Stima della massa grassa negli adolescenti: quanto è accurata durante la pubertà?

I valori limite standard dell'indice di massa corporea (IMC o BMI) e le formule predittive antropometriche della percentuale di grasso corporeo offrono parametri di screening ragionevoli a livello di gruppo per gli adolescenti, ma la loro precisione per il monitoraggio individuale varia notevolmente durante lo sviluppo puberale [3, 13, 14]. I rapidi cambiamenti nella composizione della massa magra (FFM) — dovuti alle variazioni dei livelli di idratazione, della mineralizzazione ossea e ai cambiamenti ormonali legati al sesso — introducono frequenti distorsioni nelle equazioni plicometriche e nei modelli di composizione corporea a due compartimenti [14, 17].

Crescita puberale e variazioni di composizione corporea

L'adolescenza comporta importanti modificazioni fisiologiche e strutturali che complicano la valutazione della composizione corporea [14]. Prima della maturazione sessuale, i bambini presentano un contenuto di acqua superiore e una densità minerale ossea inferiore all'interno della massa magra rispetto agli adulti [14]. Con il progredire della pubertà, la densità e le proporzioni della massa magra cambiano marcatamente [14].

L'inizio della pubertà è definito clinicamente dal raggiungimento dello stadio 2 di Tanner, caratterizzato dallo sviluppo del bottone mammario (telarca, stadio B2) nelle femmine o da un volume testicolare pari o superiore a 4 mL nei maschi [1]. Nelle femmine, l'adrenarca (l'aumento dei livelli degli androgeni surrenalici DHEA e DHEAS legato alla maturazione) precede tipicamente il gonadarca [9]. La sequenza generale della maturazione femminile procede dall'accelerazione della crescita al pubarca, al telarca, al picco di velocità di crescita e infine al menarca [9]. La durata media dal telarca (B2) al menarca è di 2,34 anni (con una deviazione standard di 1,03 anni), sebbene la correlazione tra lo sviluppo mammario e il momento del menarca sia debole (r = 0,17), e l'intervallo temporale totale per completare tutte le tappe puberali vari da 1,5 a oltre 6 anni [9]. I dati demografici statunitensi indicano che l'età mediana all'esordio dello stadio mammario 2 è di 8,8 anni nelle afroamericane, 9,3 anni nelle ispaniche e 9,7 anni nelle bianche e nelle asiatiche non ispaniche, rispetto a una stima aggregata di 10,4 anni nei paesi a basso e medio reddito [9].

I tempi della pubertà sono strettamente legati alle riserve energetiche e alla segnalazione ormonale [1, 8]. Una maggiore adiposità è associata a un esordio puberale più precoce attraverso meccanismi centrali — nei quali livelli elevati di leptina incrementano la pulsatilità dell'ormone di rilascio delle gonadotropine (GnRH) e la secrezione di gonadotropine — e meccanismi periferici, in cui l'insulino-resistenza e l'iperinsulinemia stimolano la produzione di ormoni sessuali [8]. Nel monitoraggio longitudinale delle ragazze, la percentuale di grasso corporeo misurata tramite bioimpedenziometria risultava inferiore al 18% sei mesi prima della pubertà, aumentava del 2,85% nell'arco di tre mesi superando il 20% prima dello stadio Tanner B2, e si manteneva al 22% o oltre dopo l'esordio puberale [1]. Il picco di velocità di crescita durante lo scatto di crescita adolescenziale si verifica tra gli 11 e i 12 anni nelle femmine (dopo il telarca tra gli 8 e i 12 anni) e tra i 13 e i 14 anni nei maschi (dopo l'ingrossamento testicolare a un volume ≥4 mL o una lunghezza ≥2,5 cm tra i 9,5 e i 14 anni) [8].

Affidabilità dei valori limite standard dell'IMC

Poiché l'IMC si basa esclusivamente sulla massa corporea totale e sull'altezza, non distingue tra l'aumento del tessuto adiposo e l'accumulo di massa magra durante i picchi di crescita puberali [3, 13]. Tuttavia, come strumento di screening per l'eccesso di adiposità, i valori limite dell'IMC basati sull'età hanno prestazioni paragonabili a quelle dei modelli che integrano esplicitamente la stadiazione puberale [3].

