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

Introduction

Analyse van de lichaamssamenstelling is een essentieel onderdeel van de beoordeling van de voedingstoestand. Om de lichaamssamenstelling te definiëren, is het handig te onthouden dat Wang et al.1 deze hebben gedefinieerd als de tak van de menselijke biologie die zich bezighoudt met de in vivo kwantificering van lichaamscomponenten, kwantitatieve relaties tussen componenten, en kwantitatieve veranderingen in componenten gerelateerd aan beïnvloedende factoren.

Aan de andere kant is volgens Valtueña et al.,2 is de studie van de lichaamssamenstelling onontbeerlijk om de effecten van voeding, lichaamsbeweging, ziekte en lichamelijke groei, naast andere omgevingsfactoren, op ons lichaam te begrijpen.

Modellen voor lichaamssamenstelling

De adequate analyse van de lichaamssamenstelling vereist de afbakening van de lichaamssamenstelling als functie van de verschillende componenten, resulterend in verschillende lichaamssamenstellingen of compartimentenmodellen. Zo stelde Behnke3 een model voor de analyse van de lichaamssamenstelling voor, gebaseerd op de toepassing van het Archimedes-principe, waarbij het lichaamsgewicht werd weergegeven door twee hoofdbestanddelen, namelijk de vetmassa en de vetvrije massa. Op basis van dit bicompartimentele model hebben Keys en Brozek4 een nieuw model ontwikkeld. Deze auteurs verdeelden het lichaam in vier basiscomponenten: vetmassa, botmassa, water en eiwit.

In 1921 ontwikkelde Matiegka,5 die beschouwd wordt als de vader van de lichaamssamenstelling, een model voor de fractionering van de lichaamsmassa, het zogenaamde vier-compartimenten-model. Dit model gaat uit van een samenstelling op basis van vier basiscomponenten: vetmassa, spiermassa, botmassa, en restmassa. Vanaf de jaren zeventig werd dit model gewijzigd volgens de voorstellen van Ross en Wilson,6 eindigend in het vijf-compartimentenmodel van Drinkwater7 en Kerr8 en de wijziging daarvan door Berral et al.9 Dit laatste vijf-compartimentenmodel richt zich op vijf componenten of studieniveaus met een steeds complexere structuur en samenstelling.1 Zo wordt de eerste component vertegenwoordigd door het atomaire of elementaire niveau, bestaande uit elementen als onder andere zuurstof (60%), koolstof (20%), waterstof (15%), en calcium en stikstof (elk 1%). Een tweede niveau, ook wel het moleculaire of chemische niveau genoemd, bestaat uit water (60%), lipiden (15%), eiwitten (18%), glycogeen (1%), en mineralen (6%). Het derde, of cellulaire, niveau verwijst naar celmassa, extracellulaire vloeistoffen, extracellulaire vaste stoffen, en vet. Het vierde niveau, het histologische of weefselniveau, omvat elementen zoals skeletspieren, niet-speletspieren, weke delen, vetweefsel en botten. Het vijfde en laatste niveau wordt ook wel het totale lichaamsniveau genoemd. Fig. 1 toont het multicompartimentele of vijf-niveau-model van de lichaamssamenstelling.

Twee-componenten- of bicompartimenteel model

Het twee-componenten- of bicompartimenteel model is het meest gebruikte model om de lichaamssamenstelling bij de mens te analyseren. Dit model gaat uit van de verdeling van de lichaamscomponenten in twee compartimenten, de totale vetmassa en de vetvrije massa, dat wil zeggen de beschouwing van de twee compartimenten op moleculair niveau.10 Volgens dit model blijven de chemische kenmerken en de dichtheid van beide compartimenten constant, waarbij de dichtheid voor de totale vetmassa 0,9007g/mL bedraagt bij een temperatuur van 36°C.11 Volgens dit model is de totale vetmassa watervrij, hoewel de mate van hydratatie bij gezonde volwassenen 13% bedraagt, zoals later zal blijken. Vetvrije massa heeft een dichtheid van 1.1000g/mL bij een temperatuur van 36°C12 en een watergehalte van 73%, met name inclusief een kaliumconcentratie van 150mequiv./L.

