Formule za procenu telesne masti kod adolescenata: Koliko su tačne tokom puberteta?

Standardne granične vrednosti indeksa telesne mase (BMI) i antropometrijske formule za procenu telesne masti predstavljaju razumne skrining parametre na nivou grupe za adolescente, ali njihova preciznost za individualno praćenje značajno varira tokom pubertetskog razvoja [3, 13, 14]. Brze promene u sastavu bezmasne mase (FFM) — uzrokovane promenama nivoa hidratacije, mineralizacijom skeleta i polno specifičnim hormonalnim promenama — često unose pristrasnost u jednačine kožnih nabora i dvokomponentne modele telesnog sastava [14, 17].

Pubertetski rast i promene u sastavu tela

Adolescencija obuhvata velike fiziološke i strukturne promene koje komplikuju procenu sastava tela [14]. Pre polnog sazrevanja, deca imaju veći procenat vode i manji sadržaj minerala u kostima unutar bezmasne mase u poređenju sa odraslima [14]. Kako pubertet napreduje, gustina i proporcije bezmasne mase se izrazito menjaju [14].

Početak puberteta se klinički definiše kao dostizanje Tanerovog stadijuma 2, koji se karakteriše razvojem pupoljaka dojki (telarha, stadijum B2) kod devojčica ili volumenom testisa od 4 mL ili većim kod dečaka [1]. Kod devojčica, adrenarha (sazrevajući porast adrenalnih androgena DHEA i DHEAS) obično prethodi gonadarhi [9]. Opšti redosled sazrevanja kod devojčica ide od ubrzanja rasta do pubarhe, telarhe, vrhunca brzine rasta i menarhe [9]. Prosečno 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 menarhe niska (r = 0,17), a ukupan vremenski okvir za postizanje svih pubertetskih prekretnica kreće se od 1,5 do preko 6 godina [9]. Demografski podaci iz SAD pokazuju da je medijana uzrasta pri početku stadijuma dojki 2 iznosila 8,8 godina kod Afroamerikanki, 9,3 godine kod Hispanofonih devojčica i 9,7 godina kod nehispano belkinja i Azijatkinja, u poređenju sa objedinjenom procenom od 10,4 godine u zemljama sa niskim i srednjim prihodima [9].

Vreme nastupanja puberteta usko je povezano sa energetskim rezervama i hormonalnom signalizacijom [1, 8]. Povećana adipoznost je povezana sa ranijim početkom puberteta putem centralnih mehanizama — gde povišen leptin povećava pulsatilnost gonadotropin-oslobađajućeg hormona (GnRH) i lučenje gonadotropina — i perifernih mehanizama, gde insulinska rezistencija i hiperinsulinemija stimulišu proizvodnju polnih hormona [8]. U longitudinalnom praćenju devojčica, procenat telesne masti meren bioimpedansom bio je ispod 18% šest meseci pre puberteta, porastao je za 2,85% tokom tri meseca kako bi premašio 20% pre Tanerovog stadijuma B2, i ostao na 22% ili više nakon početka puberteta [1]. Vrhunac brzine rasta tokom adolescentnog skoka u rastu javlja se između 11. i 12. godine kod devojčica (nakon telarhe između 8. i 12. godine) i između 13. i 14. godine kod dečaka (nakon uvećanja testisa na volumen ≥4 mL ili dužinu ≥2,5 cm između 9,5 i 14 godina) [8].

Pouzdanost standardnih graničnih vrednosti BMI-ja

Pošto se BMI oslanja isključivo na ukupnu telesnu masu i visinu, on ne pravi razliku između ekspanzije masnog tkiva i nakupljanja mišićne mase tokom pubertetskih skokova u rastu [3, 13]. Međutim, kao skrining alat za povišenu adipoznost, granične vrednosti BMI-ja zasnovane na uzrastu funkcionišu uporedivo sa modelima koji eksplicitno integrišu pubertetske stadijume [3].

