Медицина / 8. Морфология
К.б.н. Сокольская Т.И.
Липецкий филиал Российской академии народного
хозяйства и государственной службы при Президенте РФ, Россия
Оценка компонентного состава массы тела у детей
и подростков в условиях агрессивной экологической среды
Объективная оценка
физического развития детей и подростков требует изучения парциальных
компонентов массы тела. Актуальность такого исследования особенно велика для
диагностики избыточной массы тела и ожирения [1].
В настоящее время
универсальные формулы для подсчёта величин парциальных компонентов массы тела у
детей и подростков отсутствуют. Существующая на сегодняшний день система
определения абсолютной и относительной величин жировой и мышечной массы тела
позволяет объективно их оценивать, начиная с 14-летнего возраста. Кроме того,
процесс определения составляющих массы тела весьма трудоёмкий. Например, для
получения только одного показателя требуется измерение толщины кожно-жировых
складок в восьми точках (существуют и другие
схемы выбора участков измерений – по
семи, по четырём, по трем складкам) или измерение четырёх-шести
окружностей тела.
Из множества формул
разных авторов в России и ряде других стран весьма популярны формулы J. Mateigka,
используемые для возрастных групп старше 14 лет [6]. Недавно были предложены формулы для определения скелетно-мышечной массы тела в общей популяции
путём сопоставления результатов
антропометрии с данными магнитно-резонансной томографии [5, 1]. Оценку величины мышечной массы проводят по показателю площади мышц
плеча, при расчёте
которого вводят поправку на толщину кожи и подкожно-жировой клетчатки [3]. Из
антропометрических формул для оценки жирового компонента массы тела у детей в
возрасте от 8 до 17 лет рекомендуются формулы M.N. Slaughter, которым соответствует схема выбора участков
измерений по двум складкам: на задней поверхности плеча и под лопаткой или на
задней поверхности плеча и на середине голени сзади [1, 7].
Отсутствие универсальных уравнений для
оценки компонентов массы тела детей и подростков в настоящее время связано,
главным образом, с различиями популяций в зависимости от пола, возраста, этнической
принадлежности, уровня физической активности, состояния здоровья и других
факторов. В связи с этим возникает необходимость минимизации числа
антропометрических показателей, разработки более доступных и
информативных моделей, упрощающих процесс оценки компонентного состава массы
тела.
Цель
данного исследования: разработать
регрессионные формулы для оценки относительной величины жировой массы тела и мышечной массы тела у
лиц детского и раннего пубертатного возраста и сопоставить полученные модели с формулами M.N. Slaughter и J. Mateigka.
Материал и методы исследования. Исследование проводилось на территории Липецкой
области, расположенной в Центрально-Черноземном районе России и являющейся
типичным аграрно-индустриальным регионом. Изучение состава массы тела
проводилось у 256 детей и подростков в возрасте от 7 до 13 лет. Среди них 138
представителей мужского пола, 118 – женского пола. По этнической принадлежности все обследуемые - русские. Исследование
проводилось с соблюдением принципов добровольности, прав и свобод личности,
гарантированных статьями 21 и 22 Конституции РФ.
Обследование
проводилось с помощью метода соматометрии, который остаётся одним из наиболее простых,
доступных и недорогих методов определения парциальных компонентов массы тела. В комплекс обследования включалось изучение
показателей физического развития, питания и парциальных составляющих массы
тела. Индивидуальная оценка соматометрических показателей, определяющих степень
выраженности и характер взаимоотношений основных анатомических компонентов
сомы, осуществлялась по формулам J. Matiegka и M.N. Slaughter: подсчет жировой массы тела, абсолютной мышечной массы с 14 лет
определяли по формуле J. Matiegka [6]; для расчета относительного содержания ЖМТ в детском
и раннем подростковом возрастах (8-13 лет) использовали уравнение M.N. Slaughter [4]. Статистическая обработка полученных данных проводилась
с помощью пакета прикладных программ «Microsoft Excel», «Statistica 6,0»,
рекомендованных для статистического анализа медико-биологических данных.