In uno studio trasversale su 368 giovani caucasici sani (di età compresa tra 8,5 e 15,5 anni), i valori limite dell'IMC calcolati solo in base all'età hanno identificato un'elevata adiposità alla densitometria a doppio raggio X (DXA) (definita come ≥25% di grasso corporeo nei maschi e ≥35% nelle femmine) con una sensibilità dell'86% in entrambi i sessi, una specificità dell'89% nei maschi e del 97% nelle femmine [3]. L'aggiustamento di questi valori limite dell'IMC per includere sia l'età che lo stadio puberale ha prodotto una sensibilità del 90% nei maschi e dell'88% nelle femmine (con una specificità del 92% per entrambi), una modifica che non è risultata significativamente superiore ai criteri basati solo sull'età [3]. Inoltre, in una valutazione di 6.725 giovani di età compresa tra 5 e 17 anni del Bogalusa Heart Study, l'IMC corretto per età e sesso ha mostrato associazioni leggermente più forti con i marcatori di rischio cardiometabolico (tra cui lipidi, lipoproteine, insulina e pressione arteriosa) rispetto alla percentuale di grasso corporeo stimata con le equazioni plicometriche standard [13].

Equazioni plicometriche e stadi di maturazione

Le equazioni antropometriche utilizzano i plicometri per misurare lo spessore del tessuto adiposo sottocutaneo in specifici punti anatomici, convertendo questi valori in una stima della densità corporea o della percentuale di grasso corporeo (%BF) [11, 14, 15]. I modelli pediatrici più utilizzati, sviluppati da Slaughter e colleghi (1988), sono stati elaborati su un campione di 242 giovani sani di età compresa tra 8 e 18 anni valutati rispetto alla pesata idrostatica o alla diluizione con isotopi stabili [14, 15]. Queste equazioni utilizzano le pliche tricipitale (TR) e sottoscapolare (SE):

• Femmine (tutte le età): %BF = 1.33(TR + SE) - 0.013(TR + SE)^2 - 2.5 [11]
• Maschi (tutte le età): %BF = 1.21(TR + SE) - 0.008(TR + SE)^2 + I (dove I è un termine correttivo basato sullo stadio di maturazione e sull'etnia) [11]

Le equazioni di Slaughter sono state progettate esplicitamente per tenere conto delle variazioni di densità della massa magra (FFM) attraverso i diversi stadi di maturazione (dalla fase prepuberale a quella postpuberale) [14]. Nello studio di validazione incrociata condotto da Janz et al. su 122 giovani di età compresa tra 8 e 17 anni valutati rispetto a criteri di densità corporea corretti per l'età, le equazioni plicometriche di Slaughter hanno dimostrato elevate correlazioni di affidabilità intraclasse (ICC = 0,98–0,99) e correlazioni di validità (r = 0,79–0,99), con errori standard della stima (SEE) ed errori totali compresi tra il 3,5% e il 4,6% per la percentuale di grasso corporeo [14]. Tuttavia, questa valutazione ha anche identificato una significativa interazione tra l'equazione plicometrica e il livello di maturazione sessuale nei maschi, mentre l'equazione alternativa femminile basata sulle pliche tricipitale e del polpaccio differiva significativamente dalla misura di riferimento [14].

Se valutate rispetto a modelli a quattro compartimenti o alla DXA su popolazioni pediatriche più ampie, le equazioni plicometriche tradizionali mostrano chiari limiti [10, 11, 13, 15]:

• Distorsione dipendente dall'adiposità: Nel Pediatric Rosetta Body Composition Project (1.169 giovani), le equazioni di Slaughter hanno mostrato un'elevata correlazione con la percentuale di grasso corporeo misurata tramite DXA (r = 0,90), ma hanno sovrastimato il grasso corporeo di 12 punti percentuali nei ragazzi e di 6 punti percentuali nelle ragazze quando la somma delle pliche sottoscapolare e tricipitale raggiungeva o superava i 50 mm [13].
• Formule storiche a 4 pliche: Le equazioni più datate basate su quattro pliche (bicipitale, tricipitale, sottoscapolare, sovrailiaca; come quelle di Brook 1971 o di Durnin e Womersley 1974) mostrano un'elevata correlazione (da r = 0,71 a 0,98) con la DXA ma una scarsa concordanza, con differenze medie di 2,4 kg per la massa grassa, -1,9 kg per la massa magra e 6,3% per la percentuale di grasso corporeo [15]. Equazioni pediatriche aggiornate, valutate su 835 bambini sani e 254 giovani con condizioni cliniche, hanno migliorato questa concordanza riducendo le differenze medie a 0,2 kg per la massa grassa, 0,4 kg per la massa magra e 0,0% per la percentuale di grasso corporeo [15].
• Variabilità clinica e di popolazione: In 59 adolescenti di sesso femminile con fenilchetonuria (PKU), le equazioni di Slaughter hanno mostrato la precisione peggiore rispetto alla pletismografia a spostamento d'aria (BOD POD), con una differenza media di -7,7 ± 7,4%, un errore percentuale medio del 19% e un coefficiente di correlazione di concordanza (CCC) di 0,3 [10]. Al contrario, l'equazione di Peterson non ha mostrato differenze significative rispetto al BOD POD (P = 0,23, differenza media 0,76 ± 4,8%, CCC = 0,8), mentre l'equazione TAAG di Loftin ha mostrato l'errore percentuale medio più basso (2,2%, CCC = 0,8) [10]. Anche le formule tradizionali di Slaughter e Lohman hanno mostrato scarse prestazioni se confrontate con la DXA in bambini e adolescenti affetti da HIV [11].

Bioimpedenziometria e modelli multicompartimentali

L'analisi di impedenza bioelettrica (BIA) rappresenta un altro metodo da campo ampiamente utilizzato per valutare la composizione corporea durante l'adolescenza [4, 17]. La BIA a singola frequenza misura la resistenza (R), che riflette la distribuzione dell'acqua extracellulare e intracellulare, e la reattanza (Xc), che riflette la capacità delle membrane cellulari [23]. L'angolo di fase (PhA) è ricavato geometricamente dalla trasformazione angolare del rapporto tra reattanza e resistenza [23]. La BIA localizzata sul muscolo (ML-BIA) valuta specifici gruppi muscolari: riduzioni della resistenza localizzata riflettono un accumulo di liquidi, mentre riduzioni della reattanza e dell'angolo di fase indicano un'alterazione dell'integrità di membrana [23]. Le misurazioni dell'angolo di fase localizzato sulla coscia anteriore sono risultate associate alla qualità muscolare valutata mediante ecografia nei giovani uomini e alla potenza muscolare nelle giovani donne [23].

Nonostante la sua utilità pratica, la BIA standard total-body presenta limiti diagnostici documentati nelle coorti pediatriche [4, 17]:

• Sottostima sistematica: Una revisione sistematica di 28 studi (su soggetti di età compresa tra 2 e 17 anni) ha rilevato che la BIA sottostima costantemente la massa grassa e la percentuale di grasso corporeo nelle popolazioni pediatriche con sovrappeso e obesità rispetto alla DXA [4].
• Architettura del dispositivo: Gli analizzatori segmentali multifrequenza (come l'InBody 720) dimostrano una concordanza superiore con la DXA differenziando i compartimenti idrici intracellulari ed extracellulari, mentre i modelli a frequenza singola sono più vulnerabili alle fluttuazioni dello stato di idratazione e all'assunzione recente di cibo [4].
• Assunzioni dei modelli negli atleti: Negli atleti adolescenti (<18 anni), i modelli a due e tre compartimenti mostrano un'accuratezza ridotta a causa delle assunzioni su densità tissutale, volume polmonare e stato di idratazione, rendendo preferibili i modelli a quattro compartimenti [17]. Sebbene la DXA funga frequentemente da criterio di riferimento per validare gli strumenti da campo, il suo impiego routinario per controlli mensili è limitato dall'esposizione alle radiazioni, dai costi elevati e dalla mancanza di portabilità rispetto ai metodi da campo [4, 17]. Di conseguenza, tecniche da campo come plicometria e BIA richiedono una costante validazione specifica per popolazione per limitare gli errori dovuti alla variabilità dell'operatore e alla maturazione biologica [17].