Body Composition

Metodi e modelli utilizzati per la BCA (Tabella 1)

Gli aspetti metodologici della BCA sono stati ampiamente descritti (Heymsfield et al., 2005; Preedy, 2012). I metodi antropometrici non sono invasivi, sono ancora utilizzati negli studi di popolazione per valutare, ad esempio, lo spessore della plica cutanea (come stima della FM sottocutanea) e la circonferenza di metà braccio o della coscia (che può essere utilizzata come misura della massa muscolare scheletrica dopo la correzione per il grasso sottocutaneo). In senso stretto, queste sono valutazioni locali o almeno regionali della composizione corporea che risultano in un “modello 2C”, perché sono state convalidate contro i cosiddetti “metodi di riferimento 2C” (vedi sotto). Le stime specifiche per età e sesso della FM del corpo intero sono basate su algoritmi generati dalle associazioni statistiche tra le misure antropometriche e i dati ottenuti dal metodo di riferimento o gold standard.

Tabella 1. Caratteristiche dei singoli metodi utilizzati per l’analisi della composizione corporea

Metodi Risultati MDC, kg Precisione, %
Standard d’oro MRI/CT
corpo intero, regionale
AT, SAT, VAT, BAT?,MM, OM (cervello, cuore, fegato, reni), grasso ectopico nel fegato, muscolo scheletrico, pancreas 0.2 1,1
modello 4C FM, FFM, idratazione della FFM 1
metodi di riferimento individuali DXA
corpo intero, regionale
massa corporea magra, FM, massa ossea e densità minerale ossea 1 2
metodi di diluizione
D2O, NaBr
acqua corporea totale, acqua extra- + intracellulare, idratazione dei tessuti 2 1-2 (per TBW)
Densitometria
ADP, pesatura subacquea
Volume e densità del corpo, FM 2 2
QMR FM, tessuto magro, acqua libera + totale 0,2 0,7
Metodi di campo BIA Resistenza, reattanza, angolo di fase, BIVA 1.5 1
Skinfolds SAT 2-3 > 5
Ultrasuoni SAT, spessore MM, OM, grasso epatico ? ?

MDC, cambiamento minimo rilevabile (massa grassa, kg); prec’, precisione (massa grassa, %); MRI, risonanza magnetica; CT, tomografia computerizzata; DXA, doppia assorbometria a raggi X; ADP, pletismografia a spostamento d’aria; QMR, risonanza magnetica quantitativa; BIA, impedenza bioelettrica; TBW, acqua corporea totale; AT, tessuto adiposo; SAT, tessuto adiposo sottocutaneo; VAT, tessuto adiposo viscerale; BAT, tessuto adiposo bruno; MM, massa muscolare; OM, massa d’organo; FM, massa grassa; FFM, massa libera da grasso.

Esistono diversi metodi non invasivi e accurati per la BCA. Vengono utilizzati diversi metodi di riferimento che differiscono nelle tecniche, nei concetti e nei risultati. A livello del corpo intero, misure affidabili e valide del volume corporeo e quindi della densità corporea (calcolata come il rapporto tra la massa corporea e il volume corporeo) mediante pesatura subacquea o pletismografia a spostamento d’aria (ADP) mirano a valutare la FM e la FFM (Forbes, 1987). Le tecniche di diluizione misurano lo stato di idratazione, cioè la diluizione D2O per valutare il TBW e la diluizione NaBr per misurare l’ECW. L’ICW viene poi calcolato dalla differenza tra TBW e ECW (Heymsfield et al., 2015). La DXA (Dual X-ray-absorptiometry) valuta il contenuto e la densità minerale ossea (BMD), LST e FM. La LST di gambe e braccia (o LST degli arti) può essere presa come misura della massa muscolare scheletrica (la cosiddetta massa muscolare scheletrica appendicolare; Heymsfield et al., 1990; Gallagher et al., 1997; Kim et al., 2002). Gli elementi corporei principali (ad esempio, K, N, Ca, ecc.) sono quantificati mediante conteggio del corpo intero (ad esempio, in un contatore di K come potassio corporeo totale, TBK, o mediante analisi di attivazione neutronica, NAA, di diversi elementi, ad esempio, azoto corporeo totale, TBN) (Heymsfield et al., 2005). Oggi gli ultimi due metodi sono di uso molto limitato a causa di attrezzature specializzate, requisiti di elevate competenze tecniche, costi elevati e una disponibilità molto limitata. La tecnologia della risonanza magnetica quantitativa (QMR) è non-imaging e si basa sulla risonanza magnetica nucleare (NMR) (Bosy-Westphal e Müller, 2015). La QMR richiede un basso campo magnetico di 67 G (o 0,0067 T). La QMR misura la FM, la massa magra (con l’esclusione dei componenti solidi principalmente nell’osso) e l’acqua libera. Oggi, la QMR è il metodo più preciso per la BCA (vedi tabella 1). La QMR stima la FM indipendentemente dall’idratazione della FFM.

