<<
>>

Двухкомпонентная модель

В классической двухкомпонентной модели масса тела человека (МТ) рассматривается как сумма двух составляющих: жировой массы тела (ЖМТ) и безжировой массы тела (БМТ)[4]:

МТ = ЖМТ + БМТ. (1.1)

Под жировой массой тела понимается масса всех липидов в организме. Жировая масса тела представляет собой наиболее ла­бильную компоненту состава тела, её содержание может меняться в широких пределах. На рис. 1.4 показано нормальное соотноше­ние для мужчин, при котором ЖМТ составляет около 15% массы тела.

У больных ожирением этот показатель увеличен более чем вдвое.
жмт

БМТ

Рис. 1.4. Классическая двухкомпонентная модель состава тела (Siri, 1961; Brozek et al., 1963). Масса тела представлена как сумма жировой и безжировой массы (ЖМТ и БМТ, соответственно)

Согласно чаще используемой при изучении состава тела анато­мической классификации, различают существенный жир, входя­щий в состав белково-липидного комплекса большинства клеток организма (например, фосфолипиды клеточных мембран), и несу­щественный жир (триглицериды) в жировых тканях.[5]

Существенный жир необходим для нормального метаболизма органов и тканей. У мужчин относительное содержание существен­ного жира ниже, чем у женщин. Считается, что относительное содержание существенного жира в организме весьма стабильно и составляет для разных людей от 2 до 5% безжировой массы те­ла. Однако имеющиеся немногочисленные оценки противоречивы [(Behnke et al., 1942, 1963; Keys, Brozek, 1953), см. также (Clarys et al., 1999; Fidanza, 2003)].

Несущественный жир образует основной запас метаболической энергии и выполняет функцию термоизоляции внутренних орга­нов. Содержание несущественного жира увеличивается при из­быточном и снижается при недостаточном питании. 15 кг несу­щественного жира обеспечивают двухмесячную потребность ор­ганизма в энергии при её расходе 2000 ккал в сутки. Открытие в 1993 году гена ожирения и молекулярного фактора лептина, про­дуцируемого адипоцитами (основной тип клеток жировой ткани) и участвующего в регуляции энергетического гомеостаза, поло­жило начало активному изучению жировой ткани как метаболи­чески активного органа. Сегодня известно более десяти молеку­лярных факторов, секретируемых жировой тканью и регулирую­щих функции эндокринной и иммунной системы. К ним относятся лептин, IL-6, фактор некроза опухолей и другие (Frühbeck et al., 2001).

Количество жировых тканей в организме может значительно отличаться у разных индивидов и, кроме того, испытывает колеба­ния на индивидуальном уровне в течение жизни. Это может быть связано как с нормальными физиологическими изменениями в про­цессе роста и развития организма, так и с нарушениями метаболиз­ма. Среднее процентное содержание жировых тканей в организме взрослых людей для различных популяций обычно составляет от 10% до 20-30% массы тела. Нижняя граница указанного диапа­зона характерна для населения африканских и азиатских стран с низким уровнем жизни, а верхняя — для населения промышленно развитых стран (Valentin, 2002).

Несущественный жир состоит из подкожного и внутреннего жира. Подкожный жир распределён относительно равномерно вдоль поверхности тела. Внутренний (висцеральный) жир сосре­доточен, главным образом, в брюшной полости.

Установлено, что риск развития сердечно-сосудистых и других заболеваний, связан­ных с избыточной массой тела, имеет более высокую корреляцию с содержанием внутреннего, а не подкожного, жира. Иногда исполь­зуется понятие абдоминального жира, под которым понимается совокупность внутреннего и подкожного жира, локализованных в области живота.

Масса тела за исключением жира, т. е. липидов, имеет название безжировой массы тела (БМТ). Компонентами БМТ являются общая вода организма, мышечная масса, масса скелета и другие составляющие.

Существующие методы оценки состава тела в двухкомпонент­ной модели основаны на измерении одной из двух величин: плот­ности тела или содержания воды в организме. В первом случае предполагаются постоянными и известными плотности безжировой и жировой массы тела (Пбмт и Пжмт, соответственно).

Пусть ПТ — плотность тела, V = МТ/ПТ — объём тела, V;*mt = ЖМТ/Пжмт — объём жировой массы тела, а VБМТ = БМТ/Пбмт — объём безжировой массы тела. Имеем тождество:

V = V;*MT + V БМТ,

Отсюда с учётом (1.1) получаем выражение для процентного со­держания жира в организме (%ЖМТ=ЖМТ/МТх100):

При подстановке вместо Пжмт и Пбмт конкретных числовых зна­чений получаются различные формулы для %ЖМТ.

