Composizione corporea: Assessment and clinical value | Endocrinología y Nutrición (English Edition)

Introduzione

L’analisi della composizione corporea è una parte essenziale della valutazione dello stato nutrizionale. Per definire la composizione corporea, è conveniente ricordare che Wang et al.1 l’hanno definita come la branca della biologia umana che si occupa della quantificazione in vivo dei componenti del corpo, delle relazioni quantitative tra i componenti e dei cambiamenti quantitativi dei componenti legati a fattori di influenza.

D’altra parte, secondo Valtueña et al.,2 lo studio della composizione corporea è indispensabile per comprendere gli effetti della dieta, dell’esercizio fisico, delle malattie e della crescita fisica, tra gli altri fattori ambientali, sul nostro corpo.

Modelli di composizione corporea

L’analisi adeguata della composizione corporea richiede la delimitazione della composizione corporea in funzione dei suoi diversi componenti, con il risultato di diverse composizioni corporee o modelli compartimentali. Così, Behnke3 ha proposto un modello per analizzare la composizione corporea basato sull’applicazione del principio di Archimede, in cui il peso corporeo era rappresentato da due componenti principali, la massa grassa e la massa senza grasso. Da questo modello bicompartimentale, Keys e Brozek4 ne hanno sviluppato uno nuovo. Questi autori divisero il corpo in quattro componenti fondamentali: massa grassa, massa ossea, acqua e proteine.

Nel 1921, Matiegka,5 considerato il padre della composizione corporea, sviluppò un modello per il frazionamento della massa corporea, il cosiddetto modello a quattro compartimenti. Questo modello considera una composizione basata su quattro componenti fondamentali: massa grassa, massa muscolare, massa ossea e massa residua. A partire dagli anni ’70, questo modello è stato modificato secondo le proposte di Ross e Wilson,6 per arrivare al modello a cinque componenti di Drinkwater7 e Kerr8 e alla sua modifica da parte di Berral et al.9 Questo ultimo modello a cinque compartimenti si concentra su cinque componenti o livelli di studio con strutture e composizione sempre più complesse.1 Così, il primo componente è rappresentato dal livello atomico o elementare, costituito da elementi come l’ossigeno (60%), il carbonio (20%), l’idrogeno (15%), il calcio e l’azoto (1% ciascuno), tra gli altri. Un secondo livello, chiamato anche livello molecolare o chimico, è costituito da acqua (60%), lipidi (15%), proteine (18%), glicogeno (1%) e minerali (6%). Il terzo livello, o cellulare, si riferisce alla massa cellulare, ai fluidi extracellulari, ai solidi extracellulari e al grasso. Il quarto livello, noto come livello istologico o tissutale, comprende elementi come il muscolo scheletrico, il muscolo non scheletrico, i tessuti molli, il tessuto adiposo e l’osso. Il quinto e ultimo livello è anche conosciuto come livello total body. La figura 1 mostra il modello multicompartimentale o a cinque livelli della composizione corporea.

Modello a due componenti o bicompartimentale

Il modello a due componenti o bicompartimentale è il più comunemente usato per analizzare la composizione corporea nell’uomo. Questo modello presuppone la divisione dei componenti del corpo in due compartimenti, la massa grassa totale e la massa priva di grasso, cioè la considerazione dei due compartimenti a livello molecolare.10 Secondo questo modello, le caratteristiche chimiche e la densità di entrambi i compartimenti rimangono costanti, con una densità per la massa grassa totale di 0,9007g/mL ad una temperatura di 36°C.11 Secondo questo modello, la massa grassa totale è anidra, sebbene il suo grado di idratazione negli adulti sani sia del 13%, come si vedrà più avanti. La massa priva di grasso ha una densità di 1.1000g/mL alla temperatura di 36°C12 e un contenuto di acqua del 73%, in particolare includendo una concentrazione di potassio di 150mequiv./L.