I modelli utilizzati nella BCA si basano su alcuni presupposti, che sono considerati fissi (ad esempio, il 73,2% di contenuto di acqua della FFM o le misurazioni a una temperatura corporea di 36°C o 37°C). Inoltre, di solito si assume che un singolo componente del corpo abbia una composizione omogenea. Questi presupposti possono essere messi in discussione nella pratica quotidiana, per esempio, l’idratazione dei tessuti differisce tra bambini e anziani e anche tra pazienti obesi e normopeso. Inoltre, l’idratazione della FFM cambia con la perdita di peso e nel corso di una condizione clinica, per esempio, con l’infiammazione e la sepsi e nei pazienti con cirrosi epatica. Per ridurre al minimo le carenze dei singoli metodi, i risultati dei diversi metodi sono combinati, cioè DXA + ADP + D2O-diluizione con il risultato di un cosiddetto “4-comparti” o “4C-modello” (Fuller et al., 1992; Withers et al., 1999; Shen et al., 2005; Heymsfield et al., 2015). Così il “4C-modello” evita le ipotesi di una composizione fissa della FFM. È considerato un gold standard per la BCA.

La composizione corporea dettagliata può essere valutata mediante tecnologie di imaging, cioè la risonanza magnetica (MRI) del corpo intero o la tomografia computerizzata (CT) (Müller et al., 2002; Heymsfield et al., 2005; Prado e Heymsfield, 2014). La risonanza magnetica permette la ricostruzione di tutti gli organi e i tessuti del corpo. Le immagini trasversali sono prese a diverse distanze (ad esempio, uno spessore della fetta di 7-10 mm per gli organi addominali). Le aree trasversali degli organi sono segmentate a mano o automaticamente utilizzando un software convalidato. Il calcolo dei volumi di organi e tessuti si basa sulla somma delle aree moltiplicata per lo spessore della fetta e la distanza tra le scansioni. L’accuratezza della determinazione del volume è migliorata utilizzando immagini ottenute in modo contiguo. I volumi di organi e tessuti sono poi convertiti in masse tenendo conto delle loro densità specifiche (cioè, 0,916 per il tessuto adiposo, 1,0414 per il muscolo scheletrico, 1,0298 per il cuore, 1,05 per fegato, reni e milza, 1,030 per il cervello, 1,99 per la corticale ossea, aggiungendo una densità del corpo intero di 1,07 per i maschi e 1,04 per le femmine). Usando la CT, gli intervalli di attenuazione (unità Hounsfield; HU) possono essere usati per una BCA dettagliata a livello di organo/tessuto. L’intervallo tra – 1001 e 191 HU copre aria, gas e polmoni, – 190 e – 30 HU riflette il tessuto adiposo e la massa ossea gialla, – 29 e 151 HU copre i tessuti molli mentre l’osso corticale e la spongiosa sono definiti da un intervallo di + 151 e 2001 HU. Per valutare il tessuto adiposo sottocutaneo e viscerale di tutto il corpo (SAT, VAT) e la massa muscolare scheletrica (SMM) un intero corpo-protocollo può essere ridotto a misurazioni in una singola fetta alla vertebra lombare 3 (L3; Schweitzer et al., 2015, 2016). Questo sito è stato convalidato per adulti sani e anziani. Tuttavia, come per le osservazioni longitudinali (ad esempio, durante la perdita o l’aumento di peso) la varianza nei cambiamenti dei depositi regionali di grasso limita il valore di una stima a singola fetta (Schweitzer et al., 2015).

Oltre al 4C-modello, anche la risonanza magnetica e la TAC sono considerati metodi Gold standard di BCA (Müller et al., 2002; Prado e Heymsfield, 2014). Confrontando i dati del modello 4C con le stime della composizione corporea derivate dalla risonanza magnetica o dalla TAC, alcune differenze diventano evidenti, cioè la massa grassa chimicamente definita valutata dal modello 4C non assomiglia molto al volume del tessuto adiposo misurato dalla risonanza magnetica. C’è una notevole varianza interindividuale in questi dati con un contenuto di grasso del volume del tessuto adiposo che varia tra il 60% e il 90%. Così, strettamente parlato i risultati ottenuti dalle tecnologie di imaging non possono essere direttamente confrontati con i risultati ottenuti dall’uso di un singolo metodo di riferimento o il modello 4C.

