UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE FAKULTA TĚLESNÉ VÝCHOVY A SPORTU
DIPLOMOVÁ PRÁCE
2011
Bc. Jana Šebková
Čestné prohlášení
Čestně prohlašuji, že jsem tuto práci vypracovala samostatně pod odborným vedením MUDr. Martina Matoulka, PhD. Všechny použité prameny jsem uvedla v seznamu literatury.
V Praze, 15. dubna 2011
…....................... podpis
Poděkování Děkuji především MUDr. Matoulkovi, PhD. za odborné vedení této práce, podporu a cenné rady, které mi během práce ochotně poskytl. Dále patří mé poděkování Mgr. Renatě Větrovské za přínosné konzultace. Ráda bych touto cestou poděkovala také členům Rekondičního centra VŠTJ Medicina Praha a všem, kteří byli ochotní podělit se o svůj čas, názor a zkušenosti a umožnili mi tak získat teoretické i praktické poznatky k problematice, kterou jsem zpracovávala. Poděkování za pomoc při statistickém zpracování výsledků patří Ing. Zdeňku Vaňkovi, Csc. a Ing. Martinovi Svobodovi.
Evidenční list Souhlasím se zapůjčením své diplomové práce ke studijním účelům. Uživatel svým podpisem stvrzuje, že tuto diplomovou práci použil ke studiu a prohlašuje, že ji uvede mezi použitými prameny.
Jméno a příjmení:
Datum vypůjčení:
Podpis:
______________________________________________________________________
ABSTRAKT Název: Srovnání různých metod měření tělesného složení u žen rozdělených do skupin dle BMI.
Cíle: Cílem práce je porovnat hodnoty zjištěného procenta tělesného tuku pomocí bioimpedančních a kaliperačních metod s referenční metodou DEXA a zhodnotit použitelnost jednotlivých metod měření tělesného složení u pěti skupin žen, rozdělených dle BMI (v rozmezí 20-47 kg/m2). Hlavním záměrem práce je nalézt nejvhodnější metodu měření tělesného tuku zejména pro ženy s BMI nad 30 kg/m2 a vytvořit pro celý soubor odpovídající predikční rovnici. Dílčím cílem práce je teoretické zpracování problematiky zjišťování tělesného složení, význam měření a využití ve fyzioterapii.
Metoda řešení: Studie probíhala v časovém rozmezí leden 2010 – březen 2011. Zúčastnilo se jí 136 žen z řad klientek Rekondičního centra VŠTJ Medicina Praha, které se do výzkumu dobrovolně přihlásily. Kritéria výběru jsou následující: věk 18 - 75 let, BMI v rozmezí od 20 do 47 kg/m2, klientky relativně zdravé, bez akutních onemocnění. Výzkumu se nemohly
zúčastnit
ženy
s kardiostimulátorem a těhotné nebo
kojící
ženy.
Sledovanými parametry byly: výška, hmotnost, distribuce tělesného tuku zjištěná pomocí měření obvodu pasu a boků, procento tělesného tuku zjištěné metodou kaliperace a bioimpedačními metodami Tanita, Omron, Bodystat. Měření metodou DEXA, která je považována za referenční, prováděly laborantky Osteocentra III. interní kliniky VFN v Praze. Ostatní metody i jejich zápis prováděl vždy tentýž výzkumník. Měření probíhalo dle rozpisu u každé z žen vždy v jeden den v odpoledních hodinách, v rozmezí cca 45 min. K minimalizaci chyb při měření bioimpedancí bylo nutné dodržet standardně doporučovaný režim, o kterém byly všechny účastnice studie předem informovány (normální hydratace, poslední pití maximálně 3 hodiny před měřením, 24 hodin před měřením nepít alkohol ani kávu, 12 hodin nemít zvýšenou fyzickou námahu, odmastit
pokožku v místě použitých elektrod). Analýza výsledků měření byla provedena pomocí programu SigmaSTAT a Microsoft Excel na základě stanovených hypotéz ve spolupráci se statistiky.
Výsledky: Byla potvrzena hypotéza, že naměřené hodnoty tělesného tuku se od sebe navzájem významně liší v závislosti na použité metodice, různě u jednotlivých kategorií BMI. Přestože v každé skupině žen byla u jednotlivých metod různá korelace, lze říci, že za použití vhodných predikčních rovnic jsou metody Bodystat, Omron a Tanita dobře použitelné. Výsledné hodnoty zjištěné metodou Omron jsou poměrně překvapivé. Očekávali jsme, že v porovnání s DEXA bude Omron u žen s nadváhou a obezitou korelovat nejméně, vzhledem k průchodu proudu více horní polovinou těla. Z celého souboru je tak patrné, že nejvhodnější by byla regresní rovnice sestavená z proměnných Omron a obvod pasu. Překvapivě nízkou korelaci ukázala metoda Kaliper u žen s BMI vyšším než 25 kg/m2. Zjištěné výsledky u daného skupiny však nelze zobecňovat pro celou populaci.
Klíčová slova: antropometrické parametry, tělesné složení, tělesný tuk, kaliperace, bioimpedance, DEXA, nadváha a obezita u žen
ABSTRACT Title: The comparison of different methods of body fat measuring by ensemble of adult women devided into five groups according to the BMI level.
Objectives: The aim of this thesis is to compare values of gained percentage of total body fat by descriptive method such as bioelectrical impedance analysis and skinfolds measuring in comparison with „gold standard method“ DEXA and to evaluate the usability of each method of body composition measuring by five groups of women, devided according to BMI level (in range 20-47 kg/m2). The purpose of this thesis is to find the most useful method especially for the overweight and obese women (BMI over 30 kg/m2) and to estimate the equation for the whole group. The other part of this thesis is the theoretical conclusion of the matters of body composition assessing and the importance of good knowledge about this topic for physiotherapists.
Methods: The study was realizing from January of 2010 to March of 2011. There were 136 women, who were clients of Fitness center of VŠTJ Medicina Praha and jointed to the group voluntarely. The criteria of choosing the subjects into the study were: age 18 – 75 years, BMI 20 ≤ 45 kg/m2, relatively healthy without accute disease. Women with cardiostimulator, pregnant women or nursing mothers were excluded. The monitored parameters were: high, weight, distribution of body fat found by measuring of waistline and hipline, the percentage of total body fat gained by skinfolds measuring and bioelectrical impedance analysis by Tanita, Omron, Bodystat. Measuring by DEXA method, which is considered as referential, was done by interns of Osteocenter of 3rd Internal Clinic VFN in Prague. The other methods and their protocols were always done by the same researcher. Measuring was realized according to the schedule of each woman, one day in a week, in the afternoon, in 45 minute interval. It was necessary to keep standardly recommended regime to minimalize mistakes during measuring of impedance. All participants were informed about the regime (normal hydration, to drink max 3 hours before the measuring, not to drink any coffee or alcohol 24 hours before the
measuring, not to be physical active 12 hours before measuring, to degrease the skin in place of used electrodes) before the study started. The analysis of results was done by program SigmaSTAT and Microsoft Excel on the basis of the given hypothesis in cooperation with statists.
Results: The hypothesis, that the degree of body fat depends on each measuring methods, was confirmed. It´s obvious, Omron, Tanita and Bodystat they are well applicably in average of whole group of volunteers, againt the different results of correlation between used methods specifically in each group of women (devided according to BMI level). The results of % BF of Omron are little surprising. We have expected, that Omron would have lower correlation with DEXA by overwight and obese women, with regard to way of impedacne only through the upper part of body. In conclusion, the regress analysis of Omron and waist circumference would be the most usefull. Anthropometry has shown surprisingly low correlation with DEXA, by group of women with BMI higher than 25 kg/m2. All these results can´t be generalized for whole population, they are valid for these group of women and more data and better statistical analysis should be done for another conclusion.
Keywords: anthropometric parameters, body composition, body fat, skinfold measurement, bioelectrical impedance analysis, dual-energy x-ray absorptiometry, overweight and obese population, women
OBSAH SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK...................................................................................................12 1 ÚVOD...............................................................................................................................................14 2 TEORETICKÁ ČÁST........................................................................................................................16 2.1 Složení těla................................................................................................................................16 2.2 Metody objektivizace tělesného složení......................................................................................17 2.2.1 Metody pro vyšetření tělesného složení v běžné klinické praxi..............................................18 2.2.1.1 Antropometrie...........................................................................................................18 2.2.1.2 Měření výšky a hmotnosti..........................................................................................18 2.2.1.3 Body mass index.......................................................................................................18 2.2.1.4 Distribuce tělesného tuku...........................................................................................19 2.2.1.5 Kaliperace.................................................................................................................20 2.2.1.6 Bioelektrická impedanční analýza..............................................................................22 2.2.2 Metody referenční................................................................................................................25 2.2.2.1 Duální celotělová rentgenová absorpciometrie ...........................................................25 2.2.2.2 Hydrodenzitometrie...................................................................................................25 2.2.2.3 Celotělová pletysmografie..........................................................................................26 2.2.2.4 Měření celkové tělesné vody - hydrometrie................................................................27 2.2.2.5 Měření celkového tělesného draslíku..........................................................................27 2.2.3 Metody pro hodnocení vícesložkového modelu tělesného složení..........................................27 2.2.3.1 Zobrazovací techniky.................................................................................................27 2.2.3.2 Kreatininová exkrece.................................................................................................28 2.2.3.3 In vivo neutronová aktivační analýza..........................................................................28 2.2.4 Shrnutí poznatků o metodách měření tělesného složení.........................................................28 2.3 Obezita a metabolický syndrom..................................................................................................29 2.3.1 Hlavní složky metabolického syndromu................................................................................29 2.3.2 Etiopatogeneze metabolického syndromu.............................................................................30 2.3.3 Fyzická aktivita v prevenci a léčbě metabolického syndromu................................................30 2.3.4 Jaká je neúčinnější dávka pohybové aktivity?.......................................................................30 2.3.4.1 Pozitiva, která přináší fyzická aktivita:.......................................................................32 2.4 Možnosti stanovení tělesného složení u dětské populace.............................................................33 2.5 Význam zjištění tělesného složení pro fyzioterapeuta..................................................................33 2.6 Význam zjištění tělesného složení pro pacienta...........................................................................35 3 PRAKTICKÁ ČÁST..........................................................................................................................36 3.1 Cíle práce..................................................................................................................................36 3.1.1 Úkoly práce.........................................................................................................................36 3.1.2 Řešená otázka......................................................................................................................36 3.1.3 Hypotézy.............................................................................................................................37 3.2 Metodika...................................................................................................................................37
3.2.1 Metodika výzkumu..............................................................................................................37 3.2.2 Kritéria výběru probandů do zkoumaného souboru...............................................................37 3.2.3 Zajištění podmínek pro testování..........................................................................................38 3.2.4 Charakteristika zkoumaného souboru...................................................................................38 3.2.5 Časový rozvrh a podmínky sběru dat....................................................................................39 3.2.6 Metody sběru dat objektivizačními metodami ......................................................................39 3.2.5.1 Metody zjišťování antropometrických parametrů........................................................39 3.2.7 Použité metody pro hodnocení procenta tělesného tuku.........................................................40 3.2.7.1 Metoda DEXA...........................................................................................................40 3.2.7.2 Bioimpedanční metoda bipedální - přístroj Tanita TBF 410........................................40 3.2.7.3 Bioimpedanční metoda bimanuální - Omron BF 306..................................................40 3.2.7.4 Bioimpedanční metoda tetrapolární - přístroj Bodystat QuadScan 4000.......................40 3.2.7.5 Antropometrická metoda - kaliperace.........................................................................41 3.3 Statistická analýza dat................................................................................................................42 3.4 Výsledky...................................................................................................................................43 3.4.1 Přehled jednotlivých sledovaných skupin žen.......................................................................45 3.4.1.1 Skupina 1 – BMI do 24,99 kg/m2...............................................................................45 3.4.1.2 Skupina 2 – BMI od 25 do 29,99 kg/m2.....................................................................46 3.4.1.3 Skupina 3 – BMI od 30 do 34,99 kg/m2.....................................................................47 3.4.1.4 Skupina 4 – BMI od 35 do 39,99 kg/m2.....................................................................48 3.4.1.5 Skupina 5 – BMI od 40 do 47,5 kg/m2.......................................................................49 3.4.2 Hodnocení výsledků.............................................................................................................50 4 DISKUZE..........................................................................................................................................51 5 ZÁVĚR.............................................................................................................................................55 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY...................................................................................................56 PŘÍLOHY............................................................................................................................................60
SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK ADP
- air displacement plethysmography, pletysmografie
BF
- body fat, tělesný tuk
BI
- Broccův index
BIA
- bioelektrická impedanční analýza
BMI
- body mass index, index tělesné hmotnosti
CMP
- cévní mozková příhoda
CRP
- C-reaktivní protein
CT
- computer tomography, počítačová tomografie
DEXA - Dual Energy X-ray Absorptiometry, duální celotělová absorpciometrie DM
- diabetes mellitus
DP
- diplomová práce
ECW
- extracelular water, mimobuněčná tekutina, EC
FFM
- fat free mass, tukuprostá tkáň
FM
- fat mass, tuková tkáň
HDL
- high density lipoprotein, lipoprotein o vysoké hustotě
ICW
- intracelular water, nitrobuněčná tekutina, IC
ICHS
- ischemická choroba srdeční
KVS
- kardiovaskulární systém
MRI
- magnetická rezonance
NIRI
- near infrared interactance
NCEP - National Cholesterol Education program PA
- pohybová aktivita
RC
- rekondiční centrum
TBW
- total body water, celková voda v těle
12
TOBEC - total body electric conductivity UWW - under water weighing, podvodní vážení UZ
- ultrazvuk
VLDL - very low density lipoprotein, lipoprotein o velmi nízké hustotě VFN
- Všeobecná fakultní nemocnice
VŠTJ
- vysokoškolská tělovýchovná jednota
WHR
- waist to hip ratio, poměr pas / boky
WHO
- World Health Organization, Světová zdravotnická organizace
1. LF UK - 1. lékařská fakulta Univerzity Karlovy
13
1
ÚVOD Tato práce se zabývá dostupnými metodami zjišťování tělesného složení (resp.
procenta tělesného tuku) a jejich využitím u skupiny populace, konkrétně u souboru žen, rozdělených do podskupin dle body mass indexu (BMI). Na následujících stranách se zaměřujeme na popis jednotlivých metod, vysvětlení pojmu BMI, tělesný tuk a aktivní tělesná hmota, krátce zmíněna problematika metabolického syndromu, nadváhy a obezity. Vedlejším záměrem práce bylo pokusit se z dostupných pramenů zjistit význam hodnocení procenta tuku pro pacienta a využití tohoto údaje i v praxi fyzioterapeuta. Vzhledem ke vzrůstajícímu počtu obézních jedinců všech věkových kategorií v České republice i ve světě lze očekávat, že v ordinacích lékařů a fyzioterapeutů bude těchto pacientů stále přibývat, a je tedy nutné mít o této problematice dostatečné povědomí (Svačina, 2001). Práce fyzioterapeuta přímo vyžaduje manuální kontakt – palpace tvoří významnou část celkového vyšetření každého pacienta. V terénu zvýšeného podkožního tuku je palpační vyšetření podstatně ztíženo a vyžaduje větší zkušenosti samotného terapeuta, nemluvě o dokonalé znalosti anatomie. Abnormální tělesná hmotnost navíc představuje zvýšené riziko poškození pohybového aparátu zejm. artrózou nosných kloubů. Snížením pohybové aktivity kvůli bolesti kloubů pak vzniká začarovaný kruh zvyšování tělesné váhy, přetrvávající bolesti a zhoršení fyzické kondice (Lewit, 2006). Tělesná hmotnost bývá na žebříčku hodnocení kvality života významným faktorem. Základním předpokladem pro řešení problému nadváhy a obezity je individuální konzultace, vhodná interpretace zjištěných hodnot tělesného složení a rozbor možností, jak změnit životní styl, zejm. stravovací a pohybové návyky. Rozbor složení těla může pacientům pomoci získat lepší představu o vlastním těle, tzv. body image (Fialová, 2001). Ukazuje se, že sledování procenta tuku v těle je vhodnějším motivačním faktorem než jen snižování hmotnosti, která může zvláště v počátku redukčního režimu spíše narůstat kvůli nabývání svalové hmoty cvičením, u lidí, kteří začínají cvičit, nebo naopak její pokles může být způsoben ztrátou tělesné vody. Procento tělesného tuku navíc vystihuje rizika spojená s obezitou a k ní přidruženým onemocněním lépe než samotný parametr BMI. V terénní praxi dříve stačilo pro diagnostiku nadváhy či obezity jen stanovení distribuce tuku, tedy poměru pasu a boků (WHR), či jen hodnocení obvodu pasu dle definice WHO (WHO, 2000).
