Composition corporelle : Évaluation et valeur clinique | Endocrinología y Nutrición (Edition anglaise)

Introduction

L’analyse de la composition corporelle est une partie essentielle de l’évaluation de l’état nutritionnel. Pour définir la composition corporelle, il convient de rappeler que Wang et al.1 l’ont définie comme la branche de la biologie humaine traitant de la quantification in vivo des composants du corps, des relations quantitatives entre les composants et des changements quantitatifs des composants liés à des facteurs d’influence.

D’autre part, selon Valtueña et al,2 l’étude de la composition corporelle est indispensable pour comprendre les effets de l’alimentation, de l’exercice physique, des maladies et de la croissance physique, entre autres facteurs environnementaux, sur notre corps.

Modèles de composition corporelle

L’analyse adéquate de la composition corporelle nécessite la délimitation de la composition corporelle en fonction de ses différents composants, ce qui donne lieu à différentes compositions corporelles ou modèles compartimentaux. Ainsi, Behnke3 a proposé un modèle d’analyse de la composition corporelle basé sur l’application du principe d’Archimède, dans lequel le poids corporel était représenté par deux composantes principales, la masse grasse et la masse dégraissée. À partir de ce modèle bicompartimental, Keys et Brozek4 en ont développé un nouveau. Ces auteurs ont divisé le corps en quatre composants de base : la masse grasse, la masse osseuse, l’eau et les protéines.

En 1921, Matiegka5, considéré comme le père de la composition corporelle, a développé un modèle de fractionnement de la masse corporelle, appelé modèle à quatre compartiments. Ce modèle considère une composition basée sur quatre composantes de base : la masse grasse, la masse musculaire, la masse osseuse et la masse résiduelle. A partir des années 1970, ce modèle a été modifié selon les propositions de Ross et Wilson,6 pour aboutir au modèle à cinq composantes de Drinkwater7 et Kerr8 et à sa modification par Berral et al.9 Ce dernier modèle à cinq compartiments se concentre sur cinq composantes ou niveaux d’étude aux structures et à la composition de plus en plus complexes.1 Ainsi, la première composante est représentée par le niveau atomique ou élémentaire, composé d’éléments tels que l’oxygène (60%), le carbone (20%), l’hydrogène (15%), le calcium et l’azote (1% chacun), entre autres. Un deuxième niveau, également appelé niveau moléculaire ou chimique, est constitué d’eau (60%), de lipides (15%), de protéines (18%), de glycogène (1%) et de minéraux (6%). Le troisième niveau, dit cellulaire, correspond à la masse cellulaire, aux fluides extracellulaires, aux solides extracellulaires et aux graisses. Le quatrième niveau, dit histologique ou tissulaire, comprend des éléments tels que les muscles squelettiques, les muscles non squelettiques, les tissus mous, les tissus adipeux et les os. Le cinquième et dernier niveau est également connu comme le niveau du corps total. La figure 1 montre le modèle multicompartimental ou à cinq niveaux de la composition corporelle.

Modèle à deux composantes ou bicompartimental

Le modèle à deux composantes ou bicompartimental est le plus couramment utilisé pour analyser la composition corporelle chez l’homme. Ce modèle suppose la division des composants corporels en deux compartiments, la masse grasse totale et la masse sans graisse, c’est-à-dire la prise en compte des deux compartiments au niveau moléculaire.10 Selon ce modèle, les caractéristiques chimiques et la densité des deux compartiments restent constantes, la densité de la masse grasse totale étant de 0,9007g/mL à une température de 36°C.11 Selon ce modèle, la masse grasse totale est anhydre, bien que son degré d’hydratation chez les adultes en bonne santé soit de 13%, comme nous le verrons plus loin. La masse adipeuse a une densité de 1,1000g/mL à une température de 36°C12 et une teneur en eau de 73%, incluant notamment une concentration en potassium de 150mequiv./L.

Masse grasse totale

Pour le corps, la masse grasse totale représente une composante essentielle, à la fois comme réserve énergétique et isolant nerveux. Cette composante peut varier chez les sujets en fonction de l’âge et du sexe et au fil du temps13 (Fig. 2). Quatre-vingt-trois pour cent de la masse grasse totale sont constitués de tissu adipeux, dont 50 % sont situés en sous-cutané. La répartition du tissu adipeux dans le corps est irrégulière, avec des différences entre la couche adipeuse de réserve et la graisse essentielle.

