Проф. Д-р oec. трофей. Д-р мед. Аня Боси-Вестфал

ограничения

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Düsternbrooker Weg 17

DE – 24105 Кил (Германия)

Сродни статии за „“

  • Facebook
  • Twitter
  • LinkedIn
  • електронна поща

Резюме

Заден план: Високото количество мастна тъкан ограничава точността на методите за анализ на телесния състав при затлъстяване. Цели: Целта беше да се определят количествено и да се обяснят разликите в масата без мазнини (FFM) (като индекс на скелетна мускулна маса, SMM), измерена с анализ на биоелектричен импеданс (BIA), рентгенова абсорбциометрия с двойна енергия (DXA), плетизмография с изместване на въздуха ( ADP) и разреждане на деутерий в сравнение с многокамерните модели и за подобряване на резултатите от BIA за затлъстели пациенти. Методи: При 175 здрави индивида (87 мъже и 88 жени, ИТМ 20–43,3 kg/m 2, 18–65 години), FFM, измерена по тези методи, е сравнена с резултатите от 3- (3C) и 4-отделение (4C) модел. FFM4C е сравнен със SMM, измерен чрез ядрено-магнитен резонанс. Резултати: BIA и DXA са надценили, а ADP са подценили FFM в сравнение с 3C и 4C модели с нарастващ BMI (всички стр 2), а = 0,256 за FFM и а = 0,298 за SMM. SMM представлява 45% от FFM при жените и 49% при мъжете. Заключения: При затлъстяване употребата на FFM е ограничена от систематична грешка на референтните методи. Освен това SMM съставлява около 50% само от FFM. Коригираното измерване на SMM от BIA може да преодолее тези недостатъци.

Въведение

Измерването на телесния състав е особено важно при затлъстяване, тъй като ниската мускулна маса може да бъде скрита от голямо количество мастна тъкан. „Скритата кахексия“ и „скритата саркопения“ са все по-често признати като високорискови фенотипове, свързани с неблагоприятни здравни резултати като астма и високи нива на холестерол [1], а също така ограничават терапевтичния успех и влияят върху прогнозата на пациента [2, 3]. Идентифицирането на загуба на мускулна маса на ранен етап, както и проследяването на телесния състав по време на терапевтични интервенции са критични и изискват повторни измервания с неинвазивна и клинично достъпна технология. В това отношение анализът на биоелектричния импеданс (BIA) придоби значение поради технологичния напредък и подобреното валидиране на изходните мерки [4]. Това се подкрепя от нарастващия брой публикации, които предоставят базирани на импеданс референтни данни за обезмаслена маса (FFM) или скелетна мускулна маса (SMM) [5-10].

И накрая, увеличаването на съединителната тъкан (т.е. мастната тъкан) със затлъстяване влошава „метаболитното качество“ на FFM [4]. Като вторична цел на изследването беше анализирана връзката между FFM и SMM, за да се оцени използването на FFM като прокси за SMM при затлъстяване.

Предмети и методи

В първата фаза на това проучване 153 кавказки мъже и жени с ИТМ 2 са били наети от района на Кил, Германия, и са били разработени уравнения за прогнозиране на FFM и SMM за устройствата за анализ на състава на сека медицинския орган (mBCA) [4, 15 ]. Устройство seca mBCA 515 (seca gmbh & co. Kg., Хамбург, Германия) е използвано за измервания на BIA, а модел 4C, базиран на разреждане на D2O, DXA и ADP, е използван като еталон за FFM, докато магнитният резонанс на цялото тяло изображенията (MRI) и разреждането на натриев бромид (NaBr) са използвани като референции за SMM и ECW, съответно. Подробности за протокола от изследването са описани по-рано [4, 15]. Във втора фаза бяха изследвани 35 мъже и жени от затлъстяване от Кавказка с ИТМ ≥30 kg/m 2, използвайки същия протокол от изследването. Десет субекта от първата фаза и 3 от втората фаза трябваше да бъдат изключени от проучването поради липсващи или неправдоподобни референтни измервания. Анализирани са резултатите от останалите 175 мъже и жени на възраст 18–65 години.

Субектите бяха помолени да постят през нощта и да дойдат в учебния център между 07:00 и 07:30 сутринта. Измерванията на ЯМР на цялото тяло се провеждат на отделна среща с интервал не повече от 4 дни. Субектите бяха изключени от проучването, ако отговарят на един от следните критерии: остри и/или хронични заболявания (напр. Хипертония, бъбречна и сърдечна недостатъчност), редовен прием на лекарства (с изключение на контрацептиви), ампутация на крайници, електрически импланти като сърдечни пейсмейкър, метални импланти (с изключение на зъбни импланти), период на бременност или кърмене, настояща злоупотреба с алкохол и обширни татуировки на ръцете или краката. Отокът на глезените се изключва чрез инспекция и ръчно компресиране, ако е необходимо.

