Проф. Д-р мед. Манфред Джеймс Мюлер

концептуални

Institut für Humanernährung und Lebensmittelkunde

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Düsternbrooker Weg 17, 24105 Кил, Германия

Сродни статии за „“

  • Facebook
  • Twitter
  • LinkedIn
  • електронна поща

Резюме

История на ИТМ

Използване на ИТМ

Днес ИТМ се използва широко за рутинно характеризиране на състоянието на теглото в епидемиологията, клиничното хранене и изследванията, не на последно място, защото е лесно да се измери и редовно се документира в индивидуалните здравни досиета. При възрастни ИТМ е независима от ръста мярка за телесно тегло (фиг. 1) и заместителна мярка за общата телесна мазнина (фиг. 2А, Б). ИТМ се използва за класифициране на субектите в категориите „под тегло“ (2), „нормално тегло“ (> 18,5 и 2), „наднормено тегло“ (> 25 kg/m 2) или „затлъстяване“ (> 30 kg/m 2) [4,5]. Освен това затлъстяването се степенува в клас 1 (> 30-35 kg/m 2), клас 2 (> 35-40 kg/m 2) и клас 3 (> 40 kg/m 2). Тези категории включват хора с разлики в хранителния статус, възраст, пол, начин на живот, физическо функциониране, рискове от заболявания, както и етнически и генетичен произход.

Фиг. 1

Телесно тегло (A), съотношението тегло-височина (Б.) и ИТМ (тегло/височина, кг/м 2; ° С) в група от 125 възрастни с нормално тегло (средна възраст: 41,5 години; средно телесно тегло: 62,5 кг), различни по височина. В сравнение с по-малките обекти, по-високите субекти са по-тежки и тяхното съотношение тегло/височина е по-високо. За разлика от това малките и високи субекти имат почти идентичен ИТМ. Данните са взети от базата данни за популацията на Германския референтен център за композиция на тялото, Кил.

Фиг. 2

Асоциация между ИТМ и процентно ФМ при възрастни (n = 375 жени, 332 мъже; A) и деца и юноши (n = 228 момичета, 202 момчета; Б.), както и при по-млади и възрастни жени (° С) и мъже (д). Асоциацията е криволинейна и се различава при мъжете и жените, както и в различните възрастови групи. Мазнините в тялото се измерват чрез плетизмография с изместване на въздуха. Данните са взети от базата данни за популацията на Германския референтен център за композиция на тялото, Кил.

При децата бяха разработени международни диаграми за растеж на ИТМ [6]. Въз основа на статистически анализи бяха определени възрастово-половите ограничения. 85-ия, 90-ият, 95-ият и 97-ият центил се използват за определяне на наднорменото тегло и затлъстяването. ИТМ обаче не е независим от ръста по време на кърмачеството и пубертета. За да се даде индекс на относително тегло, независимо от височината за възрастта, подходящата мощност (p) на височината е изчислена на около 2 при деца в предучилищна възраст, но p постепенно се увеличава до 3 до 11-годишна възраст и отново пада обратно до 2 след това [7]. Съответно, p на височина, използвана за оценяване на най-ниския коефициент на корелация с височината, е най-малка на 12-месечна възраст (т.е. 1,5) и най-голяма на 8-12-годишна възраст (т.е. 3,1) [8]. Когато се използват kg/m 2 вместо подходящи корекции в зависимост от възрастта, високите и физически напреднали деца могат да бъдат категоризирани погрешно като наднормено тегло по време на пубертета.

Днес наднорменото тегло и затлъстяването се определят от статистически критерии. Нормалните стойности на ИТМ се отнасят за популациите от Кавказ, Африка и Испания; за разлика от това, за азиатците са предложени по-ниски гранични стойности [9]. Категоризацията на ИТМ се отнася до данни от референтни популации или данни, получени чрез извличане на U-образна (с повишени рискове в двата края на скалата на BMI) или J-образна (само повишен риск при висок ИТМ) връзка между ИТМ и кардиометаболични рискове, или смъртност [10]. Изчислено е, че увеличение на ИТМ от 5 kg/m 2 е свързано с 30% увеличение на общата смъртност [10]. При неазиатските популации категорията на ИТМ с най-нисък риск от смъртност е между 22,0 и 24,9 kg/m 2, с увеличение на смъртността под и над този диапазон [10]. Имайки предвид статуса на тютюнопушене, съществуващото заболяване или ранната смъртност има малък ефект върху ИТМ с минимална смъртност [10,11]. Нормалният диапазон на ИТМ не се променя по пол. При азиатските популации поднорменото тегло е свързано с най-висок риск от смърт, докато високият ИТМ не показва значителен риск при някои популации от Източна Азия [12,13].

