TECNOLOGIE DI ANALISI DELLA COMPOSIZIONE CORPOREA - Inbody Fitness

2
TECNOLOGIE DI
 ANALISI DELLA
COMPOSIZIONE
  CORPOREA

                 1

Indice
1.   Introduzione
2.   Suddivisione dei metodi
3.   Metodi diretti
4.   Metodi indiretti
5.   Metodi doppiamente indiretti
6.   Conclusioni

                                        2

1. INTRODUZIONE
PERCHE' ANALIZZARE LA COMPOSIZIONE CORPOREA?
   • Per valutare lo stato nutrizionale e lo stato di salute.
   • Per monitorare i cambiamenti fisici durante le varie fasi della vita, un percorso
     di dieta e/o attività fisica, o durante una patologia cronica.
   • Per formulare gli interventi terapeutici appropriati.

I metodi disponibili variano in relazione alla facilità di utilizzo, al costo,
all'invasività ecc.. ciascuno ha dei limiti per quello che riguarda la
metodica e un certo grado di errore di misurazione.

                                                                                     3

2. SUDDIVISIONE DEI METODI
I metodi di valutazione della composizione corporea sono molteplici e sono
raggruppabili in:

   • metodi diretti: misurazioni dirette sul compartimento di interesse.

   • metodi indiretti: il compartimento di interesse viene calcolato indirettamente a
     partire da un altro parametro misurato. Questo parametro e il compartimento di
     interesse sono legati da una relazione matematica verificata dalle metodiche dirette:
     ad esempio la quantità di acqua e di potassio sono costanti nella massa magra.

   • metodi doppiamente indiretti: tali metodiche si basano su equazioni di regressione
     derivate statisticamente in studi di popolazione. Devono essere validate con le altre
     metodiche di riferimento (dirette o indirette).

                                                                                             4

3. METODI DIRETTI
Misurazioni dirette sul compartimento di interesse.

   • Analisi chimica da cadavere: tramite esterificazione dei grassi. Rappresenta la metodica
     gold standard, ma per ovvi motivi non è applicabile a studi sull’uomo.

   • Attivazione neutronica: si basa sulla misurazione di Carbonio, Idrogeno, Calcio e Azoto,
     effettuata irradiando il soggetto con neutroni veloci di energia che interagiscono con
     questi elementi chimici del corpo, provocando emissioni di raggi gamma che possono
     essere misurati. Viene effettuata in vivo. L'azoto fornisce informazioni sulle proteine e
     sulla massa cellulare, l'idrogeno sul contenuto di acqua, il carbonio sul grasso, il calcio sul
     tessuto osseo... Questa metodica necessita di apparecchiature molto costose, inoltre
     viene utilizzata una debole emissione di radiazione ionizzante: questo fa si che
     l'attivazione neutronica venga usata solo per sperimentazioni in cliniche specializzate.

                                                                                                   5

4. METODI INDIRETTI
Il compartimento di interesse viene calcolato indirettamente a
partire da un altro parametro misurato. Questo parametro e il
compartimento di interesse sono legati da una relazione
matematica verificata dalle metodiche dirette.

   •   Pesata idrostatica
   •   Pletismografia
   •   Dexa
   •   TAC
   •   RMN
   •   Diluizione isotopica
   •   Potassio corporeo totale

                                                                 6

PESATA IDROSTATICA
• La pesata idrostatica rappresenta un metodo gold
  standard per misurare il contenuto corporeo di grasso.
• La persona viene pesata e in seguito fatta immergere in una
  piscinetta dal volume noto, in cui dovrà trattenere il respiro
  per qualche secondo. Viene quindi calcolata la densità
  corporea.
• Il metodo si basa sul principio di Archimede il quale
  stabilisce che il volume di un corpo immerso in un liquido è
  uguale al peso del liquido spostato.
• Dalla densità corporea possono essere stimate la massa
  grassa e la massa magra.
• La tecnica è lunga e complessa, ma ha un errore
  estremamente basso (circa 1-1.5%).
• E’ un esame indicato soprattutto ai fini di ricerca e non è
  destinato alla routine o alla valutazione di ampie categorie
  di soggetti.