U studiji preseka sa 368 zdravih mladih bele rase (uzrasta 8,5–15,5 godina), granične vrednosti BMI-ja izračunate samo na osnovu uzrasta identifikovale su visoku adipoznost na dvoenergetskoj rendgenskoj apsorpciometriji (DXA) (definisano kao ≥25% telesne masti kod dečaka i ≥35% kod devojčica) sa 86% osetljivosti kod oba pola, uz 89% specifičnosti kod dečaka i 97% kod devojčica [3]. Prilagođavanje ovih graničnih vrednosti BMI-ja tako da uključuju i uzrast i stadijum puberteta donelo je osetljivost od 90% kod dečaka i 88% kod devojčica (uz specifičnost od 92% kod oba pola), što nije bilo značajno superiornije u odnosu na kriterijume zasnovane samo na uzrastu [3]. Pored toga, u evaluaciji 6.725 mladih uzrasta od 5 do 17 godina iz studije Bogalusa Heart Study, BMI prilagođen uzrastu i polu pokazao je nešto jače povezanosti sa kardiometaboličkim faktorima rizika (uključujući lipide, lipoproteine, insulin i krvni pritisak) nego procenat telesne masti procenjen standardnim jednačinama kožnih nabora [13].

Jednačine za kožne nabore kroz faze zrelosti

Antropometrijske jednačine koriste kaliper za merenje debljine potkožnog masnog tkiva na specifičnim anatomskim mestima, pretvarajući ove vrednosti u procenjenu gustinu tela ili procenat telesne masti (%BF) [11, 14, 15]. Najčešće korišćeni pedijatrijski modeli, koje su razvili Slaughter i saradnici (1988), kreirani su na uzorku od 242 zdrava mlada ispitanika uzrasta 8–18 godina, procenjenih u odnosu na podvodno merenje ili diluciju stabilnih izotopa [14, 15]. Ove jednačine koriste kožne nabore tricepsa (TR) i subskapularnog dela leđa (SE):

• Devojčice (svi uzrasti): %BF = 1.33(TR + SE) - 0.013(TR + SE)^2 - 2.5 [11]
• Dečaci (svi uzrasti): %BF = 1.21(TR + SE) - 0.008(TR + SE)^2 + I (gde je I korekcija odsečka zasnovana na stadijumu zrelosti i rasi) [11]

Slaughter jednačine su eksplicitno osmišljene da uzmu u obzir promenljivu gustinu FFM-a kroz faze zrelosti (od prepuberteta do postpuberteta) [14]. U kros-validacionom istraživanju koje su sproveli Janz i sar. na 122 mlada ispitanika uzrasta 8–17 godina, procenjivanih u odnosu na kriterijume gustine tela prilagođene uzrastu, Slaughter jednačine kožnih nabora pokazale su visoke koeficijente intraklasne pouzdanosti (ICC = 0,98–0,99) i korelacije validnosti (r = 0,79–0,99), sa standardnim greškama procene (SEE) i ukupnim greškama između 3,5% i 4,6% za procenat telesne masti [14]. Međutim, ova evaluacija je takođe otkrila značajnu interakciju između jednačine kožnih nabora i nivoa polnog sazrevanja kod dečaka, dok se alternativna jednačina za devojčice (triceps plus list) značajno razlikovala od kriterijumske mere [14].

