Beregning av fettprosent hos ungdom: Hvor nøyaktig er det gjennom puberteten?

Standard grenseverdier for kroppsmasseindeks (KMI/BMI) og antropometriske formler for beregning av fettprosent fungerer godt som screeningverktøy på gruppenivå for ungdom, men presisjonen ved individuell oppfølging varierer betydelig gjennom pubertetsutviklingen [3, 13, 14]. Raske endringer i sammensetningen av fettfri masse (FFM) – drevet av varierende hydreringsnivå, skjelettmineralisering og kjønnsspesifikke hormonendringer – fører ofte til skjevheter i kaliperberegninger og tokomponentmodeller for kroppssammensetning [14, 17].

Pubertetsvekst og endringer i kroppssammensetning

Ungdomsårene innebærer store fysiologiske og strukturelle forandringer som kompliserer måling av kroppssammensetning [14]. Før den seksuelle modningen har barn et høyere vanninnhold og lavere mineraltetthet i skjelettet innenfor den fettfrie massen sammenlignet med voksne [14]. Etter hvert som puberteten skrider frem, endrer både tettheten og proporsjonene i den fettfrie massen seg markant [14].

Pubertetsstart defineres klinisk ved at man når Tanner-stadium 2, kjennetegnet ved brystknopputvikling (telarke, stadium B2) hos jenter eller et testikkelvolum på 4 ml eller mer hos gutter [1]. Hos jenter inntreffer adrenarke (den modningsmessige økningen i binyreandrogenene DHEA og DHEAS) typisk før gonadarche [9]. Det generelle modningsforløpet hos jenter går fra vekstakselerasjon til pubarke, telarke, maksimal veksthastighet og deretter menarke [9]. Gjennomsnittlig tid fra telarke (B2) til menarke er 2,34 år (med et standardavvik på 1,03 år), selv om korrelasjonen mellom brystutvikling og tidspunkt for menarke er lav (r = 0,17), og den totale tidsrammen for å fullføre alle pubertetsstadier varierer fra 1,5 til over 6 år [9]. Amerikanske demografiske data indikerer at medianalderen ved oppstart av bryststadium 2 er 8,8 år hos afroamerikanere, 9,3 år hos personer med hispansk bakgrunn og 9,7 år hos ikke-hispanske hvite og asiater, sammenlignet med et samlet estimat på 10,4 år i lav- og middelinntektsland [9].

Tidspunktet for pubertet er nært knyttet til kroppens energilagre og hormonelle signaler [1, 8]. Økt fettmasse er koblet til tidligere pubertetsstart via sentrale mekanismer – der forhøyet leptin øker pulsatiliteten til gonadotropinfrigjørende hormon (GnRH) og utskillelsen av gonadotropiner – og perifere mekanismer, der insulinresistens og hyperinsulinemi stimulerer produksjonen av kjønnshormoner [8]. Ved longitudinell oppfølging av jenter ble det observert at bioimpedansmålt fettprosent lå under 18 % seks måneder før puberteten, økte med 2,85 % over tre måneder til å overstige 20 % før Tanner-stadium B2, og forble på eller over 22 % etter pubertetsstart [1]. Maksimal veksthastighet i vekstspurten inntreffer mellom 11 og 12 års alder hos jenter (etter telarke mellom 8 og 12 år) og mellom 13 og 14 års alder hos gutter (etter testikkelforstørrelse til et volum ≥4 ml eller lengde ≥2,5 cm mellom 9,5 og 14 år) [8].

Påliteligheten til standard BMI-grenseverdier

Fordi BMI utelukkende baserer seg på total kroppsvekt og høyde, skiller den ikke mellom økning i fettvev og oppbygging av mager muskelmasse under vekstspurten i puberteten [3, 13]. Likevel fungerer aldersbaserte BMI-grenseverdier like godt som screeningverktøy for overskytende fettmasse som modeller som eksplisitt integrerer pubertetsstadium [3].

I en tverrsnittsstudie av 368 friske kaukasiske ungdommer (i alderen 8,5–15,5 år) identifiserte BMI-grenseverdier beregnet ut fra alder alene høy fettprosent målt med DXA (definert som ≥25 % fettmasse hos gutter og ≥35 % hos jenter) med 86 % sensitivitet hos begge kjønn, samt 89 % spesifisitet hos gutter og 97 % hos jenter [3]. Justering av disse BMI-grenseverdiene for både alder og pubertetsstadium ga 90 % sensitivitet hos gutter og 88 % hos jenter (med 92 % spesifisitet hos begge), en justering som ikke var signifikant bedre enn kriteriene basert på kun alder [3]. Videre viste en analyse av 6 725 unge i alderen 5–17 år fra Bogalusa Heart Study at alders- og kjønnsjustert BMI hadde en noe sterkere sammenheng med kardiometabolske risikomarkører (inkludert lipider, lipoproteiner, insulin og blodtrykk) enn fettprosent estimert med standard kaliperformler [13].