Для изучения состава тела у взрослых людей наиболее широко применяются формулы В. Сири[6] и Й. Брожека[7]:

%ЖМТ = (495/ПТ) - 450 (Siri, 1961); (1.5)

%ЖМТ = (497,1/ПТ) - 451,9 (Brozek, 1963). (1.6)

Формула Сири соответствует значениям Пбмт = 1,10 г/мл, Пжмт = 0,90 г/мл, а формула Брожека базируется на понятии условного человека с заданной плотностью и составом тела и не использует напрямую оценку Пбмт- Плотность тела условного че­ловека принимается равной 1,064 г/мл. В пределах значений плот­ности тела от 1,03 до 1,09 г/мл формулы Сири и Брожека дают вы­сококоррелированные и практически совпадающие оценки %ЖМТ (различия не превышают 0,5-1%ЖМТ), однако в случае индиви­дов с выраженным истощением или ожирением разность оценок %ЖМТ на основе этих двух формул увеличивается, а более точной оказывается формула Брожека [цит. по: (Roche et al-, 1996)].

Из формулы (1.4) следует, что для получения надёжной оцен­ки %ЖМТ необходимо знать плотность безжировой массы тела с высокой точностью, так как в знаменателе первого сомножителя правой части (1.4) стоит разность двух близких величин: Пбмт и Пжмт- Например, легко вычислить, что 1%-ная относительная по­грешность задания плотности безжировой массы тела Пбмт (что соответствует 0,011 г/мл) приводит к 3,5-4%-ной относительной ошибке определения %ЖМТ!

Согласно немногочисленным анато­мическим данным, стандартное откло­нение плотности безжировой массы ин­дивидов от среднепопуляционных значе­ний составляет 0,01 г/мл (Ваккег, Б1:гш- кепкатр, 1977), что объясняется есте­ственной вариацией состава и плотно­сти БМТ.

Поэтому желательно иметь специфические формулы двухкомпонент­ной модели состава тела для популяций, сравнительно однородных относитель­но признаков, влияющих на величину Пбмт. С учётом этого были предло­жены формулы для разных возрастных групп в зависимости от пола и этниче­ской принадлежности. Формулы на осно­ве измерения плотности тела, используе­мые для оценки состава тела у индивидов белой расы различного пола и возраста, приводятся в табл. 1.1, где также показа­ны средние значения плотности безжиро­вой массы.

Примером метода изучения состава тела на основе оценки плотности тела яв­ляется гидростатическая денситомет­рия (ГД). Для этого проводится измере­ние веса тела в воде и в обычных усло­виях (п. 3.1). Ошибка определения ЖМТ на основе ГД при по­вторных измерениях, выполненных одним и тем же специалистом, составляет около 2,5%. До недавнего времени гидростатическая денситометрия считалась основным эталонным методом (“золотым стандартом”) определения состава тела в двухкомпонентной моде­ли. К недостаткам ГД относятся большая длительность процедуры измерений (от 45 мин. до 1 часа), стационарность метода, а так­же относительно высокая стоимость оборудования. Необходимость полного погружения для измерения веса тела в воде снижает воз­можности применения метода у детей, а также у пожилых и боль­ных людей. [8]

Таблица 1.1. Формулы для оценки %ЖМТ в зависимости от пола и возраста (Heyward, Stolarezyk, 1996)
Возраст, лет Пол %ЖМТ Пбмт, г/мл
7-12 м (5,30/ПТ) - 4,89 1,084
ж (5,35/ПТ) - 4,95 1,082
13-16 м (5,07/ПТ) - 4,64 1,094
ж (5,10/ПТ) - 4,66 1,093
17-19 м (4,99/ПТ) - 4,55 1,098
ж (5,05/ПТ) - 4,62 1,095
20-80 м (4,95/ПТ) - 4,50 1,100
ж (5,01/ПТ) - 4,57 1,097

Альтернативой гидростатической денситометрии является воз­душная плетизмография (ВП) (п.3.2). Измерения проводят в жёсткой герметичной кабине, заполненной обычным воздухом. Современные устройства для обследования взрослых людей (BOD POD) и грудных детей (PEA POD), были разработаны компанией Life Measurement Instruments (США) в 1994 и 2002 году, соот­ветственно. Длительность процедуры измерений составляет от 2-х до 5 мин. При проведении клинических испытаний устройства BOD POD был выявлен более низкий разброс результатов после­довательных измерений по сравнению с методом ГД, а разность средних значений %ЖМТ на основе этих двух методов составила 0,3%. Перечисленное позволяет рассматривать ВП в качестве эта­лонного метода двухкомпонентной модели состава тела. Однако высокая стоимость устройства (около 35 тыс. долл.) затрудняет возможность широкого внедрения метода. В России аналогичных приборов пока нет. Более подробная характеристика методов изу­чения состава тела, основанных на оценке плотности тела, имеется в главе 3.