Totale vetmassa

Voor het lichaam vertegenwoordigt de totale vetmassa een essentiële component, zowel als energiereserve en zenuwisolator. Deze component kan bij de proefpersonen variëren naar gelang van leeftijd en geslacht en in de tijd13 (fig. 2). Drieëntachtig procent van de totale vetmassa bestaat uit vetweefsel, waarvan 50% zich subcutaan bevindt. De verdeling van het vetweefsel in het lichaam is onregelmatig, met verschillen tussen de reservevetlaag en het essentiële vet.

Totale vetmassa wordt geacht geen eiwit te bevatten, maar het maakt in werkelijkheid 3% van de vetmassa uit. Ook wordt aangenomen dat het geen water bevat, maar de gemiddelde vochtigheidsgraad bij volwassenen is 13%, een percentage dat bij zwaarlijvigheid kan toenemen. De dichtheid van de vetmassa bedraagt 0,9007g/mL.14

In ons lichaam is reservevet hoofdzakelijk aanwezig op twee niveaus. Onderhuids vet maakt 27-50% uit van de totale vetreserve in het lichaam.15 Met behulp van directe methoden (dissectie van kadavers van 55-94 jaar) hebben Martín et al.16 vastgesteld dat voor elke kilogram onderhuids vet er 200 gram inwendig vet was. Als het totale volume onderhuids vet niet wordt meegerekend, vertegenwoordigen de interne vetafzettingen 667g bij mannen en 373g bij vrouwen, wat er volgens Martín et al. op wijst dat onderhuids vet 80% van het totale lichaamsvet uitmaakt.

Wat de accumulatie van visceraal vet betreft, moet worden opgemerkt dat deze bij beide geslachten een vergelijkbare leeftijdsgebonden exponentiële toename vertoont. Het is echter waar dat mannen de neiging hebben om op dit niveau een grotere vetlaag te accumuleren in vergelijking met vrouwen.17 Andere studies hebben een erfelijke component voor buikvet (totaal buikvet, abdominaal visceraal vet, abdominaal onderhuids vet) aangetoond in 42-70% van de gevallen.18

Vetvrije massa

Vetvrije massa bestaat uit mineralen, eiwitten, glycogeen en water, dat wil zeggen, het omvat het totale intracellulaire en extracellulaire lichaamswater. De gemiddelde hydratatiegraad is 73%, en het heeft een dichtheid van ongeveer 1.1000g/mL bij een temperatuur van 36°C.12 Bij kinderen heeft de vetvrije massa een lagere dichtheid (1.084g/mL), deels te wijten aan een onvolledig verbeningsproces. Variaties worden ook gevonden bij zwarte mensen, die een vetvrije massa hebben met een grotere dichtheid (1,113g/mL).

Hydratie van vetvrije massa is zeer variabel, dat wil zeggen, het lijkt niet sterk te worden gewijzigd door ras of geslacht. Zo maakt lichaamswater 55-65% van het lichaamsgewicht uit, en 73% van de vetvrije massa.19 Het lichaamswatergehalte neemt toe met de leeftijd. Bij kinderen in de groei neemt ook de verhouding tussen het extracellulaire en intracellulaire compartiment elk jaar met 0,4% af (fig. 3). Het water in de cellen is het belangrijkste waterige compartiment en maakt 30-40% van het lichaamsgewicht en 50-70% van het totale lichaamswater uit.19

Anthropometrie als methode om de lichaamssamenstelling te bepalen

Er is een breed scala aan procedures beschikbaar om de lichaamssamenstelling van proefpersonen op adequate wijze te meten. Volgens González-Jiménez,20 varieert de specificiteit van deze procedures. Met sommige kan de samenstelling van één lichaamsdeel worden bepaald, met andere kunnen de kenmerken en de constitutie van meer dan één organisch bestanddeel worden vastgesteld. Door deze metingen uit te voeren en vervolgens meervoudige regressievergelijkingen toe te passen, is het mogelijk de samenstelling en de verhoudingen van het vet- en magervak af te leiden en zo indirect de lichaamsdichtheid van de proefpersonen te schatten.

Gewicht en lengte

Deze lichaamsmetingen zijn gemakkelijk te verzamelen en zeer nuttig om de voedingstoestand en de lichaamssamenstelling bij kinderen en volwassenen te beoordelen. Ze worden zowel routinematig gebruikt om de groei te beoordelen als in de epidemiologie als onderdeel van de follow-up van bepaalde populaties. De klinische waarde van gewicht en lengte is maximaal wanneer zij worden gecombineerd als indices die op eenvoudige wijze de relatie tussen lichaamsgewicht, lengte (hoogte) en leeftijd uitdrukken.21 De drie meest gebruikte antropometrische indices, afgeleid van gewicht en lengte, zijn: hoogte/leeftijd, gewicht/leeftijd, en gewicht/hoogte.