                                                                   7

PLETISMOGRAFIA
• Come la pesata idrostatica, la pletismografia misura la densità
  corporea, ma attraverso lo spostamento di aria piuttosto che
  l'immersione in acqua.
• Anche questo metodo è considerato un gold standard per la
  misurazione del grasso corporeo.
• Con la pletismografia, il volume corporeo viene definito
  indirettamente misurando il volume di aria che si sposta dentro una
  camera chiusa (pletismografo), che ha una temperatura costante.
• Il peso e il volume della persona vengono usati per calcolare la
  densità corporea e successivamente la percentuale di grasso
  corporeo e la percentuale della massa magra.
• Il tempo richiesto per le misurazioni è breve (intorno ai 3-5 minuti) e
  l'esaminato può continuare a respirare, a differenza della pesata
  idrostatica. Può essere misurato anche il metabolismo e il test può
  essere eseguito su tutte le persone, comprese quelle alte, robuste o
  muscolose.
• Al momento ci sono solo due modelli disponibili in commercio che
  utilizzano la 'pletismografia a spostamento d'aria per la misura della
  composizione corporea: BOD POD (per bambini e adulti) e PEA
  POD (per neonati).

                                                                            8

DUAL ENERGY X-RAY ABSORPTION (DEXA)
• Viene considerata il gold standard per la
  determinazione della densità dei tessuti ossei
  (mineralizzazione).
• Utilizza una sorgente di raggi X con un basso
  dosaggio, che viene attenuata in relazione al tipo
  di tessuto che incontra.
• Questa attenuazione viene misurata e tramite
  degli algoritmi è possibile calcolare anche il valore
  di massa grassa e massa magra.
• Presenta una buona riproducibilità e precisione,
  ma lo strumento è molto costoso, espone le
  persone a una piccola dose di radiazioni e può
  essere manovrato solo da personale specializzato.

                                                          9

TOMOGRAFIA ASSIALE COMPUTERIZZATA (TAC)
• La TAC è una metodica di diagnostica per immagini, che sfrutta radiazioni
  ionizzanti e consente di riprodurre sezioni o strati corporei del paziente ed
  effettuare elaborazioni tridimensionali.
• La densità radiologica del tessuto adiposo è sostanzialmente omogenea,
  mentre la massa magra comprende organi e tessuti a densità radiologica
  molto diversa fra loro.
• Per avere dati precisi e accurati sarebbe necessario effettuare una grande
  quantità di scansioni, e l'esame diverrebbe troppo costoso e pericoloso per
  la persona.
• Sezioni tomografiche localizzate all'addome possono essere utili per
  valutare le dimensioni e la localizzazione del grasso viscerale e id quello
  sottocutaneo.
                                                                              10

RISONANZA MAGNETICA NUCLEARE (RMN)
• Tecnica che consente di creare immagini tridimensionali dell'interno
  del corpo, senza utilizzare radiazioni ionizzanti.
• Utile per la valutare la quantità e localizzazione del tessuto adiposo.
• Nonostante fornisca preziose informazioni, a causa della bassa
  disponibilità e dell'elevato costo della strumentazione, l'utilizzo della
  risonanza magnetica in questo campo è piuttosto limitato.

                                                                              11

ECOGRAFIA A ULTRASUONI
• Tecnica non invasiva per la misura del grasso sottocutaneo.
• La metodica è destinata a personale molto preparato ed esperto
  (ecografista).
• Servono tempi superiori ai 20 minuti per una misura dello spessore.

                                                                        12

DILUIZIONE ISOTOPICA
• Il 2H o DEUTERIUM DILUITION METHOD consiste
  nell'iniettare sostanze radioattive simili all'acqua
  (come l'acqua pesante, ovvero ossido di deuterio, il
  deuterio o il trizio) nel corpo.
• Dopo circa quattro ore, quando la sostanza iniettata
  si è ben distribuita all'interno del corpo e si è
  completamente diluita nell'acqua corporea, dalle
  urine si determina la concentrazione di D2O.
• Infine, utilizzando la massa di D2O iniziale e la sua
  concentrazione si determina la massa dell'acqua
  corporea totale.
• Nonostante sia considerato il gold standard per la
  misurazione dell'acqua corporea in quanto raggiunge
  un'elevata accuratezza, questo metodo richiede
  tempo e necessita di personale esperto.