La masse grasse totale est considérée comme ne contenant aucune protéine, mais elle représente en réalité 3% de la masse grasse. On pense également qu’elle ne contient pas d’eau, mais son taux d’hydratation moyen chez l’adulte est de 13%, une proportion qui peut augmenter en cas d’obésité. La densité de la masse grasse est de 0,9007g/mL.14

Dans notre corps, la graisse de réserve est principalement présente à deux niveaux. La graisse sous-cutanée représente 27-50% de la réserve totale de graisse dans le corps.15 En utilisant des méthodes directes (dissection de cadavres âgés de 55 à 94 ans), Martín et al.16 ont découvert que pour chaque kilogramme de graisse sous-cutanée, il y avait 200g de graisse interne. A cet égard, si l’on exclut le volume total de graisse sous-cutanée, les dépôts de graisse interne représentent 667g chez les hommes et 373g chez les femmes, ce qui indique, selon Martín et al, que la graisse sous-cutanée représente 80% de la graisse corporelle totale.

En ce qui concerne l’accumulation de graisse viscérale, il faut noter qu’elle maintient une augmentation exponentielle similaire liée à l’âge chez les deux sexes. Il est vrai, cependant, que les hommes ont tendance à accumuler une couche graisseuse plus importante à ce niveau par rapport aux femmes.17 D’autres études ont montré une composante héréditaire pour la graisse abdominale (graisse abdominale totale, graisse viscérale abdominale, graisse sous-cutanée abdominale) dans 42-70% des cas.18

Masse sans graisse

La masse sans graisse est constituée de minéraux, de protéines, de glycogène et d’eau, c’est-à-dire qu’elle englobe l’eau corporelle totale intracellulaire et extracellulaire. Son taux d’hydratation moyen est de 73 % et sa densité approximative est de 1,1000 g/ml à une température de 36°C.12 Chez les enfants, la masse adipeuse a une densité plus faible (1,084 g/ml), en partie à cause d’un processus d’ossification incomplet. Des variations sont également constatées chez les personnes de race noire, qui ont une masse adipeuse de plus grande densité (1,113g/mL).

L’hydratation de la masse adipeuse est très variable, c’est-à-dire qu’elle ne semble pas être fortement modifiée par la race ou le sexe. Ainsi, l’eau corporelle représente 55 à 65 % du poids corporel et 73 % de la masse maigre.19 La teneur en eau corporelle augmente avec l’âge. Chez les enfants en pleine croissance, le rapport entre les compartiments extracellulaire et intracellulaire diminue également de 0,4 % chaque année (Fig. 3). L’eau à l’intérieur des cellules représente le compartiment aqueux le plus important, représentant 30-40% du poids corporel et 50-70% de l’eau corporelle totale.19

Anthropométrie comme méthode d’évaluation de la composition corporelle

Un large éventail de procédures est disponible pour mesurer adéquatement la composition corporelle des sujets. Selon González-Jiménez20, la spécificité de ces procédures varie. Alors que certaines d’entre elles nous permettent d’évaluer la composition d’un seul secteur corporel, d’autres nous permettent de connaître les caractéristiques et la constitution de plusieurs composants organiques. En prenant ces mesures, et en utilisant ensuite des équations de régression multiple, il est possible de déduire la composition et les proportions des compartiments gras et maigre, et donc d’estimer indirectement la densité corporelle des sujets.

Poids et taille

Ces mesures corporelles sont faciles à collecter et très utiles pour évaluer l’état nutritionnel et la composition corporelle des enfants et des adultes. Elles sont à la fois utilisées en routine pour évaluer la croissance et en épidémiologie dans le cadre du suivi de certaines populations. La valeur clinique du poids et de la taille est maximale lorsqu’ils sont combinés en tant qu’indices qui expriment de manière simple la relation entre le poids corporel, la longueur (taille) et l’âge.21 Les trois indices anthropométriques dérivés du poids et de la taille les plus couramment utilisés sont : taille/âge, poids/âge et poids/taille.

