Úvod
Analýza tělesného složení je nezbytnou součástí hodnocení stavu výživy. Pro definici tělesného složení je vhodné připomenout, že Wang a kol.1 jej definovali jako odvětví biologie člověka zabývající se kvantifikací tělesných složek in vivo, kvantitativními vztahy mezi složkami a kvantitativními změnami složek v souvislosti s ovlivňujícími faktory.
Na druhé straně podle Valtueña a kol.2 je studium tělesného složení nepostradatelné pro pochopení vlivu stravy, tělesného cvičení, nemocí a tělesného růstu, mimo jiné faktorů prostředí, na náš organismus.
Modely tělesného složení
Adekvátní analýza tělesného složení vyžaduje vymezení tělesného složení jako funkce jeho různých složek, což vede k různým tělesným složením nebo kompartmentálním modelům. Behnke3 proto navrhl model pro analýzu tělesného složení založený na aplikaci Archimédova principu, v němž byla tělesná hmotnost reprezentována dvěma hlavními složkami, tukovou hmotou a hmotou bez tuku. Z tohoto bikompartmentového modelu vyvinuli Keys a Brozek4 nový model. Tito autoři rozdělili tělo na čtyři základní složky: tukovou hmotu, kostní hmotu, vodu a bílkoviny.
V roce 1921 Matiegka,5 považovaný za otce tělesného složení, vypracoval model frakcionace tělesné hmotnosti, tzv. čtyřkompartmentový model. Tento model uvažuje složení založené na čtyřech základních složkách: tukové hmotě, svalové hmotě, kostní hmotě a zbytkové hmotě. Od 70. let 20. století byl tento model modifikován podle návrhů Rosse a Wilsona,6 což skončilo pětisložkovým modelem Drinkwatera7 a Kerra8 a jeho modifikací Berralem a spol.9 Tento konečný pětisložkový model se zaměřuje na pět složek nebo studijních úrovní se stále složitější strukturou a složením.1 První složku tak představuje atomární nebo elementární úroveň, která se skládá mimo jiné z prvků, jako je kyslík (60 %), uhlík (20 %), vodík (15 %) a vápník a dusík (po 1 %). Druhou úroveň, nazývanou také molekulární nebo chemická úroveň, tvoří voda (60 %), lipidy (15 %), bílkoviny (18 %), glykogen (1 %) a minerální látky (6 %). Třetí neboli buněčná úroveň se týká buněčné hmoty, extracelulárních tekutin, extracelulárních pevných látek a tuku. Čtvrtá úroveň, známá jako histologická nebo tkáňová úroveň, zahrnuje prvky, jako je kosterní svalstvo, neskeletální svalstvo, měkké tkáně, tuková tkáň a kosti. Pátá a poslední úroveň je také známá jako celková úroveň těla. Na obr. 1 je znázorněn multikompartmentový neboli pětiúrovňový model tělesného složení.
Multikompartmentový neboli pětiúrovňový model tělesného složení. ECF: extracelulární tekutina; ICF: extracelulární tekutina; BCM: ICF+ICS: tělesná buněčná hmota; FFM: beztuková hmota; BLM: beztuková hmota; ECS: extracelulární pevná látka; ICS: intracelulární pevná látka.
Dvousložkový nebo bikompartmentový model
Dvousložkový nebo bikompartmentový model se nejčastěji používá k analýze tělesného složení u lidí. Tento model předpokládá rozdělení tělesných složek do dvou kompartmentů, celkové tukové hmoty a beztukové hmoty, tj. zohlednění obou kompartmentů na molekulární úrovni.10 Podle tohoto modelu zůstávají chemické vlastnosti a hustota obou kompartmentů konstantní, přičemž hustota pro celkovou tukovou hmotu je 0,9007 g/ml při teplotě 36 °C.11 Podle tohoto modelu je celková tuková hmota bezvodá, i když její stupeň hydratace u zdravých dospělých osob je 13 %, jak bude uvedeno dále. Beztuková hmota má při teplotě 36 °C hustotu 1,1000 g/ml12 a obsah vody 73 %, zejména včetně koncentrace draslíku 150mikv./l.