                                                          13

POTASSIO CORPOREO TOTALE
• Il contenuto in potassio nei vari tessuti corporei risulta relativamente costante;
  nella massa magra alipidica è contenuto in misura di 2,5 g/kg, mentre i trigliceridi
  di riserva ne sono totalmente privi. Tale premessa pone le basi per la valutazione
  della composizione corporea mediante il dosaggio del potassio nel corpo.
• Le strumentazioni utilizzate a tale scopo sfruttano la naturale presenza
  nell'organismo di un isotopo radioattivo, il potassio quaranta (K40), che è
  presente sempre in proporzioni definite rispetto al potassio corporeo totale. A
  causa di questa sua radioattività, il potassio 40 emette continuamente segnali
  gamma, che possono essere captati da macchinari opportuni ed elaborati per
  ottenere una stima della massa magra corporea; per differenza, si potrà quindi
  calcolare quella lipidica.
• Si tratta indubbiamente di una metodica estremamente precisa; l'esame dura una
  quindicina di minuti, non è pericoloso per la salute, ma i costi proibitivi delle
  apparecchiature ne rendono impraticabile l'utilizzo su larga scala.

                                                                                    14

5. METODI DOPPIAMENTE INDIRETTI
Tali metodiche si basano su equazioni di regressione derivate
statisticamente in studi di popolazione. Devono essere validate con le
altre metodiche di riferimento (dirette o indirette).
• Antropometria
• Plicometria
• Bioimpedenziometria

                                                                         15

ANTROPOMETRIA
• Il metodo antropometrico utilizza il peso, l’altezza, le circonferenze
  corporee (bicipite, tricipite, vita, addome, fianchi..), le aree muscolari,
  l’ampiezza di polso e gomito, le lunghezze degli arti per stimare
  indirettamente la composizione corporea.
• Da queste misure si possono ottenere informazioni relative a:
   • adeguatezza di peso e altezza: utile per valutare la crescita in bambini e adolescenti,
   • struttura scheletrica o taglia (stimata attraverso l’ampiezza del gomito),
   • biotipo (obesità androide, ginoide o intermedia): valuta dove sono localizzati i
     depositi adiposi in eccesso (parte alta o parte bassa del corpo),
   • stima della massa magra e della massa grassa,
   • fabbisogno energetico basale,
   • peso desiderabile.
• Metodo sicuramente poco costoso, ma poco accurato e poco riproducibile.

                                                                                               16

PLICOMETRIA
• Tecnica che consiste nel misurare lo spessore di grasso sottocutaneo con un calibro detto
  plicometro, in varie sedi del corpo (bicipite, tricipite, coscia, addome etc).
• Attraverso una serie di equazioni viene calcolata la massa grassa.
• Il calibro è facilmente trasportabile e la misurazione è semplice e poco costosa.
• La misurazione è difficoltosa sia in ambito pediatrico che nelle persone obese. Inoltre, la
  riproducibilità dei risultati dipende enormemente dall'abilità del misuratore.

                                                                                           17

BIOIMPEDENZIOMETRIA (BIA)
• La BIA consiste nell’analisi dell’impedenza elettrica di
  una corrente che attraversa il corpo (di piccola
  intensità e assolutamente innocua). Al suo passaggio,
  l’impedenza si modifica a seconda della quantità e del
  tipo di strutture che incontra (acqua, membrane
  cellulari, sostanza lipidica...) e della geometria del
  corpo e dei segmenti corporei ( braccia, tronco,
  gambe).

• Dal valore dell’impedenza è possibile stimare
  direttamente        l'acqua      corporea totale   e,
  indirettamente, altri compartimenti corporei, come la
  massa grassa, la massa cellulare metabolicamente
  attiva, i minerali, le proteine, ecc...
                                                             18

PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO DELLA BIA
• La BIA misura l'IMPEDENZA (Z) di una
  corrente alternata che attraversa il corpo
  umano. Dalla misurazione dell’Impedenza si
  possono ricavare informazioni sullo stato di
  composizione corporea.
• L'impedenza è la misura della RESISTENZA                           Z
  opposta dal corpo al passaggio della corren
  te.
• La resistenza del corpo si modifica in base:
   • alla QUANTITÀ e del TIPO di strutture presenti
     (acqua, membrane cellulari, sostanza lipidica...)   IMPEDANCE

   • alla GEOMETRIA del corpo e dei segmenti             ANALYZER

     corporei (braccia, tronco, gambe).

                                                                         19

PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO DELLA BIA
 • Massa Magra  ricca di acqua, buon conduttore

 • Massa Grassa  povera di acqua, cattivo conduttore

         Elevata TBW               Bassa TBW
          Bassa                    Elevata
         Impedenza                 Impedenza

PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO DELLA BIA
       L'impedenza del corpo è la somma vettoriale della resistenza e della reattanza.

