Mga Formula ng Body Fat sa Kabataan: Gaano Ka-accurate sa Puberty?

Ang mga karaniwang body mass index (BMI) cutoff at anthropometric formula para sa pagtatantya ng body fat ay nagbibigay ng maayos na screening metric para sa pangkalahatang grupo ng mga kabataan, ngunit ang accuracy ng mga ito para sa indibidwal na pagsubaybay ay malaki ang pagbabago habang nagaganap ang pubertal development [3, 13, 14]. Ang mabilis na mga pagbabago sa komposisyon ng fat-free mass (FFM)—dulot ng pabago-bagong hydration level, skeletal mineralization, at mga pagbabago sa hormone batay sa kasarian—ay madalas na nagdudulot ng bias sa mga skinfold equation at two-compartment body composition model [14, 17].

Paglaki sa Puberty at mga Pagbabago sa Komposisyon ng Katawan

Ang adolescence ay kinapapalooban ng malalaking pagbabago sa pisyolohiya at istruktura ng katawan na nagpapahirap sa pagsukat ng body composition [14]. Bago ang sexual maturation, ang mga bata ay may mas mataas na water content at mas mababang bone mineral content sa kanilang fat-free mass kumpara sa mga matatanda [14]. Habang umuusad ang puberty, ang density at proporsyon ng fat-free mass ay kapansin-pansing nagbabago [14].

Ang simula ng puberty ay klinikal na tinutukoy bilang pag-abot sa Tanner stage 2, na kakikitaan ng breast budding (thelarche, stage B2) sa mga babae o testicular volume na 4 mL o higit pa sa mga lalaki [1]. Sa mga babae, ang adrenarche (ang pagtaas ng mga adrenal androgen na DHEA at DHEAS habang nagkakaedad) ay karaniwang nauuna bago ang gonadarche [9]. Ang pangkalahatang pagkakasunod-sunod ng pagdadalaga ay nagmumula sa pagbilis ng paglaki (growth acceleration) patungong pubarche, thelarche, peak growth velocity, at menarche [9]. Ang karaniwang tagal mula thelarche (B2) hanggang menarche ay 2.34 taon (may standard deviation na 1.03 taon), bagama't mababa ang correlation sa pagitan ng paglaki ng dibdib at tiyempo ng menarche (r = 0.17), at ang kabuuang timeframe para makumpleto ang lahat ng pubertal milestone ay nasa pagitan ng 1.5 hanggang mahigit 6 na taon [9]. Ipinapakita ng demographic data sa US na ang median age ng simula ng breast stage 2 ay 8.8 taon sa African Americans, 9.3 taon sa Hispanics, at 9.7 taon sa mga non-Hispanic white at Asian, kumpara sa pooled estimate na 10.4 taon sa mga bansang may mababa at katamtamang kita [9].

Ang tiyempo ng puberty ay may malapit na kaugnayan sa naipong enerhiya at hormonal signaling [1, 8]. Ang mas mataas na adiposity ay iniuugnay sa mas maagang simula ng puberty sa pamamagitan ng mga central mechanism—kung saan ang mataas na leptin ay nagpapataas ng gonadotropin-releasing hormone (GnRH) pulsatility at gonadotropin secretion—at peripheral mechanism, kung saan ang insulin resistance at hyperinsulinemia ay nagpapasigla sa produksyon ng sex hormone [8]. Sa longitudinal tracking sa mga batang babae, ang body fat percentage na sinukat gamit ang bioimpedance ay naobserbahang mas mababa sa 18% anim na buwan bago ang puberty, tumaas ng 2.85% sa loob ng tatlong buwan upang lumampas sa 20% bago ang Tanner stage B2, at nanatili sa 22% o higit pa pagkatapos ng simula [1]. Ang peak growth velocity sa panahon ng adolescent growth spurt ay nagaganap sa pagitan ng edad 11–12 sa mga babae (kasunod ng thelarche sa pagitan ng edad 8–12) at sa pagitan ng edad 13–14 sa mga lalaki (kasunod ng paglaki ng testes sa volume na ≥4 mL o haba na ≥2.5 cm sa pagitan ng edad 9.5–14) [8].

Pagiging Maaasahan ng mga Karaniwang BMI Cutoff

Dahil ang BMI ay nakadepende lamang sa kabuuang timbang at taas, hindi nito natutukoy ang pagkakaiba sa pagitan ng pagdami ng taba (adipose tissue) at paglaki ng lean mass sa panahon ng pubertal growth spurt [3, 13]. Gayunpaman, bilang screening tool para sa mataas na adiposity, ang mga BMI cutoff batay sa edad ay may katulad na performance kumpara sa mga modelong tahasang nagsasama ng pubertal staging [3].