14
Sofistikovanější a přesnější diagnostickou metodou, využívanou v ordinacích lékařů, je tzv. kaliperace. Tuto metodu u nás zavedla především Pařízková (Pařízková, 1977). Ukazuje se, že jí stanovené predikční rovnice v současnosti reálné hodnoty tělesného tuku spíše podhodnocují (asi o 3-5%). Predikční rovnice nezohledňují respektive zkreslují výsledky u zvláštních skupin populace jako jsou sportovci či extrémně obézní lidé. Navíc tato metoda vyžaduje dokonalé zvládnutí techniky měření, jinak je zvlášť zatížená subjektivní chybou měřitele (Kinkorová, 2004). Dále existuje řada bioimpedančních metod, které jsou založené na výpočtu podle průchodu střídavého proudu o nízké intenzitě a frekvenci skrz určité části těla. Tyto metody mají poměrně velké odchylky a jsou náročné na režim před měřením, jako například pitný režim či dokonalé odmaštění kůže. Zakládají se na předpokladu stejné hydratace u všech měřených skupin, výsledky jsou opět hodnoceny podle stanovených predikčních rovnic, které se však nehodí plošně pro celou populaci. Dochází k více přepočtům, hledají se specifické predikční rovnice pro konkrétní zkoumané skupiny, a proto patří mezi metody dvakrát nepřímé (Hainer, 2004; Pařízková, 2007). Metody hydrodenzitometrie, duální celotělová rentgenová absorpciometrie (DEXA) či hodnocení složení těla pomocí CT patří do skupiny laboratorních metod. Využitím pouze jednoho přepočtu se řadí do skupiny přesnějších metod, zvaných jednou nepřímé metody. DEXA bývá považována za metodu referenční. Chyba měření pro stanovení tukové tkáně se uvádí menší než 3%, chyba biologická (způsobená osobou provádějící měření) je zde minimální (Všetulová, Bunc, 2004; Maud, Foster 1995). Avšak mnoho studií, které budou citovány dále v teoretické části práce, se zaměřuje na možnosti nahrazení této metody vzhledem k finanční náročnosti, nedostatečné klinické dostupnosti pro nutnost měřit v laboratorních podmínkách. Vzhledem k vystavení pacienta byť relativně malým hodnotám radiačního záření není vhodná pro opakovaná měření například pro posuzování úspěšnosti redukčního režimu. V naší práci si klademe otázku, zda se budou výsledky měření u terénních metod významně lišit od referenční metody DEXA i v jednotlivých kategoriích BMI a zda je tedy možné některou z metod pro objektivizaci tělesného složení označit jako vhodnější vhledem k tělesné konstituci. Naše hypotézy částečně vycházejí ze studie, kterou v rámci DP provedla Šupová (Šupová, 2006) a v podstatě i navazujeme na tuto práci. Dílčím cílem práce je stručné teoretické zpracování problematiky měření tělesného složení, význam a využití měření v praxi fyzioterapeuta. 15
2
TEORETICKÁ ČÁST
2.1 Složení těla Složení těla může být hodnoceno například z hlediska depotního tuku (FM) a aktivní tzv. tukuprosté hmoty (FFM). Dále existuje dělení z hlediska složení jednotlivých tkání, obsahu vody, minerálů a podobně, v závislosti na účelech studie. Často je složení těla popisováno z hlediska atomového, molekulárního, buněčného, tkáňového a celotělového modelu a od tohoto pojetí se odvíjí i výběr konkrétní metodiky pro stanovení poměru jednotlivých složek. Tabulky 1 a 2 přibližují dělení tělesného složení dle jednotlivých modelů. Existují poměrně značné rozdíly v terminologii a určité nejasnosti ve významu běžně používaných názvů jako například aktivní, esenciální, tukuprostá hmota, nebo rozdíly v pojmu tuk a tuková tkáň. Tuková tkáň se skládá z adipocytů, extracelulární tekutiny, cév a pojivové tkáně, kdežto tuk je tvořen pouze lipidy v tukové tkáni, kvantitativně zastoupený převážně triglyceridy z adipocytů (Hainer, 2004). Aktivní tělesná hmota (FFM) je zase chápána jako hmota těla zbavená depotního tuku, ale nikoliv esenciálních lipidů, nezbytných pro existenci - tj. sphyngomyelin, fosfolipidy a další. Tabulka 1. Tělesné složení dle jednotlivých modelů (Pařízková, 1998) model
hodnocené veličiny
příklad metody
jednosložkový tělesná hmotnost, BMI
váha a výškoměr, výpočet BMI
dvousložkový
tuk a tukuprostá hmota
metoda kaliperační
třísložkový
tuk, tukuprostá hmota a voda
metody bioimpedanční
čtyřsložkový
tuk, voda, proteiny a minerály
DEXA, UWW
Tabulka 2. Základní úrovně složení těla (Hainer, 2004) atomová
C, H, O, N a další prvky
molekulární
voda, bílkoviny, lipidy, glykogen, minerály
buněčná
buňky (adipocyty), extracelulární tekutiny a extracel. pevné látky
tkáňové systémy
tuková tkáň, kosterní svalstvo, skelet, viscerální orgány a další
celotělová
celé tělo
16
Množství esenciálního tuku se pohybuje v rozmezí mezi 3-5% u mužů a 8-12% u žen (Pařízková, 1998) Nicméně kritéria pro posouzení množství tuku v těle se podle různých autorů liší v závislosti na věku, etnické příslušnosti atd. (Hainer, 2004; Vilikus 2004).
Tabulka 3. Klasifikace obsahu tělesného tuku (BF) v procentech bez rozdílu věku klasifikace obsahu BF
muži
ženy
5%
8%
podprůměrný obsah
5-15%
14-23%
průměrný obsah
16-25%
24-32%
nadprůměrný obsah
25 a více
32 a více
minimální obsah (esenciální)
2.2 Metody objektivizace tělesného složení Metody pro objektivizaci složení těla, a tedy i určení procenta tělesného tuku, lze dle dostupných zdrojů dělit do tří základních úrovní (Pařízková, 2007; Hainer, 2004). První úroveň představuje přímé stanovení množství tělesného tuku pitvou. Je tudíž metodou nejpřesnější, avšak realizovatelnou až po smrti jedince. Druhou úroveň zastupují metody jednou nepřímé, tzv. laboratorní, které kromě tělesného tuku měří i jiné veličiny, například celkové množství tělesné vody či denzitu těla. Vycházejí z fyzikálních odlišností těla. Jedná se o metody technicky a provozně náročné, v praxi používané spíš jako referenční (např. DEXA, metoda značené vody, pletysmografie, výpočet celkového množství draslíku apod). Do třetí úrovně řadíme například metody bioimpedanční a kaliperační. Jsou méně přesné, tzv. dvakrát nepřímé metody, protože jsou založeny na opakovaných přepočtech výsledků měření zjištěných výše uvedenými, jednou nepřímými metodami. Vzniklé regresní rovnice znamenají velké riziko zkreslení výsledků u zvláštních skupin populace, nerespektují odlišnosti jedince, čímž může dojít například i k chybné diagnóze. Tyto terénní metody jsou v praxi nejčastěji používané vzhledem k relativní dostupnosti, technické, časové i finanční nenáročnosti. Díky tomu jsou nejvhodnější pro opakované měření, zejména pro objektivizaci úspěšnosti redukčních režimů. V posledních letech vznikají nové a dokonalejší přístroje, které jsou využívány
17
pro výzkum menších či větších populačních skupin, takže vznikají nové regresní rovnice pro výpočet procenta tělesného tuku u dětí, sportovců z konkrétních sportovních odvětví, dále u těhotných žen či seniorů. Problémem přesnosti regresních rovnic mohou být standardy, nerespektování odchylek v dané populační skupině, ale i způsob získání vstupních hodnot (Hainer 2004, Svačina, 2001). Následující podkapitoly věnujeme širšímu popisu vybraných dostupných metod, objektivizujících skladbu těla. Částečně vycházíme z přehledu metod, který v roce 1998 publikovala Pařízková a který je stále aktuální (Pařízková, 1998).
2.2.1 Metody pro vyšetření tělesného složení v běžné klinické praxi 2.2.1.1 Antropometrie Antropometrie je metodika měření morfologických charakteristik těla a tělesného složení. K měření rozměrů a proporcí lidského těla se používá klasický krejčovský metr, pelvimetr, torakometr atd. (Vilikus, 2004). 2.2.1.2 Měření výšky a hmotnosti Výšku měříme standardně výškoměrem nejlépe ráno u bosého člověka stojícího ve vzpřímeném stoji na ploše kolmé k svislé ose výškoměru. Aktuální tělesnou hmotnost stanovíme jednoduše v klidném stoji na kalibrované váze, vždy bez obuvi, pokud možno ve spodním prádle a nejlépe ráno, nalačno. Opakované měření by mělo být prováděno ve stejnou denní dobu, po vyprázdnění močového měchýře, s přesností na 0,1 kg (Kubišová, 2003; Hainer, 2004; Stejskal, 2004). 2.2.1.3 Body mass index Body mass index (BMI) je v současnosti nejrozšířenější index kvantitativně hodnotící tělesnou hmotnost a výšku, slouží k orientačnímu posouzení stupně nadváhy. Výpočet vychází ze vzorce: BMI = hmotnost (kg) / druhá mocnina tělesné výšky (m). Opakované studie potvrdily, že při BMI nad 25 rostou některá zdravotní rizika, významně je zdraví ohroženo při BMI nad 27 (Svačina, 2001). Klasifikaci BMI přibližuje tabulka 4, nicméně různé zdroje se v těchto údajích mohou mírně lišit. Hodnocení těla pouze dle BMI může individuálně vést k chybné diagnóze, protože nedefinuje přesný podíl tuku a tukuprosté hmoty. V praxi to znamená, 18
že například vyšší BMI u silových sportovců nemusí znamenat nadváhu, ale spíše zmnožení svalové hmoty, která je těžší než tuková hmota. Pro tento stav lze použít výraz „unfat – unfit“ (štíhlý s nízkou fyzickou zdatností) nebo „fit- fat“ (fyzicky zdatný obézní). Proto má zjištění procenta tělesného tuku větší vypovídající hodnotu než pouhý výpočet BMI a lze tím pádem přesněji stanovit zdravotní rizika související se zmnožením tukové tkáně (Svačinová, 2005). Tabulka 4. Klasifikace BMI a riziko vzniku onemocnění souvisejících s obezitou (převzato od Andersen et al., 2003) klasifikace podváha
BMI (kg/m2)
riziko vzniku komplikací
menší než 18,50
malé
normální hmotnost
18,50 - 24,99
průměrné
nadváha
25,00 - 29,99
mírně zvýšené
obezita I.stupně
30,00 - 34,99
středně zvýšené
obezita II.stupně
35,00 - 39,99
dosti zvýšené
obezita III.stupně
více než 40,00
velmi zvýšené
Jiné indexy V minulosti používaný Broccův index, vycházející z výpočtu BI = váha (kg) – (výška – 100 (cm) / váha (kg), je v posledních letech považován za nepřesný a pro diagnostiku tedy nevhodný (Hainer, 2004). 2.2.1.4 Distribuce tělesného tuku Obsah tuku v těle u osob s nadváhou až obezitou lze hodnotit nejen kvantitativně, ale i kvalitativně. Je všeobecně známé dělení obezity na mužský (androidní) a ženský (gynoidní), někdy také typ jablko a hruška. Gynoidní obezita, jak naznačuje název, je typická spíše pro ženy a představuje typ „hruška“ vzhledem ke zmnožení tukové tkáně v oblasti hýždí a boků. Mnoha výzkumy byl prověřen fakt, že osoby s androidní obezitou, kdy je tuk rozložen typicky v oblasti břicha a horní poloviny těla, jsou vystaveny většímu riziku kardiovaskulárních onemocnění, než osoby s větším množstvím tuku na hýždích a bocích. Distribuce tuku přitom představuje rizikový faktor pro KVS onemocnění nezávislý na celkovém množství tuku v těle (Všetulová, Bunc, 2004).
