Paauglių kūno riebalų formulės: koks jų tikslumas brendimo metu?

Standartinės kūno masės indekso (KMI) ribos ir antropometrinės kūno riebalų prognozavimo formulės yra tinkamos paauglių grupiniams atrankiniams tyrimams, tačiau jų tikslumas stebint individualius asmenis lytinio brendimo metu smarkiai svyruoja [3, 13, 14]. Greiti neriebalinės kūno masės (angl. fat-free mass, FFM) sudėties pokyčiai – nulemti kintančio hidratacijos lygio, skeleto mineralizacijos ir su lytimi susijusių hormoninių pokyčių – dažnai iškraipo odos raukšlių lygtis ir dviejų komponentų kūno sudėties modelius [14, 17].

Augimas brendimo metu ir kūno sudėties pokyčiai

Paauglystėje vyksta dideli fiziologiniai ir struktūriniai pokyčiai, kurie apsunkina kūno sudėties vertinimą [14]. Prieš lytinį brendimą vaikų neriebalinėje kūno masėje yra daugiau vandens ir mažiau kaulų mineralų, palyginti su suaugusiaisiais [14]. Brendimui progresuojant, neriebalinės kūno masės tankis ir proporcijos pastebimai kinta [14].

Kliniškai lytinio brendimo pradžia apibrėžiama kaip 2-oji Tannerio stadija, kuriai būdingas krūtų pumpurų atsiradimas (telarchė, B2 stadija) mergaitėms arba 4 ml ar didesnis sėklidžių tūris berniukams [1]. Mergaitėms adrenarchė (antinksčių androgenų DHEA ir DHEAS gamybos suintensyvėjimas brendimo metu) paprastai prasideda anksčiau nei gonadarche [9]. Bendra moteriškojo brendimo seka apima augimo pagreitėjimą, pubarchę, telarchę, didžiausią augimo greitį ir menarchę [9]. Vidutinė trukmė nuo telarchės (B2) iki menarchės yra 2,34 metų (standartinis nuokrypis – 1,03 metų), nors koreliacija tarp krūtų vystymosi ir menarchės laiko yra silpna (r = 0,17), o bendra visų lytinio brendimo etapų trukmė svyruoja nuo 1,5 iki daugiau nei 6 metų [9]. JAV demografiniai duomenys rodo, kad 2-osios krūtų stadijos pradžios amžiaus mediana yra 8,8 metų tarp afroamerikiečių, 9,3 metų tarp ispanakalbių ir 9,7 metų tarp neispanakalbių baltaodžių bei azijiečių, palyginti su apibendrintu 10,4 metų įverčiu mažų ir vidutinių pajamų šalyse [9].

Lytinio brendimo laikas glaudžiai susijęs su energijos atsargomis ir hormonų signalais [1, 8]. Didesnis riebalinio audinio kiekis siejamas su ankstesne lytinio brendimo pradžia per centrinius mechanizmus (kai padidėjęs leptino kiekis stimuliuoja gonadotropiną atpalaiduojančio hormono (GnRH) pulsinį išsiskyrimą ir gonadotropino sekreciją) bei periferinius mechanizmus (kai atsparumas insulinui ir hiperinsulinemija skatina lytinių hormonų gamybą) [8]. Išilginiuose mergaičių stebėjimuose bioimpedanso metodu išmatuotas kūno riebalų procentas likus šešiems mėnesiams iki brendimo buvo mažesnis nei 18 %, per tris mėnesius padidėjo 2,85 % ir prieš B2 Tannerio stadiją viršijo 20 %, o prasidėjus brendimui išliko ties 22 % ar didesne riba [1]. Didžiausias augimo šuolio greitis pasiekiamas tarp 11–12 metų mergaitėms (po telarchės tarp 8–12 metų) ir tarp 13–14 metų berniukams (padidėjus sėklidžių tūriui iki ≥4 ml arba ilgiui iki ≥2,5 cm tarp 9,5–14 metų) [8].

Standartinių KMI ribų patikimumas

Kadangi KMI remiasi tik bendra kūno mase ir ūgiu, jis neatskiria riebalinio audinio didėjimo nuo liesosios masės augimo paauglystės augimo šuolių metu [3, 13]. Tačiau kaip padidėjusio riebalų kiekio atrankos priemonė pagal amžių nustatytos KMI ribos veikia panašiai kaip ir modeliai, į kuriuos tiesiogiai įtrauktos lytinio brendimo stadijos [3].

Skerspjūvio tyrime, kuriame dalyvavo 368 sveiki europidų kilmės jaunuoliai (8,5–15,5 metų), vien pagal amžių apskaičiuotos KMI ribos nustatė didelį dvigubos energijos rentgeno spindulių sugerties metodu (DXA) išmatuotą riebalų kiekį (apibrėžtą kaip ≥25 % kūno riebalų berniukams ir ≥35 % mergaitėms) 86 % jautrumu abiejų lyčių grupėse, kartu pasižymint 89 % specifiškumu berniukams ir 97 % mergaitėms [3]. Patikslinus šias KMI ribas ir įtraukus tiek amžių, tiek lytinio brendimo stadiją, jautrumas siekė 90 % berniukams ir 88 % mergaitėms (specifiškumas – 92 % abiem lytims), tačiau šis patikslinimas nebuvo statistiškai pranašesnis už kriterijus, pagrįstus vien amžiumi [3]. Be to, įvertinus 6 725 jaunuolius (5–17 metų) iš „Bogalusa Heart Study“, pagal amžių ir lytį pakoreguotas KMI parodė šiek tiek stipresnes sąsajas su kardiometabolinės rizikos žymenimis (įskaitant lipidus, lipoproteinus, insuliną ir kraujospūdį) nei kūno riebalų procentas, apskaičiuotas pagal standartines odos raukšlių lygtis [13].

Odos raukšlių lygtys skirtingose brendimo stadijose

Antropometrinėse lygtyse naudojami kaliperiai, kuriais matuojamas poodinio riebalinio audinio storis tam tikrose anatominėse vietose, o šios vertės paverčiamos apskaičiuotu kūno tankiu arba kūno riebalų procentine dalimi (%BF) [11, 14, 15]. Plačiausiai naudojami pediatriniai modeliai, kuriuos sukūrė Slaughteris su kolegomis (1988 m.), buvo sudaryti remiantis 242 sveikų 8–18 metų jaunuolių imtimi, palyginant rezultatus su povandeniniu svėrimu arba stabiliųjų izotopų skiedimo metodu [14, 15]. Šiose lygtyse naudojamos žasto trigalvio raumens (TR) ir poskroblinės (SE) odos raukšlės:

• Mergaitėms (visų amžiaus grupių): %BF = 1,33(TR + SE) - 0,013(TR + SE)^2 - 2,5 [11]
• Berniukams (visų amžiaus grupių): %BF = 1,21(TR + SE) - 0,008(TR + SE)^2 + I (kur I yra laisvasis narys, koreguojamas pagal brandos stadiją ir rasę) [11]

Slaughterio lygtys buvo sukurtos specialiai tam, kad atsižvelgtų į kintantį FFM tankį įvairiose brandos stadijose (nuo priešbrendiminio iki pobrendiminio laikotarpio) [14]. Janz ir bendraautorių kryžminio validavimo tyrime su 122 jaunuoliais (8–17 metų), vertintais pagal amžiui pakoreguotus kūno tankio kriterijus, Slaughterio odos raukšlių lygtys demonstravo aukštas vidinės klasės patikimumo koreliacijas (ICC = 0,98–0,99) ir validumo koreliacijas (r = 0,79–0,99), o vertinimo standartinės paklaidos (SEE) ir bendrosios paklaidos kūno riebalų procentinei daliai siekė nuo 3,5 % iki 4,6 % [14]. Vis dėlto šis tyrimas taip pat atskleidė reikšmingą odos raukšlių lygties ir lytinio brendimo lygio sąveiką berniukams, o alternatyvi mergaičių trigalvio raumens ir blauzdos odos raukšlių lygtis reikšmingai skyrėsi nuo kriterijaus matavimo [14].

Vertinant pagal keturių komponentų modelius arba DXA platesnėse vaikų ir paauglių populiacijose, tradicinės odos raukšlių lygtys atskleidžia aiškius trūkumus [10, 11, 13, 15]:

• Paklaida, priklausanti nuo riebalų kiekio: „Pediatric Rosetta Body Composition Project“ tyrime (1 169 jaunuoliai) Slaughterio lygtys glaudžiai koreliavo su DXA kūno riebalų procentu (r = 0,90), tačiau pervertino kūno riebalus 12 procentinių punktų berniukams ir 6 procentiniais punktais mergaitėms, kai poskroblinės ir trigalvio raumens raukšlių suma pasiekė arba viršijo 50 mm [13].
• Istorinės 4 raukšlių formulės: Senesnės lygtys, besiremiančios keturiomis odos raukšlėmis (dvigalvio, trigalvio, poskroblinės, klubinės keteros; pavyzdžiui, Brook 1971 arba Durnin ir Womersley 1974), rodo stiprią koreliaciją (r = 0,71–0,98) su DXA, tačiau prastą sutapimą: riebalų masės vidutinis skirtumas buvo 2,4 kg, neriebalinės masės – -1,9 kg, o kūno riebalų procento – 6,3 % [15]. Naujai atnaujintos pediatrinės lygtys, įvertintos su 835 sveikais vaikais ir 254 klinikinėmis būklėmis sergančiais jaunuoliais, pagerino šį sutapimą: riebalų masės vidutinis skirtumas sumažėjo iki 0,2 kg, neriebalinės masės – iki 0,4 kg, o kūno riebalų procento – iki 0,0 % [15].
• Klinikinis ir populiacinis kintamumas: Tiriant 59 paaugles, sergančias fenilketonurija (PKU), Slaughterio lygtys pasižymėjo mažiausiu tikslumu, lyginant su oro išstūmimo pletizmografija (BOD POD): vidutinis skirtumas buvo -7,7 ± 7,4 %, vidutinė procentinė paklaida – 19 %, o konkordancijos koreliacijos koeficientas (CCC) – 0,3 [10]. Priešingai, Petersono lygtis reikšmingai nesiskyrė nuo BOD POD (P = 0,23, vidutinis skirtumas 0,76 ± 4,8 %, CCC = 0,8), o Loftin TAAG lygtis turėjo mažiausią vidutinę procentinę paklaidą (2,2 %, CCC = 0,8) [10]. Tradicinės Slaughterio ir Lohmano formulės taip pat veikė prastai tiriant ŽIV užsikrėtusius vaikus ir paauglius, lyginant su DXA [11].

Bioelektrinis varža ir daugiakomponenčiai modeliai

Bioelektrinio impedanso analizė (BIA) yra dar vienas dažnas lauko metodas kūno sudėčiai vertinti paauglystėje [4, 17]. Vieno dažnio BIA matuoja varžą (R), atspindinčią ekstraląstelinio ir intraląstelinio vandens pasiskirstymą, ir reaktyviąją varžą (Xc), atspindinčią ląstelių membranų talpą [23]. Fazės kampas (PhA) apskaičiuojamas geometriškai pagal reaktyviosios varžos ir varžos santykio kampinę transformaciją [23]. Lokali raumenų BIA (ML-BIA) vertina konkrečias raumenų grupes: lokalios varžos sumažėjimas rodo skysčių kaupimąsi, o reaktyviosios varžos ir fazės kampo sumažėjimas rodo membranos vientisumo pažeidimus [23]. Šlaunies priekinės dalies lokalūs fazės kampo matavimai parodė ryšį su ultragarsu vertinama raumenų kokybe jauniems vyrams ir raumenų galingumu jaunoms moterims [23].

Nepaisant praktinio patogumo, standartinė viso kūno BIA pasižymi dokumentuotais diagnostiniais apribojimais pediatriniuose tyrimuose [4, 17]:

• Sisteminis nuvertinimas: Sistemingai peržiūrėjus 28 tyrimus (2–17 metų amžiaus grupėje), nustatyta, kad BIA nuosekliai nuvertina riebalų masę ir kūno riebalų procentą antsvorio ir nutukimo turintiems vaikams bei paaugliams, palyginti su DXA [4].
• Prietaiso sandara: Daugiadažniai segmentiniai analizatoriai (pvz., „InBody 720“) pasižymi geresniu sutapimu su DXA, nes atskiria intraląstelinio ir ekstraląstelinio vandens kiekius, tuo tarpu vieno dažnio modeliai yra jautresni hidratacijos svyravimams ir neseniai suvartotam maistui [4].
• Modelių prielaidos sportininkams: Paauglių sportininkų (<18 metų) tyrimuose dviejų ir trijų komponentų modelių tikslumas sumažėja dėl prielaidų apie audinių tankį, plaučių tūrį ir hidratacijos būklę, todėl pirmenybė teikiama keturių komponentų modeliams [17]. Nors DXA dažnai naudojamas kaip etaloninis standartas lauko priemonėms validuoti, jo nuolatinis taikymas kas mėnesį atliekamai stebėsenai yra ribotas dėl radiacijos poveikio, didelės kainos ir mobilumo trūkumo [4, 17]. Todėl lauko metodus, tokius kaip odos raukšlių matavimas ir BIA, būtina nuolat validuoti konkrečioms populiacijoms, siekiant sumažinti specialisto atliekamų matavimų kintamumo ir biologinės brandos lemiamas paklaidas [17].