Модификация способа оценки относительной величины
жирового компонента массы тела в детском и раннем подростковом возрастах. Уравнения регрессии,
предложенные M.N. Slaughter
(1988), по которым определялось относительное содержание жировой массы тела
(ЖМТ), имеют следующий вид, если суммарная толщина складок на трицепсе и под лопаткой
меньше 35 мм: %ЖМТ = 0,610×S2 + 5,1 (для
девочек); %ЖМТ = 0,735×S2 + 1,0; (для мальчиков), где S2 - сумма кожно-жировых складок на трицепсе и под лопаткой (мм) [1]. Если суммарная толщина складок на трицепсе и под лопаткой
превышает 35 мм, то используется иное уравнение. В данном исследовании его не
брали за эталон для сравнения.
В таблицах 1-2 показаны уровни функциональных связей
между ЖМТ и ТКЖС в разных точках (табл. 1,2).
Таблица 1
Корреляция (r) ЖМТ
(кг) с толщинами кожно-жировых складок (мм) у лиц женского пола
|
Возраст |
n |
ТКЖС бицепса |
ТКЖС трехглавой мышцы |
ТКЖС подлопа-точная |
ТКЖС брюшная |
ТКЖС бедренная |
ТКЖС голени |
|
7 |
16 |
0,856*** |
0,921*** |
0,776*** |
0,854*** |
0,959*** |
0,905*** |
|
8 |
19 |
0,962*** |
0,865*** |
0,817*** |
0,947*** |
0,883*** |
0,868*** |
|
9 |
17 |
0,834*** |
0,848*** |
0,944*** |
0,959*** |
0,974*** |
0,923*** |
|
10 |
16 |
0,834*** |
0,880*** |
0,903*** |
0,844*** |
0,917*** |
0,885*** |
|
11 |
30 |
0,910*** |
0,916*** |
0,840*** |
0,909*** |
0,914*** |
0,851*** |
|
12 |
10 |
0,979*** |
0,967*** |
0,963*** |
0,969*** |
0,984*** |
0,903*** |
|
13 |
10 |
0,596 |
0,881** |
0,747* |
0,824** |
0,916*** |
0,135 |
* - p
0,05; ** - p
0,01; *** - p
0,001
У лиц женского пола наибольшая функциональная связь
была выявлена между ЖМТ и толщиной кожно-жировой складки (ТКЖС) на бедре во все
изученные периоды (табл. 1; рис. 1), кроме 8 лет. Кроме того, в 8, 9 лет была
отмечена достоверная корреляция ЖМТ брюшной ТКЖС. Достоверная корреляция ЖМТ с
ТКЖС бицепса отмечалась в возрасте 8 и 12 лет;. с подлопаточной ТКЖС - в 10 лет;
с ТКЖС трехглавой мышцы - в 11 лет.
Взаимосвязь между ЖМТ и бедренной ТКЖС у лиц женского
пола аппроксимируется уравнением вида: y = 0,9626x +
4,8401, где y - % ЖМТ; x – ТКЖС
на бедре. Коэффициент детерминации показывает, что данная модель описывает
связь бедренной ТКЖС и относительного содержания жира на 87% (R2=0,87)
(рис. 1).
У лиц мужского пола была отмечена наибольшая
корреляционная зависимость ЖМТ с подлопаточной ТКЖС в 7 лет, а также в 10-12
лет (табл. 2; рис. 2). В возрасте 8 и 13 лет наиболее достоверной была
функциональная связь ЖМТ с ТКЖС на животе; в 9 лет – с ТКЖС на бедре.