Критици на ИТМ

Има ли оптимален ИТМ?

В научно отношение ИТМ е грубо средство за характеризиране на рисковете от заболяване. В допълнение, широкомащабни проучвания показват, че високият риск, свързан с ИТМ, не води непременно до по-висока смъртност [14,15]. Противно на затлъстяването от клас 2 и 3, затлъстяването с наднормено тегло и клас 1 не повишава риска от смъртност [14], като по този начин поставя под въпрос i) стойността на ИТМ като заместител на здравния риск, ii) определението за наднормено тегло и затлъстяване от клас 1, както и iii) необходимостта от лечение на тези групи пациенти. Всъщност най-ниската смъртност се наблюдава в групата с наднормено тегло в сравнение с групите с нормално тегло, като надирът на кривата на ИТМ за основна смъртност е между 24,0 и 30,9 kg/m 2 [14,15]. По този начин оптималният ИТМ, свързан с най-ниската смъртност, е в рамките на наднорменото тегло и затлъстяването. Освен това при възрастните хора смъртността се е увеличила при ИТМ 2 (което е в рамките на нормалния ИТМ, определен от СЗО) [15]. Над 70-годишна възраст най-ниската смъртност се наблюдава при лица с наднормено тегло и клас 1 със затлъстяване [3,16]. Като цяло тези данни предполагат, че оптималният ИТМ трябва да бъде дефиниран в зависимост от индивидуалната възраст, етническа принадлежност и хронични заболявания (вж. По-долу).

Има ли истински „парадокс на затлъстяването“?

Въпреки че затлъстяването се счита за рисков фактор за хронични заболявания (напр. При някои видове рак), ИТМ> 30 kg/m 2 парадоксално се оказва защитен за оцеляване при пациенти с хронични и пропиляващи заболявания (например рак) [17,18 ]. Това откритие предполага, че при пациенти с рак ИТМ, свързан с най-висок процент на оцеляване, е в границите на наднорменото тегло или дори затлъстяването. Въпреки това, така нареченият „парадокс на затлъстяването“ се наблюдава само при пациенти с рак, когато затлъстяването се определя от ИТМ [19]. За разлика от това, анализът на телесния състав (BCA) идентифицира повишен риск от смъртност при пациенти със затлъстяване с ниска скелетна мускулна маса и защитен ефект само при пациенти със затлъстяване с нормална мускулна маса [19]. Тези данни от наблюдението обаче не позволяват да се прави разлика между ниска мускулна маса или високо съотношение на FM към обезмаслена маса (FFM), за да се обясни повишената смъртност при пациенти с рак със затлъстяване със саркопения. Очевидно ИТМ не може да отразява прогностичните ефекти на ниската мускулна маса и/или високото съотношение FM-FFM. Следователно идеята за „парадокс на затлъстяването“ е подвеждаща.

Може ли ИТМ да отразява състава на тялото?

ИТМ е слаб и косвен измерител на телесния състав. ИТМ е корелиран с FM (фиг. 2, 3) и FFM (фиг. 3). Както FM, така и FFM се увеличават с нарастващ ИТМ. Коефициентите на корелация, отнасящи се до BMI към FM и FFM, са сходни (т.е. BMI е неспецифичен предсказващ състав на тялото), но регресионните линии се различават по наклони (фиг. 3). В допълнение, връзката между ИТМ и процента FM е криволинейна (фиг. 2). Сравнявайки различните категории телесно тегло, връзката между ИТМ и ФМ се различава между индивидите с нормално и поднормено тегло; най-силната асоциация се наблюдава при затлъстели лица (фиг. 2А). При даден ИТМ интервалидиалните вариации на FM и FFM са високи, например FM може да варира с повече от 100% [15] (фиг. 2А). В допълнение, разликите в пола и възрастта влияят върху силата на връзката между ИТМ и ФМ, с по-високи увеличения на ФМ за единица ИТМ, наблюдавани при жени и при възрастни хора (фиг. 2С, D).