Антропометрия

Височината и теглото на тялото бяха получени на измервателна станция (seca 285) с точност от ± 50 g до 100 kg и ± 75 g до 150 kg за скалата и ± 2 mm за стадиометъра. ИТМ е класифициран като нормално тегло (BMI ≥18,5, 2), наднормено тегло (BMI ≥25, 2) и затлъстяване (BMI ≥30 kg/m 2) с клас на затлъстяване I (BMI ≥30, 2), клас на затлъстяване II (BMI ≥35, 2) и клас затлъстяване III (ИТМ ≥40 kg/m 2).

Анализ на биоелектричния импеданс

Устройството seca mBCA 515 се състои от платформа с интегрирана везна и парапетна система. Всяка страна на възходящия парапет носи 6 електрода, от които 2 са избрани в зависимост от височината на човека. За да получи правилния избор на позиция за хващане, обектът трябва да стои изправен с разперени ръце. Още 2 чифта електроди контактуват с краката. Тази 8-електродна техника позволява измерване на сегментарен импеданс. Подробности за устройството бяха описани по-рано [15]. Точността за измерване на дясната и лявата страна на тялото при честоти от 5 и 50 kHz е 5 Ω за импеданса и 0,5 ° за фазовия ъгъл. Уравненията за прогнозиране използват стойности на BIA, получени при 5 и 50 kHz [15].

Участниците бяха помолени да не тренират в рамките на 12 часа и да пият алкохол в рамките на 24 часа преди измерването на импеданса. Продължителността на всяко измерване на BIA е 75 s.

Референтни методи

FM се изчислява с помощта на 3C модел и 4C модел, които включват обем на тялото (чрез ADP), TBW (чрез разреждане на D2O), BMC (чрез DXA) и тегло, като се използват следните уравнения [14]:

FM3° С (килограма) = 2.220 × обем на тялото (L) - 0,764 × TBW (L) - 1,465 × тегло (килограма)

FM4° С (килограма) = 2,7474 × обем на тялото (L) - 0,7100 × TBW (L) + 1.4599 × BMC (килограма) - 2.0503 тегло (килограма).

FFM3C и FFM4C са изчислени като разлика между телесното тегло и FM.

Обемът на тялото се измерва с ADP, като се използва устройството BOD POD TM (Cosmed, Италия). FMADP се изчислява от телесната плътност, като се използва уравнението на Siri [16], а FFMADP се изчислява като разлика към телесното тегло. Беше извършено DXA сканиране на цялото тяло за измерване на BMC, FFMDXA и постна мека тъкан с помощта на Hologic Discovery A денситометър и софтуера за цялото тяло 12.6.1: 3 (Hologic, Inc., Bedford, MA, USA). D2O разреждане се използва за измерване на TBW и NaBr разреждане за оценка на ECW. FFMD2O се изчислява чрез FFMд2О (килограма) = TBW (L) /0.732. ICW се изчислява като разлика между TBW и ECW. Подробности за тези референтни методи са описани по-рано [15].

Общият SMM (с изключение на главата и шията) и висцералната мастна тъкан се измерват чрез ЯМР, като се използва скенер Magnetom Avanto 1.5-T (Siemens Medical Systems, Erlangen, Германия). Подробностите бяха описани по-рано [4].

Статистика

Анализите на данни бяха извършени със софтуер R, версия 3.0.1 (R Foundation for Statistical Computing, Виена, Австрия). Описателната статистика и грешки са представени като средства ± SD. Разликите между жените и мъжете, както и значителни грешки бяха анализирани от т тест. FM индексът (FMI) е изчислен по следната формула: FMI = FM/височина 2. Значението на коефициентите на корелация на Пиърсън се основава на Fisher’s ż-трансформация. За корекционни уравнения се изчислява линейна регресия, като се използва некоригирана стойност от субекти с ИТМ ≥30 kg/m 2. ИТМ - 30 kg/m 2 се използва като независима променлива и прихващането е фиксирано на нула при BMI = 30 kg/m 2, за да се осигури приемственост между некоригирани и коригирани стойности при прага на BMI = 30 kg/m 2. Регресиите бяха изчислени за FFM, SMM (общо и сегментно), TBW, ECW и висцерална мастна тъкан. Значимостта на коефициентите беше оценена по т тест и уравненията бяха коригирани за BMI ≥30 kg/m 2, използвайки тези коефициенти. Чистата грешка се изчислява като:

A стр стойност 2, а разпространението на нормалното тегло, наднорменото тегло и затлъстяването клас I – III е съответно 49, 24, 13, 10 и 4%.