La taille pour l’âge est un indicateur utile chez les enfants qui fournit des informations sur l’exposition à long terme à des conditions nutritionnelles défavorables, et est donc utile comme méthode d’évaluation d’une carence nutritionnelle chronique. En ce qui concerne l’indice poids/âge, deux écarts types en dessous de la moyenne peuvent être considérés comme un poids faible. Cet indice ne fait aucune distinction entre un enfant de petite taille et de poids adéquat et un enfant grand et mince, car cet indicateur ne tient pas compte de la taille. En revanche, lorsque la valeur du poids et de la taille est inférieure de plus de deux écarts-types à la moyenne des valeurs de référence internationales, on considère qu’il s’agit d’un état d’émaciation.21

Le poids est le résultat d’un mélange de différents tissus dans des proportions variables, qui ne peut être déterminé à l’aide d’une échelle standard. Pour évaluer la signification du poids, il faut tenir compte de la taille, de la corpulence et des proportions de masse musculaire, de graisse et d’os.22 Les variations de poids peuvent donc résulter d’une modification de la graisse corporelle, qui reflète indirectement l’apport énergétique. Elles peuvent également être liées à la rétention de liquide (œdème).

Plis cutanés

La quantification du volume de graisse corporelle par la mesure des plis cutanés est une méthode très utile pour tester la composition corporelle. En raison de sa simplicité méthodologique, de son faible coût et de sa nature non invasive, elle est largement utilisée dans les milieux cliniques et épidémiologiques.23

C’est une procédure très utile pour évaluer la composition corporelle d’un sujet. Étant donné que 27 à 42 % de la graisse corporelle totale est confinée au niveau sous-cutané, l’épaisseur de la couche graisseuse sous-cutanée reflétera de manière optimale la composition corporelle et le bilan énergétique du sujet à long terme24.

Cependant, en raison de la nature indirecte de cette mesure, l’utilisation des plis cutanés comme méthode d’évaluation de la composition corporelle présente un certain nombre de limites :

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  Le rapport graisse sous-cutanée/graisse totale est très variable dans les populations saines.

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  Les dépôts de graisse peuvent rester relativement normaux chez les sujets présentant une malnutrition modérée.

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  Elles ont une faible sensibilité dans la mesure où les changements doivent être marqués pour être clairement reflétés dans les mesures.

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  La présence d’un œdème peut induire de faux résultats.

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  Un examinateur expérimenté est nécessaire pour minimiser les erreurs dans la procédure.

Malgré sa capacité indirecte à évaluer le compartiment adipeux, la mesure des plis cutanés nous permet d’estimer le volume de graisse sous-cutanée du corps, car on suppose une proportionnalité constante de la graisse sous-cutanée par rapport à la graisse corporelle totale, et les endroits où les mesures sont effectuées représentent une moyenne du volume total de graisse sous-cutanée du corps25. La mesure de l’épaisseur du pli cutané peut donc être considérée comme un outil très utile pour déterminer le pourcentage de graisse corporelle totale.25

Les mesures sont effectuées à l’aide d’un appareil simple appelé calibreur de pli cutané. La répartition de la graisse est principalement évaluée dans six plis cutanés, le pli tricipital, le pli bicipital, le pli sous-scapulaire, le pli supra-iliaque, le pli de la cuisse et le pli du mollet. La possibilité d’ajouter un septième pli cutané, le pli cutané submandibulaire, a été envisagée ces dernières années.

La corrélation entre les mesures des plis cutanés dans les différentes régions anatomiques du sujet et la graisse corporelle totale varie.26 Ainsi, le pli cutané tricipital fournit des informations sur l’obésité généralisée et périphérique, tandis que la mesure des plis cutanés subscapulaire et supra-iliaque fournit des données sur le contenu en graisse corporelle au niveau du tronc ou au niveau central.27 D’autre part, la corrélation entre les plis cutanés subscapulaire et tricipital est un indicateur précis du schéma de distribution de la graisse corporelle et est positivement corrélée au statut de fraction lipidique, à ses implications et au risque cardiovasculaire ultérieur du sujet concerné.28

La masse grasse corporelle totale peut être quantifiée par différentes équations utilisant un ou plusieurs plis cutanés. Les équations les plus utilisées sont celles de Durning et Womersley,29 qui nécessitent la mesure de quatre plis cutanés, et les équations de Brook30. La formule de Siri31, qui suppose une densité de masse grasse de 0,9g/L et une densité de masse sans graisse constante de 1,1g/L, est ensuite utilisée.

