Introduktion
Analys av kroppssammansättning är en viktig del av bedömningen av näringsstatus. För att definiera kroppssammansättning är det lämpligt att komma ihåg att Wang et al.1 definierade den som den gren av humanbiologin som handlar om kvantifiering in vivo av kroppens komponenter, kvantitativa relationer mellan komponenterna och kvantitativa förändringar i komponenterna relaterade till påverkansfaktorer.
Å andra sidan, enligt Valtueña et al.2 är studiet av kroppssammansättningen oumbärligt för att förstå effekterna av kost, fysisk träning, sjukdom och fysisk tillväxt, bland andra miljöfaktorer, på vår kropp.
Kroppssammansättningsmodeller
En adekvat analys av kroppssammansättningen kräver en avgränsning av kroppssammansättningen som en funktion av dess olika komponenter, vilket resulterar i olika kroppssammansättningar eller kompartmentella modeller. Behnke3 föreslog därför en modell för analys av kroppssammansättningen som bygger på tillämpningen av den arkimediska principen, där kroppsvikten representerades av två huvudkomponenter, fettmassa och fettfri massa. Utifrån denna tvåkammarmodell utvecklade Keys och Brozek4 en ny modell. Dessa författare delade upp kroppen i fyra grundläggande komponenter: fettmassa, benmassa, vatten och protein.
1921 utvecklade Matiegka5 , som anses vara fadern till kroppssammansättning, en modell för fraktionering av kroppsmassa, den s.k. fyrkammarmodellen. Denna modell tar hänsyn till en sammansättning som bygger på fyra grundläggande komponenter: fettmassa, muskelmassa, benmassa och restmassa. Från 1970-talet modifierades denna modell i enlighet med Ross och Wilsons förslag,6 vilket slutade med Drinkwaters7 och Kerrs8 femkomponentmodell och dess modifiering av Berral et al.9 Denna slutliga femkomponentmodell fokuserar på fem komponenter eller undersökningsnivåer med alltmer komplexa strukturer och sammansättning.1 Den första komponenten representeras således av den atomära eller elementära nivån, som bland annat består av grundämnen som syre (60 %), kol (20 %), väte (15 %) samt kalcium och kväve (1 % vardera). En andra nivå, även kallad den molekylära eller kemiska nivån, består av vatten (60 %), lipider (15 %), protein (18 %), glykogen (1 %) och mineraler (6 %). Den tredje, eller cellulära, nivån avser cellmassa, extracellulära vätskor, extracellulära fasta ämnen och fett. Den fjärde nivån, som kallas histologisk nivå eller vävnadsnivå, omfattar element som skelettmuskulatur, icke-skelettmuskulatur, mjukvävnad, fettvävnad och ben. Den femte och sista nivån är också känd som den totala kroppsnivån. I figur 1 visas modellen för kroppssammansättning med flera avdelningar eller fem nivåer.
Multikompartmentell eller femnivåmodell för kroppssammansättning. ECF: extracellulär vätska; ICF: extracellulär vätska; BCM: ICF+ICS: kroppscellmassa; FFM: fettfri massa; BLM: muskelmassa; ECS: extracellulära fasta ämnen; ICS: intracellulära fasta ämnen.
Tvåkomponentmodell eller bikomponentmodell
Tvåkomponentmodellen eller bikomponentmodellen är den vanligaste modellen för att analysera kroppssammansättningen hos människor. Denna modell förutsätter att kroppskomponenterna delas in i två kompartment, total fettmassa och fettfri massa, det vill säga att de två kompartmenten beaktas på molekylär nivå.10 Enligt denna modell förblir de kemiska egenskaperna och densiteten för båda kompartmenten konstanta, och densiteten för den totala fettmassan är 0,9007 g/mL vid en temperatur på 36 °C.11 Enligt denna modell är den totala fettmassan vattenfri, även om dess grad av hydrering hos friska vuxna är 13 %, vilket kommer att framgå senare. Den fettfria massan har en densitet på 1.1000g/mL vid en temperatur på 36°C12 och en vattenhalt på 73 %, inklusive en kaliumkoncentration på 150mequiv./L.