Фиг. 3

Асоциация между ИТМ и корекция на квадратен ръст на FM (индекс на мастна маса (FMI) и индекс на маса без мазнини (FFMI)) при жени (n = 375; A) и мъже (n = 332; Б.). И двете, FMI и FFMI се увеличават с BMI; по този начин ИТМ е неспецифичен предсказващ телесен състав. Съставът на тялото беше оценен чрез плетизмография с изместване на въздуха. Данните са взети от базата данни за населението на Германския референтен център за композиция на тялото, Кил.

ИТМ като мярка за общо затлъстяване не може нито да се справи с разпределението на мазнините, нито да разграничи съотношението мазнини към чиста маса [20]. И двете, обиколката на талията (WC) (като индиректна мярка на коремната или висцералната мастна тъкан (ДДС)) [21,22] и съотношението между талията и ханша (WHR) (съотношението на WC към обиколката на бедрата като мярка за мазнини разпределение) [22,23] имат независими от ИТМ ефекти върху кардиометаболитния риск. За оценка на риска се препоръчва използването на WC в комбинация с ИТМ при пациенти с наднормено тегло и затлъстяване от клас 1 [4,5]. ИТМ, WC и WHR имат подобни корелации с коронарната болест на сърцето и исхемичния инсулт [23].

ИТМ, WC и WHR са корелирани помежду си (т.е. r = 0,85 между BMI и WC, r = 0,43 между BMI и WHR и r = 0,70 между WC и WHR; данните са коригирани за възраст и пол) [23] . Освен това има значителни взаимовръзки между ИТМ или WC и ДДС (фиг. 4). Използвайки анализ на множествена регресия с ДДС като зависима променлива, BMI обясни 32% от дисперсията без допълнителен ефект на WC. Освен това нито WC, нито самият ДДС корелират с чернодробните мазнини [24]. Настоящите данни сочат, че при пациенти с наднормено тегло и затлъстяване извънматочната мастна тъкан в черния дроб, а не ДДС, определя кардиометаболичния риск [24]. В обобщение, ИТМ и WC са груби оценки на телесния състав, метаболитните функции и рисковете от заболявания, свързани с отделните компоненти на тялото.

Фиг. 4

Асоциации между ИТМ (A), ТОАЛЕТНА (Б.) и ДДС, определена с ЯМР, коригирана за възраст при 327 жени и 302 мъже. Има положителни връзки между ИТМ или WC и ДДС. Данните са взети от базата данни за популацията на Германския референтен център за композиция на тялото, Кил.

Некритично използване на ИТМ в генетични изследвания

Характеристиките на затлъстяването, считани за подходящи за измервания при генетични изследвания, включват различни инструменти за измерване на състоянието на теглото [3]. В този контекст ИТМ се счита за слаб и агрегиран фенотип, но надеждна мярка за% телесни мазнини с оценена наследственост между 0,3 и 0,6 при хората [25]. По повод семинара на Далем в Берлин през 1995 г., група водещи експерти по затлъстяването препоръча използването на редица фенотипове въз основа на телесния състав, както и отчитане на чертите на метаболизма и енергийния прием при генетични изследвания от всякакъв мащаб [25]. Въпреки това, през последните 20 години генетични проучвания върху затлъстяването инструментите на молекулярната биология се прилагат най-вече за сурови фенотипове, базирани само на ИТМ и WC [26,27,28,29,30,31,32,33,34]. Това противоречи на предишната препоръка [25]. Тъй като ИТМ е клиничен резултат, изчислен от две биологични мерки (тегло и височина), той сам по себе си няма биологично значение [19]. По този начин популационните проучвания върху генетиката на затлъстяването, основани на асоциации между генетични маркери и ИТМ, са най-вече безсмислени. Строго погледнато, авторите на всички генетични изследвания, споменати по-горе, търсят биологичната основа на небиологичен маркер.