Sa isang cross-sectional study sa 368 malulusog na Caucasian youth (edad 8.5–15.5 taon), ang mga BMI cutoff na kinalkula gamit lamang ang edad ay nakatukoy ng mataas na dual-energy X-ray absorptiometry (DXA) adiposity (tinukoy bilang ≥25% body fat sa mga lalaki at ≥35% sa mga babae) na may 86% sensitivity sa parehong kasarian, kasama ang 89% specificity sa mga lalaki at 97% sa mga babae [3]. Ang pag-aadjust sa mga BMI cutoff na ito upang isama ang parehong edad at pubertal stage ay nagbigay ng 90% sensitivity sa mga lalaki at 88% sa mga babae (may 92% specificity sa pareho), isang adjustment na hindi gaanong nakahihigit sa pamantayang nakabatay lamang sa edad [3]. Bukod dito, sa pagsusuri sa 6,725 kabataan na may edad 5–17 taon mula sa Bogalusa Heart Study, ang BMI na ini-adjust para sa edad at kasarian ay nagpakita ng bahagyang mas malakas na kaugnayan sa mga cardiometabolic risk marker (kabilang ang mga lipid, lipoprotein, insulin, at presyon ng dugo) kumpara sa percentage body fat na tinantiya gamit ang mga karaniwang skinfold equation [13].

Mga Formula ng Skinfold sa Bawat Yugto ng Paglaki

Ang mga anthropometric equation ay gumagamit ng caliper upang sukatin ang kapal ng subcutaneous adipose tissue sa mga partikular na bahagi ng katawan, at kino-convert ang mga halagang ito sa tinantiyang body density o body fat percentage (%BF) [11, 14, 15]. Ang pinakamalawak na ginagamit na pediatric model, na binuo nina Slaughter at mga kasamahan (1988), ay ginawa gamit ang sample ng 242 malulusog na kabataan na may edad 8–18 taon na sinuri laban sa underwater weighing o stable isotope dilution [14, 15]. Ang mga equation na ito ay gumagamit ng triceps (TR) at subscapular (SE) skinfold:

• Mga Babae (lahat ng edad): %BF = 1.33(TR + SE) - 0.013(TR + SE)^2 - 2.5 [11]
• Mga Lalaki (lahat ng edad): %BF = 1.21(TR + SE) - 0.008(TR + SE)^2 + I (kung saan ang I ay intercept adjustment batay sa maturity stage at lahi) [11]

Ang mga Slaughter equation ay partikular na idinisenyo upang isaalang-alang ang nagbabagong density ng FFM sa iba't ibang yugto ng paglaki (mula pre-pubescent hanggang post-pubescent) [14]. Sa cross-validation research ni Janz et al. sa 122 kabataan na may edad 8–17 taon na sinuri laban sa age-adjusted body density criteria, ang mga Slaughter skinfold equation ay nagpakita ng mataas na intraclass reliability correlation (ICC = 0.98–0.99) at validity correlation (r = 0.79–0.99), na may standard error of the estimate (SEE) at total error na nasa pagitan ng 3.5% at 4.6% para sa percentage body fat [14]. Gayunpaman, natukoy din sa pagsusuring ito ang isang makabuluhang interaction sa pagitan ng skinfold equation at antas ng sexual maturation sa mga lalaki, at ang alternatibong triceps-plus-calf skinfold equation para sa mga babae ay may malaking pagkakaiba sa criterion measure [14].

Kapag sinuri laban sa four-compartment model o DXA sa mas malawak na populasyon ng mga bata at kabataan, ang mga tradisyonal na skinfold equation ay nagpapakita ng mga limitasyon [10, 11, 13, 15]:

• Bias Batay sa Antas ng Adiposity: Sa Pediatric Rosetta Body Composition Project (1,169 kabataan), ang mga Slaughter equation ay may mataas na correlation sa DXA body fat percentage (r = 0.90), ngunit sumobra ang pagtatantya ng body fat nang 12 percentage point sa mga lalaki at 6 percentage point sa mga babae kapag ang kabuuan ng subscapular at triceps skinfold ay umabot o lumampas sa 50 mm [13].
• Makalumang 4-Skinfold Formula: Ang mga lumang equation na umaasa sa apat na skinfold (biceps, triceps, subscapular, suprailiac; gaya ng Brook 1971 o Durnin at Womersley 1974) ay nagpapakita ng mataas na correlation (r = 0.71 hanggang 0.98) sa DXA ngunit mahina ang agreement, na nagreresulta sa mean difference na 2.4 kg para sa fat mass, -1.9 kg para sa fat-free mass, at 6.3% para sa body fat percentage [15]. Ang mga bagong pediatric equation na sinuri sa 835 malulusog na bata at 254 kabataang may mga medikal na kondisyon ay nagpahusay sa agreement na ito sa mean difference na 0.2 kg para sa fat mass, 0.4 kg para sa fat-free mass, at 0.0% para sa body fat percentage [15].
• Pagkakaiba-iba sa Klinikal at Iba't Ibang Populasyon: Sa 59 kabataang babae na may phenylketonuria (PKU), ang mga Slaughter equation ang nagpakita ng pinakamababang precision laban sa air displacement plethysmography (BOD POD), na nagtala ng mean difference na -7.7 ± 7.4%, mean percent error na 19%, at concordance correlation coefficient (CCC) na 0.3 [10]. Sa kabilang banda, ang equation ni Peterson ay hindi nagpakita ng makabuluhang pagkakaiba mula sa BOD POD (P = 0.23, mean difference 0.76 ± 4.8%, CCC = 0.8), habang ang TAAG equation naman ni Loftin ang may pinakamababang mean percent error (2.2%, CCC = 0.8) [10]. Ang mga tradisyonal na formula nina Slaughter at Lohman ay hindi rin naging tumpak nang sinubukan laban sa DXA sa mga bata at kabataang may HIV [11].

Bioelectrical Impedance at mga Multi-Compartment Model

Ang bioelectrical impedance analysis (BIA) ay isa pang karaniwang field method para sa pagsukat ng body composition sa panahon ng adolescence [4, 17]. Sinusukat ng single-frequency BIA ang resistance (R), na sumasalamin sa distribusyon ng tubig sa extracellular at intracellular space, at reactance (Xc), na sumasalamin sa cell membrane capacitance [23]. Ang phase angle (PhA) ay kinakalkula geometrically mula sa angular transformation ng ratio ng reactance sa resistance [23]. Sinusuri naman ng muscle-localized BIA (ML-BIA) ang mga partikular na grupo ng kalamnan: ang pagbaba sa localized resistance ay sumasalamin sa fluid accumulation, samantalang ang pagbaba sa reactance at phase angle ay nagpapakita ng pagkasira sa integridad ng membrane [23]. Ang mga localized phase angle measurement sa anterior thigh ay nagpakita ng kaugnayan sa muscle quality sa ultrasound sa mga kabataang lalaki at muscle power sa mga kabataang babae [23].

Sa kabila ng pagiging praktikal nito, ang standard whole-body BIA ay may mga dokumentadong diagnostic constraint sa mga pediatric cohort [4, 17]:

• Sistematikong Mababang Pagtatantya: Natuklasan sa isang systematic review ng 28 pag-aaral (sumasaklaw sa edad 2–17 taon) na palagiang mas mababa ang pagtatantya ng BIA sa fat mass at body fat percentage sa mga pediatric population na may overweight at obesity kung ikukumpara sa DXA [4].
• Arkitektura ng Device: Ang mga multi-frequency segmental analyzer (tulad ng InBody 720) ay nagpapakita ng mas mahusay na agreement sa DXA sa pamamagitan ng pagtukoy sa pagkakaiba ng intracellular at extracellular water, samantalang ang mga single-frequency model ay mas apektado ng mga pagbabago sa hydration at kamakailang pagkain [4].
• Mga Assumption ng Model sa mga Atleta: Sa mga kabataang atleta (<18 taon), ang mga two-compartment at three-compartment model ay nagpapakita ng mas mababang accuracy dahil sa mga assumption ukol sa tissue density, lung volume, at hydration status, kaya mas mainam gamitin ang four-compartment model [17]. Bagama't madalas na nagsisilbing criterion standard ang DXA para sa pag-validate ng mga field tool, ang regular na paggamit nito para sa buwanang follow-up ay nalilimitahan ng radiation exposure, mataas na gastos, at kakulangan sa portability kumpara sa mga field method [4, 17]. Dahil dito, ang mga field technique tulad ng skinfold at BIA ay nangangailangan ng patuloy na population-specific validation upang mabawasan ang mga error mula sa pagkakaiba-iba ng technician at biological maturation [17].