Total fettmassa
För kroppen utgör den totala fettmassan en väsentlig komponent, både som energireserv och nervisolator. Denna komponent kan variera hos personer beroende på ålder och kön och över tid13 (fig. 2). Åttiotre procent av den totala fettmassan utgörs av fettvävnad, varav 50 procent är lokaliserad subkutant. Fettvävens fördelning i kroppen är oregelbunden, med skillnader mellan reservfettlagret och det essentiella fettet.
Livstidsförändringar i fettets sammansättning.
Den totala fettmassan anses inte innehålla något protein, men det står i själva verket för 3 % av fettmassan. Den anses inte heller innehålla något vatten, men dess genomsnittliga hydreringsnivå hos vuxna är 13 %, en andel som kan öka vid fetma. Fettmassans densitet är 0,9007g/mL.14
I vår kropp finns reservfett huvudsakligen på två nivåer. Det subkutana fettet utgör 27-50 % av den totala fettreserven i kroppen.15 Med hjälp av direkta metoder (dissektion av kadaver i åldern 55-94 år) fann Martín et al.16 att för varje kilo subkutant fett fanns det 200 g inre fett. I detta avseende, om den totala volymen subkutant fett utesluts, utgör de inre fettdepåerna 667 g hos män och 373 g hos kvinnor, vilket enligt Martín et al. indikerar att det subkutana fettet står för 80 % av det totala kroppsfettet.
När det gäller ackumulationen av visceralt fett bör det noteras att den bibehåller en liknande åldersrelaterad exponentiell ökning hos båda könen. Det är dock sant att män tenderar att ackumulera ett större fettlager på denna nivå jämfört med kvinnor.17 Andra studier har visat att det finns en ärftlig komponent för bukfetma (totalt bukfett, abdominellt visceralt fett, abdominellt subkutant fett) i 42-70 % av fallen.18
Fettfri massa
Fettfri massa består av mineraler, protein, glykogen och vatten, det vill säga den omfattar totalt intracellulärt och extracellulärt kroppsvatten. Dess genomsnittliga hydreringsgrad är 73 % och den har en ungefärlig densitet på 1,1000 g/mL vid en temperatur på 36 °C.12 Hos barn har den fettfria massan en lägre densitet (1,084 g/mL), delvis på grund av en ofullständig förbeningsprocess. Variationer finns också hos svarta människor, som har en fettfri massa med högre densitet (1,113g/mL).
Hydrering av den fettfria massan är mycket varierande, det vill säga den tycks inte förändras nämnvärt av ras eller kön. Kroppsvatten utgör således 55-65 % av kroppsvikten och 73 % av den fettfria massan.19 Kroppsvatteninnehållet ökar med åldern. Hos växande barn minskar också förhållandet mellan de extracellulära och intracellulära kompartmenten med 0,4 % varje år (fig. 3). Vatten inuti cellerna utgör det viktigaste vattenkompartmentet och står för 30-40 % av kroppsvikten och för 50-70 % av det totala kroppsvattnet.19
Hydrering av fettfri massa efter ålder. FFM: fettfri massa.
Anthropometri som metod för att bedöma kroppssammansättning
Det finns ett stort antal förfaranden för att på ett adekvat sätt mäta kroppssammansättningen hos försökspersoner. Enligt González-Jiménez20 varierar specificiteten hos dessa förfaranden. Medan vissa av dem gör det möjligt att bedöma sammansättningen av en enda kroppsdel, gör andra det möjligt att känna till egenskaperna och sammansättningen av mer än en organisk komponent. Genom att göra dessa mätningar och därefter använda multipla regressionsekvationer är det möjligt att härleda sammansättningen och proportionerna mellan de feta och magra delarna och därmed indirekt uppskatta personernas kroppstäthet.