Hoogte voor leeftijd is een nuttige indicator bij kinderen die informatie geeft over langdurige blootstelling aan ongunstige voedingsomstandigheden, en is daarom nuttig als methode om een chronisch voedingstekort te beoordelen. Wat de index gewicht/leeftijd betreft, kan twee standaardafwijkingen onder het gemiddelde als een laag gewicht worden beschouwd. Deze index maakt geen onderscheid tussen een kind met een geringe lengte en een voldoende gewicht en een lang en mager kind, omdat deze indicator geen rekening houdt met de lengte. Anderzijds, wanneer de gewicht/lengte-waarde meer dan twee standaarddeviaties onder het gemiddelde van de internationale referentiewaarden ligt, wordt dit beschouwd als een toestand van vermagering.21

Gewicht is het resultaat van een mengsel van verschillende weefsels in variabele verhoudingen, die niet met een standaardschaal kunnen worden bepaald. Om de betekenis van het gewicht te beoordelen, moet rekening worden gehouden met de lengte, de omvang van het lichaamsframe en de verhouding tussen spiermassa, vetweefsel en botweefsel.22 Gewichtsveranderingen kunnen dus het gevolg zijn van een verandering in het lichaamsvet, die indirect de energie-inname weerspiegelt. Zij kunnen ook verband houden met vochtretentie (oedeem).

Skinfolds

De kwantificering van het lichaamsvetvolume door het meten van de skinfolds is een zeer nuttige methode om de lichaamssamenstelling te testen. Vanwege de methodologische eenvoud, de lage kosten en de niet-invasieve aard wordt deze methode veel gebruikt in zowel de klinische als de epidemiologische setting.23

Het is een zeer nuttige procedure voor het beoordelen van de lichaamssamenstelling van een proefpersoon. Aangezien 27-42% van het totale lichaamsvet zich beperkt tot het onderhuidse niveau, zal de dikte van de onderhuidse vetlaag de lichaamssamenstelling en de energiebalans van de proefpersoon op lange termijn optimaal weerspiegelen.24

Het gebruik van huidplooien als methode om de lichaamssamenstelling te beoordelen heeft echter, vanwege de indirecte aard van deze meting, een aantal beperkingen:

• –

  De verhouding onderhuids/totaal vet is zeer variabel bij gezonde populaties.

• –

  Vetafzettingen kunnen relatief normaal blijven bij personen met matige ondervoeding.

• –

  Ze hebben een lage gevoeligheid in zoverre dat veranderingen gemarkeerd moeten zijn om duidelijk in de metingen tot uiting te komen.

• –

  De aanwezigheid van oedeem kan leiden tot valse resultaten.

• –

  Een ervaren onderzoeker is nodig om fouten in de procedure te minimaliseren.

Ondanks het indirecte vermogen om het vetcompartiment te beoordelen, stellen huidplooimetingen ons in staat het onderhuidse vetvolume van het lichaam te schatten, omdat een constante proportionaliteit van onderhuids vet ten opzichte van totaal lichaamsvet wordt verondersteld, en de plaatsen waar de metingen worden verricht een gemiddelde van het totale onderhuidse vetvolume van het lichaam vertegenwoordigen.25 De meting van de huidplooidikte kan daarom worden beschouwd als een zeer nuttig instrument om het totale vetpercentage van het lichaam vast te stellen.25

De metingen worden verricht met behulp van een eenvoudig apparaat, een zogenaamde huidplooimeter. De vetverdeling wordt hoofdzakelijk beoordeeld in zes huidplooien, de tricipitale, bicipitale, subscapulaire, suprabellaire, dijbeen- en kuithuidplooien. De laatste jaren wordt de mogelijkheid overwogen om aan deze huidplooien een zevende, de submandibulaire huidplooi, toe te voegen.

