Formule za tjelesnu mast u pubertetu: Koliko su točne?

Standardne granične vrijednosti indeksa tjelesne mase (ITM) i antropometrijske formule za procjenu tjelesne masti pružaju razumne probirne pokazatelje na razini skupine za adolescente, no njihova preciznost za individualno praćenje znatno varira tijekom pubertetskog razvoja [3, 13, 14]. Brze promjene u sastavu bezmasne mase (FFM)—uzrokovane promjenama u razinama hidracije, mineralizaciji kostiju i spolno specifičnim hormonalnim promjenama—često unose sustavnu pogrešku u jednadžbe kožnih nabora i dvokomponentne modele sastava tijela [14, 17].

Pubertetski rast i promjene u sastavu tijela

Adolescencija uključuje velike fiziološke i strukturne promjene koje otežavaju procjenu sastava tijela [14]. Prije spolnog sazrijevanja, djeca imaju veći udio vode i manji sadržaj minerala u kostima unutar bezmasne mase u usporedbi s odraslima [14]. Kako pubertet napreduje, gustoća i omjeri bezmasne mase izrazito se mijenjaju [14].

Početak puberteta klinički se definira dostizanjem 2. Tannerovog stadija, što je obilježeno razvojem tkiva dojki (telarha, stadij B2) kod djevojčica ili volumenom testisa od 4 mL ili većim kod dječaka [1]. Kod djevojčica, adrenarha (sazrijevanje nadbubrežne žlijezde praćeno porastom androgena DHEA i DHEAS) obično prethodi gonadarhi [9]. Opći slijed sazrijevanja djevojčica kreće se od ubrzanja rasta do pubarhe, telarhe, vršne brzine rasta i menarhe [9]. Prosječno trajanje od telarhe (B2) do menarhe iznosi 2,34 godine (sa standardnom devijacijom od 1,03 godine), iako je korelacija između razvoja dojki i vremena nastupa menarhe niska (r = 0,17), a ukupni vremenski okvir za završetak svih pubertetskih faza varira od 1,5 do preko 6 godina [9]. Demografski podaci iz SAD-a pokazuju da je medijan dobi početka 2. stadija razvoja dojki 8,8 godina kod Afroamerikanki, 9,3 godine kod Latinoamerikanki te 9,7 godina kod bjelkinja i Azijatkinja koje nisu hispanskog podrijetla, u usporedbi s objedinjenom procjenom od 10,4 godine u zemljama s niskim i srednjim dohotkom [9].

Vrijeme početka puberteta usko je povezano s energetskim zalihama i hormonalnom signalizacijom [1, 8]. Povećana količina masnog tkiva povezana je s ranijim početkom puberteta putem centralnih mehanizama—pri čemu povišeni leptin povećava pulsatilnost gonadotropin-oslobađajućeg hormona (GnRH) i lučenje gonadotropina—te perifernih mehanizama, gdje inzulinska rezistencija i hiperinzulinemija potiču proizvodnju spolnih hormona [8]. U longitudinalnom praćenju djevojčica, postotak tjelesne masti izmjeren bioimpedancijom bio je ispod 18% šest mjeseci prije puberteta, povećao se za 2,85% tijekom tri mjeseca kako bi prešao 20% prije Tannerovog stadija B2, te je ostao na ili iznad 22% nakon početka puberteta [1]. Vršna brzina rasta tijekom adolescentnog zamaha rasta javlja se između 11. i 12. godine kod djevojčica (nakon telarhe između 8. i 12. godine) te između 13. i 14. godine kod dječaka (nakon povećanja testisa na volumen ≥4 mL ili duljinu ≥2,5 cm između 9,5 i 14 godina) [8].

Pouzdanost standardnih graničnih vrijednosti ITM-a

Budući da se ITM oslanja isključivo na ukupnu tjelesnu masu i visinu, ne razlikuje povećanje masnog tkiva od nakupljanja bezmasne mase tijekom pubertetskog zamaha rasta [3, 13]. Međutim, kao probirni alat za povišenu razinu masnog tkiva, dobne granične vrijednosti ITM-a pokazuju usporedive rezultate s modelima koji izričito integriraju pubertetske stadije [3].