Kaliperformler på tvers av modningsstadier

Antropometriske formler bruker en kaliper til å måle tykkelsen på subkutant fettvev på bestemte anatomiske steder, og konverterer disse målene til estimert kroppstetthet eller fettprosent (%BF) [11, 14, 15]. De mest brukte pediatriske formlene, utviklet av Slaughter og kolleger (1988), ble utarbeidet på et utvalg av 242 friske ungdommer i alderen 8–18 år og validert mot undervannsveiing eller isotopfortynning [14, 15]. Disse formlene bruker hudfolder fra triceps (TR) og subscapularis (SE):

• Jenter (alle aldre): %BF = 1,33(TR + SE) - 0,013(TR + SE)^2 - 2,5 [11]
• Gutter (alle aldre): %BF = 1,21(TR + SE) - 0,008(TR + SE)^2 + I (hvor I er en konstantjustering basert på modningsstadium og etnisitet) [11]

Slaughter-formlene ble eksplisitt utformet for å ta hensyn til den skiftende tettheten i fettfri masse på tvers av modningsstadier (fra førpubertal til postpubertal) [14]. I kryssvalideringsforskning av Janz et al. med 122 unge i alderen 8–17 år, evaluert mot aldersjusterte kriterier for kroppstetthet, viste Slaughter-formlene høye intraklasse-reliabilitetskorrelasjoner (ICC = 0,98–0,99) og validitetskorrelasjoner (r = 0,79–0,99), med standardfeil i estimatet (SEE) og totalfeil mellom 3,5 % og 4,6 % for fettprosent [14]. Denne evalueringen avdekket imidlertid også en signifikant interaksjon mellom kaliperformelen og modningsnivået hos gutter, og den alternative formelen for jenter basert på triceps og legg skilte seg signifikant fra referansemålet [14].

Når de evalueres mot firekomponentmodeller eller DXA i bredere pediatriske populasjoner, viser tradisjonelle kaliperformler klare begrensninger [10, 11, 13, 15]:

• Fettmasseavhengig skjevhet: I Pediatric Rosetta Body Composition Project (1 169 barn og unge) korrelerte Slaughter-formlene høyt med DXA-målt fettprosent (r = 0,90), men overestimerte fettprosenten med 12 prosentpoeng hos gutter og 6 prosentpoeng hos jenter når summen av subscapularis- og triceps-hudfoldene nådde eller oversteg 50 mm [13].
• Eldre formler med 4 hudfolder: Eldre formler basert på fire hudfolder (biceps, triceps, subscapularis, suprailiaca; som Brook 1971 eller Durnin og Womersley 1974) viser høy korrelasjon (r = 0,71 til 0,98) med DXA, men dårlig overensstemmelse. De gir gjennomsnittlige avvik på 2,4 kg for fettmasse, -1,9 kg for fettfri masse og 6,3 % for fettprosent [15]. Nyere oppdaterte pediatriske formler testet på 835 friske barn og 254 unge med kliniske tilstander forbedret denne overensstemmelsen til gjennomsnittlige avvik på 0,2 kg for fettmasse, 0,4 kg for fettfri masse og 0,0 % for fettprosent [15].
• Klinisk og populasjonsmessig variasjon: Hos 59 tenåringsjenter med fenylketonuri (PKU) viste Slaughter-formlene dårligst presisjon sammenlignet med luftfortrengningspletysmografi (BOD POD), med en gjennomsnittlig differanse på -7,7 ± 7,4 %, en gjennomsnittlig prosentvis feil på 19 % og en konkordans-korrelasjonskoeffisient (CCC) på 0,3 [10]. Til sammenligning viste Petersons formel ingen signifikant forskjell fra BOD POD (P = 0,23, gjennomsnittlig differanse 0,76 ± 4,8 %, CCC = 0,8), mens Loftins TAAG-formel hadde lavest gjennomsnittlig prosentvis feil (2,2 %, CCC = 0,8) [10]. Tradisjonelle formler fra Slaughter og Lohman presterte også dårlig da de ble testet mot DXA hos barn og ungdom med hiv [11].

Bioelektrisk impedans og flerkomponentmodeller

Bioelektrisk impedansanalyse (BIA) er en annen vanlig feltmetode for vurdering av kroppssammensetning i ungdomsårene [4, 17]. Enkeltfrekvens-BIA måler resistans (R), som gjenspeiler fordelingen av intra- og ekstracellulært vann, og reaktans (Xc), som gjenspeiler cellemembranenes kapasitans [23]. Fasevinkel (PhA) utledes geometrisk fra den vinkelmessige transformasjonen av forholdet mellom reaktans og resistans [23]. Muskellokalisert BIA (ML-BIA) evaluerer spesifikke muskelgrupper: reduksjon i lokalisert resistans gjenspeiler væskeansamling, mens reduksjon i reaktans og fasevinkel reflekterer svekket membranintegritet [23]. Lokaliserte fasevinkelmålinger på forsiden av låret har vist sammenheng med ultralydmålt muskelkvalitet hos unge menn og muskelkraft hos unge kvinner [23].

Til tross for den praktiske nytteverdien har standard helkropps-BIA dokumenterte diagnostiske begrensninger i pediatriske grupper [4, 17]:

• Systematisk underestimering: En systematisk oversikt over 28 studier (alder 2–17 år) fant at BIA konsekvent underestimerer fettmasse og fettprosent hos barn og unge med overvekt og fedme sammenlignet med DXA [4].
• Apparatets oppbygging: Flerfrekvente segmentelle analysatorer (som InBody 720) viser bedre overensstemmelse med DXA ved å skille mellom intracellulære og ekstracellulære væskerom, mens enkeltfrekvensmodeller er mer sårbare for svingninger i væskebalanse og nylig matinntak [4].
• Modellantakelser hos idrettsutøvere: Hos unge idrettsutøvere (<18 år) har to- og trekomponentmodeller redusert nøyaktighet på grunn av forenklede forutsetninger om vevstetthet, lungevolum og hydreringsstatus. Derfor foretrekkes firekomponentmodeller [17]. Selv om DXA ofte brukes som referansestandard for å validere feltmetoder, begrenses rutinemessig månedlig bruk av stråledose, høye kostnader og manglende mobilitet sammenlignet med feltverktøy [4, 17]. Følgelig krever feltmetoder som kalipermåling og BIA kontinuerlig populasjonsspesifikk validering for å redusere feilkilder knyttet til variasjon mellom testere og biologisk modning [17].