Таблица 2
Корреляция (r) ЖМТ
(кг) с толщинами кожно-жировых складок (мм) у лиц мужского пола
|
Возраст |
n |
ТКЖС бицепса |
ТКЖС трехглавой мышцы |
ТКЖС подло-паточ. |
ТКЖС груд. |
ТКЖС брюшная |
ТКЖС бедрен-ная |
ТКЖС голени |
|
7 |
18 |
0,817*** |
0,922*** |
0,970*** |
0,916*** |
0,936*** |
0,918*** |
0,913*** |
|
8 |
22 |
0,776*** |
0,876*** |
0,936*** |
0,957*** |
0,974*** |
0,951*** |
0,937*** |
|
9 |
32 |
0,913*** |
0,913*** |
0,882*** |
0,903*** |
0,945*** |
0,956*** |
0,954*** |
|
10 |
15 |
0,785*** |
0,904*** |
0,917*** |
0,868*** |
0,913*** |
0,877*** |
0,899*** |
|
11 |
31 |
0,944*** |
0,886*** |
0,945*** |
0,916*** |
0,925*** |
0,908*** |
0,890*** |
|
12 |
10 |
0,839** |
0,671* |
0,954*** |
0,847** |
0,899** |
0,924*** |
0,826** |
|
13 |
10 |
0,844** |
0,818** |
0,872** |
0,972*** |
0,976*** |
0,869** |
0,891** |
* - p
0,05; ** - p
0,01; *** - p
0,001
Линейная зависимость между ЖМТ и
подлопаточной ТКЖС у лиц мужского пола подтверждается уравнением: y = 1,3916x +
8,663, где y - % ЖМТ; x – подлопаточная ТКЖС. Данная модель адекватна на 80%,
т.к. описывает связь подлопаточной ТКЖС с величиной относительного содержания
ЖМТ на 80% (R2=0,80) (рис. 2).
ТКЖС трехглавой мышцы
Модификация
способа оценки мышечного компонента массы тела в детском и раннем пубертатном
возрастах. У лиц женского пола наибольшая
функциональная связь была выявлена между ММТ и массой тела (табл. 3).
Линейная корреляция между
показателями ММТ и МТ у лиц женского пола удовлетворительно аппроксимируется
уравнением вида: уМТ = 0,3874 х – 0,2066, где у – величина мышечной
массой тела; х – масса тела. Коэффициент детерминации показывает, что данная
модель описывает связь ММТ с массой тела на 74% (R2=0,74).
Таблица 3
Корреляция (r) ММТ
(кг) с отдельными соматометрическими показателями у лиц женского пола
|
Возраст |
n |
Масса тела |
Окруж-ность талии |
Окруж-ность плеча |
Окруж-ность бедра |
Окруж-ность голени |
|
7 |
16 |
0,886*** |
0,781*** |
0,688** |
0,739** |
0,670** |
|
8 |
19 |
0,877** |
0,707** |
0,794*** |
0,929*** |
0,823*** |
|
9 |
17 |
-0,324 |
-0,170 |
-0,263 |
-0,476 |
-0,188 |
|
10 |
16 |
0,892** |
0,671* |
0,613* |
0,843*** |
0,806*** |
|
11 |
30 |
0,839** |
0,635*** |
0,637*** |
0,675*** |
0,695*** |
|
12 |
10 |
0,980** |
0,818** |
0,929*** |
0,910*** |
0,871** |
|
13 |
10 |
0,579 |
0,655* |
0,364 |
0,674* |
0,882** |
* - p
0,05; ** - p
0,01; *** - p
0,001
Как видно из таблицы 4, умеренная линейная
зависимость показателя ММТ наблюдается также с окружностями бедра и голени, что
подтверждается следующими уравнениями: уОБ = 0,5761 х – 10,908, где
у – величина мышечной массой тела; х – окружность бедра; данная модель
описывает связь этих показателей на 60% (R2=0,60)
(рис. 3); уОГ= 0,9095 х – 12,419, где у – величина
мышечной массой тела; х – окружность голени; данная модель адекватна на 51% (R2=0,51)
(рис. 4).
Однако в отдельные возрастные периоды
обнаружены достоверные различия средних значений показателей ММТ, вычисленных
по двум последним моделям, и значений ММТ, полученных по формуле J. Mateigka: в 7
лет (tОБ = -
2,505* (p = 0,018); tОГ = - 2,697** (p = 0,011)); в 11 лет (tОГ = -
2,170* (p = 0,034)); в 13 лет (tОБ = -
2,386* (p = 0,026); tОГ = - 3,199** (p = 0,050)).