Отвъд ИТМ: Въпросът за функционалния състав на тялото

През последните 15 години три групи автори препоръчват да се надхвърли ИТМ [24,35,36]. Тези автори критикуват използването на ИТМ по отношение на i) определението и ii) изследванията върху метаболитните, молекулярните и генетичните характеристики на затлъстяването. Изправени пред вариацията във фенотипите със затлъстяване и сложността на типовете затлъстяване, се препоръчва използването на BCA, а не на сурогатни мерки [35,36]. Функционалният телесен състав се отнася до приноса на FM и FFM (или чиста тъкан) към функциите на тялото (напр. Метаболизъм) и рисковете за здравето. Тъй като измерванията на ФМ сами по себе си не надвишават ИТМ при прогнозиране на рисковете от заболяване (напр. Връзката между ИТМ или каквато и да е мярка за ФМ и инсулинова резистентност е умерена с коефициенти на корелация (r) между 0,35 и 0,49, с 0,35 за общия обем на ДДС, както се оценява чрез ядрено-магнитен резонанс на цялото тяло), очевидно е, че затлъстяването трябва да се дефинира чрез физиологични критерии въз основа на телесните компоненти (напр. органна и тъканна маса, мастни инфилтрации на отделни органи като черен дроб, панкреас и скелетни мускули) в рамките на контекст на свързаните с тях метаболитни функции и рискове от заболявания [19,24].

Контролът върху телесното тегло се основава на връзката между тъканите и органите и самите отделни компоненти. Това се отразява от констатацията, че промените в телесното тегло включват както FFM, така и FM промени, с относително по-голям принос на FM към общото тегло преди промяна на теглото [37]. Освен това промените в телесното тегло са свързани с промени в отделните компоненти на FM или FFM, включително различни регионални депа, извънматочна мастна тъкан, както и индивидуалната маса на органите [38,39,40].

Концепцията за функционален телесен състав (FBC) [41] взема предвид i) маси и ii) взаимоотношения между отделните компоненти на тялото, органи и тъкани, както и iii) свързаните с тях метаболитни и физически функции. Тъй като са включени функционалното значение на масите и тяхната взаимовръзка, FBC надхвърля настоящото състояние на техниката. Според нас FBC пренася ИТМ в ежедневната практика (примери за неговото клинично приложение са дадени в таблица 1).

маса 1

BCA в клиничната практика. Някои примери показват, че излизането извън ИТМ е свързано с въпрос от интерес; FBC взема предвид масите и техните взаимовръзки в контекста на техните метаболитни и физически функции

FBC може да бъде допълнително разширен до модела на здравословен телесен състав (HBC), базиран на хоризонтални (т.е. структурни на ниво орган/тъкан) и вертикални (например между телесни компоненти, метаболизъм и неговия невроендокринен контрол) взаимоотношения между отделните компоненти, както и между компоненти и функции на тялото, използвайки математическо моделиране с йерархичен многостепенен многостепенен подход на софтуерно ниво. След това HBC интегрира телесното тегло и телесния състав в цялостните телесни системи на сърдечно-съдовата, дихателната, чернодробната и бъбречната функции. По този начин HBC поражда холистична концепция за състоянието на теглото, отчитайки разнообразието от връзки между компонентите и функцията на тялото.

Излизането отвъд ИТМ не означава просто заместване на ИТМ чрез оценка на отделните компоненти на тялото. Това е и защото коригирането на теглото според ръста на квадрат вероятно ще даде различни резултати за различните органи и тъкани [42]. С изключение на мозъка, много компоненти на човешкото тяло наистина се мащабират до височина с мощност, близка до 2, но костната и минералната маса, например, не [40,42,43]. Те се мащабират до височина с мощност, по-голяма от 2. Самият FM скалира до височина с мощност 1,8-2,6, в зависимост както от популацията на изследването, така и от средствата за измерване. Този проблем не е разглеждан систематично при деца. При 8-годишни деца FFM е оптимално коригирана за височина от FFM/височина 2, докато FM е оптимално коригирана от FM/височина 6 [44]. Въпреки че пристрастията, причинени от използването на FM/височина 2 вместо правилни настройки, се считат за ниски (това е така, защото височината отчита 2), има нужда от по-сложен подход.

