Модели состава тела

Под моделью состава тела понимается совокупность количественных данных и предположений, а также соответствующие математические формулы, позволяющие определить содержание компонент состава тела, образующих в сумме всё тело. Традиционно используются 2-, 3- и 4-компонентные модели, а также 5-уровневая многокомпонентная и другие модели состава тела (A. R. Behnke, 1942; W. E. Siri, 1956, 1961; I. Brozek et al., 1963; T. G. Lohman, 1986; Z. M. Wang et al., 1992) (см. рис. 3).

В 2-компонентной модели масса тела человека (МТ) рассматривается как сумма двух составляющих: жировой массы тела (ЖМТ) и безжировой массы тела (БМТ)[5]:

МТ = ЖМТ + БМТ.

Под жировой массой тела понимается масса всех липидов в организме. Жировая масса тела представляет собой наиболее лабильную компоненту состава тела, её содержание может меняться в широких пределах. Различают существенный жир, входящий в состав белково-липидного комплекса большинства клеток организма (например, фосфолипиды клеточных мембран), и несущественный жир (триглицериды) в жировых тканях.

Существенный жир необходим для нормального метаболизма органов и тканей. У мужчин относительное содержание существенного жира ниже, чем у женщин. Считается, что относительное содержание существенного жира в организме весьма стабильно и составляет для разных людей от 2 до 5 % безжировой массы тела. Однако имеющиеся немногочисленные оценки противоречивы (A. R. Behnke et al., 1942, 1963; N. M. Keys, I. Brozek, 1953), см. также (J. P. Clarys et al., 1999; F. Fidanza, 2003).

Несущественный жир образует основной запас метаболической энергии и выполняет функцию термоизоляции внутренних органов. Содержание несущественного жира увеличивается при избыточном и снижается при недостаточном питании. Так, например, 15 кг несущественного жира обеспечивают двухмесячную потребность организма в энергии при её расходе 2000 ккал в сутки. Открытие в 1993 г. гена ожирения и молекулярного фактора лептина, продуцируемого адипоцитами (основной тип клеток жировой ткани) и участвующего в регуляции энергетического гомеостаза, положило начало активному изучению жировой ткани как метаболически активного органа. Сегодня известно более десяти молекулярных факторов, секретируемых жировой тканью и регулирующих функции эндокринной и иммунной систем. К ним относятся лептин, IL-6, фактор некроза опухолей и другие (G. Fruhbeck et al., 2001).

Количество жировых тканей в организме может значительно отличаться у разных индивидов и, кроме того, испытывает колебания на индивидуальном уровне в течение жизни. Это может быть связано как с нормальными физиологическими изменениями в процессе роста и развития организма, так и с нарушениями метаболизма. Среднее процентное содержание жировых тканей в организме взрослых людей для различных популяций обычно составляет от 10 до 20–30 % массы тела. Нижняя граница указанного диапазона характерна для населения африканских и азиатских стран с низким уровнем жизни, а верхняя – для населения промышленно развитых стран (J. Valentin, 2002).

Несущественный жир состоит из подкожного и внутреннего жира. Подкожный жир распределён относительно равномерно вдоль поверхности тела. Внутренний (висцеральный) жир сосредоточен главным образом в брюшной полости. Установлено, что риск развития сердечно-сосудистых и других заболеваний, связанных с избыточной массой тела, имеет более высокую корреляцию с содержанием внутреннего, а не подкожного жира. Иногда используется понятие абдоминального жира, под которым понимается совокупность внутреннего и подкожного жира, локализованных в области живота.

Рассмотренная двухкомпонентная модель соответствует молекулярному уровню строения тела. Физиологи­ческая интерпретация получаемых результатов в этом случае за­труднена ввиду неоднородности состава липидов и безжировой массы. С учётом этого Альберт Бенке ввёл понятие тощей массы тела (lean body mass), рав­ной сумме безжировой массы тела и массы существенного жира, и предложил рассматривать следующую двухкомпонентную модель состава тела (А. Behnke et al., 1942):

МТ = МНЖ + ТМТ,

где МНЖ – масса несущественного жира в организме, а ТМТ – тощая масса тела. Ввиду неопределённости, связанной с оценкой содержания существенного жира, понятие тощей массы оказалось мало пригодным для изучения состава тела и впоследствии нередко ошибочно использовалось в качестве синонима безжировой массы (fat-free mass). Для устранения возникшей путаницы в определени­ях в 1981 г. на совместном заседании объединённой экспертной комиссии ВОЗ, ООН и Организации по вопросам питания и сель­ского хозяйства с участием известных специалистов по изучению состава тела было решено использовать понятие "тощая масса те­ла" в качестве эквивалента термина "безжировая масса тела" для обозначения массы тела без жира (Fidanza, 2003).

Двухкомпонентную модель состава тела можно использовать для характеристики групповых средних значений. Ввиду значительной вариации состава и плотности безжировой массы тела (БМТ) она мало пригодна для мониторинга изменений состава тела на индивидуальном уровне за исключением случаев предварительной диагностики и оценки эффективности лечения выраженного истощения или ожирения (Roche et al., 1996).

В целях повышения точности оценки состава тела были предложены 3- и 4-компонентные модели (см. рис. 3), основанные на дополнительных измерениях одной или двух составляющих БМТ соответственно. Использование 3-компонентных моделей для ха­рактеристики популяций здоровых взрослых людей и подростков позволяет несколько улучшить точность оценки %ЖМТ.

У пациентов с нарушенным балансом жидкости в организме или изменённой минеральной массой тела 3-компонентные моде­ли могут приводить к значительной погрешности определения %ЖМТ. В этом случае лучше использовать четырёхкомпонентную модель состава тела с одновременной оценкой содержания воды в организме и минеральной массы тела:

МТ = ЖМТ + ОВО + ММТ + МО,

где МО – масса остатка (в данном случае – белковой фракции). Вместо ММТ также рассматривается минеральная масса костей (ММК) (см. рис. 3), при этом МО представляет собой сумму содержания бел­ков и минералов мягких тканей.

В последнее десятилетие четырёхкомпонентные модели состава тела принято рассматривать в качестве эталона для проверки точ­ности уже существующих и разработки новых прогнозирующих формул для оценки жировой массы на основе калиперометрии, ан­тропометрии и биоимпедансного анализа (V. H. Heyward, D. R. Wagner, 2004).

Говоря о четырёхкомпонентных моделях, следует рассмотреть одну из первых теоретических моделей состава тела, предло­женную Й. Матейкой в 1921 году (J. Matiegka, 1921). В этой модели масса тела представлена в виде суммы масс подкожной жировой ткани вместе с кожей (ПЖТ), скелетных мышц (СММ), скелета (СМ) и массы остатка (МО), содержащего внутренние органы:

МТ = ПЖТ + СММ + СМ + МО.

Матейка взял за основу тканевой уровень строе­ния тела. С использованием ограниченного количества патологоанатомических данных он построил антропометрические формулы для оценки ПЖТ, СММ, СМ и МО:

ПЖТ = 0,065 ´ (d/6) ´ S,