маса 1.

Характеристики на изследваната популация

Таблица 2 показва грешката на FFM за субекти с нормално тегло, наднормено тегло и затлъстяване, измерена при използване на BIA, DXA, ADP или D2O разреждане и моделите 3C и 4C като референция. BIA надцени FFM при затлъстели лица и за двата модела (3C и 4C). DXA надцени FFM във всички BMI групи и за двата модела; системната грешка се увеличава с ИТМ (таблици 2, 3) и е най-голяма при затлъстели лица. За разлика от това, ADP подценява FFM във всички ИТМ групи и за двата модела с най-висока отрицателна системна грешка при затлъстели пациенти. Не е установена значителна системна грешка при разреждане на D2O. Най-високата системна грешка е установена и за двата модела, когато FFM е измерена с DXA при затлъстели пациенти. Значителни разлики между модела 3C и 4C са открити само при пациенти с нормално тегло.

Таблица 2.

Грешка в обезмаслената маса (FFM), измерена чрез анализ на биоелектричен импеданс (BIA), рентгенова абсорбция с двойна енергия (DXA), плетизмография с въздушно изместване (ADP) и разреждане на деутерий (D2O) в сравнение с 3-отделение ( 3C) и модел с 4 отделения (4C), стратифициран от нормално тегло, наднормено тегло и затлъстяване

Таблица 3.

Корелации между грешката на обезмаслена маса (FFM), оценена чрез различни методи и потенциални детерминанти

Грешката на всички методи се увеличава с увеличаване на FMI (отрицателната грешка в случай на ADP; Таблица 3). В допълнение, грешката на FFMADP, FFMDXA и FFMBIA също корелира със съдържанието на вода и минерали в FFM, както и съотношението ECW/ICW.

Фигура 1 обяснява как резултатите от BIA за FFM са коригирани за затлъстели лица. Без корекция BIA надценява FFM при високи FMI и 22% от дисперсията на разликата между FFMBIA и FFM4C се обясняват с FMI (фиг. 1А). Вместо FMI, BMI се използва за коригиране на FFM, тъй като той не зависи от измерванията на импеданса и може да се използва като прокси за затлъстяване. Фигура 1В показва, че систематично надценяване на FFMBIA се появява само когато ИТМ надвишава 30 kg/m 2. Следователно за корекция на FFMBIA при затлъстели лица се използва линейна регресия, включваща субекти с ИТМ ≥30 kg/m 2. За да се осигури непрекъснатост, корекцията е нула при BMI = 30 kg/m 2 (фиг. 1В). FFM се коригира по следната формула:

Фиг. 1.

Разработване на корекция на маса без мазнини (FFM), измерена с анализ на биоелектричен импеданс (BIA). A Зависимост на индекса на мастната маса (FMI) на грешката на некоригирана FFM в сравнение с модел с 4 отделения (4C). Б. ИТМ зависимост на грешката за ИТМ ≥30 kg/m 2, която се използва като корекция, FFMBIA - FFM4C = 0,256 (BMI - 30 kg/m 2). ° С Грешка в коригираното FFM срещу FMI.

FFMBIA, коригирано = FFMBIA,некоригиран - 0,256 × (ИТМ - 30 кг/м 2).

Не е приложена корекция за субекти с ИТМ 2. Тази корекция намалява надценяването на FFM от BIA при затлъстели лица от 1,34 ± 2,40 на –0,06 ± 2,15 kg (онлайн допълваща таблица S1; за всички онлайн допълнителни материали вижте www.karger.com/doi/10.1159/000499607), и отклонението в разликата между FFMBIA и FFM4C, обяснено от FMI, се намалява от 22 на 2% (фиг. 1С). Подобна корекция може да се приложи към SMM, която намалява грешката от BIA при затлъстели лица от 1,63 ± 2,40 на 0,01 ± 2,11 kg:

SMMBIA,коригирано = SMMBIA,некоригирано - 0,298 × (ИТМ - 30 kg/m 2).

Допълнителни корекции могат да бъдат приложени към други уравнения на BIA, като се използват коефициентите на корекция, изброени в допълнителната онлайн таблица S1.

