Formule za telesno maščobo pri mladostnikih: Kako natančne so med puberteto?

Standardne mejne vrednosti indeksa telesne mase (ITM) in antropometrične formule za napovedovanje telesne maščobe predstavljajo ustrezna presejalna orodja na ravni skupin pri mladostnikih, vendar njihova natančnost pri spremljanju posameznikov med pubertetnim razvojem precej niha [3, 13, 14]. Hitre spremembe v sestavi puste telesne mase (FFM) – ki jih povzročajo nihanja v hidraciji, mineralizaciji skeleta in spolno specifične hormonske spremembe – pogosto popačijo rezultate enačb na podlagi kožnih gub ter dvokomponentnih modelov telesne sestave [14, 17].

Rast v puberteti in spremembe telesne sestave

Mladostništvo prinaša pomembne fiziološke in strukturne spremembe, ki otežujejo ocenjevanje telesne sestave [14]. Pred spolnim dozorevanjem imajo otroci v primerjavi z odraslimi večji delež vode in manjšo vsebnost kostnih mineralov v pusti telesni masi [14]. Z napredovanjem pubertete se gostota in razmerja v pusti telesni masi izrazito spremenijo [14].

Začetek pubertete je klinično opredeljen kot doseganje 2. Tannerjeve stopnje, za katero sta značilna razvoj prsnih brstov (telarha, stopnja B2) pri dekletih ali volumen testisov 4 ml ali več pri fantih [1]. Pri dekletih adrenarha (dozorevalni porast nadledvičnih androgenov DHEA in DHEAS) običajno nastopi pred gonadarho [9]. Splošno zaporedje spolnega dozorevanja pri dekletih poteka od pospešene rasti do pubarhe, telarhe, vrha hitrosti rasti in menarhe [9]. Povprečni čas od telarhe (B2) do menarhe je 2,34 leta (s standardnim odklonom 1,03 leta), čeprav je korelacija med razvojem dojk in časom menarhe nizka (r = 0,17), celotno časovno obdobje za dosego vseh pubertetnih mejnikov pa se giblje od 1,5 do več kot 6 let [9]. Demografski podatki iz ZDA kažejo, da je mediana starosti ob začetku stopnje B2 8,8 leta pri temnopoltih deklicah, 9,3 leta pri hispanskih ter 9,7 leta pri nehispanskih belopoltih in azijskih deklicah, v primerjavi z združeno oceno 10,4 leta v državah z nizkim in srednjim dohodkom [9].

Čas nastopa pubertete je tesno povezan z energijskimi zalogami in hormonsko signalizacijo [1, 8]. Povečana količina maščobnega tkiva je povezana z zgodnejšim začetkom pubertete prek centralnih mehanizmov – kjer povišan leptin poveča pulzno izločanje gonadotropin-sproščujočega hormona (GnRH) in izločanje gonadotropinov – ter perifernih mehanizmov, kjer insulinska rezistenca in hiperinzulinemija spodbujata nastajanje spolnih hormonov [8]. Pri vzdolžnem spremljanju deklet je bil z bioimpedanco izmerjen delež telesne maščobe šest mesecev pred puberteto pod 18 %, se v treh mesecih povečal za 2,85 % ter pred Tannerjevo stopnjo B2 presegel 20 % in po nastopu ostal pri 22 % ali več [1]. Vrh hitrosti rasti med pubertetnim pospeškom rasti nastopi med 11. in 12. letom pri dekletih (po telarhi med 8. in 12. letom) ter med 13. in 14. letom pri fantih (po povečanju testisov na volumen ≥ 4 ml ali dolžino ≥ 2,5 cm med 9,5 in 14. letom) [8].

Zanesljivost standardnih mejnih vrednosti ITM

Ker ITM temelji izključno na celotni telesni masi in telesni višini, med pubertetnimi pospeški rasti ne razlikuje med povečanjem maščobnega tkiva in pridobivanjem puste mase [3, 13]. Kljub temu se mejne vrednosti ITM glede na starost kot presejalno orodje za ugotavljanje povečanega deleža maščevja obnesejo primerljivo z modeli, ki izrecno vključujejo stopnjo pubertetnega razvoja [3].