U presječnom istraživanju na 368 zdravih mladih bijelaca (dobi 8,5–15,5 godina), granične vrijednosti ITM-a izračunate samo prema dobi identificirale su visoku adipoznost prema dvoenergijskoj apsorpciometriji rentgenskim zrakama (DXA) (definiranu kao ≥25% tjelesne masti kod dječaka i ≥35% kod djevojčica) s osjetljivošću od 86% u oba spola, uz specifičnost od 89% kod dječaka i 97% kod djevojčica [3]. Prilagodba ovih graničnih vrijednosti ITM-a tako da uključe i dob i pubertetski stadij rezultirala je osjetljivošću od 90% kod dječaka i 88% kod djevojčica (uz specifičnost od 92% u oba spola), što nije bilo značajno superiornije u odnosu na kriterije temeljene isključivo na dobi [3]. Nadalje, u procjeni 6.725 mladih u dobi od 5 do 17 godina iz studije Bogalusa Heart Study, ITM prilagođen dobi i spolu pokazao je nešto snažniju povezanost s kardiometaboličkim biljezima rizika (uključujući lipide, lipoproteine, inzulin i krvni tlak) nego postotak tjelesne masti procijenjen standardnim jednadžbama kožnih nabora [13].

Jednadžbe kožnih nabora kroz stadije zrelosti

Antropometrijske jednadžbe koriste kaliper za mjerenje debljine potkožnog masnog tkiva na određenim anatomskim mjestima, pretvarajući te vrijednosti u procijenjenu gustoću tijela ili postotak tjelesne masti (%BF) [11, 14, 15]. Najčešće korišteni pedijatrijski modeli, koje su razvili Slaughter i suradnici (1988), konstruirani su na uzorku od 242 zdrava ispitanika u dobi od 8 do 18 godina, a validirani su prema podvodnom vaganju ili razrjeđenju stabilnih izotopa [14, 15]. Te jednadžbe koriste kožne nabore na tricepsu (TR) i subskapularno (SE):

• Djevojčice (svi uzrasti): %BF = 1.33(TR + SE) - 0.013(TR + SE)^2 - 2.5 [11]
• Dječaci (svi uzrasti): %BF = 1.21(TR + SE) - 0.008(TR + SE)^2 + I (gdje je I prilagodba odsječka temeljena na stadiju zrelosti i rasi) [11]

Slaughterove jednadžbe izričito su osmišljene kako bi uzele u obzir promjenjivu gustoću bezmasne mase kroz stadije zrelosti (od pretpuberteta do postpuberteta) [14]. U istraživanju unakrsne validacije koje su proveli Janz i sur. na 122 mladih u dobi od 8 do 17 godina, evaluiranih prema kriterijima gustoće tijela prilagođene dobi, Slaughterove jednadžbe kožnih nabora pokazale su visoke koeficijente intraklasne pouzdanosti (ICC = 0,98–0,99) i korelaciju valjanosti (r = 0,79–0,99), sa standardnim pogreškama procjene (SEE) i ukupnim pogreškama između 3,5% i 4,6% za postotak tjelesne masti [14]. Međutim, ova je procjena također utvrdila značajnu interakciju između jednadžbe kožnih nabora i razine spolnog sazrijevanja kod dječaka, dok se alternativna jednadžba za djevojčice (triceps plus potkoljenica) značajno razlikovala od referentnog mjerenja [14].

Kada se procjenjuju u odnosu na četverokomponentne modele ili DXA u širim pedijatrijskim populacijama, tradicionalne jednadžbe kožnih nabora pokazuju jasna ograničenja [10, 11, 13, 15]:

• Pristranost ovisna o razini adipoznosti: U projektu Pediatric Rosetta Body Composition Project (1.169 mladih), Slaughterove jednadžbe visoko su korelirale s postotkom tjelesne masti izmjerenim DXA-om (r = 0,90), ali su precijenile tjelesnu mast za 12 postotnih bodova kod dječaka i 6 postotnih bodova kod djevojčica kada je zbroj subskapularnog nabora i nabora tricepsa dosegao ili prešao 50 mm [13].
• Povijesne formule s 4 kožna nabora: Starije jednadžbe koje se oslanjaju na četiri kožna nabora (biceps, triceps, subskapularno, suprailijakalno; poput Brook 1971 ili Durnin i Womersley 1974) pokazuju visoku korelaciju (r = 0,71 do 0,98) s DXA-om, ali slabo slaganje, dajući prosječne razlike od 2,4 kg za masnu masu, -1,9 kg za bezmasnu masu i 6,3% za postotak tjelesne masti [15]. Novije ažurirane pedijatrijske jednadžbe evaluirane na 835 zdrave djece i 254 mladih s kliničkim stanjima poboljšale su ovo slaganje na prosječne razlike od 0,2 kg za masnu masu, 0,4 kg za bezmasnu masu i 0,0% za postotak tjelesne masti [15].
• Klinička i populacijska varijabilnost: Kod 59 adolescentica s fenilketonurijom (PKU), Slaughterove jednadžbe pokazale su najslabiju preciznost u usporedbi s pletizmografijom istiskivanja zraka (BOD POD), s prosječnom razlikom od -7,7 ± 7,4%, prosječnom postotnom pogreškom od 19% i koeficijentom konkordancijske korelacije (CCC) od 0,3 [10]. Nasuprot tome, Petersonova jednadžba nije pokazala značajnu razliku u odnosu na BOD POD (P = 0,23, prosječna razlika 0,76 ± 4,8%, CCC = 0,8), dok je Loftinova TAAG jednadžba imala najmanju prosječnu postotnu pogrešku (2,2%, CCC = 0,8) [10]. Tradicionalne formule Slaughtera i Lohmana također su se pokazale nepouzdanima pri testiranju u odnosu na DXA kod djece i adolescenata s HIV-om [11].

Bioelektrična impedancija i višekompontentni modeli

Analiza bioelektrične impedancije (BIA) predstavlja još jednu uobičajenu terensku metodu za procjenu sastava tijela tijekom adolescencije [4, 17]. Jednofrekventna BIA mjeri otpor (R), koji odražava distribuciju izvanstanične i stanične vode, te reaktanciju (Xc), koja odražava kapacitivnost stanične membrane [23]. Fazni kut (PhA) izračunava se geometrijski iz kutne transformacije omjera reaktancije i otpora [23]. Mišićno lokalizirana BIA (ML-BIA) procjenjuje specifične mišićne skupine: smanjenje lokaliziranog otpora odražava nakupljanje tekućine, dok smanjenje reaktancije i faznog kuta odražava narušen integritet membrane [23]. Mjerenja lokaliziranog faznog kuta na prednjoj strani bedra pokazala su povezanost s ultrazvučnom kvalitetom mišića kod mladića i mišićnom snagom kod mladih žena [23].

Unatoč praktičnoj primjenjivosti, standardna BIA cijelog tijela ima dokumentirana dijagnostička ograničenja u pedijatrijskim kohortama [4, 17]:

• Sustavno podcjenjivanje: Sustavni pregled 28 studija (u dobi od 2 do 17 godina) otkrio je da BIA dosljedno podcjenjuje masnu masu i postotak tjelesne masti u pedijatrijskoj populaciji s prekomjernom tjelesnom masom i pretilošću u usporedbi s DXA-om [4].
• Arhitektura uređaja: Višefrekventni segmentalni analizatori (poput InBody 720) pokazuju bolje slaganje s DXA-om razlikovanjem unutarstanične i izvanstanične vode, dok su jednofrekventni modeli podložniji fluktuacijama hidracije i akutnom unosu hrane [4].
• Pretpostavke modela kod sportaša: Kod adolescenata sportaša (<18 godina), dvokomponentni i trokomponentni modeli pokazuju smanjenu točnost zbog pretpostavki o gustoći tkiva, volumenu pluća i statusu hidracije, zbog čega su četverokomponentni modeli prikladniji [17]. Iako DXA često služi kao referentni standard za validaciju terenskih alata, njezina rutinska primjena za mjesečna praćenja ograničena je izlaganjem zračenju, visokim troškovima i nedostatkom prenosivosti u usporedbi s terenskim metodama [4, 17]. Slijedom toga, terenske tehnike poput kožnih nabora i BIA-e zahtijevaju kontinuiranu populacijski specifičnu validaciju kako bi se ublažile pogreške uzrokovane varijabilnošću tehničara i biološkim sazrijevanjem [17].