Tuổi chuyển hóa từ máy BIA có phải là chỉ số sức khỏe đáng tin cậy?

Các thiết bị phân tích trở kháng điện sinh học (BIA) thường đưa ra kết quả "tuổi chuyển hóa", so sánh hồ sơ chuyển hóa ước tính của một cá nhân với các mốc chuẩn theo tuổi thực. Trong khoa học thể thao và dịch tễ học lâm sàng, tuổi chuyển hóa không phải là một công cụ chẩn đoán y khoa tiêu chuẩn hay một phép đo trực tiếp về năng lượng sinh học ở cấp độ tế bào [2]. Tuy nhiên, các nghiên cứu đoàn hệ lâm sàng quy mô lớn chứng minh rằng tuổi chuyển hóa từ BIA đóng vai trò như một chỉ số thống kê đại diện đáng tin cậy cho chất lượng thành phần cơ thể, nguy cơ kháng insulin và sức khỏe tim mạch chuyển hóa [1, 12, 16].

Để hiểu được giá trị khoa học của tuổi chuyển hóa, cần phân biệt rõ cách các thiết bị thương mại tính toán chỉ số này với mức độ phản ánh chính xác các chỉ dấu sinh lý quan trọng trên thực tế.

Cách BIA tính toán tuổi chuyển hóa

Các thiết bị BIA thương mại, chẳng hạn như máy của Tanita hay InBody, không đánh giá trực tiếp quá trình hô hấp tế bào, tình trạng nội tiết tố hay các chất chuyển hóa trong máu [2, 18]. Thay vào đó, chúng ước tính Tỷ lệ trao đổi chất cơ bản (BMR) của một cá nhân—năng lượng cần thiết để duy trì các chức năng sinh lý cơ bản khi nghỉ ngơi, chiếm khoảng 60% đến 75% tổng mức tiêu hao năng lượng hàng ngày [2].

Vì khối cơ xương khi nghỉ ngơi tiêu thụ khoảng 13 kcal/kg/ngày (~6 kcal/lb/ngày) so với khoảng 4,5 kcal/kg/ngày (~2 kcal/lb/ngày) ở mô mỡ, BMR phần lớn được quyết định bởi khối lượng nạc của cơ thể [2]. Các thuật toán của thiết bị, bao gồm các mô hình dự đoán do Heymsfield và cộng sự phát triển ban đầu kết hợp tuổi, giới tính, chiều cao và cân nặng, sẽ ước tính khối lượng không mỡ và tính BMR bằng các phương trình như Katch-McArdle ($$\text{BMR}=370+[21.6\times \text{lean mass in kg}]$$) hoặc các công thức Harris-Benedict hiệu chỉnh [2, 5].

Để đưa ra "tuổi chuyển hóa", thiết bị so sánh BMR ước tính của người dùng với cơ sở dữ liệu dân số tham chiếu gồm các giá trị BMR trung bình được phân nhóm theo độ tuổi thực [2]. Ở cấp độ dân số, BMR của người trưởng thành giảm khoảng 1% đến 2% mỗi thập kỷ, chủ yếu do sự mất dần khối cơ xương và việc mỡ thay thế vào vị trí đó, trong khi khối lượng mỡ chỉ làm thay đổi BMR khoảng 2% đến 3% [1]. Nếu một cá nhân duy trì khối lượng mô nạc cao hơn và tỷ lệ mỡ thấp hơn mức trung bình của những người cùng tuổi, BMR cao của họ sẽ tương đương với mức cơ sở của nhóm dân số trẻ hơn, từ đó cho ra tuổi chuyển hóa thấp hơn [1, 2, 5].

Tuy nhiên, phép tính này dựa trên các giả định nhân khẩu học. Trong khi các mô hình thương mại thường giả định mức tiêu hao năng lượng giảm tuyến tính trong suốt tuổi trưởng thành sau khi đạt đỉnh ở giai đoạn cuối tuổi vị thành niên [19], dữ liệu quy mô lớn sử dụng phương pháp nước đánh dấu kép trên hơn 6.400 cá nhân cho thấy mức tiêu hao năng lượng đã hiệu chỉnh theo kích thước cơ thể thực tế duy trì ổn định trong khoảng từ 20 đến 60 tuổi, và chỉ bắt đầu suy giảm sinh học chủ yếu sau tuổi 60 [15].

Mối liên hệ với nguy cơ tim mạch chuyển hóa và kháng insulin

Dù dựa trên các biến số đại diện toán học thay vì theo dõi chuyển hóa trực tiếp, tuổi chuyển hóa từ BIA vẫn cho thấy mối tương quan thống kê mạnh mẽ với các thang điểm nguy cơ tim mạch chuyển hóa đã được kiểm chứng trong các nghiên cứu lâm sàng lớn [1, 12, 16].

Trong một nghiên cứu cắt ngang trên 8.590 người lao động Tây Ban Nha từ 18 đến 69 tuổi, tuổi chuyển hóa được xác định qua BIA đa tần số đã được đánh giá đối chiếu với một số tiêu chí hội chứng chuyển hóa và dấu ấn kháng insulin [1, 16]:

• Nguy cơ kháng insulin: Tuổi chuyển hóa tăng cao cho thấy mối liên hệ đáng kể với các chỉ số đại diện của tình trạng kháng insulin, bao gồm Điểm chuyển hóa cho kháng insulin (METS-IR; OR 4,88, KTC 95% 4,12–5,65), Chỉ số ước tính độ nhạy insulin đơn điểm (SPISE; OR 4,42, KTC 95% 3,70–5,15) và Chỉ số Triglyceride-Glucose (TyG) (OR 3,42, KTC 95% 2,97–3,87) [1, 17].
• Hội chứng chuyển hóa: Những người có tuổi chuyển hóa cao hơn tuổi thực có tỷ lệ mắc vòng eo tăng huyết áp cao hơn rõ rệt (OR 13,97, KTC 95% 11,82–16,13), hội chứng chuyển hóa theo Liên đoàn Đái tháo đường Quốc tế (IDF) (OR 10,96, KTC 95% 9,23–12,80), hội chứng chuyển hóa theo NCEP ATP III (OR 8,01) và vòng eo tăng triglyceride máu (OR 7,44) [16].
• Độ chính xác phân loại: Giá trị diện tích dưới đường cong ROC (AUC) của tuổi chuyển hóa trong việc phân loại các kiểu hình tim mạch chuyển hóa dao động từ 0,807 đến 0,865 ở cả hai giới [16]. Mức chênh lệch tối ưu (tuổi chuyển hóa trừ tuổi thực) trong khoảng từ −2 đến +2 năm cho thấy độ nhạy từ 75% đến 82% và độ đặc hiệu từ 75% đến 77% trong việc xác định nguy cơ tim mạch chuyển hóa tăng cao [16].
• Các dấu ấn bệnh gan: Chỉ số số năm sống tiềm tàng có thể tránh bị mất (ALLY), tính bằng hiệu số toán học giữa tuổi chuyển hóa BIA và tuổi thực, tương quan chặt chẽ với điểm nguy cơ bệnh gan nhiễm mỡ liên quan đến rối loạn chuyển hóa (MASLD), tình trạng ít vận động và mức độ tuân thủ chế độ ăn Địa Trung Hải thấp [12]. Chỉ số này đạt khả năng dự đoán cao đối với bệnh gan nhiễm mỡ (AUC của FLD: 0,935 ở nữ, 0,917 ở nam) và Chỉ số gan nhiễm mỡ (AUC của FLI: 0,900 ở nữ, 0,833 ở nam) [12].

Tuổi chuyển hóa BIA so với đồng hồ sinh học phân tử và đa yếu tố

Để nhìn nhận đúng về tuổi chuyển hóa từ BIA, cần phân biệt chỉ số này với các đồng hồ lão hóa phân tử và các đánh giá thể lực chức năng toàn diện [8, 9].

Các đồng hồ lão hóa phân tử được chia thành đồng hồ thế hệ thứ nhất (hiệu chuẩn trực tiếp theo tuổi thực) và đồng hồ thế hệ thứ hai (được huấn luyện dựa trên mức độ suy nhược lâm sàng, tỷ lệ mắc bệnh và nguy cơ tử vong) [8]. Các nền tảng chuyển hóa hiện đại ghi nhận những thay đổi sinh học phi tuyến tính, mang tính động trên toàn bộ quá trình chuyển hóa năng lượng trung tâm, các phân đoạn lipid và tình trạng viêm toàn thân (chẳng hạn như GlycA và GlycB) [6, 8]. Tương tự, phương pháp khối phổ cho thấy những thay đổi chuyển hóa cấp tính và mãn tính, chẳng hạn như quá trình tái cấu trúc lipid và biến đổi 5-oxoproline trong quá trình thích nghi với điều kiện thiếu oxy [10].

Ngược lại, tuổi chuyển hóa từ BIA hoàn toàn chỉ là một ước tính dựa trên thành phần cơ thể [2]. Nó không nắm bắt được các tín hiệu tế bào trong máu này hay các yếu tố chuyển hóa phi thành phần cơ thể như hô hấp ty thể hoặc tình trạng hormone tuyến giáp [2].

Hạn chế về mặt phương pháp và ứng dụng thực tế

Mặc dù các chỉ số BIA đem lại sự tiện lợi khi theo dõi trong tập luyện thể thao và môi trường làm việc, vẫn có một số lưu ý quan trọng về mặt phương pháp:

1. Thiếu tính chuẩn hóa: Các nhà sản xuất thiết bị khác nhau sử dụng các phương trình độc quyền và cơ sở dữ liệu dân số tham chiếu khác nhau [2]. Do đó, kết quả tuổi chuyển hóa không thể sử dụng thay thế cho nhau giữa các nền tảng thiết bị khác nhau [2].
2. Độ chính xác tùy thuộc vào thể trạng: Các thử nghiệm kiểm chứng trên hệ thống Tanita đa tần số 8 cực điện cực (như MC-780 và MC-980) cho thấy mức độ tương đồng cao với phương pháp đo hấp thụ tia X năng lượng kép (DXA) đối với khối mô nạc tứ chi và mô hình 4 thành phần đối với tỷ lệ phần trăm mỡ cơ thể ở người khỏe mạnh [5]. Tuy nhiên, các phân tích dưới nhóm ở quần thể lâm sàng cho thấy sự dao động; ví dụ, ở bệnh nhân đái tháo đường týp 2 trưởng thành, kết quả đo từ BIA và DXA có sự đồng thuận cao ở nhóm gầy ($$\text{BMI}<23{\text{ kg/m}}^2$$) và béo phì ($$\text{BMI}\ge 25{\text{ kg/m}}^2$$), nhưng lại cho thấy mối tương quan kém hơn ở những người thừa cân ($$23\le \text{BMI}<25{\text{ kg/m}}^2$$) [20].
3. Góc pha là một chỉ số đo lường thô trực tiếp: Khác với tuổi chuyển hóa vốn phải dựa vào mô hình nhân khẩu học và các giả định công thức, góc pha BIA ($$\theta$$) là một phép đo lý sinh trực tiếp phản ánh tính toàn vẹn của màng tế bào và chất lượng mô [5, 14]. Góc pha tương quan đáng kể với chất lượng cơ đo bằng siêu âm trên nhiều nhóm cơ, có sự khác biệt rõ rệt giữa hai giới và phản ánh năng lực chức năng, sức mạnh cơ bắp cũng như sức bền tim mạch hô hấp [3, 5, 14].

Đối với người tập luyện, tuổi chuyển hóa BIA nên được hiểu là sự phản ánh đơn giản hóa của tỷ lệ nạc/mỡ hơn là một đánh giá toàn diện về sức khỏe chuyển hóa bên trong cơ thể [2]. Mặc dù việc duy trì tuổi chuyển hóa thấp hơn tuổi thực gắn liền với độ nhạy insulin tốt, giảm tích tụ mỡ trong gan và giảm nguy cơ mắc hội chứng chuyển hóa, đây vẫn chỉ là một phép tính gián tiếp được thúc đẩy bởi khối lượng cơ bắp chứ không phải là phép đo trực tiếp về sức khỏe tế bào [1, 2, 12, 16].