19
Měření obvodu pasu je v praxi nejčastější metodou pro zjištění pravděpodobnosti tohoto rizika. Obvod by měl být měřen v horizontální rovině v polovině vzdálenosti mezi dolním okrajem spodního žebra a lopaty kosti kyčelní, na konci běžného výdechu, vždy ve stejné poloze. Normální hodnoty obvodu pasu jsou do 94 cm u mužů a 80 cm u žen. Zvýšené riziko dyslipidémie, onemocnění kardiovaskulárního systému (KVS) a diabetes mellitus 2.typu (DM2) platí pro jedince s obvodem větším než 102 cm u mužů a 88 cm u žen (Svačina, 2001; Stejskal, 2004). V některých výzkumech je pro hodnocení zdravotních rizik používán poměr pasu a boků (waist to hip ratio, WHR). Od tohoto parametru se v poslední době spíš ustupuje, vzhledem k nižší korelaci s CT (Hainer, 2004). Obvod boků se měří v horizontální rovině ve výši maximálního vyklenutí hýždí, na konci běžného výdechu. Vyšetřovaná osoba je ve vzpřímeném stoji spatném, uvolněné paže a břicho. Přesnost měření je do 0,5 cm. Zmnožení viscerálního tuku a tím pádem i zvýšené riziko zdravotních komplikací signalizují hodnoty WHR nad 1,0 u mužů, u žen nad 0,85 (Stejskal, 2004; Svačina, 2001). Britská obezitologická asociace je na muže přísnější, za rizikový poměr považuje už hodnotu 0,9 (Hainer, 1996). Uvedené metody jsou v běžné praxi nejdostupnější a pro hodnocení rizika zpravidla stačí. Pro přesnou objektivizaci distribuce tuku v těle se používají technicky a finančně náročnější zařízení, mezi která patří počítačová tomografie (CT), magnetická rezonance (MRI) a metoda duální rentgenové absorpciometrie (DEXA) (Hainer, 2004). 2.2.1.5 Kaliperace Kaliperace je antropometrická metoda zjišťování procenta tělesného tuku a je v ordinacích lékařů poměrně často používaná i vzhledem k tomu, že je finančně dostupná, časově nenáročná a neinvazivní. Obsah tělesného tuku je stanoven pomocí měření tloušťky kožních řas na přesně definovaných místech těla. Tato metoda vychází z předpokladu, že tloušťka podkožního tuku je v konstantním poměru k celkovému množství tuku v těle.
Obsluha měřícího přístroje, tzv. kaliperu vyžaduje poměrně
značné zkušenosti měřitele a je zatížená subjektivní chybou, proto by měla být prováděna jedním
pracovníkem,
zvláště v případě pravidelného
hodnocení a
porovnávání procent tělesného tuku například v rámci redukčních režimů (Vilikus, 2004; Pařízková, 1998 a 2007). 20
Hlavní podmínky pro co nejpřesnější měření kaliperem jsou: •
delší zácvik měření
•
přesná znalost míst určených k měření kožní řasy
•
zkušenost s odlišností kůže a podkožního vaziva (největší nesnáze).
U nás se touto metodou jako první začala od roku 1977 zabývat Pařízková. Používala Bestův modifikovaný kaliper z 50. let 20. století, který umožňuje standardizovat stálý tlak na měřenou kožní řasu pomocí cejchovacích rysek. Navázala na práci Durnina a Wommersleye z roku 1974, kteří však měřili tzv. Harpendenským kaliperem. Ten je nevýhodný pro nemožnost objektivně dosáhnout konstantního tlaku při opakovaném měření na rozdíl od Bestova kaliperu a navíc je použitelný pouze pro kožní řasy do tloušťky 40 mm. Dalším typem je tzv. Langeho kaliper či Holtainský, který se liší velikostí, tvarem měrných plošek a také nekonstantním tlakem na měřenou kožní řasu (Hainer, 2004). Procento tuku lze stanovit ze součtu hodnot tloušťky deseti, resp. ze čtyř kožních řas, výsledky jsou značně variabilní v závislosti na použité regresní rovnici. Popis lokalizace jednotlivých řas se dle různých autorů nepatrně liší (Hainer, 2004; Pařízková, 2007; Vilikus, 2004). Konkrétní popis měření je uveden v praktické části práce v kapitole 3.2.5.1. Pařízková používala jako referenční metodu pro vytvoření regresních rovnic denzitometrii (Pařízková, 1977). Rovnice, které se používají dodnes, přibližuje tabulka č. 5. Bylo však provedeno mnoho srovnávacích studií, které naznačují, že je potřeba uvedené regresní rovnice aktualizovat pro konkrétní skupiny populace, konkrétně pro různé typy sportovních odvětví apod. (Dlouhá, Heller, Bunc a kol., 1998).
Tabulka 5. Regresní rovnice pro kaliperační metodu (Vilikus, 2004) děti 13-16 let
y= 1,205-0,078 log x
dospělí muži
y= 22,3 log x – 29,2
dospělé ženy
y= 39,527 log x – 61,25
x = součet údajů o tloušťce deseti kožních řas y = výsledný údaj o množství tělesného tuku v % tělesné hmotnosti
21
Výsledky měření by měly být hodnoceny uvážlivě s ohledem na individualitu jedince, je nutné brát v potaz věk, pohlaví, příslušnost k určité etnické populaci. Dle některých autorů měl by být zohledněn i primární somatotyp jedince. Vilikus a spol. se zabývají definováním optimálního tělesného složení zvlášť pro jedince typu ektomorfního, endomorfního a mezomorfního, konkrétně podle Heathové a Cartera (Vilikus, 2003). Hainer se navíc zmiňuje o tzv. indexu centralizace, který hodnotí poměr pouze mezi řasou subskapulární a nad tricepsem (Hainer, 2004). 2.2.1.6 Bioelektrická impedanční analýza Bioelektrická impedanční, neboli bioimpedanční analýza (BIA) je metoda měření tělesného složení založená na stanovení odporu těla při průchodu proudu o nízké intenzitě a vysoké frekvenci. Vychází z předpokladu, že aktivní (svalová) tkáň obsahuje vysoký podíl vody, tím pádem i více elektrolytů a je tedy dobrým vodičem, kdežto tuková tkáň vodu neváže, má tedy větší odpor a chová se jako izolátor. Čím vyšší je podíl tuku v těle, tím větší odpor je kladen procházejícímu proudu a hodnoty impedance vzrůstají. Hodnocenými výslednými veličinami jsou obsah tuku, tukuprosté neboli aktivní tělesné hmoty a obsah celkové tělesné vody (Hainer, 2004; Všetulová, Bunc, 2004). Používané přístroje se liší v počtu a lokalizaci elektrod, mezi kterými proud probíhá. BIA není invazivní metodou a přestože je relativně nová, je poměrně dostupná, vhodná i pro terénní použití. Vzhledem k hodnotě přístroje a nutnosti měnit elektrody je finančně mírně náročnější oproti kaliperaci. Základní
dělení BIA je na monofrekvenční
(Bodystat 500, 1500) a
multifrekvenční (Bodystat Quad Scan, Dual Scan 2005). Multifrekvenční přístroje umožňují dokonalejší, přesnější měření tělesného složení, díky měření v různých pásmech frekvence elektrického proudu. Předpokládá se, že frekvence menší než 10 kHz měří jen extracelulární prostor (EC, ECW), frekvence větší než 100 kHz prochází buněčnou membránou a měří intracelulární vodu (IC, ICW). Zároveň není tato metoda tak významně zatížena subjektivní chybou hodnotitele a neklade velké nároky na zkušenosti s obsluhou přístroje. Chyby v měření pomocí BIA často vychází ze samotného hardwaru, dále jsou výsledky významně ovlivněny nedodržením doporučovaného režimu před měřením. Největším zdrojem chyb (zdroje uvádí 20%22
80%) jsou samotné regresní rovnice, které jsou závislé na pohlaví, rase, věku, na anatomických poměrech a množství a distribuci tuku, předpokládají stejnou hydrataci organismu. Aby výpočet z vložené regresní rovnice nebyl významně zkreslen, je nutné předem odmastit kůži, před měřením 3 hodiny nejíst, 12 hodin nemít zvýšenou fyzickou námahu a 24 hodin nepít větší množství vody a nepít čaj nebo kávu. Měří se vždy na pravé straně těla. Metoda BIA je kontraindikována pro osoby s kardiostimulátorem a neměla by být používána ani u těhotných žen, i když se v různých výzkumech objevují názory, že intenzita proudu je natolik nízká, že by plod neměla ohrozit (Malá, 2010). Pro zkreslení celkové hydratace organismu tato metoda není vhodná pro jedince dehydrované, nebo naopak pro osoby mající otoky. V současné době se v běžné praxi nejčastěji používají tzv. bipolární přístroje, dělené na bipedální, kdy jsou elektrody uloženy například na snímací plošině nášlapných vah typu Tanita, nebo bimanuální, ruční přístroje typu Omron, kdy jsou elektrody umístěny na madlech a proband drží zařízení v obou dlaních před tělem. Jak již bylo zmíněno, tělesný tuk nemusí být rovnoměrně rozložen mezi horní a dolní končetiny. Proto jsou přesnější tzv. tetrapolární zařízení, mezi které patří právě např. Bodystat (typ Quad Scan 4000). Od roku 2004 byla představena tzv. osmipolární bioimpedance, která umožňuje stanovení složení těla (FFM, FM, TBW, ECW, ICW) v jeho jednotlivých segmentech. Využívá frekvence 5,50, 250, 500 kHz. Příkladem osmipolární bioimpedance (BIA8) je přístroj InBody 3.0 nebo 720 (Neovius, 2007). Kromě zdravotnické praxe se využívá více pro komerční účely rekondičních center, hodnotí tzv. fitness skóre a na jeho základě je údajně možné stanovit konkrétnější tréninkový plán, což však lze považovat spíše za marketingový záměr. Opět je nutné přesně dodržet režim před měřením a respektovat specifika dané populační skupiny. Hainer a další se dále zmiňují o metodě celotělové elektrické vodivosti (total body electric conductivity, TOBEC), která spočívá ve výpočtu obsahu tuku v těle na podkladě měření vodivosti těla v elektromagnetickém poli. Elektrolyty v aktivní hmotě těla toto pole ruší a je možné je od tukové tkáně diferencovat (Hainer, 2004; Pařízková, 2007). Metoda NIRI (near infrared interactance) je technika, která určuje složení těla iradiací tkání paprskem blízkým infračervenému záření. Měřená optická denzita
23
odrážené radiace je ovlivněna specifickými absorpčními vlastnostmi zkoumané tkáně. V minulosti byl používán přístroj Futrex 5000, který vysílá dvě vlnové délky 940 a 950, avšak provedené studie nepřinesly uspokojivé výsledky a tato metoda tedy nepatří mezi běžně užívané (Pařízková, 1998). Celkové shrnutí chyb BIA vycházející z použití přístroje přehledně zpracoval a publikoval Bunc (2007). •
chyba vlastního měřícího zařízení, která se pohybuje na úrovni cca 1,5%
•
elektrody - použitý typ elektrod a jejich pozice může způsobit nepřesnosti řádově okolo 3% nebo méně, přičemž typ elektrod ovlivňuje významně kapacitní složku celkové bioimpedance, odporová složka je na typ elektrod prakticky necitlivá, je-li plocha jedné elektrody alespoň 2,5 cm2
•
přechodový odpor mezi kůží a elektrodou - jeho vliv lze zanedbat (je menší než 0,5%), je-li jeho velikost nižší než 250 Ω
•
strana těla – rozdíly mezi pravou a levou stranou těla se pohybují v úrovni 1-2%, proto je vhodné důsledně měřit bioimpedanci pouze na jedné straně těla, firemní materiály doporučují pravou stranu
•
stav hydratace organismu - může způsobit chybu velikosti 2-4% a je třeba připomenout, že příjem nebo ztráta tekutin v objemu okolo 0,5 litru ovlivní hodnoty bioimpedance v čase okolo 10 minut, proto je nezbytné důsledně kontrolovat stav hydratace (příjem a výdej tekutin) v čase měření
•
svod mezi měřeným subjektem a zemí - tato chyba se může pohybovat na úrovni 1-2% a je nutné uvažovat při měření „vodivost“ podložky, na které měřená osoba leží
•
měřící frekvence - může znamenat nepřesnost na úrovni 1-2% a hraje roli hlavně u monofrekvenčních zařízení, která většinou měří pouze odporovou část bioimpedance a tudíž kapacitní složku zanedbávají
•
náhrada těla válcem nebo více válci – může znamenat chybu 1-3%
•
při konkrétním měření je potřeba počítat s denní biologickou variabilitou, která se pohybuje na úrovni okolo 2% z naměřené hodnoty.
24
2.2.2 Metody referenční 2.2.2.1 Duální celotělová rentgenová absorpciometrie Duální celotělová rentgenová absorpciometrie, zkráceně DEXA (Dual Energy Xray Absorptiometry), je metoda rozlišující kostní minerály od měkkých tkání a tuk od tukuprosté hmoty. Původně byla určena především pro hodnocení denzity kostí a tedy k hodnocení rizika osteoporózy, avšak po softwarové úpravě bylo umožněno přesnější hodnocení složení těla. Zakládá se na principu odlišné absorpce záření o dvou různých energiích různými tkáněmi Hlavní výhodou této metody je možnost zhodnotit měřené veličiny pro jednotlivé segmenty těla, což v praxi umožňuje objektivizovat například stranově asymetrické otoky či rozložení tuku v horní nebo dolní polovině těla (Hainer, 2004). Měřená osoba leží na zádech, nejlépe ve spodním prádle, je potřeba odložit kovové předměty jako prsteny, podprsenky s kosticemi atd. Měření trvá v závislosti na použitém přístroji a spolupráci s daným jedincem od 5 do 20 minut. Běžně užívané snímací plochy mají rozměry 60 x 190 cm a nelze proto vyšetřit osoby větší výšky a extrémně obézní. Přesnost metody klesá se zvětšujícími se rozměry těla, přesto je mnoha studiemi stále považována za referenční (Sun et al., 2005; Neovius et al., 2007; Völgyi et al., 2008; Kanellakis et al., 2010). Metoda nevyžaduje zvláštní spolupráci vyšetřovaného, avšak není vhodná pro opakované měření vzhledem k expozici určitému množství radiačního záření (Neovius et al., 2007). 2.2.2.2 Hydrodenzitometrie Hydrodenzitometrie je metoda z 60. let 20. století, patří k nejdéle používaným, avšak stále zůstává metodou referenční. Pařízková byla v roce 1977 u nás mezi prvními, kdo tuto metodu použil pro vytvoření regresních rovnic při použití metody kaliperační. V cizojazyčných zdrojích je hydrodenzitometrie označována jako under water weighing (UWW), tedy podvodní vážení (Hainer, 2004). Stanovení
průměrné
hodnoty
celkového
obsahu
tuku
v těle
pomocí
hydrodenzitometrie vychází z principu Archimedova zákona, kdy je vypočítáván rozdíl hmotnosti těla pod vodou a na suchu. Předpokládá se, že denzita tuku je kolem 0,9007 g/cm3 a denzita lidského těla je blízká denzitě vody 1 g/cm3. Výsledná hodnota je korigována o objem reziduálního vzduchu v plicích a o obsah střevních plynů, 25
zjištěných diluční dusíkovou metodou. Výhodou denzitometrie je, že stanovuje hodnoty aktivní hmoty a i depotního tuku, navíc může být často opakována, nepředstavuje zdravotní riziko. Měření touto metodou je vyloučeno u osob nespolupracujících nebo u lidí neschopných celkově se zanořit pod vodu a maximálně vydechnout (Ginde, 2005). Objevují se názory, že referenční hodnoty z hydrodenzitometrie, které jsou dodnes používány v regresních rovnicích, je nutné aktualizovat a konfrontovat s novými studiemi, vzhledem k sekundárním vývojovým změnám (zvýšený podíl tuku v těle, nedostatečný rozvoj svalstva). U extrémních skupin, jako například vrcholových sportovců nebo seniorů, musíme počítat s jinou hydratací organismu než u běžné, zdravé populace (Neovius et al., 2007).