Indice de masse corporelle

Initialement décrit par Adolph Quetelet en 1835 et confirmé par Keys en 1972 et par Garrow et Webster en 1985, l’indice de masse corporelle (IMC) représente actuellement un outil utile pour l’évaluation de l’adiposité corporelle et de l’état nutritionnel32.

L’Organisation mondiale de la santé a reconnu la valeur clinique de l’IMC et a établi une classification reliant ses valeurs à diverses causes de morbidité et de mortalité. Ainsi, les personnes ont un poids normal lorsque l’IMC est compris entre 18,5 et 24,9 ; un surpoids ou une obésité de grade I lorsque l’IMC est compris entre 25 et 29,9 ; une obésité de grade II lorsque les valeurs de l’IMC sont comprises entre 30 et 34,9 ; une obésité de grade III lorsque les valeurs sont comprises entre 35 et 39,9 ; et une obésité de grade IV ou morbide lorsque l’IMC est égal ou supérieur à 4033.

L’utilisation de l’IMC chez l’enfant comporte quelques problèmes car cet indice varie au cours des différentes phases de développement du tissu adipeux.34 A la naissance, l’IMC moyen est généralement de 13, mais il augmente à 17 au cours de la première année de vie et continue à progresser jusqu’à atteindre un IMC médian de 21 à l’âge de 20 ans. C’est pourquoi il est nécessaire d’utiliser des normes obtenues à partir d’études longitudinales. L’utilisation des percentiles pour l’âge et le sexe est donc acceptée comme critère de classification des enfants en fonction de leur IMC. Ainsi, le 25e percentile marque la frontière avec la maigreur, le 85e percentile est la limite pour le surpoids, et les valeurs supérieures au 95e percentile (inclus) définissent les états d’obésité.34

Selon les données de la méta-analyse réalisée par Okorodudu et al,35 qui a évalué la valeur de l’IMC pour la détection de l’adiposité corporelle, les niveaux d’IMC sont un paramètre hautement spécifique pour le diagnostic de l’obésité, bien qu’ils soient moins sensibles lorsqu’il s’agit d’identifier le degré d’adiposité.

En outre, l’IMC est utile pour prédire certaines affections et certains troubles tels que les affections cardiovasculaires, et une association a été établie entre les valeurs de l’IMC et certains facteurs de risque cardiovasculaire chez les adultes et les enfants, tels que l’apparition de plus en plus fréquente d’hypertension chez les enfants et les adolescents et des taux élevés de lipoprotéines dans le sang.36

Circonférences corporelles

La mesure de certaines circonférences corporelles chez des sujets sains fournit des informations adéquates sur la composition corporelle et, en fin de compte, sur les volumes de graisse, de muscle et d’os.37 De nombreuses circonférences peuvent être mesurées, notamment celles du bras, de la cuisse, de la taille et de la hanche. De nombreuses circonférences peuvent être mesurées, notamment celles du bras, de la cuisse, de la taille et de la hanche. Parmi celles-ci, la circonférence musculaire du bras est la plus intéressante dans le domaine de l’anthropométrie nutritionnelle car elle est utilisée pour évaluer la masse musculaire corporelle et en raison de sa corrélation avec la réserve protéique. La circonférence du bras est mesurée à l’aide d’un ruban à mesurer au point équidistant entre l’acromion et l’olécrane. Comme la circonférence du bras dépend des compartiments graisseux et musculaires, des formules ont été élaborées pour estimer les surfaces musculaires et graisseuses, en utilisant le nomogramme de Gurney et Jelliffe. Ainsi, on considère que la surface musculaire mesure la réserve protéique, tandis que la surface graisseuse mesure la réserve énergétique. Ces données sont utilisées pour calculer l’indice muscle/graisse, le rapport entre les zones graisseuses et musculaires, qui résulte de la division du pli cutané tricipital par la circonférence du bras.38

Un autre paramètre intéressant chez les sujets en surpoids ou obèses est la mesure des périmètres de la taille et des hanches pour calculer ce que l’on appelle le rapport taille-hanche (RTH). Le WHR est un indicateur précis pour estimer la quantité de graisse viscérale chez un individu.39 Cependant, il ne faut pas oublier que certains aspects, tels que le volume de la masse musculaire fessière ou l’âge du sujet vont quelque peu diminuer la précision du WHR en tant qu’estimateur40.