Vikt och längd
Dessa kroppsmätningar är lätta att samla in och mycket användbara för att bedöma näringsstatus och kroppssammansättning hos barn och vuxna. De används både rutinmässigt för att bedöma tillväxt och inom epidemiologin som en del av uppföljningen av vissa populationer. Det kliniska värdet av vikt och längd är maximalt när de kombineras som index som på ett enkelt sätt uttrycker förhållandet mellan kroppsvikt, längd (höjd) och ålder.21 De tre vanligaste antropometriska indexen som härleds från vikt och höjd är: höjd/ålder, vikt/ålder och vikt/höjd.
Höjd i förhållande till ålder är en användbar indikator hos barn som ger information om långvarig exponering för ogynnsamma näringsförhållanden och är därför användbar som en metod för att bedöma en kronisk näringsbrist. När det gäller indexet vikt/ålder kan två standardavvikelser under medelvärdet betraktas som låg vikt. Detta index gör ingen skillnad mellan ett barn med låg längd och adekvat vikt och ett långsmalt barn, eftersom indikatorn inte tar hänsyn till längden. Å andra sidan, när vikt/höjd-värdet ligger mer än två standardavvikelser under medelvärdet för de internationella referensvärdena anses detta vara ett avmagringstillstånd.21
Vikt är resultatet av en blandning av olika vävnader i varierande proportioner, vilket inte kan bestämmas med hjälp av en standardskala. För att bedöma betydelsen av vikt bör man ta hänsyn till längd, kroppsstorlek och proportioner av muskelmassa, fett och ben.22 Viktförändringar kan därför vara ett resultat av en förändring av kroppsfett, vilket indirekt avspeglar energiintaget. De kan också vara relaterade till vätskeretention (ödem).
Hudveck
Kvantifiering av kroppsfettvolym genom att mäta hudveck är en mycket användbar metod för att testa kroppssammansättningen. På grund av dess metodologiska enkelhet, låga kostnad och icke-invasiva karaktär används den ofta i både kliniska och epidemiologiska sammanhang.23
Det är ett mycket användbart förfarande för att bedöma kroppssammansättningen hos en person. Eftersom 27-42 % av det totala kroppsfettet är begränsat till den subkutana nivån, kommer tjockleken på det subkutana fettlagret att optimalt återspegla kroppssammansättningen och energibalansen hos försökspersonen på lång sikt.24
På grund av den indirekta karaktären hos denna mätning har dock användningen av hudveck som metod för att bedöma kroppssammansättningen ett antal begränsningar:
- –
Kvoten mellan subkutant fett och totalt fett är mycket varierande i friska populationer.
- –
Fettdepåer kan förbli relativt normala hos personer med måttlig undernäring.
- –
De har en låg känslighet såtillvida att förändringar måste vara markerade för att tydligt avspeglas i mätningarna.
- –
Närvaro av ödem kan framkalla falska resultat.
- –
En erfaren undersökare behövs för att minimera fel i förfarandet.
Trots sin indirekta förmåga att bedöma fettkammaren gör hudvecksmätningar det möjligt att uppskatta kroppens subkutana fettvolym, eftersom en konstant proportionalitet mellan subkutant fett och totalt kroppsfett antas, och de platser där mätningarna görs representerar ett medelvärde av kroppens totala subkutana fettvolym25. Mätning av hudveckstjocklek kan därför betraktas som ett mycket användbart verktyg för att fastställa den totala kroppsfettprocenten.25
Mätningarna görs med hjälp av en enkel anordning som kallas hudveckskalometer. Fettfördelningen bedöms huvudsakligen i sex hudveck, tricipitala, bicipitala, subscapulära, suprailiakala, lår- och kalvhudveck. Möjligheten att till ovanstående lägga till en sjunde hudveck, den submandibulära hudveckan, har övervägts på senare år.