V presečni študiji na 368 zdravih mladostnikih bele rase (starih od 8,5 do 15,5 leta) so mejne vrednosti ITM, izračunane zgolj glede na starost, prepoznale visoko raven maščevja, izmerjeno z dvoenergijsko rentgensko absorpciometrijo (DXA; opredeljeno kot ≥ 25 % telesne maščobe pri fantih in ≥ 35 % pri dekletih), z 86-odstotno občutljivostjo pri obeh spolih ter z 89-odstotno specifičnostjo pri fantih in 97-odstotno pri dekletih [3]. Prilagoditev teh mejnih vrednosti ITM z vključitvijo tako starosti kot pubertetne stopnje je dosegla 90-odstotno občutljivost pri fantih in 88-odstotno pri dekletih (z 92-odstotno specifičnostjo pri obeh), kar pa ni bilo statistično značilno boljše od meril, ki temeljijo zgolj na starosti [3]. Poleg tega je v oceni 6.725 mladostnikov, starih od 5 do 17 let, iz študije Bogalusa Heart Study, ITM, prilagojen starosti in spolu, pokazal nekoliko močnejšo povezavo s kardiometabolnimi dejavniki tveganja (vključno z lipidi, lipoproteini, inzulinom in krvnim tlakom) kot ocenjeni delež telesne maščobe s standardnimi enačbami za kožne gube [13].

Enačbe na podlagi kožnih gub skozi stopnje zrelosti

Antropometrične enačbe uporabljajo kaliper za merjenje debeline podkožnega maščobnega tkiva na določenih anatomskih mestih ter te vrednosti pretvorijo v ocenjeno gostoto telesa ali delež telesne maščobe (%BF) [11, 14, 15]. Najpogosteje uporabljene pediatrične modele, ki so jih razvili Slaughter in sodelavci (1988), so oblikovali na vzorcu 242 zdravih mladostnikov, starih od 8 do 18 let, ocenjenih s hidrostatičnim tehtanjem ali metodo z razredčitvijo stabilnih izotopov [14, 15]. Te enačbe uporabljajo kožni gubi na tricepsu (TR) in pod lopatico (SE):

• Dekleta (vse starosti): %BF = 1.33(TR + SE) - 0.013(TR + SE)^2 - 2.5 [11]
• Fantje (vse starosti): %BF = 1.21(TR + SE) - 0.008(TR + SE)^2 + I (kjer je I prilagoditev odseka na podlagi stopnje zrelosti in rase) [11]

Enačbe po Slaughterju so bile namensko zasnovane tako, da upoštevajo spreminjajočo se gostoto FFM skozi stopnje zrelosti (od predpubertetne do popubertetne faze) [14]. V raziskavi navzkrižne validacije, ki so jo izvedli Janz in sodelavci na 122 mladostnikih, starih od 8 do 17 let, in jih ocenili glede na merila gostote telesa, prilagojena starosti, so enačbe Slaughterja za kožne gube pokazale visoke koeficiente znotrajrazredne zanesljivosti (ICC = 0,98–0,99) in veljavnosti (r = 0,79–0,99), s standardnimi napakami ocene (SEE) in skupnimi napakami med 3,5 % in 4,6 % za delež telesne maščobe [14]. Vendar pa je ta analiza ugotovila tudi statistično značilno interakcijo med enačbo za kožne gube in stopnjo spolne zrelosti pri fantih, alternativna enačba za dekleta (kožna guba tricepsa in meč) pa se je statistično značilno razlikovala od referenčne meritve [14].

Pri primerjavi s štirikomponentnimi modeli ali DXA v širših populacijah otrok in mladostnikov tradicionalne enačbe za kožne gube kažejo izrazite omejitve [10, 11, 13, 15]:

• Pristranskost, odvisna od stopnje zamaščenosti: V projektu Pediatric Rosetta Body Composition Project (1.169 mladostnikov) so enačbe po Slaughterju visoko korelirale z deležem telesne maščobe po DXA (r = 0,90), vendar so precenile telesno maščobo za 12 odstotnih točk pri fantih in 6 odstotnih točk pri dekletih, ko je vsota subskapularne gube in gube tricepsa dosegla ali presegla 50 mm [13].
• Zgodovinske formule s 4 kožnimi gubami: Starejše enačbe, ki temeljijo na štirih kožnih gubah (biceps, triceps, subskapularno, suprailiakalno; npr. Brook 1971 ali Durnin in Womersley 1974), kažejo visoko korelacijo (r = 0,71 do 0,98) z DXA, a slabo skladnost, saj povzročajo povprečne razlike 2,4 kg za maščobno maso, -1,9 kg za pusto telesno maso in 6,3 % za delež telesne maščobe [15]. Na novo posodobljene pediatrične enačbe, ocenjene pri 835 zdravih otrocih in 254 mladostnikih s kliničnimi stanji, so to skladnost izboljšale na povprečne razlike 0,2 kg za maščobno maso, 0,4 kg za pusto maso in 0,0 % za delež telesne maščobe [15].
• Klinična in populacijska variabilnost: Pri 59 mladostnicah s fenilketonurijo (PKU) so enačbe po Slaughterju pokazale najslabšo natančnost v primerjavi s pletizmogracijo z izpodrivanjem zraka (BOD POD), s povprečno razliko -7,7 ± 7,4 %, povprečno odstotno napako 19 % in koeficientom skladnosti (CCC) 0,3 [10]. V nasprotju s tem Petersonova enačba ni pokazala statistično značilne razlike od BOD POD (P = 0,23, povprečna razlika 0,76 ± 4,8 %, CCC = 0,8), medtem ko je imela Loftinova enačba TAAG najmanjšo povprečno odstotno napako (2,2 %, CCC = 0,8) [10]. Tradicionalne formule po Slaughterju in Lohmanu so se slabo obnesle tudi pri testiranju z DXA pri otrocih in mladostnikih s HIV [11].

Bioelektrična impedanca in večkomponentni modeli

Bioelektrična impedančna analiza (BIA) predstavlja še eno pogosto terensko metodo za ocenjevanje telesne sestave v mladostništvu [4, 17]. Enofrekvenčna BIA meri upornost (R), ki odraža porazdelitev zunajcelične in znotrajcelične vode, ter kapacitivno upornost (Xc), ki odraža kapacitivnost celičnih membran [23]. Fazni kot (PhA) se geometrijsko izračuna iz kotne transformacije razmerja med reaktanco in rezistenco [23]. Lokalizirana BIA mišic (ML-BIA) ocenjuje posamezne mišične skupine: zmanjšanje lokalne rezistence odraža kopičenje tekočine, medtem ko zmanjšanje reaktance in faznega kota odraža moteno celovitost membran [23]. Meritve lokaliziranega faznega kota na sprednjem delu stegna so pokazale povezavo z ultrazvočno ocenjeno kakovostjo mišic pri mladih moških in z mišično močjo pri mladih ženskah [23].

Kljub svoji praktični uporabnosti ima standardna celotelesna BIA dokumentirane diagnostične omejitve v pediatričnih kohortah [4, 17]:

• Sistematično podcenjevanje: Sistematični pregled 28 študij (starostni razpon 2–17 let) je ugotovil, da BIA v primerjavi z DXA dosledno podcenjuje maščobno maso in delež telesne maščobe pri otrocih in mladostnikih s prekomerno telesno težo in debelostjo [4].
• Zasnova merilnika: Večfrekvenčni segmentni analizatorji (kot je InBody 720) kažejo boljšo skladnost z DXA z ločevanjem med znotrajcelično in zunajcelično vodo, medtem ko so enofrekvenčni modeli bolj občutljivi na nihanja hidracije in nedavni vnos hrane [4].
• Predpostavke modelov pri športnikih: Pri mladostnikih športnikih (< 18 let) dvokomponentni in trikomponentni modeli kažejo zmanjšano natančnost zaradi predpostavk o gostoti tkiv, pljučnem volumnu in stanju hidracije, zato so primernejši štirikomponentni modeli [17]. Čeprav DXA pogosto služi kot referenčni standard za validacijo terenskih orodij, je njena redna uporaba za mesečno spremljanje omejena zaradi izpostavljenosti sevanju, visokih stroškov in neprenosljivosti v primerjavi s terenskimi metodami [4, 17]. Posledično terenske metode, kot sta merjenje kožnih gub in BIA, zahtevajo stalno validacijo za specifične populacije, da se zmanjšajo napake zaradi merilca in biološkega dozorevanja [17].