Obrázek 1. Ukázka podvodního vážení (převzato z www.uky.edu/Education/KHP/Body_comp/EquipmentPhotos.htm) 2.2.2.3 Celotělová pletysmografie Celotělová pletysmografie (v překladu air aisplacement plethysmography, ADP) je vlastně metoda navazující na hydrodenzitometrii. Používá se pro zjišťování objemu těla a hustoty vzduchu za využití Boyleova a Poissonova zákona (vztahy mezi tlaky a objemem). Zkoumaný člověk sedí v hermeticky uzavřeném prostoru vyplněném vzduchem, změří se změny tlaku vzduchu, vypočte se objem těla odečtem od objemu vzduchu v prázdné místnosti a výsledkem je denzita těla. Není nutná přesná spolupráce, metoda není nijak zátěžová, délka měření se pohybuje od 5-10 minut a lze ji proto využít i u dětí nebo například u seniorů. Omezení vyplývají pouze z velikosti uzavřeného prostoru, proto se tato technika nepoužívá u osob extrémně vysokých nebo trpících klaustrofobií (Ginde, 2005). 26
2.2.2.4 Měření celkové tělesné vody - hydrometrie Jde o stanovení obsahu vody v těle diluční metodou značení izotopy (deuteriem 2
H2O, triciem 3H2O nebo kyslíkem H218O. Voda v celém těle má poměrně konstantní
zastoupení v beztukové tělesné hmotě (0,732). Metoda dvojitě značené vody 2H218O slouží ke stanovení energetického výdeje. Širší použití této metody je omezené vysokou cenou zařízení nutných k detekci izotopů, tudíž slouží spíše pro výzkumné účely (Hainer, 2004). 2.2.2.5 Měření celkového tělesného draslíku V lidském těle se přirozeně vyskytuje radioaktivní izotop 40K, byl prvním prvkem, který byl měřen u lidí in vivo, a to počítačem cloněném od externího záření. Nachází se pouze v aktivní, tukuprosté hmotě v konstantním poměru a proto je z hodnot celkového draslíku možné vypočítat její množství. Metoda je poměrně drahá a vyžaduje častou kalibraci pro získání přesných výsledků u různě objemných subjektů, avšak měření mohou být opakována častěji a nepředstavují žádné zdravotní riziko (Pařízková, 1998).
2.2.3 Metody pro hodnocení vícesložkového modelu tělesného složení 2.2.3.1 Zobrazovací techniky Zobrazovací techniky mají tu výhodu, že poskytují informaci o rozměrech jednotlivých tkání. Celotělové snímače jsou však velmi drahé, vyšetření trvá dlouho a například v případě počítačové tomografie (CT) je organismus opět vystaven určité dávce záření (Pařízková, 2007). Význačný pokrok představuje též magnetická rezonance (MRI). Je založena na principu, že určitá jádra s určitými magnetickými vlastnostmi se řadí při průchodu radiofrekvenční vlny v určitém směru magnetického pole. Při přerušení průchodu této vlny se jádra vracejí do své původní polohy a přitom vysílají absorbovanou energii, kterou lze měřit a odvodit z ní obraz zkoumané tkáně. Použitá měřící metoda nevyžaduje spolupráci subjektu, trvá však dlouho. Nedochází k ozáření, což dovoluje opětovná měření. Používá se například k měření viscerálního tuku, avšak vzhledem k nákladnosti pouze v rámci výzkumu (Pařízková, 1998). Měření pomocí ultrazvuku je spíše nestandardní metodou, sondou 3,5 MHz je stanovena vzdálenost mezi přední stranou aorty a vnitřní plochou přímého břišního svalu ve výši L4-L5. Hainer uvádí korelační koeficient při srovnání s CT břicha 0,669 27
(Hainer 2004). 2.2.3.2 Kreatininová exkrece Kreatinin, jakožto konečný produkt dusíkatého metabolismu, podává informaci o množství svalové tkáně. Jde o metodu získání přesných hodnot kreatininu ze sběru vzorků moči během několika dní, čemuž však předchází určitá dieta. Tento postup je vhodný spíše pro sledování jedince v nemocnici na metabolické jednotce (Pařízková, 1998). 2.2.3.3 In vivo neutronová aktivační analýza Tato metoda (zkráceně IVNAA) se zakládá na iradiaci těla neutrony, po kterém následuje měření typu a intenzity vysílané radiace v průběhu návratu destabilizovaných jader zpět ke stabilnímu stavu. Existují dvě použitelné techniky, a sice zpožděná aktivační analýza, či urychlená gamma analýza. Kvůli délce měření, zátěži radiací a v neposlední radě kvůli ceně přístroje je tato metoda využívána zejména pro výzkumné účely (Pařízková, 1998).
2.2.4 Shrnutí poznatků o metodách měření tělesného složení V kapitole číslo 2 jsme shrnuli poznatky o metodách měření tělesného složení. Přesný popis jednotlivých metod, které jsme použili v našem výzkumu, je uveden v metodice praktické části, v kapitole 3.2.6. Jak uvádíme i dále v diskuzi k naší práci, existuje značné množství studií, dokumentujících korelaci jednotlivých metod různě mezi sebou. Z prostudovaných zdrojů jasně vyplývají jejich výhody a nevýhody. Základním předpokladem pro co nejpřesnější odhad procenta tělesného tuku jsou výchozí data používaná u referenčních metod. Přesnost regresních rovnic je ovlivněna zahrnutím různých parametrů, zejm. pohlavím, věkem, etnickou rasou, distribucí tuku a například i hydratací organismu u bioimpedančních metod. I referenční metody jako DEXA či pletysmografie mají svá omezení a je potřeba údaje neustále aktualizovat vzhledem k evolučním a populačním změnám, nicméně stále jsou považovány za zlatý standart pro výzkum korelace s metodami běžněji užívanými v klinické praxi.
28
2.3 Obezita a metabolický syndrom Tato kapitola krátce shrnuje současné poznatky o prevalenci, diagnostice metabolického syndromu (MS) a možnostech prevence a terapie, zejména pak o léčbě fyzickou aktivitou. V průběhu let a s přibývajícími výzkumy vycházejí najevo nové souvislosti, které stále rozšiřují a upravují původní definici Reavenova MS, proto také pro tento syndrom existuje několik synonym, například hyperplastický syndrom, kardiometabolický syndrom, syndrom 5H, deadly quarter, syndrom X atd. Odborníci se nejvíce přiklánějí k označení syndrom inzulinové resistence (Svačina, 2001; Radvanský a kol. 2006), i když stále probíhá diskuze, zda se skutečně jedná o syndrom nebo jen náhodný, souběžný výskyt jednotlivých onemocnění (Haluzíková a kol., 2009). Prevalence MS se pak pohybuje v závislosti na šíři definice od 20-40% populace. Obecně lze říci, že v současné době výskyt MS dosahuje epidemických rozměrů. (Doležalová, 2006; Souček, 2005).
2.3.1 Hlavní složky metabolického syndromu Hlavními složkami MS jsou inzulinová resistence, diabetes mellitus, hypertenze a dyslipidemie. Od roku 2001 je uváděna jako jedna z hlavních složek také obezita. Je známo, že intraabdominální tukové buňky jsou metabolicky aktivnější než periferní adipocyty a uvolňují více mastných kyselin, což vede ke zvýšení jaterní produkce lipoproteinů s velmi nízkou denzitou (VLDL) a k hypertriglyceridemii (Souček, 2005). Například Mezinárodní diabetologická federace (IDF) ale doplnila centrální obezitu do definice až v roce 2006 (Sucharda, 2007). Souček (2005) uvádí, že podle Definice NCEP III (National Cholesterol Education program) z roku 2001 jsou tedy pro diagnózu MS všeobecně platná minimálně tři z uvedených kritérií: •
abdominální obezita: obvod pasu muži > 102 cm, ženy > 88cm
•
triglyceridy v séru: > 1,7 mmol/l
•
HDL cholesterol: muži < 1,0 mmol/l, ženy < 1,3 mmol/l
•
krevní tlak: ≥ 130/85 mmHg a/nebo léčená hypertenze
•
glykémie nalačno: ≥ 6,1 mmol/l. 29
2.3.2 Etiopatogeneze metabolického syndromu Při vzniku metabolického syndromu se uplatňuje zejména genetická výbava jedince. Vlivy prostředí však také mohou indukovat zhoršení inzulinoresistence či jiných složek. Mnoho autorů uvádí genetiku a vnější vlivy jako příčinu vzniku MS v poměru 1:1. V literatuře bývá také uváděna například stresová teorie vzniku IR či vliv některých farmak (kortikosteroidy, antidepresiva, antihistaminika) (Doležalová, 2006). Hlavním ovlivnitelným rizikovým faktorem je hypokineza, jako důsledek sedavého stylu života. Ukazuje se, že tělesná inaktivita představuje závažnější riziko než abdominální
obezita. Terapie metabolického
syndromu
(respektive
jeho
jednotlivých složek) proto vyžaduje komplexní přístup.
2.3.3 Fyzická aktivita v prevenci a léčbě metabolického syndromu Uvádí se, že redukce váhy o 7-10% původní hmotnosti stačí k poklesu metabolických komplikací a vzniků nádorů až o 50% (Svačina, 2001). Podle Lee et. al. však může být větším rizikem pro vznik MS nízká tělesná zdatnost než obezita. Riziko kardiovaskulárních onemocnění je vyšší u štíhlých osob s nízkou fyzickou zdatností než u fyzicky zdatných obézních. (Svačinová 2005). Nejen z tohoto důvodu je určení distribuce tuku v těle a stanovení tělesného složení pomocí antropometrických nebo bioimpedančních metod vhodnější než jen pouhý výpočet BMI. Základními postupy v terapii metabolického syndromu jsou změna životního stylu a dietních zvyklostí, přiměřená fyzická aktivita, eventuálně i farmakoterapie a chirurgická léčba (Doležalová, 2006; Svačinová, 2005, Radvanský a kol., 2006). Častým problémem a hlavním důvodem selhání léčby je nedostatečná adherence k novému stylu života. Velice záhy se nemocný vrací ke špatným návykům, proto je nezbytná pečlivá individuální edukace a psychologické poradenství, tzv. kognitivně behaviorální přístup (Doležalová, 2006; Souček, 2005). Pohybová aktivita je v léčbě obezity a ostatních složek MS poměrně opomíjena, ačkoli je dostupná, ekonomicky nenáročná a v případě správné preskripce velmi efektivní (Radvanský a kol., 2006).
2.3.4 Jaká je neúčinnější dávka pohybové aktivity? Vlastní předpis vhodné pohybové aktivity (PA) je nutné co nejvíce přizpůsobit individuálnímu stavu a možnostem pacienta, to znamená respektovat věk, fyzickou zdatnost a zvážit rizika i přínosy zvolené PA vzhledem k ostatním komorbiditám.
30
Proto by měla být odebrána podrobná anamnéza s ohledem na rodinnou zátěž, rozbor jídelníčku a rozbor pracovní i mimopracovní denní aktivity. Dále by mělo být provedeno podrobné klinické, laboratorní, antropometrické a zátěžové vyšetření (Doležalová, 2006; Máček a kol., 2005). Pro léčbu i prevenci MS se jako nejvhodnější jeví pravidelná aerobní činnost, zejména pokud chceme redukovat hmotnost. Rychlé anaerobní aktivity nemají dostatečný vliv na redukci hmotnosti, avšak dochází k tvorbě svaloviny (Máček, Máčková, 2005). Cílem této diplomové práce však není podrobný rozbor doporučení ideální pohybové zátěže v závislosti na různých onemocněních. Současná doporučení pro pravidelnosti a intenzitě zátěže se v rámci jednotlivých studií mírně liší. Máček uvádí na základě epidemiologických studií jako ideální trvání fyzické zátěže (aerobního charakteru) 30-60 minut denně. Zlepšení bylo prokázáno i při cvičení 200-300 minut týdně, což by se mělo rovnat energetickému výdeji přibližně 1000-2000 kcal. (Máček a kol. 2005). Podrobný postup pro zvyšování fyzické zdatnosti zpracoval ve své publikaci Stejskal (Stejskal, 2004). Ke kontrole intenzity fyzické zátěže se doporučuje monitorování srdeční frekvence. Jednodušším indikátorem je tzv. škála subjektivně vnímaného úsilí dle Borga, známá jako Rating of Percieved Exertion, RPE (Daďová a spol., 2000). Nejlépe lze efekt pohybové terapie objektivizovat laboratorním měřením VO2 max. (Stejskal, 2004). Problematika metabolických onemocnění je velice široké téma. Znalosti o možnostech prevence i léčby pohybovou aktivitou by se měly více rozšiřovat do povědomí nejen praktických lékařů, ale i mezi laickou veřejnost. Zkoumáním vlivu fyzické aktivity u metabolicky nemocných se u nás zabývá řada autorů, nejen výše citovaných, a je velmi pravděpodobné, že se doporučení pro preskripci ideální intenzity zátěže budou dále měnit a specifikovat.
31
2.3.4.1 Pozitiva, která přináší fyzická aktivita: •
zlepšení utilizace glukózy zvýšením citlivosti k inzulinu i usnadnění transportu glukózy do buňky nezávislém na inzulinu; pokles inzulinémie
•
zvýšení množství svalové hmoty a tím zvýšení celkového množství inzulínových receptorů svalu
•
ovlivnění koagulace, pozitivní efekt na hladinu fibrinogenu, snížení agregability destiček
•
pozitivně ovlivňuje lipidový profil snížením cholesterolu, zvýšením HDL, snížením LDL a triglyceridů
•
zpomaluje se proces aterosklerózy velkých tepen včetně koronárních
•
zvyšuje se mobilizace a spalování tuků v tukové tkáni (při aerobní PA)
•
dochází ke zvýšení postprandiálního fyzického výdeje a zabránění poklesu energetického výdeje při dietní léčbě
•
snížení klidového systolického i diastolického krevního tlaku
•
snížení klidové srdeční frekvence
•
snížení známek němého zánětu (normalizace CRP)
•
snížení množství viscerálního tuku
•
dosažení periferní i centrální adaptace oběhu (normalizace či zlepšení regulačních vztahů spojených se sympatikem a parasympatikem)
•
pokles výskytu CMP, ICHS i některých nádorů
•
zvýšení svalové síly, flexibility a koordinace
•
příznivé ovlivnění kostního metabolismu
•
krátkodobé snížení chuti k jídlu, snížení chuťové preference tučných jídel
•
zmírnění známek deprese a úzkosti, pohybem je stimulována produkce endorfinů
•
u diabetiků druhého typu lze podstatně zlepšit farmakologicky navozenou metabolickou kompenzaci (a ve výjimečných případech i nahradit farmakoterapii), oddálit nástup pozdních komplikací (Doležalová, 2006; Radvanský a spol., 2006).