Massa grassa totale

Per il corpo la massa grassa totale rappresenta una componente essenziale, sia come riserva energetica che come isolante nervoso. Questa componente può variare nei soggetti in funzione dell’età e del sesso e nel tempo13 (Fig. 2). L’83% della massa grassa totale è costituita da tessuto adiposo, di cui il 50% è localizzato a livello sottocutaneo. La distribuzione del tessuto grasso nel corpo è irregolare, con differenze tra lo strato grasso di riserva e il grasso essenziale.

La massa grassa totale è considerata non contenere proteine, ma in realtà rappresenta il 3% della massa grassa. Si pensa anche che non contenga acqua, ma il suo livello medio di idratazione negli adulti è del 13%, una proporzione che può aumentare nell’obesità. La densità della massa grassa è di 0,9007g/mL.14

Nel nostro corpo, il grasso di riserva è presente principalmente a due livelli. Il grasso sottocutaneo rappresenta il 27-50% della riserva totale di grasso nel corpo.15 Utilizzando metodi diretti (dissezione di cadaveri di 55-94 anni), Martín et al.16 hanno scoperto che per ogni chilo di grasso sottocutaneo ci sono 200g di grasso interno. A questo proposito, se si esclude il volume totale del grasso sottocutaneo, i depositi di grasso interno rappresentano 667g nei maschi e 373g nelle femmine, il che indica, secondo Martín et al., che il grasso sottocutaneo rappresenta l’80% del grasso corporeo totale.

Per quanto riguarda l’accumulo di grasso viscerale, va notato che mantiene un aumento esponenziale simile legato all’età nei due sessi. È vero però che i maschi tendono ad accumulare uno strato di grasso maggiore a questo livello rispetto alle femmine.17 Altri studi hanno dimostrato una componente ereditaria per il grasso addominale (grasso addominale totale, grasso viscerale addominale, grasso sottocutaneo addominale) nel 42-70% dei casi.18

Massa senza grasso

La massa senza grasso è costituita da minerali, proteine, glicogeno e acqua, cioè comprende l’acqua corporea totale intracellulare ed extracellulare. Il suo grado medio di idratazione è del 73% e ha una densità approssimativa di 1,1000g/mL alla temperatura di 36°C.12 Nei bambini, la massa priva di grasso ha una densità inferiore (1,084g/mL), in parte dovuta a un processo di ossificazione incompleto. Variazioni si trovano anche nelle persone di colore, che hanno una massa senza grasso di densità maggiore (1,113g/mL).

L’idratazione della massa senza grasso è molto variabile, cioè non sembra essere molto alterata dalla razza o dal sesso. Così, l’acqua corporea rappresenta il 55-65% del peso corporeo e il 73% della massa senza grasso.19 Il contenuto di acqua corporea aumenta con l’età. Nei bambini in crescita, anche il rapporto tra i compartimenti extracellulare e intracellulare diminuisce dello 0,4% ogni anno (Fig. 3). L’acqua all’interno delle cellule rappresenta il compartimento acquoso più importante, rappresentando il 30-40% del peso corporeo e il 50-70% dell’acqua corporea totale.19

>Antropometria come metodo per valutare la composizione corporea

Una vasta gamma di procedure sono disponibili per misurare adeguatamente la composizione corporea dei soggetti. Secondo González-Jiménez,20 la specificità di tali procedure varia. Mentre alcune di esse ci permettono di valutare la composizione di un solo settore corporeo, altre ci permettono di conoscere le caratteristiche e la costituzione di più componenti organici. Effettuando queste misurazioni, e successivamente utilizzando equazioni di regressione multipla, è possibile dedurre la composizione e le proporzioni dei compartimenti grassi e magri, stimando così indirettamente la densità corporea dei soggetti.

Peso e altezza

Queste misure corporee sono facili da raccogliere e molto utili nella valutazione dello stato nutrizionale e della composizione corporea nei bambini e negli adulti. Sono entrambi utilizzati di routine per valutare la crescita e in epidemiologia come parte del follow-up di alcune popolazioni. Il valore clinico del peso e dell’altezza è massimo quando sono combinati come indici che esprimono in modo semplice la relazione tra peso corporeo, lunghezza (altezza) ed età.21 I tre indici antropometrici più comunemente usati derivati da peso e altezza sono: altezza/età, peso/età e peso/altezza.

L’altezza per età è un indicatore utile nei bambini che fornisce informazioni sull’esposizione a lungo termine a condizioni nutrizionali avverse, ed è quindi utile come metodo per valutare una carenza nutrizionale cronica. Per quanto riguarda l’indice peso/età, due deviazioni standard sotto la media possono essere considerate come basso peso. Questo indice non fa distinzione tra un bambino con un’altezza bassa e un peso adeguato e un bambino alto e magro, perché questo indicatore non prende in considerazione l’altezza. D’altra parte, quando il valore di peso/altezza è più di due deviazioni standard sotto la media dei valori di riferimento internazionali, questo viene considerato come uno stato di cachessia.21

Il peso è il risultato di una miscela di diversi tessuti in proporzioni variabili, che non può essere determinato utilizzando una scala standard. Per valutare il significato del peso, è necessario prendere in considerazione l’altezza, le dimensioni della struttura corporea e le proporzioni di massa muscolare, grasso e ossa.22 I cambiamenti di peso possono quindi derivare da un cambiamento del grasso corporeo, che riflette indirettamente l’assunzione di energia. Possono anche essere legati alla ritenzione di liquidi (edema).

Skinfolds

La quantificazione del volume del grasso corporeo attraverso la misurazione delle skinfolds è un metodo molto utile per verificare la composizione corporea. A causa della sua semplicità metodologica, del basso costo e della natura non invasiva, è ampiamente utilizzato sia in ambito clinico che epidemiologico.23

È una procedura molto utile per valutare la composizione corporea di un soggetto. Poiché il 27-42% del grasso corporeo totale è confinato a livello sottocutaneo, lo spessore dello strato adiposo sottocutaneo rifletterà in modo ottimale la composizione corporea e l’equilibrio energetico del soggetto a lungo termine.24

Tuttavia, a causa della natura indiretta di questa misurazione, l’uso delle pliche cutanee come metodo per valutare la composizione corporea ha una serie di limitazioni:

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  Il rapporto grasso sottocutaneo/totale è altamente variabile nelle popolazioni sane.

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  I depositi di grasso possono rimanere relativamente normali in soggetti con malnutrizione moderata.

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  Hanno una bassa sensibilità in quanto i cambiamenti devono essere marcati per essere chiaramente riflessi nelle misurazioni.

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  La presenza di edema può indurre falsi risultati.

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  È necessario un esaminatore esperto per minimizzare gli errori nella procedura.

Nonostante la sua capacità indiretta di valutare il compartimento adiposo, la misurazione delle pieghe cutanee ci permette di stimare il volume di grasso sottocutaneo del corpo, perché si assume una proporzionalità costante del grasso sottocutaneo rispetto al grasso totale del corpo, e le posizioni in cui vengono effettuate le misurazioni rappresentano una media del volume totale di grasso sottocutaneo del corpo.25 La misurazione dello spessore delle pieghe cutanee può quindi essere considerata uno strumento molto utile per accertare la percentuale di grasso corporeo totale.25

Le misurazioni vengono effettuate utilizzando un semplice dispositivo chiamato calibro per pieghe cutanee. La distribuzione del grasso viene valutata principalmente in sei pieghe cutanee: tricipitale, bicipitale, sottoscapolare, soprailiaca, coscia e polpaccio. Negli ultimi anni è stata presa in considerazione la possibilità di aggiungere una settima plica cutanea, la plica sottomandibolare.

La correlazione delle misurazioni delle placche cutanee nelle diverse regioni anatomiche del soggetto con il grasso corporeo totale varia.26 Così, la plica tricipitale fornisce informazioni sull’obesità generalizzata e periferica, mentre la misurazione delle placche subscapolari e sovrailiache fornisce dati sul contenuto di grasso corporeo a livello del tronco o centrale.27 D’altra parte, la correlazione tra le pieghe cutanee sottoscapolare e tricipitale è un indicatore accurato del modello di distribuzione del grasso corporeo ed è correlata positivamente allo stato della frazione lipidica, alle sue implicazioni e al conseguente rischio cardiovascolare del soggetto interessato.28

La massa grassa corporea totale può essere quantificata da diverse equazioni che utilizzano una o più pieghe cutanee. Le equazioni più utilizzate sono quelle di Durning e Womersley,29 che richiedono la misurazione di quattro skinfolds, e le equazioni di Brook.30 La formula di Siri,31 assumendo una densità di massa grassa di 0,9g/L e una densità di massa priva di grasso costante di 1,1g/L, viene utilizzata successivamente.

Indice di massa corporea

Descritto inizialmente da Adolph Quetelet nel 1835 e confermato da Keys nel 1972 e da Garrow e Webster nel 1985, l’indice di massa corporea (BMI) rappresenta attualmente uno strumento utile per la valutazione dell’adiposità corporea e dello stato nutrizionale.32

L’Organizzazione Mondiale della Sanità ha riconosciuto il valore clinico del BMI e ha stabilito una classificazione che mette in relazione i suoi valori con varie cause di morbilità e mortalità. Così, le persone hanno un peso normale quando il BMI va da 18,5 a 24,9; sovrappeso o obesità di grado I quando il BMI va da 25 a 29,9; obesità di grado II quando i valori del BMI vanno da 30 a 34,9; obesità di grado III quando i valori vanno da 35 a 39,9; e obesità di grado IV o morboso quando il BMI è 40 o più.33

L’uso del BMI nei bambini comporta alcuni problemi perché l’indice varia nelle diverse fasi di sviluppo del tessuto adiposo.34 Alla nascita, il BMI medio è di solito 13, ma aumenta a 17 durante il primo anno di vita e continua a progredire fino a raggiungere un BMI mediano di 21 a 20 anni. Questo è il motivo per cui è necessario utilizzare standard ottenuti da studi longitudinali. L’uso dei percentili per età e sesso è quindi accettato come criterio per la classificazione dei bambini in base al loro BMI. Così, il 25° percentile segna il confine con la magrezza, l’85° percentile è il limite per il sovrappeso, e valori superiori al 95° percentile (incluso) definiscono gli stati di obesità.34

Secondo i dati della meta-analisi condotta da Okorodudu et al.,35 che ha valutato il valore del BMI per l’individuazione dell’adiposità corporea, i livelli di BMI sono un parametro altamente specifico per la diagnosi di obesità, anche se sono meno sensibili quando si tratta di identificare il grado di adiposità.

Inoltre, l’IMC è utile nella previsione di alcune condizioni e disturbi come quelli cardiovascolari, ed è stata stabilita un’associazione tra i valori dell’IMC e alcuni fattori di rischio cardiovascolare negli adulti e nei bambini, come la sempre più frequente presenza di ipertensione nei bambini e negli adolescenti e alti livelli di lipoproteine nel sangue.36

Circonferenze corporee

La misurazione di alcune circonferenze corporee in soggetti sani fornisce informazioni adeguate sulla composizione corporea e, in definitiva, sui volumi di grasso, muscoli e ossa.37 Si possono misurare molte circonferenze, comprese quelle del braccio, della coscia, della vita e dell’anca. Di queste, la circonferenza muscolare del braccio è quella di maggiore interesse nel campo dell’antropometria nutrizionale perché viene utilizzata per valutare la massa muscolare corporea e per la sua correlazione con la riserva proteica. La circonferenza del braccio viene misurata con un nastro di misurazione nel punto equidistante tra l’acromion e l’olecrano. Poiché la circonferenza del braccio dipende dai compartimenti del grasso e del muscolo, sono state elaborate delle formule per stimare le aree del muscolo e del grasso, utilizzando il nomogramma di Gurney e Jelliffe. Così, l’area muscolare viene considerata per misurare la riserva proteica, mentre l’area grassa misura la riserva energetica. Questi vengono utilizzati per calcolare l’indice muscolo-grasso, il rapporto tra l’area grassa e quella muscolare, che risulta dalla divisione della plica tricipitale per la circonferenza del braccio.38