• Resistenza corporea (R): capacità del corpo di opporsi al passaggio di corrente elettrica. Risulta l
  egata interamente ai fluidi corporei. Meno acqua è presente nel tessuto (es osso, lipidi) più è alt
  a la resistenza corporea. Viceversa più l’acqua è presente, minore è la resistenza.

• Reattanza corporea (Xc): capacità del corpo di opporsi al passaggio di corrente elettrica grazie al
  la capacità di un condensatore (costituito da due piastre separate tra loro da uno strato condutti
  vo o isolante) che immagazzina cariche elettriche. Nel corpo umano il condensatore è
  rappresentato dalle membrane
  cellulari. La reattanza è quindi direttamente proporzionale alla quantità di membrane cellulari
  attive, cioè alla massa cellulare corporea (numero di cellule).

PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO DELLA BIA
Membrana cellulare e Reattanza (Xc)

 - La Membrana cellulare è il condensatore del corpo
 umano
 - La Corrente Alternata possiede delle caratteristiche di
 frequenza che ne contente il passaggio attraverso la
 membrana cellulare
 - La particolare resistenza che si genera in questa fase
 prende il nome di Reattanza

                                             Extra cellular
                                             Water

                                       Membrana cellulare     Condensatore

                                              Intracellular
                                              Water

PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO DELLA BIA
• L’impedenza totale del corpo è determinata più dalla resistenza che dalla
  reattanza (l'acqua nel corpo è più abbondante rispetto alle membrane
  cellulari) ed è distribuita:
   • 50% negli arti inferiori
   • 40% negli arti superiori
   • 10% nel tronco
• Il valore dell’impedenza diminuisce con l’aumentare della frequenza della
  corrente alternata applicata al corpo.
  A basse frequenze la corrente non attraversa le membrane cellulari e passa
  solo attraverso i liquidi extracellulari.
  Ad alte frequenze il passaggio di corrente si distribuisce equamente tra  l
  ’ambiente intra ed extracellulare.

                                                                              23

PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO DELLA BIA

PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO DELLA BIA
    Impedenza

      Indice Impedenza
      (Altezza2/Impedenza)

         ATC ∝ Indice Impedenza

            FFM (Massa Magra) = ATC/0.73

                FM (Massa Grassa) = Peso – FFM

                    Minerali e proteine*

                    *Stimati

PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO DELLA BIA

 Cos’è l’Angolo di Fase?
 L’Angolo di Fase rappresenta il rapporto fra
 Resistenza e Reattanza e può essere
 considerato un ottimo indicatore dello stato
 fisico e dell’integrità cellulare.
 Studi e ricerche effettuati su migliaia di
 soggetti hanno dimostrato un’elevata
 correlazione tra l’angolo di fase e lo stato di
 salute cellulare.
 L’angolo di fase inoltre è stato definito uno dei
 migliori indicatori non invasivi predittivi per la
 sopravvivenza a lungo termine dei soggetti
 patologici.

VANTAGGI DELLA BIA

• Facile da eseguire
• Test veloce (meno di 1 minuto)
• Tecnica non invasiva
•Poco costosa

                                            27

POPOLAZIONE TARGET PER L’ANALISI BIA

Il monitoraggio della composizione corporea serve a moltissimi scopi:
• nella persona con eccesso di peso, permette di determinare l’efficacia della
   terapia nutrizionale e motoria e di ottimizzarle,
• nello sportivo è utile a valutare l’efficienza muscolare, soprattutto nei
   professionisti che si stanno preparando per una gara importante,
• nella persona con patologia severa, consente di monitorare lo stato di
   nutrizione e adeguare la terapia farmacologica e le integrazioni
   nutrizionali,
• nel bambino e nell’adolescente, permette di valutare al meglio la crescita,
• nell’anziano consente di controllare i cambiamenti che fisiologicamente
   avvengono con l’avanzare del tempo.

6. CONCLUSIONI
• Esistono molte tecniche per la misurazione della composizione
  corporea:
   • i metodi più accurati, considerati gold standard, sono molto costosi e utilizzati
     solo in ambito clinico e/o sperimentale;
   • altri metodi sottopongono la persona a radiazioni ionizzati, nocive per la
     salute;
   • altri ancora, spesso quelli meno costosi, sono poco accurati e poco
     riproducibili.
Per la sua alta affidabilità, il costo contenuto, la facilità di esecuzione,
l'assenza di invasività e la portabilità, la bioimpedenziometria è oggi il
    metodo più utilizzato per l'analisi della composizione corporea.
                                                                                     29