Импедансный анализ состава тела - это неинвазивная (без нарушения естественных барьеров организма) медицинская диагностическая технология комплексной оценки водного, липидного и белкового обмена.
В качестве исходных данных биоимпеданcный анализ использует результаты антропометрических измерений и параметры электрической проводимости участков тела человека. В итоге получают расчетные значения компонентов тела человека и скорость метаболических процессов обследуемого человека.
Электрическим импедансом или биоимпедансом (если объект измерения имеет биологическое происхождение), называют пару чисел:
- активное сопротивление (R);
- реактивное сопротивление (Xc).
Активное сопротивление биологического объекта складывается из электрических сопротивлений всех жидкостей, расположенных на пути измерительного электрического тока.
Реактивное сопротивление биологического объекта - это общее емкостное сопротивление всех клеточных мембран, расположенных на пути измерительного тока.
Оба эти сопротивление измеряет специальными медицинскими приборами - анализаторами состава тела.
Принцип биоимпедансного анализа
Анализ состава тела биоимпедансным методом основан на наличии устойчивых закономерностей, связывающих измеренные значения импеданса с параметрами тела. Биоимпедансный анализ состава тела заключается в первую очередь в оценке количества жидкости в исследуемом объекте, так как именно жидкая среда создает активную составляющую проводимости.
Подготовка к проведению биоимпедансометрии
Одежда должна быть сухой. На время исследования необходимо удалить металлические предметы с тела (цепочку или браслет на ноге, руке). Металлическую цепочку на шее можно поднять до уровня подбородка. Ушные серьги и кольца на руках не мешают исследованию, так как находится вне зоны прохождения измерительного тока. На момент исследования пациент должен находиться на кушетке в положении лёжа на спине и не двигаться, так как это отражается на результатах исследования.
Абсолютным противопоказанием к проведению биоимпедансного исследования является наличие у пациента кардиостимулятора.
Возможно появление ошибок в измерениях при состояниях, связанных с значительным перераспределением объемов крови, например, после приёма пищи погрешность в измерениях обусловлена централизацией кровообращения (мнимое увеличение жировой массы и уменьшение безжировой), а после физической нагрузки - децентрализацией (мнимое снижение рассчитанных значений жировой массы и повышения без жировой массы).
Кроме того повышается неточность оценки жировой массы тела у беременных женщин во 2 и 3 триместрах. Плод и околоплодные воды находятся в зоне низкой чувствительности метода, поэтому увеличение их массы будет практически полностью отнесено к прибавке жировой массы.
Поэтому чтобы избежать получения не соответствующих действительности результатов:
Медицинские биоимпедансметры
Профессиональные медицинские анализаторы используют для определения состава тела всего организма интегральные отведения:
1) рука - туловище - нога,
2) 2 руки - туловище - 2 ноги.
Такие измерения являются более точными и имеют минимальную погрешность. Также имеются возможности исследования локальных параметров содержания жидкости, кровенаполнения и количества жировой ткани в отдельных участках тела, ограниченных электродами. В стоматологии определяют степень гидратации десны при пародонтитах, пародонтозах; в интенсивной терапии - степень гидратации головного мозга, жироотложение в абдоминальной области.
Результаты биоимпедансого анализа помогают в работе врачей диетологов, эндокринологов, терапевтов, нефрологов, кардиологов и др.
Биомпедансометрия является достаточно точным методом диагностики состава тела: получено высокое значение коэффициента корреляции (более 0,93) при верификации оценки жировой массы в сравнении с данными рентгеновской денситометрии. Сравнительная оценка биоимпедансометрии с методикой непрямой калориметрии показалось значение корреляция 0,818.
Немедицинские изделия биоимпедансометрии
Существует множество приборов для домашнего использования, использующих метод биоимпеданса, например, которые при измерении необходимо держать в руках, или виде напольных весов. В первом случае такой прибор будет измерять только сопротивление рук и верхней части туловища, во втором (весы с электродами только для ног) - обеспечивает измерение сопротивления от стоп до паха и не позволяет получить информацию о тканях, расположенных выше.
Обе разновидности приборов могут давать достоверные оценки жировой массы молодого, гармонично развитого человека. Однако с возрастом, как правило, возникают индивидуальные особенности отложения жира и достоверность оценки существенно снижается.
Компоненты состава тела
Под компонентами (параметрами) состава тела подразумевают:
- жировую массу,
- тощую (безжировую) массу,
- клеточную массу (активную клеточную массу),
- скелетно-мышечную массу,
- минеральную массу,
- жидкостные секторы: общая, внутриклеточная, внеклеточная жидкость.
Значения жировой массы
Шкала значений жировой массы тела дает возможность количественно оценить степень избытка или недостатка жировой массы, что позволяет рассчитать примерные сроки коррекции.
Эта информация может быть использована при формировании рекомендаций по изменению режима питания и двигательной активности.
Адекватный курс диетотерапии у пациентов с избыточной массой тела приводит к уменьшению жировой массы тела в среднем на 500 г в неделю. Поэтому можно приблизительно рассчитать длительность курса диетотерапии в неделях. Она будет равняться удвоенному значению избытка жировой массы (в килограммах).
Величина жировой массы тела очень изменчива и составляет от 6 до 60% и более от массы тела. В момент рождения процентное содержание жира в организме составляет 10-15% независимо от пола. К 6 месяцам процентов жировой массы тела увеличивается до 30% и затем постепенно снижается. К 5-6 годам у человека начинают формироваться половые различия в развитии отложений жировой ткани с соответствующими изменениями формы тела. В дальнейшем с возрастом абсолютная жировая масса тела продолжает устойчиво расти. Темп увеличения жировой массы тела составляет в среднем 0,37 и 0,41 кг год у мужчин и женщин соответственно, причём у женщин с возрастом он несколько увеличивается, а у мужчин замедляется.
В зависимости от пола, возраста и расы, процент жира может быть разным. У женщин он на 10-12% больше, чем у мужчин. С возрастом (особенно после 40 лет) увеличивается процент висцерального жира вокруг органов и сокращаются мышечной массы. В среднем нормальными значениями жировой массы для обычных людей является для мужчин 18% для женщин - 25-27%.
Значительное снижение процентов жировой массы тела до 10-12% чревата гормональным сдвигами и нарушением процесса деторождения.
По доле жировой массы тела определяется имеет ли человек проблемы со здоровьем и лишним весом (если есть ожирение).
Снижение веса в процессе соблюдения диеты ещё не означает сокращение процентов жировой ткани. Не исключено, что человек похудел за счёт уменьшения мышечной массы!
Параметр безжировой массы тела характеризует содержание в организме метаболически активных тканей. Главным образом безжировая масса тела представлена костями, мышцами, сухожилиями и тканями всех внутренних органов. В отличие от изменения состава тела при обычном голодании, развитие хронических заболеваний, связанных с разрушением тканей (катаболизмом), ассоциировано с низким содержанием не только жировой, но и безжировой массы тела. Снижение безжировой массы тела на 40% от нормального уровня считается несовместимых с жизнью.
В сравнении с жировой массой тела индивидуальные возрастные изменения безжировой массы носят более устойчивый характер и находятся под более жёстким генетическим контролем.
Безжировая масса тела увеличивается в период роста организма, относительно стабильна в зрелом возрасте и может снижаться в процессе старения.
В период полового созревания у мальчиков нарастание безжировой массы тела происходит более быстрыми темпами, в процессе старения безжировая масса обычно снижается быстрее у мужчин.
Кардиологи используют значения безжировой массы тела для дополнительного уточнения диагноза гипертрофии левого желудочка.
Шкала тощей (безжировой) массы в биоимпедансометрии используется для оценки конституциональных особенностей человека. Положение значений безжировой массы тела вблизи середины интервала нормальных значений принято считать как нормостенический тип телосложения.
Тощая масса важна для расчета потребляемой энергетической составляющей рациона. Структура питания людей с разными показателями тощей массы тела будет разной.
Снижением безжировой клеточной массы сопровождаются гиподинамия, белково-энергетическая недостаточность, анорексия, кахексия.
Активная клеточная масса
Активная клеточная масса - это компонент безжировой массы тела. Она зависит от возраста, роста, генетических особенностей. В состав активной клеточной массы входят в мышцы, органы, головной и спинной мозг.
В процессе снижения массы тела важно чтобы расщеплялся именно жир и сохранялась активная клеточная масса. Именно активная клеточная масса и сжигает жир, а ее потеря и является причиной того, что большинство попыток выдержать диету после первых успехов просто не имеют результата.
В норме активная клеточная масса составляет 50-56%. Низкий показатель активной клеточной массы может указывать на недостаточность питания.
Контроль уровня данного показателя помогает выявить белковую недостаточность у вегетарианцев, вызванную низкобелковой диетой или нарушениями синтеза белка при питание растительной пищей.
По изменению активной клеточной массы оценивают эффективность диетотерапии после операций на органах желудочно-кишечного тракта.
Кроме того низкие значения процента активной клеточной массы у здоровых людей связывают с гиподинамией.