32
2.4 Možnosti stanovení tělesného složení u dětské populace Nárůst dětské nadváhy a obezity zdůrazňuje význam přesného stanovení tělesného složení zejména pro prevenci a léčbu pokud možno dostupnými metodami. V české republice byla zjištěna obezita u 6,6% chlapů a 5,6% dívek. Je potřeba věnovat zvýšenou pozornost zejména těm dětem, u nichž byla zjištěna rodinná zátěž, hypertenze, inzulinová resistence a rychlý vzestup hmotnosti. Studie dokazují mimo jiné i fakt, že riziko vzniku metabolického syndromu v dospělosti je v přímé závislosti s nízkou poporodní hmotností - pod 2500g (Bartůňková, 2009). Procento tělesného tuku se v průběhu ontogeneze významně mění. Byl zjištěn pokles %BF s rostoucím věkem u dětí před pubertou, avšak v posledních letech se objevuje fenomén stagnace či dokonce růstu BF v období puberty zejm. u chlapů, což pravděpodobně souvisí s poklesem fyzické zátěže mladého organismu (Bunc, 2007). Z dostupných zdrojů je zřejmé, že v terénní praxi pro diagnostiku obezity u dětí lze za předpokladu použití vhodné predikční rovnice využít metodu kaliperační, stejně tak i měření metodou BIA, nejlépe osmipolární. Dále je vhodná pletysmografie, méně již metoda DEXA vzhledem k expozici menšímu množství záření, a metoda hydrodenzitometrie, vyžadující dobrou spolupráci (Ginde, 2005; Bunc 2007). Podrobněji se výzkumu využití antropometrických parametrů věnovala ve své disertační práci Kinkorová. U děvčat i chlapců byla zaznamenána významná shoda řady antropometrických parametrů s celkovým množstvím tělesného tuku z metodiky DEXA, konkrétně u výsledků DEXAtrup, s rozdílem menším než 2% (Kinkorová, 2004 a 2007).
2.5 Význam zjištění tělesného složení pro fyzioterapeuta Studie tělesného složení se v současné době soustřeďují na změny složení těla v průběhu růstu, vývoje a stárnutí, hodnotí změny pod vlivem fyzické zátěže různé intenzity a dále při obezitě a dalších, nejen metabolických onemocnění (Větrovská, 2009; Pařízková, 1998). Se stoupajícím výskytem obezity, potažmo metabolického syndromu v české i světové populaci se stává nutností, aby fyzioterapeuté měli o této problematice dostatečné povědomí - ve smyslu znalostí o diagnostice obezity, schopnosti určit distribuci tuku a o možnostech léčby pohybovou terapií. Při příchodu do ambulantní ordinace si fyzioterapeut ze všeho nejdříve všímá právě tělesné konstituce. Měl by být schopen individuálně zhodnotit možnosti
33
konkrétního pacienta a zvolit vhodný terapeutický přístup. Zaujímání předsudků vůči obézním osobám, co se týče pohybových schopností a možností léčit pohybový aparát, je základní chybou a může tak dojít i k poškození pacienta, byť neúmyslnému. Proto by při vstupním vyšetření měla být věnována pozornost nejen distribuci tuku v těle, ale i zjištění vývoje hmotnosti v průběhu života, případné pohybové „zkušenosti“ a motivace do budoucna (Stejskal, 2004). Záleží také na somatotypu daného jedince – pyknický typ snáší obezitu lépe, proto nárůst hmotnosti nezpůsobí pohybové obtíže tolik jako u v mládí astenických či leptosomních pacientů, kteří pak v dospělosti výrazněji naberou na váze. Vhodným přístupem a správným předpisem pohybové aktivity fyzioterapeut může vyvést pacienta z určitého bludného kruhu, kdy obezita působí přetěžování následkem statické poruchy, která se často projeví bolestí v kříži nebo v kořenových kloubech a nemocný se pak kvůli bolesti málo pohybuje a stává se ještě obéznějším (Lewit, 2006). Z klinické praxe je zřejmé, že možnosti terapie u obézních mohou být svým způsobem omezené a vyžadují určitou zkušenost, protože je ztížená palpace a lze očekávat hypomobilitu, zkrácení svalů či změnu tělesného schématu. Je nezbytné zohlednit v terapii i onemocnění přidružená k obezitě, konkrétně důsledky diabetes mellitus, neuropatie a bolesti kloubů z přetížení. Zjištění tělesného složení má nezpochybnitelný význam i pro na první pohled normostenické jedince. Nízké procento tělesného tuku může vést u žen například k poruše menstruačního cyklu, jak bývá typické v případě poruch příjmu potravy nebo u vytrvalostních běžkyň. Významným parametrem je pak procento kostní hmoty, které jsme schopni získat pomocí denzitometrie, či z predikčních rovnic dosazených do bioimpedančních přístrojů. Úbytek kostní tkáně a zhoršení její mikroarchitektury jsou typické pro ženy spíše s nižším či normálním BMI, sníženou pohybovou aktivitou a obzvláště po menopauze, i když se v praxi častěji setkáváme s čím dál mladšími osobami, trpícími tímto civilizačním nemocněním a výjimkou nejsou ani muži. (Jessel, 2006). Hodnocení složení těla tak můžeme stejně úspěšně jako u redukčních režimů použít i pro objektivizaci vlivu pohybové aktivity a vhodné rehabilitace na vývoj osteoporózy.
34
2.6 Význam zjištění tělesného složení pro pacienta Pro prevenci i léčbu nadváhy a řešení všech jejích důsledků je velmi důležité nejprve pochopit její příčiny. Lidé s nadváhou či naopak s poruchami příjmu potravy ve smyslu mentální anorexie či bulimie mají často výrazně porušené tělesné schéma. Způsob vnímání vlastního těla přitom není určován jen skutečným tvarem a velikostí těla, ale i subjektivním hodnocením jednotlivce, svůj význam má i hodnocení okolí. Přehnaný zájem o hmotnost se dnes stává takřka společenskou normou a tak je lidská psychika ohrožena nejen samotnou nadváhou, ale i strachem z ní (Fialová, 2001). Realistické ohodnocení rozměrů vlastního těla a uvědomění si případných rizik souvisejících s nadměrnou hmotností nebo naopak s podváhou je základním předpokladem pro akceptování názorů odborníků. Posedlost vlastní hmotností není dobrá, zdravá individuální váha je často pro člověka lepší než ideální váha definovaná společenskými požadavky, a proto pochopení skladby těla může pomoci udělat si lepší představu o sobě samém a o individuálních předpokladech, jak tělesnou hmotnost, respektive tělesné složení nějak ovlivnit (Fialová, 2001). Mnoha studiemi byl prověřen fakt, že zdravý životní styl vede k prodloužení délky života, což ale není natolik motivujícím faktorem, jako spíše zlepšení jeho kvality (Marcus, Forsyth, 2010). Úspěšnost redukčních režimů je v přímé závislosti na přístupu klienta. V praxi se ukazuje, že měření množství tělesného tuku v rámci redukčního režimu se velmi významně podílí na zlepšení compliance pacientů s nadváhou a obezitou (Větrovská a kol. 2009). Nicméně velmi záleží na způsobu interpretace zjištěných výsledků a na patřičné individuální edukaci klienta o příčinách a možnostech ovlivnění svého zdravotního stavu.
35
3
PRAKTICKÁ ČÁST
3.1 Cíle práce Cílem práce je porovnat rozdíly čtyř použitých metod s referenční metodou DEXA a zhodnotit použitelnost jednotlivých metod měření tělesného složení u pěti skupin žen rozdělených dle BMI (v rozmezí 20-47 kg/m2). Hlavním záměrem je nalézt pro terénní využití nejvhodnější metodu zjišťování procenta tělesného tuku, zejména pro ženy s nadváhou a obezitou. Dílčím cílem práce je teoretické zpracování problematiky měření tělesného složení a shrnutí významu měření a využití ve fyzioterapii.
3.1.1 Úkoly práce 1. Studium literatury a informačních zdrojů k dané problematice. 2. Výběr metod pro stanovení množství tělesného tuku ve spolupráci s Ústavem tělovýchovného lékařství 1. LF UK a VFN, Rekondičním centrem VŠTJ Medicina Praha a III. interní klinikou 1. LF UK a VFN. 3. Výběr probandů, jejich seznámení s podmínkami a cílem výzkumu. 4. Sběr dat. 5. Statistické zpracování a analýza dat. 6. Vyhodnocení a diskuze nad výsledky.
3.1.2 Řešená otázka •
Jak se budou jednotlivé použité metody lišit od referenčních výsledků zjištěných metodou DEXA?
•
Která z metod je v porovnání s referenční metodou DEXA nejvhodnější pro měření žen v jednotlivých rozmezích BMI?
•
Potvrdí se hypotézy podobných studií, že výsledky z DEXA se nejvíce blíží hodnotám zjištěných přístrojem Bodystat?
•
Jaký je význam měření tělesného složení ve fyzioterapii, respektive proč mohou být pro fyzioterapeuta tyto údaje důležité?
36
3.1.3 Hypotézy •
H1 - Předpokládáme, že v jednotlivých kategoriích BMI budou jednotlivé metody s metodou DEXA korelovat různě.
•
H2 - Pro celý soubor se průměrem ukáže jako nejvhodnější metoda pro měření tělesného tuku metoda Bodystat.
•
H3 - Předpokládáme, že měření pomocí přístroje Omron a metodou kaliperační se ukáží jako nevhodná pro ženy s BMI vyšší než 30 kg/m2.
3.2 Metodika 3.2.1 Metodika výzkumu Jde o rozšiřující výzkum, navazující na pilotní studii diplomantky Šupové (Šupová, 2006). Zabývali jsme se metodami zjišťování procenta tuku v těle u souboru žen, rozdělených do skupin dle BMI. Tělesný tuk jsme zjišťovali antropometrickou metodou (kaliperací za použití kaliperu typu Best) a metodami založenými na vodivosti těla (multifrekvenční bioimpedanční analýza pomocí přístrojů Omron, Tanita a Bodystat). Zaměřili jsme se na porovnání výsledků jednotlivých metod s metodou DEXA, která je všeobecně považována za zlatý standard v hodnocení tělesného složení. Údaje byly statisticky zpracovány v programu SigmaSTAT a Excell, aby se ověřily hypotézy, že pro jednotlivé skupiny BMI je různá shoda jednotlivých metod měření s referenčními výsledky. Tato práce má charakter empirického, kvantitativního výzkumu, který se zabývá především porovnáváním vztahů mezi měřenými parametry. Z hlediska časového šlo o krátkodobý výzkum. Testování probíhalo v laboratorních podmínkách vzhledem k větší pravděpodobnosti zachování standardních podmínek během vyšetřování.
3.2.2 Kritéria výběru probandů do zkoumaného souboru Studie se zúčastnily dobrovolnice z řad klientek RC VŠTJ Medicina Praha. Všechny ženy byly před zařazením do vlastního výzkumu seznámeny s účelem studie a s průběhem měření a podepsaly informovaný souhlas. Vzor informovaného souhlasu je uveden v příloze č.... Požadovanými kritérii byly: věk od 18 do 75 let, BMI v rozmezí od 20 do 45 kg/m2. Nutno zdůraznit, že nebyl brán ohled na dosavadní pohybovou aktivitu klientek. Účast ve studii nebyla povolena ženám s kardiostimulátorem a ženám těhotným vhledem k tomu, že jde o kontraindikace u metod BIA, resp. DEXA. 37
3.2.3 Zajištění podmínek pro testování Testování probíhalo u všech účastnic studie v odpoledních hodinách a ve stejné místnosti, kde se teplota pohybovala v rozmezí 21-23 °C. Během měření byly probandky bosé a pouze ve spodním prádle. Před vyšetřením metodou DEXA bylo nutné odložit veškeré kovové předměty (prsteny, náušnice apod.). S každou probandkou byla během vstupního vyšetření odebrána anamnéza a zjištěno BMI, podle kterého jsme každou účastnici zařadili do konkrétní sledované skupiny. Poté byl domluven termín návštěvy, během které znovu proběhla kontrolní měření antropometrických parametrů (výška, váha, obvod pasu a boků) a měření všemi výše uvedenými metodami. Všechny ženy byly individuálně poučeny o zásadách, které bylo nutné před měřením dodržet, zejména pro zajištění standardních podmínek pro využití bioimpedančních metod (24 hodin před měřením nepít kávu ani alkohol, 12 hodin zvýšenou fyzickou námahu a 3 hodiny před vlastním měření nejíst a nepít). Hodnoty tělesného složení pomocí DEXA byly zjišťovány a zaznamenávány laborantkami Osteocentra na III. interní klinice VFN, ostatní metody prováděl a zapisoval u všech probandů stejný výzkumník.