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

• Pristrasnost zavisna od adipoznosti: U projektu Pediatric Rosetta Body Composition Project (1.169 mladih), Slaughter jednačine su visoko korelisale sa procentom telesne masti na DXA (r = 0,90), ali su precenjivale telesnu mast za 12 procentnih poena kod dečaka i 6 procentnih poena kod devojčica kada je zbir subskapularnog nabora i nabora tricepsa dostigao ili prešao 50 mm [13].
• Istorijske formule sa 4 nabora: Starije jednačine koje se oslanjaju na četiri kožna nabora (biceps, triceps, subskapularni, suprailijakalni; poput onih Brook 1971 ili Durnin i Womersley 1974) pokazuju visoku korelaciju (r = 0,71 do 0,98) sa DXA, ali slabo slaganje, dajući prosečne razlike od 2,4 kg za masnu masu, -1,9 kg za bezmasnu masu i 6,3% za procenat telesne masti [15]. Novije ažurirane pedijatrijske jednačine, procenjene na 835 zdrave dece i 254 mladih sa kliničkim stanjima, poboljšale su ovo slaganje na prosečne razlike od 0,2 kg za masnu masu, 0,4 kg za bezmasnu masu i 0,0% za procenat telesne masti [15].
• Klinička i populaciona varijabilnost: Kod 59 adolescentkinja sa fenilketonurijom (PKU), Slaughter jednačine su pokazale najslabiju preciznost u poređenju sa pletizmografijom istiskivanja vazduha (BOD POD), sa prosečnom razlikom od -7,7 ± 7,4%, prosečnom procentualnom greškom od 19% i koeficijentom konkordantne korelacije (CCC) od 0,3 [10]. Nasuprot tome, Petersonova jednačina nije pokazala značajnu razliku u odnosu na BOD POD (P = 0,23, prosečna razlika 0,76 ± 4,8%, CCC = 0,8), dok je Loftinova TAAG jednačina imala najnižu prosečnu procentualnu grešku (2,2%, CCC = 0,8) [10]. Tradicionalne formule Slaughtera i Lohmana takođe su se pokazale nepouzdanim kada su testirane u odnosu na DXA kod dece i adolescenata sa HIV-om [11].

Bioelektrična impedansa i višekomponentni modeli

Bioelektrična impedansa (BIA) predstavlja još jednu čestu terensku metodu za procenu sastava tela tokom adolescencije [4, 17]. BIA sa jednom frekvencijom meri otpornost (rezistenciju, R), koja odražava distribuciju vanćelijske i unutarćelijske vode, i reaktansu (Xc), koja odražava kapacitivnost ćelijske membrane [23]. Fazni ugao (PhA) se izračunava geometrijski iz ugaone transformacije odnosa reaktanse i rezistencije [23]. Mišićno-lokalizovana BIA (ML-BIA) procenjuje specifične mišićne grupe: smanjenje lokalizovane rezistencije odražava nakupljanje tečnosti, dok smanjenje reaktanse i faznog ugla ukazuje na narušen integritet membrane [23]. Merenja lokalizovanog faznog ugla na prednjoj strani butine pokazala su povezanost sa ultrazvučnim kvalitetom mišića kod mladića i mišićnom snagom kod devojaka [23].

Uprkos praktičnoj primeni, standardna celotelesna BIA ima dokumentovana dijagnostička ograničenja u pedijatrijskim kohortama [4, 17]:

• Sistematsko potcenjivanje: Sistematski pregled 28 studija (za uzraste od 2 do 17 godina) otkrio je da BIA dosledno potcenjuje masnu masu i procenat telesne masti kod pedijatrijske populacije sa prekomernom težinom i gojaznošću u poređenju sa DXA [4].
• Arhitektura uređaja: Višefrekventni segmentni analizatori (poput InBody 720) pokazuju superiornije slaganje sa DXA razlikovanjem unutarćelijske i vanćelijske vode, dok su jednofrekventni modeli podložniji promenama usled fluktuacija u hidrataciji i akutnog unosa hrane [4].
• Pretpostavke modela kod sportista: Kod adolescenata sportista (<18 godina), dvokomponentni i trokomponentni modeli pokazuju smanjenu tačnost zbog pretpostavki o gustini tkiva, volumenu pluća i statusu hidratacije, zbog čega su četvorokomponentni modeli poželjniji [17]. Iako DXA često služi kao kriterijumski standard za validaciju terenskih alata, njena rutinska primena za mesečna praćenja ograničena je izlaganjem zračenju, visokim troškovima i nedostatkom prenosivosti u poređenju sa terenskim metodama [4, 17]. Shodno tome, terenske tehnike kao što su kožni nabori i BIA zahtevaju kontinuiranu validaciju specifičnu za populaciju kako bi se ublažile greške usled varijabilnosti merenja i biološkog sazrevanja [17].