De correlatie van de huidplooimetingen in de verschillende anatomische regio’s van de proefpersoon met het totale lichaamsvet varieert.26 Zo geeft de tricipitale huidplooi informatie over gegeneraliseerde en perifere zwaarlijvigheid, terwijl de meting van de subscapulaire en suprailiacale huidplooien gegevens oplevert over de vetinhoud van de romp of het centrale niveau.27 Anderzijds is de correlatie tussen de subscapulaire en tricipitale huidplooien een nauwkeurige indicator van het verdelingspatroon van het lichaamsvet en is zij positief gecorreleerd met de lipidenfractiestatus, de implicaties daarvan en het daaropvolgende cardiovasculaire risico voor de betrokkene.28

De totale lichaamsvetmassa kan worden gekwantificeerd door middel van verschillende vergelijkingen die gebruik maken van één of meer huidplooien. De meest gebruikte vergelijkingen zijn die van Durning en Womersley,29 die de meting van vier huidplooien vereisen, en de Brook-vergelijkingen.30 De formule van Siri,31 die uitgaat van een vetmassadichtheid van 0,9g/L en een constante vetvrije massadichtheid van 1,1g/L, wordt vervolgens gebruikt.

Body mass index

De body mass index (BMI), die voor het eerst werd beschreven door Adolph Quetelet in 1835 en werd bevestigd door Keys in 1972 en door Garrow en Webster in 1985, is momenteel een nuttig instrument voor de beoordeling van de adipositas van het lichaam en de voedingstoestand.32

De Wereldgezondheidsorganisatie erkende de klinische waarde van de BMI en stelde een classificatie op die de waarden relateert aan verschillende oorzaken van morbiditeit en mortaliteit. Zo hebben mensen een normaal gewicht wanneer de BMI varieert van 18,5 tot 24,9; overgewicht of obesitas graad I wanneer de BMI varieert van 25 tot 29,9; obesitas graad II wanneer de BMI waarden variëren van 30 tot 34,9; obesitas graad III wanneer de waarden variëren van 35 tot 39,9; en graad IV of morbide obesitas wanneer de BMI 40 of hoger is.33

Het gebruik van de BMI bij kinderen brengt enige problemen met zich mee omdat de index varieert in de verschillende fasen van de ontwikkeling van vetweefsel.34 Bij de geboorte is de gemiddelde BMI meestal 13, maar deze neemt toe tot 17 gedurende het eerste levensjaar en blijft toenemen tot een mediane BMI van 21 wordt bereikt op de leeftijd van 20 jaar. Daarom is het noodzakelijk normen te gebruiken die uit longitudinaal onderzoek zijn verkregen. Het gebruik van percentielen voor leeftijd en geslacht wordt daarom aanvaard als criterium voor de indeling van kinderen op basis van hun BMI. Zo markeert het 25e percentiel de grens met dun zijn, het 85e percentiel is de grens voor overgewicht, en waarden boven het 95e percentiel (inbegrepen) definiëren obesitas toestanden.34

Volgens de gegevens van de meta-analyse uitgevoerd door Okorodudu et al.,35 die de waarde van de BMI voor de detectie van lichaamsadipositas beoordeelde, zijn BMI-niveaus een zeer specifieke parameter voor de diagnose van obesitas, hoewel ze minder gevoelig zijn als het gaat om het identificeren van de mate van adipositas.

Bovendien is de BMI nuttig bij het voorspellen van bepaalde aandoeningen en stoornissen, zoals hart- en vaatziekten, en er is een verband vastgesteld tussen BMI-waarden en sommige cardiovasculaire risicofactoren bij volwassenen en kinderen, zoals het steeds vaker voorkomen van hypertensie bij kinderen en adolescenten en hoge lipoproteïnegehalten in het bloed.36

Lichaamsomtrekken

Metingen van bepaalde lichaamsomtrekken bij gezonde proefpersonen geven adequate informatie over de lichaamssamenstelling en uiteindelijk over de vet-, spier- en botvolumes.37 Er kunnen vele omtrekken worden gemeten, waaronder die van de arm, de dij, het middel en de heup. Hiervan is de spieromtrek van de arm van het grootste belang op het gebied van de nutritionele antropometrie, omdat deze wordt gebruikt om de spiermassa van het lichaam te beoordelen en vanwege de correlatie met de eiwitreserve. De armomtrek wordt gemeten met een meetlint op gelijke afstand van het acromion en het olecranon. Aangezien de armomtrek afhankelijk is van het vet- en spierweefsel, zijn formules uitgewerkt om het spier- en vetweefsel te schatten aan de hand van het nomogram van Gurney en Jelliffe. Zo wordt de spieroppervlakte beschouwd als maat voor de eiwitreserve, terwijl de vetoppervlakte de energiereserve meet. Deze worden gebruikt voor de berekening van de spier/vet-index, de verhouding tussen het vet- en spierareaal, die het resultaat is van de deling van de tricipitale huidplooi door de armomtrek.38