3.2.4 Charakteristika zkoumaného souboru Sledovaný soubor byl sestaven ze 136 žen, které byly v době konání výzkumu klientkami RC VŠTJ Medicina Praha a dobrovolně se do studie přihlásily. Průměrný věk zkoumaného souboru žen byl 46,51 let (± 14,67), nejmladší účastnici bylo v době měření 19 let, nejstarší 73 let. Nejnižší BMI bylo 18,2 a nejvyšší 47,5 kg/m2. V každé skupině bylo minimálně 30 probandek, až na skupinu číslo 5. Vzhledem k nedostatečnému počtu účastnic uvádíme statistický rozbor této skupiny spíše pro doplnění. Podrobná charakteristika souboru je uvedena v tabulce 6 a 7. Kompletní tabulky s přehledem všech zjišťovaných parametrů uvádíme v příloze 8 - 12. Tabulka 6.Charakteristika celého souboru (n=počet probandů, SD směrodatná odchylka) n
průměr
SD
chyba
max.
min.
median
věk (roky)
136
46,52
14,67
1,26
73
19
51
výška (cm)
136
164,35
6,3
0,54
186,5
152
164
136
84,1
16,91
1,45
122
49,9
83,95
BMI (kg/m )
136
31,11
6,67
0,57
47,5
18,2
31,4
% BF - DEXA
136
38,34
6,8
0,58
53,6
20,3
39,45
pas (cm)
136
95,41
15,83
1,36
131
63
96
body (cm)
136
113,41
14,04
1,2
152
84
113,5
hmotnost (kg) 2
38
3.2.5 Časový rozvrh a podmínky sběru dat Vstupní pohovor probíhal v prostorách RC VŠTJ Medicina Praha a trval zhruba 20 minut. Všech účastnic studie jsme při tomto prvním setkání dotazovali na jméno, příjmení, věk a případné kontraindikace pro vstup do studie (kardiostimulátor, těhotenství, onemocnění). Zjistili jsme výšku a váhu a každou účastnici jsem zařadili do příslušné kategorie dle BMI. Následně byl domluven termín druhé návštěvy, během které proběhla měření všemi stanovenými metodami – v rozmezí cca 45 min, vždy v dopoledních hodinách. Zkoumanými parametry tedy byly: výška, hmotnost a distribuce tuku podle obvodu pasu a boků. Všechny ženy prohlásily, že dodržely doporučení pro měření metodou Bodystat (uvedeny v kapitole 3.2.3). Krátkých časovým rozpětím mezi všemi prováděnými metodami a důsledným dodržením doporučených zásad jsme se snažili zamezit ovlivnění hydratace organismu, aby nebyly ovlivněny výsledné hodnoty sledovaných parametrů, zejména pomocí bioimpedančních metod. Procento tělesného tuku bylo zjištěno následujícími metodami: •
antropometrické měření kaliperační metodou
•
Bodystat (bioimpedanční analýza s tetrapolárním uspořádáním elektrod)
•
Tanita (BIA s bipedálním uspořádáním elektrod, měřeno ve stoje a naboso)
•
Omron (BIA s bimanuálním uspořádáním elektrod, tzn. úchop přístroje oběma rukama).
•
DEXA (metoda celotělové denzitometrie)
Všechna měření probíhala v Ústavu tělovýchovného lékařství 1. LF UK a VFN a v prostorách RC VŠTJ Medicina Praha. Prováděl a zapisoval je vždy tentýž výzkumník. Měření metodou DEXA zajišťovaly laborantky z Osteocentra III. interní kliniky 1. LF UK a VFN.
3.2.6 Metody sběru dat objektivizačními metodami 3.2.5.1 Metody zjišťování antropometrických parametrů Přesný postup při zjišťování sledovaných parametrů byl následující: •
Tělesná hmotnost byla měřena s přesností na 0,1 kg na elektronické 39
nášlapné váze značky Tanita, proband byl během měření ve spodním prádle a bez obuvi. •
Tělesná výška byla stanovena s přesností na 0,5 cm výškoměrem značky Tanita, měřený proband byl stále bez obuvi, otočen zády k výškoměru, tělo ve vzpřímeném držení, hlava ve středním postavení.
•
Body mass index (BMI) byl vypočítán dosazením výše uvedených hodnot do rovnice a výpočet byl zaokrouhlen na jedno desetinné místo. BMI = hmotnost v kg / (výška v m)2
•
Obvod pasu a boků byl měřen pásovou mírou s přesností na 0,5 cm (Pozn. Jeden krejčovský metr byl použit maximálně na 50 probandek).
3.2.7 Použité metody pro hodnocení procenta tělesného tuku 3.2.7.1 Metoda DEXA Vyšetření tělesného složení metodou DEXA bylo realizováno na pracovišti Osteocentra III. interní kliniky 1. LF UK a VFN. K testování byl použit přístroj HOLOGIG (HOLOGIC, Inc.), model QRD 4500 A (S/N 45125) (Šupová, 2006). 3.2.7.2 Bioimpedanční metoda bipedální - přístroj Tanita TBF 410 Měření probíhalo na nášlapné váze se dvěma zabudovanými elektrodami. Probandky byly bosé, plosky nohou byly odmaštěné. Do měřiče jsme museli zadat vstupní data (výška, věk a pohlaví). Před měřením procenta tělesného tuku byla samozřejmě zjištěna tělesná hmotnost. Tělesný odpor je tímto přístrojem měřen pouze přes dolní polovinu těla, není tedy zcela jasná cesta proudu. 3.2.7.3 Bioimpedanční metoda bimanuální - Omron BF 306 Přístroj byl umístěn do rukou vyšetřované osoby, která by měla klidně stát ve vzpřímeném stoji mírně rozkročném, horní končetiny v extenzi v lokti a v 90° flexi v ramenních kloubech. Před měřením bylo nutné do měřiče zadat vstupní údaje - výška, hmotnost, věk a pohlaví. 3.2.7.4 Bioimpedanční metoda tetrapolární - přístroj Bodystat QuadScan 4000 Měření bylo prováděno na pravé straně těla u člověka ležícího na zádech, s uvolněnými horními i dolními končetinami – v extenzi a mírné abdukci. Elektrody 40
byly umístěny tetrapolárně: na ruce signální elektroda dorzálně, v prostoru mezi 2. a 3. metakarpem, měřící elektroda na zápěstí mezi radiem a ulnou; na noze signální elektroda dorzálně v prostoru mezi 1. a 2. metakarpem a měřící elektroda anterolaterálně vedle maleolus lateralis, mezi tibií a fibulou. Byla použita frekvence proudu 50 kHz. Kůže v místě dotyku s elektrodami musela být odmaštěna. Výpočet procenta tělesného tuku vychází ze vstupních údajů o výšce, věku, pohlaví, které bylo před měřením nutné zadat do přístroje. Výpočty vycházejí z regresních rovnic, které jsou součástí softwaru. Přístroj umožňuje zároveň vyhodnotit i aktuální hydrataci organismu a stanovuje tzv. aktivní, tukuprostou hmotu. 3.2.7.5 Antropometrická metoda - kaliperace Procento tělesného tuku bylo vypočítáno na základě měření tloušťky deseti kožních řas, jejichž lokalizace je na povrchu těla přesně definována dle Pařízkové. Měřili jsme vždy na pravé polovině těla a použili jsme modifikovaný kaliper typu Best. Výsledné hodnoty všech deseti kožních řas byly sečteny a dosazeny do regresních rovnic dle Pařízkové (Vilikus, 2004).
Lokalizace kožních řas (foto viz příloha č.) •
na tváři - řasa nad spánkem, vodorovně ve výši poloviny tragu
•
pod bradou - řasa probíhá svisle nad jazylkou
•
na hrudníku I - podle průběhu m. pectoralis major šikmo, v přední axilární řase
•
na hrudníku II - šikmá řasa měřená v průběhu 10. žebra a přední axilární řasy
•
suprailiakální řasa - šikmá řasa nad crista iliaca ve střední axilární čáře
•
na břiše - probíhá vodorovně, ¼ vzdálenosti od pupku, spojnice pupek a SIAS
•
nad tricepsem - svisle v polovině vzdálenosti mezi akromionem a olecranonem
•
subscapulární řasa – šikmo, pod dolním úhlem lopatky (angulus scap. caudalis)
•
na stehně – svislá řasa v polovině m. quadriceps femoris / nad patellou
•
na zadní straně lýtka – svislá řasa asi 5 cm pod kolenní jamkou fossa poplitea
41
3.3 Statistická analýza dat Statistická analýza byla zpracována za pomoci programu Microsof Office Excel XP Profesional a statistického programu SigmaSTAT. Podobná výzkumná data z oblasti medicíny jsou většinou hodnocena pomocí korelační matice a lineární regrese, kdy grafy ukazují vzdálenost bodů od přímky a je tak patrná míra lineární závislosti mezi použitými metodami. V posledních letech se stále častěji, a zejména v zahraničních studiích, používá pro zpracování tzv. BlandAltmanův graf, který představuje optimální grafické znázornění dat pomocí modifikace reziduálních hodnot pro regresi, kdy na ose x je uváděn průměr mezi sledovanými hodnotami a na ose y jejich rozdíl. Bland-Altmanův graf, nazývaný také jako rozdílový graf, adekvátněji hodnotí nepodobnost měření oběma metodami. Ve srovnávacích experimentech nás zajímají především rozdíly (x-y) a ne rozdíly hodnot srovnávané metody od regresní přímky (Hendl, 2009). Zpracovali jsme tedy výsledky jednotlivých metod mezi sebou pomocí korelační matice, zvlášť pro každou skupinu BMI a pro celý soubor. V programu Microsoft Excel jsme použili funkci pro Pearsonův korelační koeficient. Rozdílové grafy jsou pak uvedeny zvlášť pro každou skupinu v kapitole 3.4.1 (grafy 2 – 7). Pro jednotlivé metody by samozřejmě bylo možné vytvořit predikční rovnice pomocí mnohonásobné regrese, což bylo cílem některých dřívějších prací na menším souboru probandů (Šupová, 2006). Nicméně cílem naší práce bylo porovnat jednotlivé metody v různých úrovních BMI. Pro tyto účely a rozsah práce postačuje zhodnocení výsledků korelací a výše zmíněnými grafy. Parametr R je koeficient korelace, který vysvětluje míru síly vztahu dvou náhodných spojitých proměnných x a y. R může mít hodnoty podle těsnosti v závislosti hodnot od -1 do + 1. Pokud se jeho absolutní hodnota rovná 1, jde o funkční vzdálenost, kdy bod leží na přímce. Jako kritérium statistické významnosti je považována hladina spolehlivosti (p-value) a koeficient determinace (R2), který vyjadřuje druhou mocninu korelačního koeficientu. Udává kolik procent jednotkového standardizovaného rozptylu korelačních veličin je způsobeno lineární závislostí mezi nimi. Za signifikantní se považuje p< 0,05, což znamená, že si můžeme být na 95% jistí, že vysvětlující proměnná má vliv na vysvětlovanou proměnou. Za vysoce signifikantní je považována hodnota p< 0,001. 42
3.4 Výsledky Graf 1 charakterizuje rozdělení počtu probandek podle procenta tuku v těle. Rozložení na ose x je orientační, vycházíme z údajů uvedených v teoretické části práce, i když se kritéria pro hodnocení ideálních hodnot procenta tělesného tuku podle různých autorů liší.
Graf 1. Rozdělení počtu probandek podle %BF (BMI v kg/m2) 25
20 skupina 1 (BMI do 25) 15
skupina 2 (BMI do 30) skupina 3 (BMI do 35) skupina 4 (BMI do 40)
10
skupina 5 (BMI nad 40) 5
0 do 23%
do 32 %
do 40 %
do 45 %
do 50 %
nad 50%
Tabulka 7. Charakteristika celého soubor včetně jednotlivých metod n
průměr
SD
chyba
max.
min.
median
věk (roky)
136
46,52
14,67
1,26
73
19
51
výška (cm)
136
164,35
6,3
0,54
186,5
152
164
136
84,1
16,91
1,45
122
49,9
83,95
BMI (kg/m )
136
31,11
6,67
0,57
47,5
18,2
31,4
% BF - Bodystat
135
39
9,56
0,83
58,4
16,8
41,2
% BF - Omron
130
38,53
7,56
0,66
49,4
17,6
39,95
% BF - Tanita
136
37,83
8,25
0,57
54,6
14,7
39,6
% BF - Kaliper
130
34,7
6,52
0,71
45,2
17,4
36,05
% BF - DEXA
136
38,34
6,8
0,58
53,6
20,3
39,45
pas (cm)
136
95,41
15,83
1,36
131
63
96
body (cm)
136
113,41
14,04
1,2
152
84
113,5
hmotnost (kg) 2
43
Graf 2 ukazuje rozdíl hodnot tělesného tuku (v %) naměřených metodou DEXA a hodnotami naměřenými ostatními metodami. Na první pohled je zřejmé, že výsledky jednotlivých metod se liší od hodnot naměřených metodou DEXA. Zároveň jsou patrné i značné rozdíly mezi metodami navzájem v různých kategoriích BMI.
Graf 2. Hodnocení rozdílů mezi metodami v závislosti na BMI
20 15
5 0
20 ,9 23 ,3 20 ,5 21 ,6 24 ,5 27 ,2 26 ,1 29 ,6 28 ,4 25 ,6 30 ,2 31 ,1 32 ,7 30 ,2 32 30 ,1 39 ,6 35 ,7 38 ,7 37 ,4 35 ,4 40 ,6 46 ,6
rozdíly (%)
10
-5
-10 -15 BMI (kg/m2) DEXA vs. Kaliper
DEXA vs. Omron
DEXA vs. Tanita
DEXA vs. Bodystat
Mezi metodou DEXA a přístrojem Bodystat je rozmezí rozdílů od -9,6 do 14,6%; mezi DEXA a Kaliper jsou rozdíly v rozmezí od -3,3 do 14,2%. Rozdíly mezi DEXA a Omron se pohybují v rozmezí od -9,1 do 12,3% a mezi DEXA a Tanita v rozmezí -6,6 až 17%. V grafu nebyla uvedena chybějící data měření jedné probandky metodou Bodystat, čtyř probandek metodou kaliperační a šesti probandek, které přístroj Omron vyhodnotil jako nezměřitelné. Většinou je v dostupných zdrojích udáváné tolerovatelné rozmezí rozdílů mezi jednotlivými metodami kolem 3%. Důvodů, proč dochází k tak markantním výchylkám, může být několik. Tuto úvahu rozvádíme dále v závěrečné diskuzi. V následující kapitole uvádíme Bland Altmanův graf zvlášť pro každou sledovanou skupinu (graf 3, 4,5,6, 7).
44
3.4.1 Přehled jednotlivých sledovaných skupin žen 3.4.1.1 Skupina 1 – BMI do 24,99 kg/m2 Do skupiny 1 bylo zařazeno 30 probandek s BMI v rozmezí od 18,2 do 24,99 kg/m2. Průměrný věk skupiny je 34,7± 14,77 let. Pojmy Pearsonův korelační koeficient (R) a koeficient determinace (R2) byly uvedeny výše v kapitole 3.3, proto nadále v tabulkách užíváme pouze zkratky.
Tabulka 8. Korelace - skupina 1 DEXA
TANITA
KALIPER OMRON
BODYSTAT
1
0,66933
0,824306
0,702411
0,793145
R2
0,448
0,679
0,4933
0,629
Sig. (2-tailed)
5,24E-05
2,26E-0,8
1,51E-05
1,73E-07
30
30
30
30
R
počet (n)
30
V tomto případě s hodnotami zjištěnými metodou DEXA nejlépe koreluje Kaliper a Bodystat, Tanita a Omron mají korelaci podobnou. Z uvedených výsledků vyplývá, že metoda kaliperační by v modelu predikční rovnice vysvětlovala proměnnou DEXA pouze z 68%.
Graf 3. Skupina 1 15
diference (%)
10 DEXA vs. Kaliper
5
DEXA vs. Omron DEXA vs. Tanita
0 10
15
20
25
30
-5 -10
průměr (%)
45
35
40
DEXA vs. Bodystat
3.4.1.2 Skupina 2 – BMI od 25 do 29,99 kg/m2 Do skupiny 2 bylo zařazeno 30 probandek s BMI v rozmezí do 25 do 29,7 kg/m2. Průměrný věk skupiny je 44 let ± 15,4 let.