Celková tuková hmota
Pro organismus představuje celková tuková hmota základní složku, a to jako energetická zásoba a nervový izolátor. Tato složka se může u subjektů lišit v závislosti na věku a pohlaví a v průběhu času13 (obr. 2). Osmdesát tři procent celkové tukové hmoty tvoří tuková tkáň, z níž se 50 % nachází v podkoží. Rozložení tukové tkáně v těle je nepravidelné, s rozdíly mezi rezervní tukovou vrstvou a esenciálním tukem.
Životní změny ve složení tuku.
Předpokládá se, že celková tuková hmota neobsahuje žádné bílkoviny, ale ve skutečnosti tvoří 3 % tukové hmoty. Rovněž se má za to, že neobsahuje žádnou vodu, ale její průměrná hydratace u dospělých je 13 %, přičemž tento podíl se může při obezitě zvyšovat. Hustota tukové hmoty je 0,9007 g/ml.14
V našem těle se rezervní tuk vyskytuje především ve dvou úrovních. Podkožní tuk tvoří 27-50 % celkové tukové rezervy v těle.15 Martín a spol.16 pomocí přímých metod (pitva mrtvol ve věku 55-94 let) zjistili, že na každý kilogram podkožního tuku připadá 200 g vnitřního tuku. V tomto ohledu, pokud vyloučíme celkový objem podkožního tuku, představují vnitřní tukové zásoby 667 g u mužů a 373 g u žen, což podle Martína et al. znamená, že podkožní tuk představuje 80 % celkového tělesného tuku.
Co se týče akumulace viscerálního tuku, je třeba poznamenat, že si zachovává podobný exponenciální nárůst v závislosti na věku u obou pohlaví. Je však pravda, že muži mají tendenci hromadit na této úrovni větší tukovou vrstvu ve srovnání se ženami.17 Jiné studie prokázaly dědičnou složku břišního tuku (celkový břišní tuk, břišní viscerální tuk, břišní podkožní tuk) ve 42-70 % případů.18
Beztuková hmota
Beztuková hmota se skládá z minerálů, bílkovin, glykogenu a vody, tj. zahrnuje celkovou intracelulární a extracelulární tělesnou vodu. Její průměrný stupeň hydratace je 73 % a má přibližnou hustotu 1,1000 g/ml při teplotě 36 °C.12 U dětí má beztuková hmota nižší hustotu (1,084 g/ml), částečně v důsledku neúplného procesu osifikace. Rozdíly se vyskytují také u černochů, kteří mají beztukovou hmotu s větší hustotou (1,113 g/ml).
Hydratace beztukové hmoty je velmi variabilní, to znamená, že se nezdá být výrazně změněna podle rasy nebo pohlaví. Tělesná voda tak tvoří 55-65 % tělesné hmotnosti a 73 % beztukové hmoty.19 Obsah vody v těle se zvyšuje s věkem. U rostoucích dětí se také každý rok snižuje poměr mezi extracelulárním a intracelulárním kompartmentem o 0,4 % (obr. 3). Voda uvnitř buněk představuje nejdůležitější vodní kompartment, který tvoří 30-40 % tělesné hmotnosti a 50-70 % celkové tělesné vody.19
Hmotnostní hydratace bez tuku podle věku. FFM: hmotnost bez tuku.
Antropometrie jako metoda hodnocení tělesného složení
Pro adekvátní měření tělesného složení subjektů je k dispozici celá řada postupů. Podle Gonzáleze-Jiméneze20 se specifičnost těchto postupů liší. Zatímco některé z nich umožňují posoudit složení jediného tělesného sektoru, jiné nám umožňují poznat charakteristiky a konstituci více než jedné organické složky. Provedením těchto měření a následným použitím rovnic vícenásobné regrese je možné odvodit složení a poměry tukových a libových oddílů, a tak nepřímo odhadnout tělesnou hustotu subjektů.
Hmotnost a výška
Tato tělesná měření se snadno shromažďují a jsou velmi užitečná při posuzování stavu výživy a tělesného složení u dětí a dospělých. Používají se jak rutinně k hodnocení růstu, tak v epidemiologii jako součást sledování určitých populací. Klinická hodnota hmotnosti a výšky je maximální, pokud jsou kombinovány jako indexy, které jednoduchým způsobem vyjadřují vztah mezi tělesnou hmotností, délkou (výškou) a věkem.21 Tři nejčastěji používané antropometrické indexy odvozené z hmotnosti a výšky jsou: výška/věk, hmotnost/věk a hmotnost/výška.
Výška pro věk je užitečný ukazatel u dětí, který poskytuje informace o dlouhodobém vystavení nepříznivým výživovým podmínkám, a je proto užitečný jako metoda pro posouzení chronického nedostatku výživy. Pokud jde o ukazatel hmotnost/věk, dvě směrodatné odchylky pod průměrem lze považovat za nízkou hmotnost. Tento index nerozlišuje mezi dítětem s nízkou výškou a přiměřenou hmotností a vysokým, hubeným dítětem, protože tento ukazatel nezohledňuje výšku. Na druhou stranu, pokud je hodnota hmotnost/výška více než dvě směrodatné odchylky pod průměrem mezinárodních referenčních hodnot, považuje se to za stav vyhublosti.21
Hmotnost je výsledkem směsi různých tkání v proměnlivém poměru, který nelze určit pomocí standardní váhy. Pro posouzení významu hmotnosti je třeba vzít v úvahu výšku, velikost tělesného rámce a poměr svalové hmoty, tuku a kostí.22 Změny hmotnosti tedy mohou být důsledkem změny tělesného tuku, který nepřímo odráží energetický příjem. Mohou také souviset s retencí tekutin (otoky).
Kožní záhyby
Kvantifikace objemu tělesného tuku měřením kožních záhybů je velmi užitečnou metodou pro testování tělesného složení. Pro svou metodickou jednoduchost, nízké náklady a neinvazivní povahu je široce využívána jak v klinických, tak v epidemiologických podmínkách.23
Jedná se o velmi užitečný postup pro posouzení tělesného složení subjektu. Vzhledem k tomu, že 27-42 % celkového tělesného tuku je omezeno na podkoží, tloušťka podkožní tukové vrstvy bude optimálně odrážet tělesné složení a energetickou bilanci subjektu v dlouhodobém horizontu.24
Vzhledem k nepřímé povaze tohoto měření má však použití kožních řas jako metody hodnocení tělesného složení řadu omezení:
- –
Poměr podkožního a celkového tuku je u zdravé populace velmi variabilní.
- –
U osob se středně těžkou podvýživou mohou zůstat tukové zásoby relativně normální.
- –
Mají nízkou citlivost, protože změny musí být výrazné, aby se jasně odrazily v měření.
- –
Přítomnost otoků může vyvolat falešné výsledky.
- –
Pro minimalizaci chyb v postupu je nutný zkušený vyšetřující.
Měření kožních řas nám i přes svou nepřímou schopnost posoudit tukový kompartment umožňuje odhadnout objem podkožního tuku v těle, protože se předpokládá konstantní proporcionalita podkožního tuku k celkovému tělesnému tuku a místa, kde se měření provádí, představují průměr celkového objemu podkožního tuku v těle.25 Měření tloušťky kožních řas lze proto považovat za velmi užitečný nástroj ke zjištění celkového procenta tělesného tuku.25
Měření se provádí pomocí jednoduchého přístroje zvaného kaliper kožních řas. Distribuce tuku se hodnotí především v šesti kožních řasách, a to v tricipitální, bicipitální, subskapulární, suprailiakální, stehenní a lýtkové kožní řase. V posledních letech se zvažuje možnost přidat k výše uvedeným sedmou kožní řasu, submandibulární kožní řasu.
Korelace měření kožních řas v různých anatomických oblastech subjektu s celkovým obsahem tuku v těle se liší.26 Tricipitální kožní řasa tak poskytuje informace o generalizované a periferní obezitě, zatímco měření subskapulární a suprailiakální kožní řasy poskytuje údaje o obsahu tuku v těle na úrovni trupu nebo centrální části.27 Na druhé straně je korelace mezi subskapulární a tricipitální kožní řasou přesným ukazatelem vzorce rozložení tělesného tuku a pozitivně koreluje se stavem lipidové frakce, jeho důsledky a následným kardiovaskulárním rizikem pro dotyčnou osobu.28
Celkovou hmotnost tělesného tuku lze kvantifikovat pomocí různých rovnic s využitím jedné nebo několika kožních řas. Nejpoužívanější jsou rovnice Durninga a Womersleyho,29 které vyžadují měření čtyř kožních řas, a Brookova rovnice.30 Následně se používá Siriho vzorec,31 který předpokládá hustotu tukové hmoty 0,9 g/l a konstantní hustotu beztukové hmoty 1,1 g/l.
Index tělesné hmotnosti
Původně popsaný Adolphem Queteletem v roce 1835 a potvrzený Keysem v roce 1972 a Garrowem a Websterem v roce 1985 představuje index tělesné hmotnosti (BMI) v současnosti užitečný nástroj pro hodnocení tělesné adipozity a stavu výživy.32
Světová zdravotnická organizace uznala klinickou hodnotu BMI a zavedla klasifikaci vztahující jeho hodnoty k různým příčinám nemocnosti a úmrtnosti. Lidé tak mají normální hmotnost, pokud se BMI pohybuje v rozmezí 18,5 až 24,9; nadváhu nebo obezitu I. stupně, pokud se BMI pohybuje v rozmezí 25 až 29,9; obezitu II. stupně, pokud se hodnoty BMI pohybují v rozmezí 30 až 34,9; obezitu III. stupně, pokud se hodnoty pohybují v rozmezí 35 až 39,9; a obezitu IV. stupně neboli morbidní obezitu, pokud je BMI 40 a vyšší.33
Používání BMI u dětí je spojeno s určitými problémy, protože index se liší v různých fázích vývoje tukové tkáně.34 Při narození je průměrná hodnota BMI obvykle 13, ale během prvního roku života se zvyšuje na 17 a dále se vyvíjí, až je ve 20 letech dosaženo průměrné hodnoty BMI 21. V případě obezity je průměrná hodnota BMI 21. Proto je nutné používat normy získané z longitudinálních studií. Použití percentilů pro věk a pohlaví je proto přijímáno jako kritérium pro klasifikaci dětí na základě jejich BMI. Tak 25. percentil označuje hranici s hubeností, 85. percentil je hranicí pro nadváhu a hodnoty nad 95. percentilem (včetně) definují stavy obezity.34
Podle údajů z metaanalýzy provedené Okorodudem a kol.35 která hodnotila hodnotu BMI pro detekci tělesné adipozity, jsou hodnoty BMI vysoce specifickým parametrem pro diagnostiku obezity, i když jsou méně citlivé, pokud jde o identifikaci stupně adipozity.