Een andere parameter die van belang is bij personen met overgewicht of obesitas is de meting van de taille- en heupomtrek om de zogenaamde taille-heupverhouding (WHR) te berekenen. WHR is een nauwkeurige indicator voor de schatting van de hoeveelheid visceraal vet in een individu.39 Men mag echter niet vergeten dat sommige aspecten, zoals het volume van de bilspiermassa of de leeftijd van de proefpersoon, de nauwkeurigheid van WHR als schatter enigszins zullen verminderen.40

Andere onderzoekers hebben twijfels geuit over de werkzaamheid van WHR voor de diagnose van chronische aandoeningen bij kinderen.41 Daarentegen hebben veel studies het belang van WHR voor voedingsbeoordeling bij kinderen en adolescenten benadrukt, omdat het informatie geeft over de mogelijke ontwikkeling van het metabool syndroom in de toekomst.42 Sommige auteurs menen zelfs dat de WHR een grotere voorspellende waarde heeft dan de BMI voor sommige aandoeningen zoals hart- en vaatziekten of diabetes bij kinderen.43

Andere epidemiologische studies bij zwaarlijvige personen hebben op soortgelijke wijze vastgesteld dat de combinatie van buik- en heupomtrek de beste discriminerende factor is voor de opsporing en kwantificering van het risico van hart- en vaatziekten, waardoor de grotere gevoeligheid ervan wordt aangetoond in vergelijking met de buikomtrek alleen.44

De coniciteitsindex die in 1992 door Valdez et al.45 is voorgesteld, is eveneens van bijzondere waarde voor de beoordeling van de verdeling van lichaamsvet. Deze index wordt gebruikt om het vetvolume in het abdominale gebied van volwassen personen te beoordelen. Het gebruik en de doeltreffendheid van de coniciteitsindex bij kinderen en adolescenten wordt nog in twijfel getrokken. Om de index te berekenen zijn de tailleomtrek boven de navel in meters, de maximale lengte van de proefpersoon in meters en het totale lichaamsgewicht in kilogrammen nodig. De coniciteitsindex beschouwt het menselijk lichaam als een cilinder die aan het smalste uiteinde een index van 1,00 heeft. Het grootste uiteinde zou overeenkomen met de basis van twee perfecte kegels waarvan het breedste punt zou worden geïdentificeerd met de buik van de proefpersoon, wat een index met een maximumwaarde van 1,73 zou vertegenwoordigen.

In 1993 toonden deze auteurs een hoge correlatie aan tussen de coniciteitsindex en het WHR (r=0,64-0,86). In vergelijking met het WHR geeft de coniciteitsindex informatie over het totale adipositasvolume, maar in tegenstelling tot het WHR houdt hij geen rekening met de heupomvang, wat hem volgens Wardle et al.46 een voordeel geeft bij het vergelijken van personen met een verschillende lichaamsbouw. Desondanks bevelen veel auteurs een meer gedetailleerde analyse aan van het vermogen van de index om zowel abdominale adipositas als zijn potentiële waarde voor het voorspellen van cardiovasculaire risico’s bij volwassenen, adolescenten en kinderen te beoordelen.47

Een extra indicator van het vetophopingspatroon bij kinderen is de centraliteitsindex, die metingen van huidplooien in de buikstreek en ledematen correleert. De subscapulaire en tricipitale huidplooien worden het vaakst gemeten. Hoge scores in de centraliteitsindex wijzen op een androïde vetverdelingspatroon, terwijl lage waarden correleren met een gynoïde vetverdelingspatroon.48

Conclusies

Extra lichaamsvet is gerelateerd aan cardiovasculaire problemen zoals atherosclerose, hoge bloeddruk, diabetes, dyslipidemie, chronisch obstructieve longziekte, en osteoartritis. Het is daarom van essentieel belang dat gezondheidswerkers (zowel verpleegkundigen als artsen) worden opgeleid en bijgeschoold over het gebruik van deze procedures. De vroegtijdige opsporing en diagnose van ernstige aandoeningen zoals obesitas en het effect daarvan op de gezondheid, met name bij de jongere bevolking, hangt tot op zekere hoogte af van het adequate beheer en het routinematige gebruik van dergelijke procedures bij de risicopopulatie.

Belangenconflicten

De auteur verklaart dat hij geen belangenconflicten heeft.