Другая возможность определения состава тела в двухкомпо­нентной модели связана с оценкой содержания воды в организме. Общая вода организма (ОВО) — это наибольшая по массе со­ставляющая безжировой массы тела. Процентное содержание во­ды в организме у детей и подростков увеличивается в ходе разви­тия, стабильно у взрослых людей и снижается к старости (Ellis, Wong, 1998). По определению (см. стр. 19), содержание воды в жи­ровой массе тела равно нулю.[9] Эталонным методом измерения об­щей воды организма (ОВО) считается метод изотопного разведе­ния с использованием трития, дейтерия или H218O (п. 4.1). Оценка БМТ получается при предположении о постоянстве относитель­ного содержания ОВО в БМТ: чаще всего используется значение ОВО/БМТ = 0,732 л/кг (Forbes et al., 1962). Жировая масса тела вычисляется затем как разность между массой тела и безжиро­вой массой тела по формуле Н. Пейса и Э. Ратбун (Pace, Rathbun, 1945):

ЖМТ = МТ - БМТ = МТ - ОВО/0,732. (1.7)

В отличие от методов ГД и ВП, метод изотопного разведения мож­но использовать в полевых условиях, однако в этом случае получа­емые образцы физиологических жидкостей, как правило, отправ­ляют в специальную лабораторию для последующего химического анализа, и таким образом вся процедура может занимать несколь­ко дней. Другие недостатки связаны с воздействием на организм небольшой дозы радиации (в случае трития), а также с высокой стоимостью обследования (при использовании H218O).

Основным источником погрешности метода изотопного разве­дения является предположение о постоянстве относительного со­держания воды в БМТ. Поэтому у индивидов с предполагаемыми нарушениями гидратации использовать метод не рекомендуется. Для оценки содержания воды в организме также применяются био­электрические методы. Один из таких методов, имеющий название биоимпедансного анализа (п. 4.2), является оперативным и широ­ко используется для определения состава тела в полевых условиях, а также в клинической и амбулаторной практике.

Рассмотренная двухкомпонентная модель (МТ = ЖМТ + БМТ) соответствует молекулярному уровню строения тела. Физиологи­ческая интерпретация получаемых результатов в этом случае за­труднена ввиду неоднородности состава липидов и безжировой массы. С учётом этого американский врач Альберт Бенке ввёл в употребление понятие тощей массы тела (lean body mass), рав­ной сумме безжировой массы тела и массы существенного жира, и предложил рассматривать следующую двухкомпонентную модель состава тела (Behnke et al., 1942):

МТ = МНЖ + ТМТ, (1.8)

где МНЖ — масса несущественного жира в организме, а ТМТ — тощая масса тела. Ввиду неопределённости, связанной с оценкойсодержания существенного жира, понятие тощей массы оказалось мало пригодным для изучения состава тела и впоследствии нередко ошибочно использовалось в качестве синонима безжировой массы (fat-free mass). Для устранения возникшей путаницы в определени­ях в 1981 году на совместном заседании объединённой экспертной комиссии ВОЗ, ООН и Организации по вопросам питания и сель­ского хозяйства с участием известных специалистов по изучению состава тела было решено использовать понятие “тощая масса те­ла” в качестве эквивалента термина “безжировая масса тела” для обозначения массы тела без жира (Fidanza, 2003).

Двухкомпонентную модель состава тела можно использовать для характеристики групповых средних значений. Ввиду значи­тельной вариации состава и плотности безжировой массы тела (БМТ) она мало пригодна для мониторинга изменений состава тела на индивидуальном уровне за исключением случаев предваритель­ной диагностики и оценки эффективности лечения выраженного истощения или ожирения (Roche et al., 1996). В целях повышения точности оценки состава тела были предложены трёх- и четырёх­компонентные модели, основанные на дополнительных измерениях одной или двух составляющих БМТ, соответственно.

1.2.2.

<< | >>
Источник: Мартиросов Э.Г.. Технологии и методы определения состава тела человека / Э.Г. Мартиросов, Д.В. Николаев, С.Г. Руднев. — М.: Наука,2006. — 248 c. — ISBN 5-02-035624-7 (в пер.).. 2006

Еще по теме Двухкомпонентная модель:

  1. НЕЛИНЕЙНЫЕ МОДЕЛИ
  2. ОСНОВНЫЕ МОДЕЛИ ФАРМАКОКИНЕТИКИ
  3. ЧАСТЕВЫЕ ЛИНЕЙНЫЕ ФАРМАКОКИНЕТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ
  4. 3.6. Модели и методы принятия решений
  5. Действие хлорохина в экспериментальных моделях
  6. Действие препарата в экспериментальных моделях артрита
  7. Исследование механизма действия хромогликата на экспериментальных моделях in vivo
  8. УПРОЩЕННАЯ МОДЕЛЬ ДЕЙСТВИЯ КОРТИКОСТЕРОИДОВ
  9. 1.2. Модели принятия решений о внедрении новых технологий в медицинских организациях
  10. 1.2. Модели принятия решений о внедрении новых технологий в медицинских организациях[4]
  11. 3.5.5. Модели принятия решений о внедрении новых медицинских технологий
  12. Таблица № 1. Стратегии психофармакотерапии согласно дименсиональной модели шизофрении