W praktyce klinicznej obok pomiaru masy ciała coraz częściej wykorzystuje się analizę składu ciała metodą bioimpedancji elektrycznej (BIA, ang. bioelectrical impedance analysis), która może dostarczać dodatkowych danych o stanie zdrowia dla pacjenta i specjalisty.

W jaki sposób dokonuje się pomiaru masy ciała?

Pomiar masy ciała powinien być wykonany bez butów, po zdjęciu odzieży wierzchniej, najlepiej w samej bieliźnie lub lekkim ubraniu z dokładnością do 0,1 kg.

Zaleca się, by pomiar masy ciała przeprowadzany był o stałej porze, optymalnie rano u osoby będącej na czczo, po uprzednim skorzystaniu z toalety.

Kolejne pomiary (kontrolne) służące monitorowaniu masy ciała należy wykonywać w regularnych odstępach czasu o tej samej porze dnia, tak, by zmniejszyć ryzyko wystąpienia wahań masy ciała wynikających z jej odchyleń dobowych (dochodzących niekiedy do 2-3 kg). U kobiet należy uwzględnić także wahania uzależnione od cyklu menstruacyjnego. Urządzenia do pomiaru masy ciała powinny być wystandaryzowane, skalibrowane i ustawione na stabilnym podłożu. Zaleca się, by osoba u której wykonywany jest pomiar masy ciała stanęła na środku urządzenia, przyjęła pozycję wyprostowaną i patrząc przed siebie rozłożyła ciężar ciała równomiernie na dwie nogi.

Samodzielny regularny pomiar masy ciała za pomocą wagi domowej połączony z obserwacją takich aspektów, jak samopoczucie, kondycja fizyczna czy ogólna wydolność organizmu, może stanowić wystarczające narzędzie do oceny stabilności masy ciała lub postępów redukcji masy ciała.

Jeśli jest taka możliwość, warto poszerzyć go jednak o analizę składu ciała.

Na czym polega analiza składu ciała?

Najczęściej stosowanym modelem oceny składu ciała (ang. Body Composition, BC) jest model dwuprzedziałowy, czyli podział na masę tłuszczową (ang. Fat Mass, FM) i masę beztłuszczową (ang. Fat Free Mass, FFM). Masę tłuszczową stanowi bezwodna cześć ciała, podczas gdy za masę beztłuszczową uważa się pozostałe tkanki wchodzące w skład organizmu, tj.: mięśnie szkieletowe, kości, narządy wewnętrzne i śródmiąższowa tkanka tłuszczowa.

Wśród metod stosowanych do oceny składu ciała (ang. Body Composition, BC) można wyróżnić metody elektryczne, jak metoda densytometryczna (ang. Dual-Energy X-ray Absorptiometry, DXA), stanowiąca złoty standard w ocenie składu ciała i zawartości poszczególnych tkanek, rezonans magnetyczny (ang. Magnetic Resonance Imaging, MRI) czy tomografie komputerową (ang. Computed Tomography, CT).

Inną grupę metod stanowią metody mechaniczne, takie, jak ważenie hydrostatyczne (ang. Under Water Weighing, UWW) czy pletyzmografia powietrzna (ang. Air Displacement Plethysmography, ADP). Wszystkie te metody cechują się dużą precyzją pomiaru ale też złożonością protokołów pomiarowych. Wymagają one kosztownej aparatury i specjalistycznej wiedzy, przez co są niemal niedostępne w codziennej praktyce klinicznej.

Alternatywą dla nich stała się coraz bardziej dostępna i popularna analiza składu ciała szacowana metodą impedancji bioelektrycznej określana także metodą bioimpedancji (ang. Bioelectrical Impedance, BIA). 

Ocena składu ciała metodą bioimpedancji – na czym polega i jakich informacji dostarcza?

Metoda bioimpedancji to badanie wykonywane przy użyciu analizatora składu ciała, którego działanie polega na pomiarze impedancji bioelektrycznej, czyli rodzaju oporu elektrycznego obejmującego rezystancję (opor bierny) i reaktancję (opór czynny) tkanek organizmu, przez które przepuszczany jest strumień prądu zmiennego o niskim natężeniu. Bioimpedancja jest złożonym parametrem wywodzącym się z zależności wektorowej między rezystancją, która powstaje w płynach wewnątrzkomórkowych i pozakomórkowych, a reaktancją, która jest związana z pojemnością błony komórkowej. Bioimpedancja zmienia się w zależności od składu tkanki a w zależności od stopnia wytwarzanego oporu niektóre tkanki uważa się za te o charakterze przewodzącym (np. masa beztłuszczowa) a inne o charakterze izolującym (np. tkanka tłuszczowa).

Badanie składu ciała metodą BIA umożliwia kompleksową ocenę zawartości poszczególnych komponentów/tkanek ciała. Jest to w zależności od użytego do analiz urządzenia:

• zawartość beztłuszczowej masy ciała (ang. fat-free mass, FFM);
• masa oraz procentowa zawartość tkanki tłuszczowej (ang. fat mass, FM);
• wskaźnik tłuszczu trzewnego (ang. visceral adiposity tissue, VAT);
• masa tkanki mięśniowej (ang. muscle mass, MM);
• całkowita ilość wody w organizmie (ang. Total Body Water, TBW);
• zawartość wody zewnątrzkomórkowej (ang. Extra Cellular Water, ECW);
• zawartość wody wewnątrzkomórkowej (ang. Intra Cellular Water, ICW);
• stosunek zewnątrzkomórkowej do wewnątrzkomórkowej (ECW/TWB);
• wskaźnik podstawowej przemiany materii (ang. Basal Metabolic Rate, BMR);
• zmineralizowaną masę kości (ang. Bone Mass);
• wiek metaboliczny (ang. Metabolic Age, MA);
• ocena typu sylwetki, etc.

Wyższej klasy urządzenia dokonują również segmentowej analizy składu ciała, z uwzględnieniem pomiarów tkanki tłuszczowej i tkanki mięśniowej w poszczególnych partiach ciała (w tym segmentowa zawartość masy mięśniowej, symetria rozkładu segmentowego, segmentowa zawartość beztłuszczowej masy ciała). Jest to analiza bardziej szczegółowa oraz istotna z punktu widzenia monitoringu niesymetrycznego przyrostu masy ciała lub utraty tkanek.

Jak przygotować się do analizy składu ciała metodą BIA?

Aby analiza składu ciała metodą BIA była prawidłowa, należy uwzględnić kilka czynników, które mogą odgrywać kluczową rolę w uzyskaniu wiarygodnych wyników. Należą do nich m.in.: stan nawodnienia organizmu, zalecenia dotyczące zasad spożywania posiłków czy wykonywanego wysiłku fizycznego przed badaniem.

Uważa się, że analiza składu ciała metodą BIA jest najbardziej miarodajna, jeśli spełnione są następujące warunki:

• pomiar wykonany jest na czczo, a jeśli nie jest to możliwe – nie wcześniej niż 4 godziny po posiłku;
• na dobę przed badaniem nie są wykonywane intensywne ćwiczenia fizyczne,
• na dobę przed badaniem pacjent nie spożywa alkoholu oraz napojów zawierających kofeinę;
• bezpośrednio przed badaniem (optymalnie 15 minut) pacjent opróżni pęcherz,
• podczas badania pacjent ma odkryte i czyste stopy (bez butów, skarpet, rajstop) oraz dłonie, które całą powierzchnią przylegają do elektrod;
• elektrody urządzenia odtłuszczone są płynem do dezynfekcji;
• kończyny dolne osoby badanej nie stykają się ze sobą. (W przypadku, gdy nie jest to możliwe należy oddzielić je np. ręcznikiem papierowym. Gdy pomiar wykonywany jest w spodniach, kończyny nie stykają się ze sobą);
• podczas pomiaru kończyny górne powinny być lekko odwiedzione od tułowia (ok 45°) i pozostawać w fizjologicznym ugięciu w stawie łokciowym, bez napinania mięśni ;
• ponadto zaleca się, by badanie odbyło się bez udziału jakichkolwiek metalowych elementów (np.: biżuteria, monety, telefon komórkowy etc.);
• jeśli to możliwe, dla najlepszej jakości porównań, badanie powinno być wykonane o tej samej porze dnia lub u kobiet – w tym samym momencie cyklu menstruacyjnego.

Zalety,  ograniczenia i przeciwwskazania do przeprowadzenia oceny składu ciała metodą bioimpedancji (BIA)

Metoda bioimpedancji jest szeroko ceniona za jej nieinwazyjność, wysoką powtarzalność, dokładność pomiaru, bezpieczeństwo i łatwość zastosowania, jak również stosunkowo niski koszt wykonania w porównaniu z innymi metodami oceny składu ciała (jak np.: DXA, MRI, CT). Z tego względu jest coraz częściej stosowana w gabinetach lekarskich i dietetycznych, jak również szeroko wykorzystywana w badaniach naukowych. BIA może być stosowana w różnych grupach wiekowych (zwykle u osób od 5 roku życia). Uważa się, że wyniki pomiaru metodą BIA wykazują wysokie współczynniki korelacji z wartościami pomiaru składu ciała metodą DXA. Metoda BIA jest wystarczająco czuła, aby wykryć zmiany związane z utratą masy ciała. BIA może być jedocześnie niemiarodajne u osób z BMI poza zakresem od 16 – 34 kg/m2 (w tym z otyłością olbrzymią), z nieprawidłowościami kształtu ciała, upośledzonym nawodnieniem, upośledzoną dystrybucją płynów pozakomórkowych i wewnątrzkomórkowych, marskością wątroby, niewydolnością nerek czy niewydolnością serca.

Wśród przeciwskazań do wykonania badania wymienia się m.in.: ciążę, padaczkę, wszczepiony rozrusznik serca, lub inne metalowe elementy (np. endoproteza, stenty i metalowy szew w sercu/naczyniu krwionośnym, etc.).

Znaczenie analizy składu ciała w prewencji i leczeniu otyłości

Zgodnie z definicją Światowej Organizacji Zdrowia (ang. World Health Organization, WHO) otyłość to „nieprawidłowe lub nadmierne nagromadzenie tkanki tłuszczowej, które może przyczynić się do pogorszenia zdrowia człowieka”. Ilość zawartej w organizmie tkanki tłuszczowej stanowi więc szczególnie istotny parametr w przebiegu nadwagi i otyłości, podobnie, jak jej lokalizacja. Ma to znaczenie dla powstawania niekorzystnych, towarzyszących otyłości skutków zdrowotnych. Dla przykładu, zlokalizowany w jamie brzusznej nadmiar tkanki tłuszczowej (w porównaniu do innych lokalizacji, np. pośladkowo-udowej) w największym stopniu przyczynia się do rozwoju zaburzeń metabolicznych oraz chorób sercowo-naczyniowych. Brzuszna tkanka tłuszczowa dzieli się z kolei na podskórną i wisceralną tkankę tłuszczową, które także uważa się za niejednorodne metabolicznie. Mimo, że obydwa rodzaje tkanek powiązane są z ryzykiem wystąpienia chorób sercowo-naczyniowych i zaburzeń metabolicznych, to nadmiarowi wisceralnej tkanki tłuszczowej przypisuje się główne niekorzystne konsekwencje zdrowotne. Według Raportu NIZP PZH-PIB „Sytuacja zdrowotna ludności Polski i jej uwarunkowania” to właśnie choroby sercowo-naczyniowe zajmują od lat główną przyczynę umieralności wśród populacji polskiej.

Otłuszczenie centralne wraz z towarzyszącymi mu zaburzeniami metabolicznymi może występować u osób z prawidłową masą ciała. Ten rodzaj otyłości określony został metaboliczną otyłością u osób z prawidłową masą ciała  (ang. metabolically obese normal-weight, MONW). Osoby z MONW cechują się prawidłową masą ciała i wskaźnikiem BMI przy jednoczesnym stwierdzeniu zaburzeń metabolicznych wynikających z kumulacji tkanki tłuszczowej w centralnej części ciała. Występowanie MONW jest bardzo trudne do określenia ze względu na brak u tych osób sygnału alarmującego, jakim jest nadmierna masa ciała. Jednocześnie diagnozowanie zaburzeń metabolicznych, w tym np. insulinooporności  wśród osób pozornie zdrowych nie jest powszechnie stosowane.

Dane o składzie ciała wydają się być szczególnie istotne dla osób chcących zwiększyć lub zmniejszyć swoją masę ciała. BIA pozwala zaobserwować zmiany kompozycji tkanek na skutek zwiększonej aktywności fizycznej i/lub modyfikacji nawyków żywieniowych, podczas gdy masa ciała nie zmienia się znacząco.  

Dodatkowo, u części osób, w tym kobiet w okresie menopauzalnym czy osób starszych pomiar masy ciała oraz obliczenie współczynnika BMI (ang. Body Mass Index) może maskować wzrastający udział tkanki tłuszczowej w organizmie kosztem utraty beztłuszczowej masy ciała. Utrata tkanki mięśniowej może również przyczyniać się do zaburzeń metabolicznych, w tym zaburzeń gospodarki węglowodanowej i insulinooporności. Z tego względu istnieje potrzeba monitorowania zmian w ilości i dystrybucji zarówno tkanki tłuszczowej i mięśniowej w tej grupie wiekowej.

Podsumowanie

Analiza składu ciała w zestawieniu z tradycyjnym pomiarem masy ciała wydaje się dostarczać wielu wartościowych informacji, użytecznych zarówno dla pacjenta jak i specjalisty. Są to między innymi precyzyjne dane o zawartości tkanki tłuszczowej, tkanki mięśniowej czy ilości wody w organizmie. Wśród zalet analizy składu ciała metodą BIA wymienia się także ocenę zmian kompozycji ciała w odpowiedzi na zmiany stylu życia, szacowany wiek metaboliczny czy identyfikację ryzyka zdrowotnego. Należy jednak pamiętać, że tradycyjny pomiar masy ciała jest ważnym i skutecznym narzędziem do monitoringu stabilności masy ciała lub np. śledzenia postępów w jej redukcji.

Piśmiennictwo:

1. Organisation WHO. Obesity and overweight. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/obesity-and-overweight
2. Aras Ş, Üstünsoy S, Armutçu F. Indices of Central and Peripheral Obesity; Anthropometric Measurements and Laboratory Parameters of Metabolic Syndrome and Thyroid Function. Balkan Med J. Oct 2015;32(4):414-20. doi:10.5152/balkanmedj.2015.151218
3. Wojtyniak B, Goryński P. Health status of Polish population and its determinants 2022. 2022. 978-83-65870-54-4.
4. Fox CS, Massaro JM, Hoffmann U, et al. Abdominal visceral and subcutaneous adipose tissue compartments: association with metabolic risk factors in the Framingham Heart Study. Circulation. Jul 3 2007;116(1):39-48. doi:10.1161/circulationaha.106.675355
5. Tobias DK, Hu FB. The association between BMI and mortality: implications for obesity prevention. Lancet Diabetes Endocrinol. Dec 2018;6(12):916-917. doi:10.1016/s2213-8587(18)30309-7
6. De Lorenzo A, Soldati L, Sarlo F, Calvani M, Di Lorenzo N, Di Renzo L. New obesity classification criteria as a tool for bariatric surgery indication. World J Gastroenterol. Jan 14 2016;22(2):681-703. doi:10.3748/wjg.v22.i2.681
7. Pluta W, Dudzińska W, Lubkowska A. Metabolic Obesity in People with Normal Body Weight (MONW)-Review of Diagnostic Criteria. Int J Environ Res Public Health. Jan 6 2022;19(2)doi:10.3390/ijerph19020624
8. Survey NHaNE. Anthropometry Procedures Manual. https://www.cdc.gov/nchs/data/nhanes/nhanes_07_08/manual_an.pdf
9. Marra M, Sammarco R, De Lorenzo A, et al. Assessment of Body Composition in Health and Disease Using Bioelectrical Impedance Analysis (BIA) and Dual Energy X-Ray Absorptiometry (DXA): A Critical Overview. Contrast Media Mol Imaging. 2019;2019:3548284. doi:10.1155/2019/3548284
10. Sun Q, van Dam RM, Spiegelman D, Heymsfield SB, Willett WC, Hu FB. Comparison of dual-energy x-ray absorptiometric and anthropometric measures of adiposity in relation to adiposity-related biologic factors. Am J Epidemiol. Dec 15 2010;172(12):1442-54. doi:10.1093/aje/kwq306
11. Frisard MI, Greenway FL, Delany JP. Comparison of methods to assess body composition changes during a period of weight loss. Obes Res. May 2005;13(5):845-54. doi:10.1038/oby.2005.97
12. Foster KR, Lukaski HC. Whole-body impedance–what does it measure? Am J Clin Nutr. Sep 1996;64(3 Suppl):388s-396s. doi:10.1093/ajcn/64.3.388S