Korrelationen mellan hudvecksmätningar i de olika anatomiska regionerna hos försökspersonen och det totala kroppsfettet varierar.26 Sålunda ger den tricipitala hudveckan information om generaliserad och perifer fetma, medan mätning av de subskapulära och suprailiakala hudveckorna ger uppgifter om kroppsfettinnehållet vid bålen eller på central nivå.27 Å andra sidan är korrelationen mellan subscapulära och tricipitala hudveck en exakt indikator på kroppsfettfördelningsmönstret och är positivt korrelerad till lipidfraktionsstatus, dess implikationer och den efterföljande kardiovaskulära risken för den berörda personen.28
Den totala kroppsfettmassan kan kvantifieras med hjälp av olika ekvationer med hjälp av ett eller flera hudveck. De mest använda ekvationerna är Durning och Womersleys29 , som kräver mätning av fyra hudveck, och Brook-ekvationer.30 Siri’s formel,31 som utgår från en fettmassetäthet på 0,9 g/l och en konstant fettfri massetäthet på 1,1 g/l, används senare.
Kroppsmasseindex
Kroppsmasseindex (BMI), som ursprungligen beskrevs av Adolph Quetelet 1835 och som bekräftades av Keys 1972 och av Garrow och Webster 1985, är för närvarande ett användbart verktyg för att bedöma kroppens fetthet och näringsstatus.32
Världshälsoorganisationen erkände BMI:s kliniska värde och fastställde en klassificering som relaterar dess värden till olika orsaker till sjuklighet och dödlighet. Således har människor normalvikt när BMI ligger mellan 18,5 och 24,9, övervikt eller fetma av grad I när BMI ligger mellan 25 och 29,9, fetma av grad II när BMI-värdena ligger mellan 30 och 34,9, fetma av grad III när värdena ligger mellan 35 och 39,9 och fetma av grad IV eller sjuklig fetma när BMI ligger på 40 eller högre.33
Användningen av BMI hos barn innebär vissa problem eftersom indexet varierar i de olika faserna av utvecklingen av fettvävnad.34 Vid födseln är medel-BMI vanligtvis 13, men ökar till 17 under det första levnadsåret och fortsätter att utvecklas tills ett median-BMI på 21 uppnås vid 20 års ålder. Därför är det nödvändigt att använda standarder som erhålls från longitudinella studier. Användningen av percentiler för ålder och kön accepteras därför som ett kriterium för klassificering av barn på grundval av deras BMI. Den 25:e percentilen markerar således gränsen till tunnhet, den 85:e percentilen är gränsen för övervikt och värden över den 95:e percentilen (inkluderad) definierar fetmatillstånd.34
Enligt uppgifter från den metaanalys som genomfördes av Okorodudu et al.,35 som bedömde värdet av BMI för upptäckt av kroppsfett, är BMI-nivåer en mycket specifik parameter för diagnos av fetma, även om de är mindre känsliga när det gäller att identifiera graden av fetma.
Det är dessutom lämpligt att använda BMI för att förutsäga vissa tillstånd och störningar, t.ex. kardiovaskulära tillstånd, och ett samband har fastställts mellan BMI-värden och vissa kardiovaskulära riskfaktorer hos vuxna och barn, t.ex. den allt vanligare förekomsten av högt blodtryck hos barn och ungdomar och höga lipoproteinnivåer i blodet.36
Kroppsomkretsar
Mätningar av vissa kroppsomkretsar hos friska personer ger adekvat information om kroppssammansättning och i slutändan om fett-, muskel- och benvolymer.37 Många omkretsar kan mätas, bland annat armomkretsar, låromkretsar, midjeomkretsar och höftomkretsar. Av dessa är armens muskelomkrets av störst intresse inom området näringsantropometri eftersom den används för att bedöma kroppens muskelmassa och på grund av dess korrelation med proteinreserven. Armomfånget mäts med ett måttband på samma avstånd mellan acromion och olecranon. Eftersom armomfånget beror på fett- och muskelavdelningarna har formler utarbetats för att uppskatta muskel- och fettområdena med hjälp av Gurney- och Jelliffe-nomogrammet. Således anses muskelområdet mäta proteinreserven, medan fettområdet mäter energireserven. Dessa används för att beräkna muskel/fett-indexet, förhållandet mellan fett- och muskelområden, som är resultatet av att dela den tricipitala hudveckan med armomfånget.38
En annan parameter av intresse hos personer med övervikt eller fetma är mätning av midje- och höftomfång för att beräkna det så kallade midje-höftförhållandet (WHR). WHR är en noggrann indikator för att uppskatta mängden visceralt fett hos en individ.39 Man får dock inte glömma att vissa aspekter, t.ex. volymen av glutealmuskelmassan eller försökspersonens ålder, i viss mån minskar WHR:s noggrannhet som bedömare.40
Andra forskare har uttryckt tvivel om WHR:s effektivitet för diagnos av kroniska sjukdomar hos barn.41 Däremot har många studier betonat WHR:s betydelse för näringsbedömning hos barn och ungdomar, eftersom det ger information om den potentiella utvecklingen av metabola syndromet i framtiden.42 Vissa författare anser till och med att WHR har ett större prediktivt värde än BMI för vissa tillstånd som kardiovaskulära sjukdomar eller diabetes hos barn43 .
Andra epidemiologiska studier på överviktiga personer har på liknande sätt fastställt att kombinationen av buk- och höftomfång är den bästa diskriminerande faktorn för att upptäcka och kvantifiera risken för att drabbas av hjärt- och kärlsjukdomar, vilket visar på dess större känslighet jämfört med enbart bukomfång.44
Konicitetsindexet, som föreslogs av Valdez et al.45 1992, är också särskilt värdefullt för att bedöma kroppsfettfördelningen. Detta index används för att bedöma fettvolymen i bukregionen hos vuxna personer. Användningen och effektiviteten av konicitetsindexet hos barn och ungdomar är fortfarande ifrågasatt. För att beräkna indexet krävs midjeomfång över navelnivån i meter, försökspersonens maximala längd i meter och total kroppsvikt i kilo. Konicitetsindexet betraktar människokroppen som en cylinder som i sin minsta ände har ett index på 1,00. Dess större ände skulle motsvara basen av två perfekta koner vars bredaste punkt skulle identifieras med försökspersonens buk, vilket skulle representera ett index med ett maximalt värde på 1,73.
1993 visade dessa författare på en hög korrelation mellan konicitetsindexet och WHR (r=0,64-0,86). Jämfört med WHR ger konicitetsindexet information om den totala adipositetsvolymen, men till skillnad från WHR tar det inte hänsyn till höftomkretsen, vilket enligt Wardle et al.46 ger det en fördel när man jämför försökspersoner med olika kroppsbyggnad. Trots detta rekommenderar dock många författare en mer detaljerad analys av indexets förmåga att bedöma både bukfetma och dess potentiella värde för att förutsäga kardiovaskulär risk hos vuxna, ungdomar och barn.47
En ytterligare indikator på fettansamlingsmönster hos barn är centralitetsindexet, som korrelerar mätningar av hudveck i bukoregionen och lemmar. De vanligaste mätningarna är subscapulära och tricipitala hudveck. Höga värden i centralitetsindexet tyder på ett android fettfördelningsmönster, medan låga värden korrelerar med ett gynoid fettfördelningsmönster.48
Slutsatser
Överdrivet kroppsfett är relaterat till kardiovaskulära problem som ateroskleros, högt blodtryck, diabetes, dyslipidemi, kronisk obstruktiv lungsjukdom och osteoartrit. Det är därför viktigt att vårdpersonal (både sjuksköterskor och läkare) är utbildade och uppdaterade i användningen av dessa förfaranden. Tidig upptäckt och diagnostisering av allvarliga tillstånd som fetma och deras inverkan på hälsan, särskilt i den yngre befolkningen, beror i viss mån på adekvat hantering och rutinmässig användning av sådana förfaranden i riskpopulationen.
Intressekonflikter
Författaren uppger att han inte har några intressekonflikter.