neljakomponentsete mudelite või DXA vastu hinnatuna ilmnevad traditsioonilistel nahavoldivalemitel selged piirangud [10, 11, 13, 15]:

• Rasvumusest sõltuv nihe: Uuringus Pediatric Rosetta Body Composition Project (1169 noort) korreleerusid Slaughteri valemid tugevalt DXA keharasva protsendiga (r = 0,90), kuid hindasid keharasva üle 12 protsendipunkti võrra poistel ja 6 protsendipunkti võrra tüdrukutel, kui subskapulaarse ja triitsepsi nahavoldi summa oli 50 mm või rohkem [13].
• Ajaloolised 4 voldiga valemid: Vanemad valemid, mis põhinevad neljal nahavoldil (biitseps, triitseps, subskapulaarne, suprailiakaalne; nagu Brook 1971 või Durnin ja Womersley 1974), näitavad DXA-ga tugevat korrelatsiooni (r = 0,71 kuni 0,98), kuid nõrka kokkulangevust, andes keskmiseks erinevuseks rasvamassi puhul 2,4 kg, rasvavaba massi puhul -1,9 kg ja keharasva protsendi puhul 6,3% [15]. Uued, uuendatud pediaatrilised valemid, mida hinnati 835 terve lapse ja 254 kliinilise seisundiga noore peal, parandasid seda kokkulangevust: rasvamassi keskmine erinevus oli 0,2 kg, rasvavaba massi puhul 0,4 kg ja keharasva protsendi puhul 0,0% [15].
• Kliiniline ja populatsiooniline varieeruvus: 59 fenüülketonuuriaga (PKU) noorukieas tütarlapsel näitasid Slaughteri valemid õhu väljasurve pletüsmograafia (BOD POD) suhtes kõige kehvemat täpsust, andes keskmiseks erinevuseks -7,7 ± 7,4%, keskmiseks suhteliseks veaks 19% ja kooskõlakorrelatsiooni kordajaks (CCC) 0,3 [10]. Seevastu Petersoni valem ei erinenud BOD POD-ist oluliselt (P = 0,23, keskmine erinevus 0,76 ± 4,8%, CCC = 0,8), samas kui Loftini TAAG-valemil oli väikseim keskmine suhteline viga (2,2%, CCC = 0,8) [10]. Traditsioonilised Slaughteri ja Lohmani valemid toimisid halvasti ka HIV-positiivsete laste ja noorukite testimisel DXA vastu [11].

Bioelektriline takistus ja mitmekomponentsed mudelid

Bioelektrilise takistuse analüüs (BIA) on teine levinud välimeetod kehakompositsiooni hindamiseks noorukieas [4, 17]. Ühesageduslik BIA mõõdab takistust ehk resistentsust (R), mis peegeldab rakuvälise ja rakusisese vee jaotust, ning reaktiivtakistust ehk reaktantsi (Xc), mis peegeldab rakumembraanide mahtuvust [23]. Faasinurk (PhA) tuletatakse geomeetriliselt reaktantsi ja resistentsuse suhte nurktransformatsioonist [23]. Lihaselokaliseeritud BIA (ML-BIA) hindab konkreetseid lihasrühmi: lokaalse resistentsuse vähenemine peegeldab vedeliku kogunemist, samas kui reaktantsi ja faasinurga langus viitab membraani terviklikkuse häiretele [23]. Reie eesmise osa lokaalsed faasinurga mõõtmised on näidanud seost ultraheliga hinnatud lihaskvaliteediga noormeestel ja lihasvõimsusega neidudel [23].

Vaatamata praktilisusele on tavalisel kogu keha BIA-l noorukite rühmades dokumenteeritud diagnostilised piirangud [4, 17]:

• Süstemaatiline alahindamine: 28 uuringu süstemaatiline ülevaade (vanusevahemikus 2–17 aastat) leidis, et DXA-ga võrreldes alahindab BIA ülekaaluliste ja rasvunud laste ning noorukite rasvamassi ja rasvaprotsenti järjekindlalt [4].
• Seadme ehitus: Mitmesageduslikud segmentaalsed analüsaatorid (nagu InBody 720) näitavad DXA-ga paremat kokkulangevust, kuna eristavad rakusisest ja rakuvälist veemahtu, samas kui ühesageduslikud mudelid on tundlikumad hüdratsioonitaseme kõikumiste ja vahetu toidutarbimise suhtes [4].
• Mudelite eeldused sportlastel: Noorrahesportlastel (<18 aastat) on kahe- ja kolmekomponentsete mudelite täpsus madalam kudede tiheduse, kopsude mahu ja hüdratsiooniseisundi eelduste tõttu, mistõttu eelistatakse neljakomponentseid mudeleid [17]. Kuigi DXA on välimeetodite valideerimisel sageli kriteeriumstandardiks, piiravad selle rutiinset igakuist kasutamist kiirguskoormus, kõrge hind ja teisaldatavuse puudumine võrreldes välimeetoditega [4, 17]. Seetõttu vajavad välimeetodid, nagu nahavoldid ja BIA, pidevat populatsioonipõhist valideerimist, et vähendada mõõtja varieeruvusest ja bioloogilisest küpsemisest tulenevaid vigu [17].