У лиц мужского пола в изучаемый возрастной
период была отмечена достоверная корреляция ММТ с массой тела и окружностью
бедра (табл. 5). Кроме того, в 8, 10 лет достоверная корреляция ММТ отмечалась
с окружностью талии (r = 0,796; r = 0,828 соответственно); в 8, 11 лет – с окружностью
плеча (r = 0,738; r = 0,914
соответственно); в 10, 12, 13 лет – с показателем окружности голени (r = 0,915; r =
0,814; r = 0,929 соответственно).
Таблица 5
Корреляция (r) ММТ
(кг) с отдельными соматометрическими показателями у лиц мужского пола
|
Возраст |
n |
Масса тела |
Окруж-ность талии |
Окруж-ность плеча |
Окруж-ность бедра |
Окруж-ность голени |
Окруж-ность предплечья |
|
7 |
18 |
0,925** |
0,524* |
0,664** |
0,584* |
0,560* |
0,604** |
|
8 |
22 |
0,860** |
0,796*** |
0,569** |
0,942*** |
0,738*** |
0,929*** |
|
9 |
32 |
0,769** |
0,663*** |
0,738*** |
0,772*** |
0,742*** |
0,853*** |
|
10 |
15 |
0,856** |
0,828*** |
0,812*** |
0,841*** |
0,915*** |
0,906*** |
|
11 |
31 |
0,909** |
0,730** |
0,914*** |
0,891*** |
0,896*** |
0,949*** |
|
12 |
10 |
0,837** |
0,592 |
0,725* |
0,792* |
0,814** |
0,942*** |
|
13 |
10 |
0,885** |
0,701* |
0,770* |
0,807** |
0,929*** |
0,746* |
* - p
0,05; ** - p
0,01; *** - p
0,001
Следовательно,
средствами регрессионного анализа можно получить следующие линейные уравнения
для подсчёта ММТ у детей и подростков мужского пола: yОБ =
0,6569 x - 13,359, где y - величина мышечной массой тела; x – окружность бедра (рис. 5). Данная модель адекватна
на 72% (R2=0,72); yМТ =
0,4323 x - 1,6505, где y - величина мышечной массой тела; x – масса тела. Коэффициент детерминации показывает,
что данная модель описывает связь ММТ и массы тела на 84% (R2=0,84).
При сопоставлении полученных
моделей с формулами M.N. Slaughter и J. Matiegka
достоверных различий по критерию Стьюдента не обнаружено, что позволяет
рекомендовать их к использованию при
динамическом наблюдении за состоянием здоровья детей и подростков.
Литература
1.
Мартиросов Э.Г.
Технологии и методы определения состава тела человека / Э.Г. Мартиросов,
Д.В.Николаев, С.Г.Руднев. М.: Наука. 2006. 248 c.
2.
Лутовинова Н.Ю., Чтецов В.П. Эмпирическая проверка надёжности некоторых формул прогнозирования жировой массы //
Вопросы антропологии. 1969. Вып. 31. С.54–66.
3.
Синеглазова А.В., Калев О.Ф. Клиническая антропометрия и
конституциональная биотипология: Руководство для врачей / А.В. Синеглазова,
О.Ф. Калев. Челябинск: Изд-во «Челябинская государственная медицинская
академия», 2008. 60 с.
4. Cameron N.,
Griffiths P. L, Wright M. et al. Regression equations to estimate
percentage body fat in African prepubertal children aged 9 // Am. J. of Clinical Nutrition.
2004. V. 80. 1. P. 70 –75.
5. Lee R.C. Total-body skeletal muscle mass: development
and cross-validation of anthropometric prediction models / R.C. Lee, Z. Wang,
M. Heo, R. Ross, I. Janssen, S.B.Heymsfield // Am. J. Clin. Nutr. 2000. V.72.
P.796–803.
6. Matiegka J. The testing of physical
efficiency // Amer. J. of Phys Anthropology. 1921. 3: P. 223-230.
7. Slaughter M.N.,
Lohman T.G., Boileau R.A. et al.
Skinfold equations for estimation of body fatness in children and youth // Hum.
Biol. 1988. V. 60; 5. P. 709-723.