В обобщение, данните показват, че i) телесното тегло и FM може да не се мащабират до височина с една и съща мощност, ii) мощността може да бъде различна при различни популации и възрастови групи, и iii) ниски и високи субекти с еднакъв ИТМ, дори ако те са част от една и съща популация, все още могат да имат силно различен телесен състав.

Определяне на подходящи фенотипове на телесен състав при затлъстели субекти

Субектите за MHO и MAO не могат да бъдат разграничени по BMI. Въпреки това, строго казано, MHO и MAO не могат да бъдат посочени като биологични единици, тъй като те просто отразяват ограничената точност на ИТМ при прогнозиране на риска. По този начин състоянието на клиничните изследвания на биологичната основа на MHO и MAO е под въпрос. MHO и MAO не могат да се считат за важни нововъзникващи фенотипове. Те са резултат от неподходяща оценка на ИТМ при клинични изследвания.

Лечение на отслабване

Фиг. 5

Индивидуални времеви курсове за отслабване (изразени като процент от първоначалното телесно тегло) в продължение на 21 дни калорично ограничение (CR) в отговор на CR при -50% от индивидуалната енергийна нужда. Индивидуални ежедневни данни за телесното тегло (A) и отклонение в общите промени (CR 21 - CR 1) в FM, FFM и енергийното съдържание в телесното тегло (° С) при 32 здрави млади доброволци мъже с нормално тегло. Въпреки контролирания подход, има значителни разлики в промените в теглото и промените в FM или FFM. Дисперсията между отделните индивиди в енергийното съдържание при промяна на теглото е висока, но под правилото на Wischnofsky (7700 kcal/kg, черен символ [50]), което предполага по-голямо намаляване на FFM, свързано със загуба на тегло. Протоколът на изследването е описан подробно, а данните са взети от [58].

Бъдеща оценка на състоянието на теглото в клиничната практика и изследвания

Експерти, участвали в консултацията на СЗО от 2000 г., вече стигнаха до заключението, че „ИТМ може да се използва за оценка на разпространението на затлъстяването в дадена популация и свързаните с него рискове, но не отчита обаче широките вариации в характера на затлъстяването между различни индивиди и популации “[4]. ИТМ е несъвършен предиктор за телесния състав и рисковете от заболявания, но все пак има известна клинична стойност като груба оценка и първокласна категоризация на състоянието на теглото, т.е.прагматично да реши кой да лекува и кого да не лекува. Трябва обаче да се има предвид, че използването на ИТМ носи значителен риск от погрешно класифициране и следователно от неверни заключения (напр. При определяне на пациента с MHO).

През последните десетилетия така наречената революция в науките за живота създаде нови и отчасти фундаментални измерения във физиологията и медицината. Едновременно с това някои основни размери (напр. ИТМ като мярка за състоянието на теглото) са пренебрегнати и погрешно се приемат като дадени. Очевидно е, че използването на ИТМ при генетични и метаболитни изследвания върху затлъстяването е с ограничена стойност и понякога подвеждащо. Това се дължи на недостатъците на самия ИТМ, както и на липсата на здрава концепция за регулиране на телесното тегло. Днес затлъстяването все още се определя от статистически, а не от физиологични критерии [57]. Според нас има нужда от нова концептуализация на затлъстяването. В бъдеще концепцията за HBC ще замени състоянието на нормално тегло, както е определено от ИТМ. HBC се основава на BCA, като взема предвид i) здрави модели на физиология за регулиране на телесното тегло и ii) асоциации между отделни компоненти на тялото, кардиометаболитни функции и рискове от заболявания. HBC ще добави към по-добро разбиране, подобрена оценка на риска, както и към целенасочени стратегии за лечение при пациенти с наднормено тегло и затлъстяване.

Благодарности

Нашите собствени данни, представени в този ръкопис, са финансирани с безвъзмездна помощ от германското министерство на образованието и научните изследвания (BMBF 0315681), Германската изследователска фондация (DFG Bo 3296/1-1) и BMBF Kompetenznetz Adipositas, основен домейн „Състав на тялото“ (Körperzusammensetzung; FKZ 01GI1125).

Декларация за оповестяване

MJM и ABW са консултанти на компанията Seca.