Kromě toho je BMI užitečný při předpovídání některých stavů a poruch, jako jsou kardiovaskulární onemocnění, a byla zjištěna souvislost mezi hodnotami BMI a některými kardiovaskulárními rizikovými faktory u dospělých a dětí, jako je například stále častější výskyt hypertenze u dětí a dospívajících a vysoké hladiny lipoproteinů v krvi.36
Obvody těla
Měření některých tělesných obvodů u zdravých osob poskytuje dostatečné informace o složení těla a v konečném důsledku o objemu tuku, svalů a kostí.37 Lze měřit mnoho obvodů, včetně obvodů paže, stehna, pasu a boků. Z nich je v oblasti nutriční antropometrie nejzajímavější svalový obvod paže, protože se používá k hodnocení tělesné svalové hmoty a kvůli jeho korelaci s proteinovou rezervou. Obvod paže se měří pomocí měřícího pásku ve stejně vzdáleném bodě mezi akromionem a olekranonem. Protože obvod paže závisí na množství tuku a svalů, byly vypracovány vzorce pro odhad svalové a tukové plochy pomocí Gurneyho a Jelliffova nomogramu. Plocha svalů se tedy považuje za měřítko zásoby bílkovin, zatímco plocha tuku měří zásobu energie. Ty se používají k výpočtu indexu sval/tuk, poměru mezi tukovou a svalovou plochou, který vznikne vydělením tricipitální kožní řasy obvodem paže.38
Dalším parametrem, který je zajímavý u osob s nadváhou nebo obezitou, je měření obvodu pasu a boků k výpočtu tzv. poměru pasu a boků (WHR). WHR je přesným ukazatelem pro odhad množství viscerálního tuku u jedince.39 Nemělo by se však zapomínat, že některé aspekty, jako je objem hýžďové svalové hmoty nebo věk subjektu, poněkud sníží přesnost WHR jako odhadu.40
Jiní výzkumníci vyjádřili pochybnosti o účinnosti WHR pro diagnostiku chronických onemocnění u dětí.41 Mnoho studií naopak zdůraznilo význam WHR pro hodnocení výživy u dětí a dospívajících, protože poskytuje informace o možném rozvoji metabolického syndromu v budoucnosti.42 Někteří autoři se dokonce domnívají, že WHR má větší prediktivní hodnotu než BMI u některých stavů, jako jsou kardiovaskulární onemocnění nebo diabetes u dětí.43
Další epidemiologické studie u obézních osob podobně prokázaly, že kombinace obvodu břicha a boků je nejlepším diskriminačním faktorem pro detekci a kvantifikaci rizika onemocnění kardiovaskulárními chorobami, čímž se ukázala jeho větší citlivost ve srovnání se samotným obvodem břicha.44
K hodnocení rozložení tělesného tuku má zvláštní hodnotu také index konicity navržený Valdezem a spol.45 v roce 1992. Tento index se používá k posouzení objemu tuku v oblasti břicha u dospělých osob. Použití a účinnost indexu konicity u dětí a dospívajících je stále zpochybňováno. K výpočtu indexu je zapotřebí obvod pasu nad úrovní pupku v metrech, maximální výška subjektu v metrech a celková tělesná hmotnost v kilogramech. Index konicity považuje lidské tělo za válec, který má na svém menším konci index 1,00. Index konicity má hodnotu 1,00. Jeho větší konec by odpovídal základně dvou dokonalých kuželů, jejichž širší bod by byl ztotožněn s břichem subjektu, což by představovalo index s maximální hodnotou 1,73.
V roce 1993 tito autoři prokázali vysokou korelaci mezi indexem konicity a WHR (r=0,64-0,86). Ve srovnání s WHR poskytuje index konicity informaci o celkovém objemu adipozity, ale na rozdíl od WHR nezohledňuje obvod boků, což mu podle Wardleho et al.46 dává výhodu při porovnávání osob s různou tělesnou stavbou. Přesto však mnozí autoři doporučují podrobnější analýzu schopnosti indexu posoudit jak abdominální adipozitu, tak jeho potenciální hodnotu pro predikci kardiovaskulárního rizika u dospělých, adolescentů a dětí.47
Dalším ukazatelem vzorce akumulace tuku u dětí je index centrality, který koreluje měření kožních řas v oblasti břicha a končetin. Nejčastěji se měří subskapulární a tricipitální kožní řasy. Vysoké hodnoty indexu centrality naznačují androidní vzorec rozložení tuku, zatímco nízké hodnoty korelují s gynoidním vzorcem rozložení tuku.48
Závěry
Nadbytek tělesného tuku souvisí s kardiovaskulárními problémy, jako je ateroskleróza, vysoký krevní tlak, diabetes, dyslipidémie, chronická obstrukční plicní nemoc a osteoartritida. Je proto nezbytné, aby zdravotničtí pracovníci (sestry i lékaři) byli proškoleni a aktualizováni v používání těchto postupů. Včasné odhalení a diagnostika závažných stavů, jako je obezita, a jejich dopad na zdraví, zejména u mladší populace, závisí do jisté míry na adekvátním managementu a rutinním používání těchto postupů u rizikové populace.
Konflikty zájmů
Autor prohlašuje, že není ve střetu zájmů.
.