Un altro parametro di interesse nei soggetti con sovrappeso o obesità è la misurazione dei perimetri di vita e fianchi per calcolare il cosiddetto rapporto vita-fianchi (WHR). Il WHR è un indicatore accurato per stimare la quantità di grasso viscerale in un individuo.39 Tuttavia, non bisogna dimenticare che alcuni aspetti, come il volume della massa muscolare dei glutei o l’età del soggetto, diminuiscono un po’ la precisione del WHR come stimatore.40

Altri ricercatori hanno sollevato dubbi sull’efficacia della WHR per la diagnosi di condizioni croniche nei bambini.41 Al contrario, molti studi hanno sottolineato l’importanza della WHR per la valutazione nutrizionale nei bambini e negli adolescenti, poiché fornisce informazioni sul potenziale sviluppo della sindrome metabolica in futuro.42 Alcuni autori pensano addirittura che il WHR abbia un valore predittivo maggiore del BMI per alcune condizioni come le malattie cardiovascolari o il diabete nei bambini.43

Altri studi epidemiologici su soggetti obesi hanno analogamente stabilito che la combinazione delle circonferenze addominali e dei fianchi è il miglior fattore discriminante per l’individuazione e la quantificazione del rischio di soffrire di malattie cardiovascolari, dimostrando così la sua maggiore sensibilità rispetto alla sola circonferenza addominale.44

Anche l’indice di conicità proposto da Valdez et al.45 nel 1992 è di particolare valore per valutare la distribuzione del grasso corporeo. Questo indice è usato per valutare il volume di grasso nella regione addominale di soggetti adulti. L’uso e l’efficacia dell’indice di conicità nei bambini e negli adolescenti sono ancora in discussione. Per calcolare l’indice, sono necessari la circonferenza della vita sopra il livello ombelicale in metri, l’altezza massima del soggetto in metri e il peso corporeo totale in chilogrammi. L’indice di conicità considera il corpo umano come un cilindro che ha all’estremità minore un indice di 1,00. La sua estremità maggiore corrisponderebbe alla base di due coni perfetti il cui punto più largo sarebbe identificato con l’addome del soggetto, che rappresenterebbe un indice con un valore massimo di 1,73.

Nel 1993, questi autori hanno mostrato un’alta correlazione tra l’indice di conicità e la WHR (r=0,64-0,86). Rispetto al WHR, l’indice di conicità fornisce informazioni sul volume di adiposità totale ma, a differenza del WHR, non tiene conto della circonferenza dell’anca, il che secondo Wardle et al.46 gli conferisce un vantaggio quando si confrontano soggetti di diversa corporatura. Nonostante ciò, tuttavia, molti autori raccomandano un’analisi più dettagliata della capacità dell’indice di valutare sia l’adiposità addominale che il suo valore potenziale per la previsione del rischio cardiovascolare negli adulti, negli adolescenti e nei bambini.47

Un ulteriore indicatore del modello di accumulo di grasso nei bambini è l’indice di centralità, che correla le misurazioni delle pieghe cutanee nella regione addominale e negli arti. Sono misurate più comunemente le pieghe cutanee sottoscapolare e tricipitale. Punteggi elevati nell’indice di centralità suggeriscono un modello di distribuzione del grasso androide, mentre valori bassi sono correlati a un modello di distribuzione del grasso ginoide.48

Conclusioni

L’eccesso di grasso corporeo è correlato a problemi cardiovascolari come aterosclerosi, pressione alta, diabete, dislipidemia, malattia polmonare cronica ostruttiva e osteoartrite. È quindi essenziale che gli operatori sanitari (sia infermieri che medici) siano formati e aggiornati sull’uso di queste procedure. L’individuazione e la diagnosi precoce di condizioni gravi come l’obesità e il loro impatto sulla salute, in particolare nella popolazione più giovane, dipende in una certa misura dalla gestione adeguata e dall’uso di routine di tali procedure nella popolazione a rischio.

Conflitti di interesse

L’autore dichiara di non avere conflitti di interesse.