Увеличение параметра активной клеточной массы говорит о наборе сухой мышечной массы. Пиковое значение достигается в возрасте для мужчин 25-30 лет, для женщин - 30-35 лет. После прохождения данных возрастных рубежей тощая мышечная масса снижается.
Очень маленькая и очень большая активная клеточная масса вызывает чувство голода. Клетки мышц сжигают больше калорий (30 кКал/кг), чем жировые (6 кКал/кг), поэтому увеличивая сухую мышечную массу, человек будет сокращать процент жировой ткани.
Основной составляющей активной клеточной массы является скелетно-мышечная масса. Шкала скелетно-мышечной массы используется для оценки общего уровня физического развития.
Средние значения скелетно-мышечной массы составляют для мужчин 42%, для женщин - 36% от массы тела. Снижение скелетно-мышечной массы говорит о недостаточном питании, гиподинамии или может быть признаком генетических заболеваний мышечной ткани.
В процессе тренировок может увеличиваться масса тела тела однако это могут быть качественные изменения: повышение мышечной массы и уменьшение жировой. Чем больше у человека скелетно-мышечная масса, тем больше объём работы он может выполнять за тренировку.
Минеральная масса
Минеральная масса объединяет группу параметров: объём минералов, протеинов, которые свидетельствуют о плотности костной ткани, достаточного уровня протеина и аминокислот.
Данный показатель может изменяться при остеопорозе, отложении солей, подагре, нарушениях электролитного баланса, а также минерализации атеросклеротических бляшек, очагов хронического воспаления и доброкачественных новообразований.
Жидкая среда организма
Общая вода или общее содержание воды в организме
Этот параметр изменяется с возрастом: человек в более молодом возрасте имеет больший процент воды в организме, чем его более взрослый соратник. Так в подростковом возрасте содержание общей воды в организме может доходить до 80-83%, после 60 лет - снижаться до 55-45%.
Внеклеточная вода - это жидкость, которая находится вне клеток организма: плазма, лимфа, межклеточная жидкость, трансцеллюлярная жидкость (спинномозговая, внутриглазная, брюшной полости, плевры, перикарда, синовиальная и ЖКТ). Количество внеклеточной жидкости составляет 40-45% от общей воды.
Внутриклеточная вода - это все жидкости, находящиеся внутри клеток и тканей организма. Количество внутриклеточной воды составляет 20-25% от общей воды.
В тканях с большим содержанием воды, как правило, отмечают и больше интенсивность метаболических процессов. Поэтому для похудения следует быть гидратированным - пить в сутки достаточное количество воды.
У мужчин содержание воды в организме несколько больше, чем у женщин (в среднем на 10%), поэтому мужчинам в теории легче и быстрее удаётся похудеть.
Чаще отмечается нарушение состояние гидратации, связанные с изменением объема внеклеточной жидкости. Изменение клеточной гидратации наблюдается редко (при отравлениях, ожогах, за несколько часов до смерти у людей с полиорганной недостаточностью).
Внеклеточные отёки чаще регистрируется у больных с заболеваниями почек и сердца, при локальных отёках конечностей различной этиологии. Повышенная внеклеточная дегидратация у здоровых людей может быть связана с задержкой жидкости, например, из-за потребления продуктов питания с повышенным содержанием поваренной соли. При температуре окружающей среды более 30°С задержка жидкости может быть обусловлена наличием резерва внеклеточной жидкости для усиленного потоотделения.
Фазовый угол
Важным показателем, свидетельствующим о тренированности и выносливости организма, а также о степени интенсивности обмена веществ, является фазовый угол.
Он вычисляется на основе измеренных значений активного и реактивного сопротивлений на частоте 50 кГц. По величине фазового угла определяют биологический возраст (соответствие физических параметров фактическому возрасту).
Значение фазового угла
- ниже 4,4 - низкие;
- 4,4-5,4 - пониженные;
- более 5,4 - нормальные;
- выше 7,8 - очень высокие.
Показатель 5,5 и выше указывает на хорошее состояние клеточных мембран, а также высокий процент и активность скелетных мышц. Он чаще регистрируется у атлетически сложенных людей с хорошим здоровьем. С возрастом значение фазового угла уменьшается.
Чем выше фазовый угол, тем меньше биологический возраст человека. У эктоморфов (худощавый тип телосложения) фазовый угол может иметь низкие значения.
Величина фазового угла снижается у пациентов с дисфункцией почек, что объясняется увеличением объема внеклеточной и снижением объема внутриклеточной жидкости.