Установена е линейна връзка между FFM съгласно модела 4C и SMM, измерена чрез ЯМР (онлайн добавка, фиг. 1). SMM представлява 45% от FFM при жените и 49% от FFM при мъжете. Установена е значителна корелация между съответните остатъци и ИТМ при мъжете (r = 0,22, стр 2 [15]. От друга страна, надценяването на FFM от DXA може да се обясни с подценяване на FM на багажника от DXA устройства на лъча на вентилатора [18]. Тъй като минералното съдържание на TBW е до голяма степен отговорно за рентгеновото затихване и диференциацията между FM и FFM [19, 20], по-високата хидратация на FFM в мастната тъкан също допринася за надценяването на FFM от DXA при затлъстяване. Грешката на FFM обаче, измерена чрез BIA или DXA, е по-зависима от BMI и FMI, отколкото от разликите в хидратацията (Таблица 3). Точността на FFM, измерена чрез ADP, зависи от допускането за постоянна плътност на FFM [21]. По-високата хидратация или по-ниската BMC на FFM при затлъстяване следователно води до по-ниска плътност и следователно подценяване на FFM, което е в съответствие с корелациите, дадени в таблица 3.

Систематичната грешка на FFM, измерена чрез разреждане на D2O, не е била значима при никоя ИТМ група, нито за модела 3C, нито за модела 4C. Следователно разреждането на D2O е валиден метод за измерване на FFM при затлъстяване, но отнема твърде много време за клинична практика. Разлики между модела 3C и 4C са открити само при лица с нормално тегло, което предполага, че 3C модел може да е достатъчен при лица с наднормено тегло и затлъстяване, ако измерванията на DXA не са подходящи.

Настоящото проучване показва, че уравненията на BIA могат да бъдат подобрени за измервания при затлъстели лица, когато се използва корекционен срок за субекти с ИТМ ≥30 kg/m 2 (фиг. 1; онлайн допълваща таблица S1). Тази корекция оставя непроменени резултатите за небъдещи субекти и избягва резки промени в резултатите с увеличаване на ИТМ. Корекционните фактори са статистически значими (стр 2 .

Установена е линейна връзка между FFM съгласно модела 4C и SMM, оценена чрез MRI (онлайн добавка, фиг. S1). Следователно FFM може да се използва за прогнозиране на SMM. Въпреки това SMM представлява само 45–49% от FFM при жените и мъжете. Тази връзка обяснява и защо апендикулярната мускулна маса се надценява, когато се измерва с DXA (онлайн добавка. Фиг. S2). Докато обемът на мускулната тъкан се измерва с ЯМР, резултатите от DXA представляват чиста маса на меките тъкани, която е FFM без кост. Следователно, постната мека тъкан на крайниците като прокси за SMM води до надценяване на мускулатурата [22]. Поради това определенията за ниска мускулна маса, които се основават на различни методи, се различават между насоките на Европейската група за саркопения при възрастни хора и Международния консенсус за ракова кахексия [23]. Преобладаването на ниска мускулна маса при пациенти с рак може да зависи от метода за измерване на мускулите [24]. Използвайки устройството seca mBCA 515, прогнозирането на SMM има предимства пред прогнозирането на FFM, тъй като чистата грешка в сравнение с MRI е по-малка за коригираното уравнение на SMM, отколкото за SMM, изчислена от коригирана FFM (1.41 срещу 1.50 kg за всички и 2.09 срещу 2,14 кг за затлъстели лица).

Като ограничение за нашето проучване, участниците са здрави, освен че са с наднормено тегло и резултатите може да не са валидни при субекти със заболявания, водещи до нарушена хидратация. Също така бяха изчислени корекции за уравнения на BIA, внедрени в устройството seca mBCA 515 и не могат да бъдат приложени към други BIA инструменти. Освен това моделите 3C и 4C като референция не са независими, тъй като включват информация, получена от ADP, D2O разреждане и DXA.

В заключение, FFM, измерена чрез референтните методи DXA и ADP, има системна грешка при затлъстяване. Следователно тези методи не са подходящи стандарти за телесен състав при затлъстяване. В клиничната практика използването на коригирани измервания на BIA за FFM или SMM може да бъде подходяща алтернатива, стига уравненията на BIA да бъдат валидирани спрямо 4C или 3C модел или MRI, като уравненията, приложени в устройството seca mBCA 515.

Декларация за етика

Това проучване е одобрено от Комитета по медицинска етика на Университета на Кристиан Албрехтс Кил, Германия и е проведено в съответствие с етичните стандарти, определени в Декларацията от Хелзинки от 1964 г. и нейните по-късни изменения. Всички участници предоставиха пълно информирано и писмено съгласие преди участие.

Декларация за оповестяване

Бьорн Йенсен и Кристин Клукман са наети от seca. Anja Bosy-Westphal обслужва, а Manfred J. Müller служи като консултант за seca. Вибке Браун, Корина Гайслер и Маркус декларират, че нямат конфликт на интереси.

Източници на финансиране

Тази работа беше подкрепена с грант от seca gmbh & co. кг., Германия.