D’autres chercheurs ont émis des doutes quant à l’efficacité du WHR pour le diagnostic des maladies chroniques chez les enfants.41 En revanche, de nombreuses études ont souligné l’importance du WHR pour l’évaluation nutritionnelle chez les enfants et les adolescents, car il fournit des informations sur le développement potentiel du syndrome métabolique dans le futur.42 Certains auteurs pensent même que le WHR a une valeur prédictive plus importante que l’IMC pour certaines pathologies telles que les maladies cardiovasculaires ou le diabète chez les enfants43.

D’autres études épidémiologiques menées chez des sujets obèses ont de même établi que la combinaison des circonférences abdominale et des hanches est le meilleur facteur discriminant pour la détection et la quantification du risque de souffrir d’une maladie cardiovasculaire, montrant ainsi sa plus grande sensibilité par rapport à la circonférence abdominale seule.44

L’indice de conicité proposé par Valdez et al.45 en 1992 est également particulièrement utile pour évaluer la distribution de la graisse corporelle. Cet indice permet d’évaluer le volume de graisse dans la région abdominale de sujets adultes. L’utilisation et l’efficacité de l’indice de conicité chez les enfants et les adolescents sont encore remises en question. Pour calculer cet indice, il faut connaître le tour de taille au-dessus du niveau ombilical en mètres, la taille maximale du sujet en mètres et le poids total du corps en kilogrammes. L’indice de conicité considère le corps humain comme un cylindre dont l’extrémité la plus petite a un indice de 1,00. Sa plus grande extrémité correspondrait à la base de deux cônes parfaits dont le point le plus large serait identifié avec l’abdomen du sujet, ce qui représenterait un indice avec une valeur maximale de 1,73.

En 1993, ces auteurs ont montré une forte corrélation entre l’indice de conicité et le WHR (r=0,64-0,86). Par rapport au WHR, l’indice de conicité fournit des informations sur le volume total d’adiposité mais, contrairement au WHR, il ne tient pas compte du tour de hanche, ce qui, selon Wardle et al.46, lui confère un avantage lors de la comparaison de sujets de corpulence différente. Malgré cela, de nombreux auteurs recommandent une analyse plus détaillée de la capacité de l’indice à évaluer à la fois l’adiposité abdominale et sa valeur potentielle pour prédire le risque cardiovasculaire chez les adultes, les adolescents et les enfants.47

Un indicateur supplémentaire du modèle d’accumulation de graisse chez les enfants est l’indice de centralité, qui met en corrélation les mesures des plis cutanés de la région abdominale et des membres. Les plis cutanés sous-scapulaire et tricipital sont les plus couramment mesurés. Des scores élevés de l’indice de centralité suggèrent un modèle de distribution de la graisse androïde, tandis que des valeurs faibles sont corrélées à un modèle de distribution de la graisse gynoïde.48

Conclusions

L’excès de graisse corporelle est lié à des problèmes cardiovasculaires tels que l’athérosclérose, l’hypertension artérielle, le diabète, la dyslipidémie, la maladie pulmonaire obstructive chronique et l’arthrose. Il est donc essentiel que les professionnels de santé (infirmiers et médecins) soient formés et mis à jour sur l’utilisation de ces procédures. La détection et le diagnostic précoces d’affections graves telles que l’obésité et leur impact sur la santé, en particulier chez les plus jeunes, dépendent dans une certaine mesure de la gestion adéquate et de l’utilisation systématique de ces procédures dans la population à risque.

Conflits d’intérêts

L’auteur déclare ne pas avoir de conflits d’intérêts.