Tabulka 9. Korelace - skupina 2 DEXA
TANITA
KALIPER OMRON
BODYSTAT
1
0,475937
0,558374
0,81008
0,66925
R2
0,227
0,312
0,656
0,448
Sig. (2-tailed)
0,0078
0,001343
5,8E-08
5,26E-05
30
30
30
29
R
počet (n)
30
V tomto případě s hodnotami zjištěnými metodou DEXA relativně dobře koreluje pouze Omron, dále Bodystat, ale Tanita a Kaliper mají korelaci velmi nízkou. Metoda Omron by v tomto případě vysvětlovala proměnnou DEXA vysvětloval proměnnou DEXA pouze z 65%.
Výrazné vychýlení bodu v grafu vlevo nahoře je způsobeno tím, že tato probandka nebyla vyšetřena metodou Bodystat.
Graf 4. Skupina 2 35 30
rozdíl (%)
25 20
DEXA vs. Kaliper
15 10 5 0 -5 10
DEXA vs. Omron DEXA vs.Tanita DEXA vs. Bodystat 20
30
40
-10 -15
průměr (%)
46
50
3.4.1.3 Skupina 3 – BMI od 30 do 34,99 kg/m2 Do skupiny 1 bylo zařazeno 34 probandek s BMI v rozmezí od 30,1 do 34,8 kg/m2. Průměrný věk skupiny je 50,8 ± 12,7 let.
Tabulka 10. Korelace - skupina 3 DEXA
TANITA
KALIPER OMRON
BODYSTAT
1
0,669227
0,625863
0,654982
0,798234
R2
0,448
0,392
0,429
0,637
Sig. (2-tailed)
1,51E-05
7,54E-05
2,62E-05
1,56E-08
34
34
34
34
R
počet (n)
34
Ve skupině 3 nejtěsněji koreluje Bodystat. Ostatní metody mají korelaci velmi podobnou, nicméně koeficienty determinace jsou poměrně nízké. Regresní rovnice za předpokladu použití Bodystat a BMI by vysvětlovala proměnnou DEXA z 75%.
Graf 5 naznačuje, že největší rozdíly jsou u metody kaliperační, ostatní jsou si poměrně blízké. Graf 5. Skupina 3 20
rozdíl (%)
15 10
DEXA vs. Kaliper Dexa vs. Omron
5
DEXA vs. Tanita
0
DEXA vs. Bodystat 20
25
30
35
40
-5 -10
průměr (%)
47
45
50
3.4.1.4 Skupina 4 – BMI od 35 do 39,99 kg/m2 Do skupiny 1 bylo zařazeno 31 probandek s BMI v rozmezí od 35,1 do 39,7 kg/m2. Průměrný věk skupiny je 52,5 ± 9,5 let.
Tabulka 11. Korelace - skupina 4
R
DEXA
TANITA
KALIPER OMRON
BODYSTAT
1
0,483521
0,2977329 0,3834948
0,3156347
0,234
0,089
0,147
0,1
31
27
31
31
R2 počet (n)
31
Ve skupině 4 jsou výsledné hodnoty korelace celkově velmi špatné.
Graf 6 zachycuje poměrně velký rozptyl rozdílů jednotlivých metod, vlevo nahoře jsou pak zkresleně znázorněny chybějící údaje 4 probandek, u nichž nejsou známé hodnoty % tuku zjištěné kaliperem.
Graf 6. Skupina 4 50 40
rozdíl (%)
30
DEXA vs. Kaliper
20
DEXA vs. Omron
10
DEXA vs. Tanita DEXA vs. Bodystat
0 -10
0
10
20
30
40
-20
průměr (%)
48
50
60
3.4.1.5 Skupina 5 – BMI od 40 do 47,5 kg/m2 Do skupiny 1 bylo zařazeno 11 probandek s BMI v rozmezí od 40,2 do 47,5 kg/m2. Průměrný věk skupiny je 55 ± 6,4 let.
Tabulka 12. Korelace - skupina 5
R
DEXA
TANITA
KALIPER
1
0,54739867
0,45584301 0,68169375
0,63431562
0,23
0,201
0,465
0,402
11
11
5
11
R2 počet (n)
11
OMRON
BODYSTAT
Výsledné hodnoty korelace jsou jen nepatrně lepší než u předchozí skupiny 4. Skupinu 5 uvádíme spíše pro doplnění celého souboru i přesto, že se skládá pouze z 11 probandek. Do studie se přihlásilo více žen s BMI 40 a více kg/m 2, nicméně kvůli váhovému omezení u přístroje Hologic do 130 kg se nemohly studie zúčastnit. Graf 7 opět vlevo nahoře zachycuje chybějící data 6 žen, u kterých nebylo možné přístrojem Omron zjistit % BF. I přesto Omron vykazuje v celém souboru nejlepší korelaci. Koeficient determinace je pak 0,46.
Graf 7. Skupina 5 60 50
rozdíl (%)
40 DEXA vs. Kaliper
30
DEXA vs. Omron
20
DEXA vs. Tanita
10
DEXA vs. Bodystat
0 -10 0
10
20
30
40
-20
průměr (%)
49
50
60
3.4.2 Hodnocení výsledků Zpracovali jsme korelace mezi jednotlivými metodami zvlášť pro každou skupinu. Konečné shrnutí všech korelací mezi metodami v jednotlivých kategoriích BMI popisuje tabulka 7. Modře je označena nejlepší korelace, žlutě druhá nejlepší. Tabulka 13. Shrnutí korelace (R)
skupina 1 skupina 2 skupina 3 skupina 4 skupina 5 celý soubor
počet DEXA Tanita Kaliper Omron Bodystat 30 1 0,66933 0,824306 0,702411 0,793145 30 1 0,475937 0,558374 0,810088 0,66925 34 1 0,669227 0,625863 0,654982 0,798234 31 1 0,483521 0,2977389 0,3834948 0,3156347 11 1 0,547399 0,455843 0,6816938 0,6343156 136 1 0,882942 0,61732 0,899411 0,889558
Je zjevné, že v každé skupině je vyšší korelace vždy u jiné použité metody, nicméně nejvyšší korelaci pro celý soubor vykazuje Omron, těsně za ním je Bodystat i Tanita. Toto porovnání však samozřejmě není dostačují pro vytvoření závěru, že daná metoda není v konkrétní skupinu vhodná. Nejlepší koeficient determinace by vycházel v případě použití Omronu a hodnoty pasu jako proměnných, a to 0,818. Ve spolupráci se statistiky byla provedena podrobnější regresní analýza metody Bodystat, u které nás zajímala míra pravděpodobnosti shody s metodou DEXA v celém souboru probandů (myšleno ve 100%). Rozdělení pravděpodobnosti je uvedeno v grafu 8. Velmi podobné rozložení lze očekávat i v případě metody Omron a Tanita. Graf 8. Rozdělením pravděpodobnosti metoda Bodystat 20
3,3 - std. chyba odhadu
15 10 5 0 0
20
40
60
80
-5 -10 -15 Percentil výběru
50
100
120
4
DISKUZE Cílem této práce bylo porovnat rozdíly čtyř použitých metod s referenční metodou
DEXA a zhodnotit použitelnost jednotlivých metod měření tělesného složení u pěti skupin žen rozdělených dle BMI (v rozmezí 20-47 kg/m2). Srovnáváním dostupných metod se v posledních letech zabývala řada studií. Časté jsou zejména studie o porovnávání metody kaliperační a přístrojovými metodami. Do popředí zájmu mnohých výzkumníků se dostává tetrapolární a zejména osmipolární bioelektrická impedance (Lichtenbelt, 2004; Sun, 2005; Neovius, 2006 a další). Naším hlavním zájmem bylo hledání na otázku, jak budou lišit hodnoty zjištěné kaliperační (Kaliper typu Best) a bioimpedanční (Tanita, Omron, Bodystat) v porovnání s metodou DEXA, a to zvlášť u jednotlivých skupin BMI. Zejména nás pak zajímalo, která z metod se ukáže jako nejvhodnější pro ženy s BMI nad 30 kg/m2. Vzhledem k vzrůstající prevalenci obezity a dalších složek dnes často diskutovaného metabolického syndromu, vzrůstá také potřeba jejich přesné a včasné diagnostiky. Antropometrické vyšetření by proto mělo být standardně prováděno u každého jedince (podobně jako laboratorní vyšetření), ať se již jedná o vyšetření preventivní či diagnostické (Hainer, 2004). Měření obsahu tuku v organismu má značný klinický význam ve vztahu k prognóze pacienta či sledování úspěšnosti nutriční intervence a pohybového režimu. Za zlatý standard měření tělesného složení, respektive tělesného tuku, jsou běžně považovány DEXA, CT, MRI. Uvádí se, že chyba měření pro stanovení tělesného složení metodou DEXA je menší než 3% (Všetulová, Bunc, 2004; Maud, Foster, 1995). Avšak použití těchto kvalitních technologií se omezuje spíše pro výzkumné účely, vzhledem finanční a technické náročnosti. Protože vystavuje pacienta byť relativně malým hodnotám radiačního záření, není vhodná pro opakovaná měření - například pro posuzování úspěšnosti redukční intervence (Sun et al. 2005; Neovius, 2006 a další). Při rozhodování o zaměření naší studie jsme částečně vycházeli z hypotéz a výsledků dříve provedených diplomových prací a studií. Jako nejvhodnější metoda pro běžnější využití v klinické praxi se jeví metoda založená na vodivosti těla, a sice tetrapolární elektrické bioimpedance, kdy proud prochází skrze horní i dolní končetiny, a je tak zajištěna objektivizace horní i dolní poloviny těla lépe než u bipedálních či 51
bimanuálních bioimpedančních přístrojů. Díky osmipolární BIA je dokonce možné stanovit procentuální zastoupení tuku a tukuprosté hmoty je jednotlivých segmentech těla a zjistit tak i případné stranové rozdíly (Neovius, 2006). V nedávné době se srovnáváním metod pro stanovení %BF pomocí BIA a DEXA zabývali například Haluzíková a kol. Provedli srovnání u 3 skupin populace a to u 21 pacientek s mentální anorexií, u 22 zdravých štíhlých žen a u 22 obézních žen. Závěrem byla překvapivě těsná korelace mezi DEXA a BIA u pacientek s mentální anorexií, nicméně tento výsledek mohl být ovlivněn faktem, že sledované probandky byly v době výzkumu hospitalizovány a jejich denní režim tedy mohl být lépe standardizován. U bioimpedančních metod závisí výsledky zejména na aktuální hydrataci organismu, která může být zkreslena v řádu několika procent během krátké doby. Každý jedinec, který podstupuje toto vyšetření, by měl být pečlivě poučen o doporučeném režimu před měření (zákaz pití alkoholických nápojů a kávy 24 hodin před měřením, 12 hodin před měřením se nedoporučuje ani zvýšená fyzická námaha a neměly by se přijímat žádné tekutiny či jídlo v průběhu 3 hodin před měřením). Pacient či proband obvykle podepisuje, že poučení porozuměl a dodržel, avšak nelze jej kontrolovat a často nelze tyto subjektivní vlivy objektivně prokázat. Častým zdrojem chyb je samotná obsluha přístroje, kdy velmi záleží na zkušenostech výzkumníka. Proto by opakovaná měření měl provádět vždy tentýž člověk, například v případě kontroly efektivity redukční léčby. Další chyby jsou většinou spojené s harware, velmi přehledně je zpracoval ve svém článku z roku 2007 Bunc. Výsledné procento tuku, zjištěné metodou bioimpedanční i kaliperační, je v závislosti na použité predikční rovnici. Většina autorů se shoduje na tom, že predikční rovnice pro populaci s normální hmotností (dle definice WHO) podhodnocují procento tělesného tuku u obézních (BMI nad 30 kg/m2), proto je potřeba použít speciální predikční rovnice. Naopak u štíhlých jedinců mají tendenci % BF nadhodnocovat. Celková chyba, daná součtem jednotlivých dílčích chyb se u kaliperační a bioimpedanční metody pohybuje v rozmezí kolem ± 3-6 % celkového procenta tuku v těle (Bunc, 2007; Větrovská, 2009). Studiem dostupných zahraničních zdrojů jsme zjistili, že rozdíly v korelaci DEXA vs. BIA rostou lineárně se vzrůstající hmotností (Sun, 2005; Neovius, 2006). 52
Výsledky studií se zásadně neliší při použití čtyřpólové či osmipólové BIA. Stejně tak minimální rozdíly ukazuje porovnání jednotlivých metod u různých věkových skupin či u lidí s různým stupněm pohybové aktivity (Völgyi, 2008). Neovius a kol. provedli opakovaný výzkum korelace mezi BIA a DEXA u souboru žen s centrálním typem obezity před a po 6 měsíčním redukčním režimu. Tato studie poukázala na statisticky významné rozdíly v korelaci použitých metod při větší procentuální ztrátě tuku (Neovius, 2006). Naše výsledky ukazují, že ve zkoumaném souboru 136 žen u různých skupin BMI je různá shoda jednotlivých metod s referenční metodou DEXA. Pro každou skupinu se podařilo získat minimálně 30 probandek, až na skupinu s nejvyšším BMI – od 40 kg/m2 kterou zastupuje pouze 11 žen. Vzhledem k hmotnostnímu omezení přístroje Hologic (DEXA) bylo možné do studie zařadit pouze ženy s hmotností menší než 130 kg. Zhodnocení korelace jednotlivých metod s metodou DEXA u celého souboru pak dokazuje velmi těsné výsledky mezi metodami Omron, Bodystat a Tanita. Hypotéza číslo 2 tak přímo potvrzena nebyla. Předpokládali jsme, že nejlepší korelaci s metodou DEXA bude vykazovat metoda Bodystat a metoda Omron se ukáže jako spíše nevhodná. Tato hypotéza se zakládá právě na výše zmíněném faktu, že v případě bipedální či bimanuální bioimpedance není zcela jasná cesta proudu. Pro celý zkoumaný soubor se jako nejlepší jeví použití metody Omron a hodnoty pasu jako proměnných, a to R 2 = 0,818. To znamená, že v případě použití těchto proměnných do regresní rovnice by DEXA byla vysvětlena z 81,8%. Fakt, že kaliperace se nejméně shoduje s DEXA, potvrzuje, že je potřeba upravit predikční rovnice pro využití antropometrické metody, zejména proto, že hodnotí spíše podkožní tuk, kdežto ostatní metody zjišťují celkový tuk v těle. V našem souboru vycházela kaliperace jako vhodná metoda pouze u skupiny 1 s BMI do 25 kg/m 2 a potvrdila se tak i naše hypotéza č. 3. Výsledky celého souboru byly zpracovány pomocí programu SigmaSTAT a Microsoft Excel. Pro názornost jsem použili tzv. Rozdílové, Bland-Altmanovy grafy. Zpracování souboru pomocí korelace a linerání regrese je pro účely naší práce relativně dostačující, i když by samozřejmě bylo vhodné provést podrobnější statistickou analýzu jinými dostupnými testy. Z celého souboru probandů byl obsah tuku neměřitelný u 6
53
probandek v rozmezí BMI nad 40 kg/m2. Dále nebyly změřeny hodnoty BF zjištěných kaliperační metodou a 1 údaj BF zjištěný Bodystatem. Pravděpodobně došlo k opomenutí, nicméně tyto probandky jsme ponechali v souboru a jsou zahrnuty i do celkového zhodnocení jednotlivých skupin. Je samozřejmé, že uvedené výsledky jsou platné pouze pro zkoumaný soubor probandek a nelze je zobecňovat pro celou populaci. Zároveň je zřejmé, že nemůžeme vyvozovat jasné závěry o použitelnosti nebo nepoužitelnosti dané metody pro danou skupinu BMI. K tomu by bylo potřeba mnohem většího vzorku populace. Nicméně cíle naší práce jsme se pokusili naplnit. Při studování literatury k probíraném u tématu jsme si kladli zdánlivě jasnou otázku, jaký význam má měření tělesného složení pro pacienta i pro fyzioterapeuta. Konkrétní poznatky vyplývají spíše z klinických zkušeností, nicméně za zmínku stojí například práce Marcusové o psychologii aktivního způsobu života (Marcus, Forsyth, 2010) nebo inspirativní kniha o tělesném schématu (Fialová, 2001). Se stoupajícím výskytem nadváhy a obezity v české i světové populaci se stává nutností, aby fyzioterapeuté měli o této problematice dostatečné povědomí - ve smyslu znalostí o diagnostice obezity, schopnosti určit distribuci tuku a o možnostech léčby pohybovou terapií. Zjištění procenta tuku v těle má význam nepochybně také u na první pohled štíhlých jedinců. Realistické ohodnocení rozměrů vlastního těla a uvědomění si případných rizik souvisejících s nadměrnou hmotností nebo naopak s podváhou je základním předpokladem pro akceptování názorů odborníků, probuzení aktivního přístupu pacienta a tím i zvýšení jeho na léčbě. Velice záleží na schopnosti terapeuta a vlastně i lékaře s údaji o tělesném složení správně zacházet a vhodně je interpretovat. Pro pacienty spočívá hlavní význam zjištění procenta tělesného tuku zejména ve zlepšení představy o vlastním těle. Podstatný je fakt, že díky těmto údajům jedinec, který zamýšlí začít s redukčním režimem či jen chce zvýšit svou tělesnou kondici, může lépe konkretizovat vlastní představy a cíle. Zároveň má možnost objektivně zhodnotit efektivitu svého snažení, za předpokladu použití stejné objektivizační metody.
54
5
ZÁVĚR Tato diplomová práce se teoreticky zabývá metodami měření tělesného složení a
prakticky porovnává kaliperační a bioimpedanční metodu (za použití přístrojů Omron, Tanita a Bodystat) s referenční metodou DEXA u souboru 136 žen. Naším cílem bylo porovnat čtyři metody, běžně dostupné v klinické praxi, s metodou DEXA a zhodnotit jejich použitelnost u žen, rozdělených do pěti skupin dle BMI (v rozmezí 18,2-47 kg/m2). Hlavním záměrem bylo nalézt pro terénní využití nejvhodnější metodu zjišťování procenta tělesného tuku, zejména pro ženy s nadváhou a obezitou. Dílčím cílem práce bylo teoretické zpracování problematiky měření tělesného složení a shrnutí významu měření a využití ve fyzioterapii. Práce probíhala v souladu s předpokládaným průběhem, snažili jsme se získat pro zpracování dostatek teoretických podkladů a praktických dovedností a pokusili jsme s o naplnění cílů v plném rozsahu. Potvrdila se hypotéza, že naměřené hodnoty tělesného tuku se od sebe navzájem významně liší v závislosti na použité metodice. Přestože v každé skupině žen byla u jednotlivých metod různá korelace, lze říci, že za použití vhodných predikčních rovnic jsou metody Bodystat, Omron a Tanita dobře použitelné. Výsledné hodnoty zjištěné metodou Omron jsou poměrně překvapivé. Očekávali jsme, že v porovnání s DEXA bude Omron u žen s nadváhou a obezitou korelovat nejméně, vzhledem k průchodu proudu více horní polovinou těla. Z celého souboru je tak patrné, že nejvhodnější by byla regresní rovnice sestavená z proměnných Omron a obvod pasu. Nízkou korelaci ukázala metoda Kaliper u žen s BMI vyšším než 25 kg/m 2, což částečně potvrdilo naší třetí hypotézu. Zjištěné výsledky u dané skupiny však nelze zobecňovat pro celou populaci a bylo by vhodné naše hypotézy potvrdit na širším souboru probandů.
55
SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY •
ANDERSEN, R.E., et al. Obesity - Etiology, Assessment, Treatment and Prevention. Human Kinetics. Champaign, 2003, 301 pp.
•
BARTŮŇKOVÁ, S. Děti v ohrožení metabolickým syndromem. Čas. Lék. Čes. 2009, 148, č. 5, s. 584-590.
•
BUNC, V. Možnosti stanovení tělesného složení u dětí bioimpedanční metodou. Čas. Lék. Čes. 2007, 146, č. 5 s. 492-496.
•
DAĎOVÁ, K., PELÍŠKOVÁ, P., NOVOTNÁ, E. Preskripce tělesné zátěže s využitím Borgovy RPE škály pro vnímané úsilí. Med. Sport. Boh. Slov. 2005, č. 1, s. 2-9.
•
DOLEŽALOVÁ, R., HALUZÍK, M. Metabolický syndrom a fyzická aktivita. Diabet. Metabol., Endokrin. Výž. 2006, roč. 9, č. 2, s. 69-74.
•
DURNIN, J., WORMESLEY, J. Body fat assessed from total body density and its estimation from Skinfold Thickness. Measurement on 381 men and women aged 16 to 72 years. Br. J. Nutr. 1974, č. 32, s. 77-92.
•
FIALOVÁ, L. Body image jako součást sebepojetí člověka. 1. vydání. Praha : Karolinum,2001. 269 s. ISBN 80-246-0173-7
•
GINDE,
S.R.,
GELIEBTER,
A.,
RUBIANO,
F.
Air
displacement
plethysmography : Validation in overwight and obese subjects. Obesity research. 2005, č. 13, s. 1232-1237. •
HAINER, V. Základy klinické obezitologie. 1. vydání. Praha : Grada Publishing, 2004. 356 s. ISBN 80-247-0233-9
•
HALUZÍKOVÁ, D, KAVÁLKOVÁ, P., VĚTROVSKÁ, R. a kol. Srovnání stanovení obsahu tuku v organismu pomocí tetrapolárního bioimpedančního analyzátoru a celotělové duální rentgenové absorpciometrie u pacientek s obezitou, mentální anorexií a normální tělesnou hmotností. Med. Sport Boh. Slov. 2009, roč. 18, č. 3, s. 67-75.
•
HENDL, J. Přehled statistických metod : Analýza a metaanalýza dat. Praha : Portál, 2009, 3. přeprac. vydání, 696 s. ISBN 978-80-7367-482-3
56
•
HENDL, J., BLAHUŠ, P. Metodologie [online]. c2005, poslední revize 6.4.2010 [cit. 2010-11-1]. Dostupné z http://www.ftvs.cuni.cz/hendl/metodologie/index.htm.
•
JESSEL, CH. Úspěšně proti osteoporóze. 1. vydání. Praha : Dobrovský – BETA a Jiří Ševčík, 2006. 95 s. ISBN 80-7306-232-1
•
KANELLAKIS, S., KOURLABA, G., MOSCHONIS G. et. al. Development and validation of two equations estimating body composition for overweight and obese postmenopausal women. Maturitas. 2010, 65, s. 64-68.
•
KINKOROVÁ, I. Využitelnost současných metod pro stanovení tělesného složení v terénních a laboratorních podmínkách. Praha, 2004. 119 s. Disertační práce UK FTVS. Vedoucí disertační práce J. Heller.
•
KINKOROVÁ, HELLER Využitelnost antropometrických parametrů pro odhad tělesného složení u dětí. Med. Sport Boh. Slov. 2007, roč. 16, č. 1, s. 40-47.
•
KUBIŠOVÁ, D. Měření obvodu pasu a boků při vyšetřování v antropologii v klinické praxi. Diabet. Metabol. Endokrin Výž. 2003, roč. 6, č. 4, s. 209-212.
•
LEWIT, K. Manipulační léčba v myoskeletální medicíně. 5. vydání. Praha: Sdělovací technika s.r.o, 2006. 347 s. ISBN 80-86645-04-5
•
LICHTENBELT, W.V.M., HARTENGEN, F., VOLLAARD, N.B.J. Body composition changes in bodybuilders : a method comparison. Medicine and Science in Sports and Exercise. 2004, vol. 36, no. 3, s. 490-497. ISSN 01959131.
•
MÁČEK, M., MÁČKOVÁ, J. Některé novější názory na principy tělesné zdatnosti a její vliv na zdravotní stav. Med. Sport. Boh. Slov. 2005, č. 2, s. 89-97
•
MÁČEK, M., MÁČKOVÁ, J., RADVANSKÝ, J. Jaká je nejnižší účinná dávka pohybové aktivity? Med. Sport. Boh. Slov. 2005, č. 3, s. 140-148.
•
MAUD, P.J, FOSTER C. Physiological Assessement of Human Fitness 1. ed. Champaign : Human Kinetics, 1995. 296 s. 0-87322-776-X
•
MARCUS, B.H., FORSYTH, L.A.H. Psychologie aktivního způsobu života : Motivace lidí k pohybovým aktivitám. Praha : Portál, 2010. 224 s. ISBN 978-807367-654-4
57
•
NEOVIUS, M., HEMMINGSSON, E., FREYSCHUSS, B., UDDÉN, J. Bioelectrical impedance underestimate total and truncal fatness in abdominaly obese women. Obesity. 2006, vol. 14, no. 10, p. 1731-1738.
•
PAŘÍZKOVÁ, J. Body fat and fysical fitness. Hague: Martines Mijhoff B.V.J. Medical division , 1977.
•
PAŘÍZKOVÁ, J., LISÁ A. Obezita v dětství a dospívání. Terapie a prevence. 1. vydání. Praha : Galén, 2007. 239 s. ISBN 978-80-7262-466-9
•
PAŘÍZKOVÁ, J. Složení těla, metody měření a využití ve výzkumu a lékařské praxi. Med. Sport. Boh. Slov. 1998, č. 7, s. 1-6.
•
RADVANSKÝ, J., TOŠNEROVÁ, P, MÁČEK, M., PELÍŠKOVÁ, P. Má metabolický syndrom odpočívat v pokoji? Med. Sport Boh. Slov. 2006, roč. 15, č. 3, s 130.137.
•
SOUČEK, M. Úvod do problematiky metabolického syndromu. Vnitřní lék. 2005, č. 1, s. 48-51
•
STEJSKAL, P. Proč a jak se zdravě hýbat. 1. vyd. Praha : Presstempus, 2004. 123 s. ISBN 80-903350-2-0
•
SUCHARDA, P. Obezita – součást nebo podmínka metabolického syndromu? Lékařské listy. 2007, 13, s. 4-5.
•
SUN, G. FRENCH, C.R., MATRIN, G.R. et al. Comparison of multifrequency biolelectrical impedance analysis with dual-energy X-ray absorptiometry for assessment of percentage body fai in a large, healthy population. Am. J. Clin. Nutr. 2005, 81, s. 74-78
•
SVAČINA, Š. Metabolický syndrom. 1. vyd. Praha : Triton, 2001, 179 s. ISBN 80-72-54-1781
•
SVAČINOVÁ, H. Role pohybové léčby a tělesné zdatnosti v prevenci a léčbě metabolického syndromu. Vnitř. Lék. 2005, č. 1, s. 87-92
•
ŠUPOVÁ, R. Srovnání různých metod pro stanovení množství tuku v těle u žen s nadváhou a obezitou. Praha, 2006. 68 s. Diplomová práce na FTVS UK. Vedoucí diplomové práce Martin Matoulek.
•
VĚTROVSKÁ, R. Srovnání různých metod pro stanovení množství tuku v těle u
58
žen s nadváhou a obezitou. Vnitř. Lék. 2009, roč. 55, č. 5, s. 455-461 •
VILIKUS, Z., ŠUCHMOVÁ, M., AHMED, G.M. Hodnocení somatotypu podle Heathové a Cartera v tabulkovém procesoru Excel. Med. Sport. Boh. Slov. Roč. 12, č. 4, 154-162.
•
VILIKUS, Z., BRANDEJSKÝ, P., NOVOTNÝ, V. Tělovýchovné lékařství. 1. vyd. Praha : Karolinum, 2004. 257 s. ISBN 80-246-0821-9
•
VŠETULOVÁ, BUNC. Využití bioimpedanční metody pro stanovení procenta tělesného tuku obézních žen. Časopis lékařů českých. 2004, č.8, s. 528-531.
•
VÖLGYI, E., TYLAVSKY, F.A., LYYTIKÄINEN, A. et al. Assessing body composition with DXA and bioimpedance : Effects of obesity, physical aktivity and age. Obesity. 2008, 16, p. 700-705.
•
WORLD HEALTH ORGANIZATION. Obesity: preventing and managing the global epidemic. Report of a WHO consultation. World Health Organ. Tech. Rep. Ser. 894:i-xii, 1-253, 2000.
•
MALÁ, L. Ústní sdělení. Přednášky z předmětu Klinická výživa. FTVS UK Praha, 2010.
•
http://www.uky.edu/Education/KHP/Body_comp/EquipmentPhotos.htm
59
PŘÍLOHY Seznam příloh Příloha 1
Souhlas etické komise UK FTVS
Příloha 2
Informovaný souhlas
Příloha 3
Seznam tabulek, obrázků a grafů
Příloha 4
Zpráva z vyšetření tělesného složení přístrojem Bodystat
Příloha 5
Hodnocení tělesného složení přístrojem InBody 720
Příloha 6
Vzor formuláře pro antropometrické vyšetření
Příloha 7
Fotografie kaliperu typu Best
Příloha 8
Tabulka – kompletní data skupiny 1
Příloha 9
Tabulka – kompletní data skupiny 2
Příloha 10
Tabulka – kompletní data skupiny 3
Příloha 11
Tabulka – kompletní data skupiny 4
Příloha 12
Tabulka – kompletní data skupiny 5
Příloha 13
Fotografie probíhajícího měření přístrojem Bodystat, správná poloha
60