La spettroscopia di risonanza magnetica (MRS) può essere utilizzata per valutare le infiltrazioni di grasso nel fegato, pancreas e muscolo scheletrico. Il grasso del fegato può anche essere misurato con la risonanza magnetica usando il metodo Dixon a 2 punti che calcola le immagini “solo grasso” e “solo acqua” dalle immagini “in fase” e “in fase opposta” (Ma, 2008).

Rispetto ai metodi di riferimento e ai metodi gold standard, l’impedenza bioelettrica (BIA) è diventata un metodo di campo ampiamente applicato per la BCA (Lukaski, 2013). I singoli dispositivi BIA sono stati convalidati anche rispetto ai diversi metodi di riferimento, al “4C-model” e alla risonanza magnetica del corpo intero (Bosy-Westphal et al., 2013b, 2017). Queste convalide sono specifiche per i singoli dispositivi, le popolazioni di riferimento e i singoli metodi di riferimento o gold standard. In un approccio standard l’impedenza viene misurata con una corrente di 100 mA ad una singola frequenza di 50 kHz. Utilizzando frequenze multifrequenza BIA o spettroscopia di impedenza bioelettrica (BIS) tra 1 e 1000 kHz la composizione corporea viene calcolata dall’impedenza al flusso di una corrente elettrica attraverso il fluido corporeo totale. Il volume conduttivo (V, che rappresenta TBW o FFM) è proporzionale alla lunghezza quadrata del conduttore (Ht2) e inversamente correlato alla resistenza (R) della sezione trasversale (V = ρ × Ht2/R, dove ρ è la resistenza specifica del conduttore). Il TBW può essere ulteriormente differenziato in ICW e ECW. Distingue i liquidi in eccesso dall’idratazione dei principali tessuti corporei (Chamney et al., 2007).

L’impedenza del corpo intero si basa principalmente sull’impedenza delle parti distali degli arti vicino agli elettrodi. Gli algoritmi utilizzati per calcolare la composizione corporea dalle misurazioni BIA si basano su relazioni statistiche tra l’impedenza e la TBW o la FFM o la massa muscolare. La FM viene quindi calcolata dalla differenza tra il peso corporeo e la FFM. La specificità della popolazione, il metodo di riferimento utilizzato per generare l’algoritmo BIA e il dispositivo BIA si aggiungono a una lista quasi infinita di algoritmi BIA variabili pubblicati finora. Quindi, utilizzando un dispositivo BIA in un contesto clinico, la specificità e la convalida della popolazione e il dispositivo utilizzato per la generazione di uno specifico algoritmo BIA devono essere esaminati.

In alternativa, l’uso dei dati grezzi BIA ha guadagnato popolarità nella ricerca sulla composizione corporea (Bosy-Westphal et al., 2005, 2006). La resistenza (R) e la reattanza (Xc) sono standardizzate per l’altezza del corpo in un’analisi vettoriale dell’impedenza bioelettrica (BIVA) per caratterizzare lo stato di idratazione e la massa cellulare del corpo (BCM). In un contesto clinico, BIVA può essere utilizzato per seguire i cambiamenti di idratazione e BCM e quindi la malnutrizione (ad esempio, in pazienti con tumori in fase di trattamento) (Norman et al., 2015). Inoltre, l’angolo di fase (PA) può essere calcolato direttamente da R e Xc come arco-tangente (Xc/R) 180°/π. Il PA è associato alla massa cellulare corporea (BCM), ai cambiamenti nell’integrità della membrana cellulare e alle alterazioni dell’equilibrio dei fluidi. Una PA bassa è usata per la diagnosi di malnutrizione e la prognosi clinica. Per la BIVA e la PA specifiche del dispositivo, sono disponibili valori di riferimento da diverse popolazioni stratificate in base a gruppi etnici, età e indice di massa corporea (BMI). Le moderne tecniche BIA sono strumenti validi per stimare la composizione corporea in adulti sani ed euvolemici. In ambito clinico, l’uso dei dati grezzi BIA ha valore. Al contrario, l’utilizzo di algoritmi BIA standard generati in soggetti sani per la BCA nei pazienti ha ovvie limitazioni.

L’accuratezza e i risultati dei diversi metodi utilizzati per la BCA sono presentati nella tabella 1.

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato.