The selection of optimal methods for the determining the nutritional status of soldiers

Full Text

Введение. При наличии многообразия методик для оценки статуса питания возникает вопрос о выборе наиболее простых и информативных среди них. В практике военного врача не всегда есть воз- можность для анализа состава тела использовать биоимпедансный анализ (БИА) состава тела, двух- энергетическую рентгеновскую денсиометрию, методику инфракрасного отражения, нейтронный активационный анализ, простую фотонную и двух- фотонную абсорбциометрию, моноэнергетическую и двухэнергетическую рентгеновскую абсорбцио- метрию, рентгеновскую компьютерную томогра- фию, а также магнитно-резонансную томографию. Поэтому необходимо выявить наиболее простые методики, применение которых позволит полу- чить результаты, соответствующие результатам, полученным при применении биоимпедансного анализа. В нашей стране и за рубежом в последнее время в качестве одного из основных показателей статуса питания, помимо индекса массы тела (ИМТ), рас- сматривается процент содержания жира в организ- ме (ПСЖО), который можно определить достаточно широким спектром методик. При содержании жира менее 5-7% часто отмечаются дистрофические иззначение для оценки статуса питания и общего состояния здоровья. Цель исследования. Определить ПСЖО наиболь- шим количеством известных методик и выявить наи- более близкие к полученным результаты с помощью биоимпедансного анализа. Материалы и методы. Обследовано 830 мужчин в возрасте от 17 до 44 лет, у которых с помощью разных методик определялся ПСЖО. Для его опре- деления использовались калиперометрические и обхватные методики, а также биоимпедансный анализатор состава тела «InВody-720» фирмы «Biospase» (Южная Корея). Определялись следу- ющие показатели: возраст (В, годы); рост, (Р, см); масса тела (МТ, кг); окружность талии (ОТ, см); окружность шеи (ОШ, см); кожно-жировые складки с правой стороны (КЖС, мм): над серединой би- цепса (КЖСБ, мм); над серединой трицепса (КЖСТ, мм); под лопаткой (КЖСЛ, мм); в паховой области на 2 см выше середины пупартовой связки (КЖСП, мм), на животе на расстоянии от пупка 5 см (КЖСЖ, мм). Вычислялись индекс массы тела (ИМТ, кг/м2), жировая масса тела (ЖМТ, кг), процент содержания жировой ткани в организме (ПСЖО, %), Σ - сумма менения со стороны внутренних органов, поэтому определение этого показателя имеет большое КЖС (Σ кжс, мм). 164 3 (63) - 2018 ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ ВОЕННО-МЕДИЦИНСКОЙ АКАДЕМИИ Экспериментальные исследования Калиперометрические методики. Методика Durnin - Womersley [1, 10] предназначена для вычисления возрастного коэффициента D для дифференцирова- ния ПСЖО по возрастным категориям. Коэффициент вычисляется на основе десятичного логарифма Σ (КЖСБ, КЖСТ, КЖСЛ, КЖСП) по формулам, приве- денным в таблице 1. Таблица 1 Формулы для вычисления коэффициента D по методу Durnin-Womersley для разных возрастных групп Возраст, лет Коэффициент D 17-19 D=1,1620-0,0630×(logΣ) 20-29 D=1,1631-0,0632×(logΣ) 30-39 D=1,1625-0,0645×(logΣ) 40-49 D=1,1620-0,0700×(logΣ) 50 и более D=1,1715-0,0779×(logΣ) Далее ПСЖО определяется по формуле: ПСЖО=МТ×(4,95/D-4,5)×100/МТ=495/D-450 (1) Методика Durnin [11] предназначена для определения ПСЖО у женщин и мужчин от 16 до 72 лет и определяется по формуле: ПСЖО=495/(1,1509-0,0715×log Σ (КЖСБ, КЖСТ, КЖСЛ, КЖСП)-450 (2) Методика J. Matiegka в модификации М.М. Дья- конова [2] основана на сопоставлении средней толщины трех КЖС с площадью поверхности тела при вычислении ЖМТ и ПСЖО и определяется по формуле: ПСЖО=(КЖСТ+КЖСЛ+КЖСЖ) ×(134МТ+52,4Р)×51,5/МТ (3) Наиболее часто формулы для оценки ЖМТ полу- чают путём калибровки регрессионных зависимостей на основе сопоставления результатов калиперо- метрии с одной из эталонных методик, в качестве которых могут служить гидростатическая, двухэнер- гетическая рентгеновская денситометрия или сово- купность методик, основанных на 4-компонентной модели состава тела. Этим формулам соответствует множество различных схем выбора участков измере- ний. К наиболее распространенным формулам для оценки ПСЖО относятся: 1. Формула Jackson - Pollock для здоровых мужчин 18-60 лет [13]: ПСЖО=495/(1,109380-0,0008267×Σ +0,0000016× Σ 2-0,0002574×В)-450 (4) 2. Формула Gallagher для женщин и мужчин, по- лученная на основе четырёхкомпонентной модели состава тела и учитывающая половые и возрастные различия, а также значения ИМТ [12]. Показатель «Пол» принимает значения «0» - для женщин, «1» - для мужчин: ПСЖО=64,5-848/ИМТ+0,079×В- 16,4×Пол+0,05×В+39/ИМТ (5) 3. Формула для вычисления ПСЖО с учетом ИМТ и возраста [8]: ПСЖО=1,39×ИМТ+0,16×В-19,34 (6) Достаточно большое количество формул для определения ПСЖО основано на обхватных по- казателях антропометрии. Некоторые авторы по- лагают, что ПСЖО, полученное путем измерения различных окружностей тела, имеет наиболее тесные корреляционные связи с уровнем функцио- нальных резервов и физической работоспособ- ности человека [3, 4]. Окружностные методики. Методика определения ПСЖО для мужчин с использованием обхватных пока- зателей применяется в Вооруженных силах Соединен- ных Штатов Америки [5]. ПСЖО в ней определяется по формуле: ПСЖО=0,74×ОТ-1,249×ОШ+0,528 (7) Методика определения ПСЖО для мужчин, используемая в Военно-морских силах Соединенных Штатов Америки, на основании нескольких измере- ний дает относительно точные результаты. Измере- ния проводятся в дюймах. ПСЖО определяется по формуле: ПСЖО=(86,01×log(ОТ-ОШ))-(70,041×logР)+36,76 (8) Формула, основанная на измерении МТ и ОТ, разработана в Юношеской христианской организации (YMCA). Все измерения проводятся в дюймах и фунтах. ПСЖО определяется по формуле: ПСЖО=100×(4,15×ОТ-0,082×МТ-98,42)/МТ (9) Модифицированная формула YMCA [7]: ПСЖО=100×(-0,082×МТ+4,15×ОТ-94,42)/МТ (10) Результаты и их обсуждение. Установлено, что при применении вышеперечисленных методик определения ПСЖО величина этого показателя иногда имеет отрицательные значения (табл. 2). Как правило, это данные, полученные при использова- нии окружностных методик: ПСЖОВС США, ПСЖОВМС США, ПСЖОYMCA, ПСЖОмодиф.YMCA. Э.Г. Мартиросов, С.Г. Руднев, Д.В. Николаев и др. [5, 6] объясняют это явление тем, что при малом содержании подкож- ного жира окружностные методики «не работают» и поэтому в таких случаях необходимо использовать калиперометрические или биоимпедансные мето- дики определения ПСЖО. Полагаем, что отрицательные значения ПСЖО, полученные у обследуемых при применении окруж- ностных методик, обусловлены тем, что в нашей вы- борке было довольно большое количество 17-летних подростков с небольшим процентом жировой ткани (хотя подобное можно было наблюдать и в других возрастных группах). При этом при использовании ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ ВОЕННО-МЕДИЦИНСКОЙ АКАДЕМИИ 3 (63) - 2018 165 Экспериментальные исследования Таблица 2 Значения статистик ПСЖО, определенного с помощью различных методик у обследуемых лиц Показатель Χ средн. Станд. откл. Ошиб. сред Макс. знач. Мин. знач. Медиана ПСЖОDurnin - Womersley 11,13 5,76 0,20 43,98 2,41 9,66 ПСЖОDurnin 25,23 5,92 0,21 47,74 13,07 24,24 ПСЖОВС США 9,49 5,78 0,20 41,03 -2,81 8,22 ПСЖОВМС США 14,73 7,43 0,26 46,49 -3,05 13,52 ПСЖОMatiegka - Дьяконова 17,23 10,47 0,36 82,24 4,85 13,91 ПСЖОИМТ 16,32 5,40 0,19 47,98 7,11 15,15 ПСЖОYMCA 7,58 6,77 0,23 32,09 -9,75 6,62 ПСЖОмодиф. YMCA 10,12 6,49 0,23 33,83 -6,68 9,12 ПСЖОJackson - Pollock 11,17 6,42 0,22 40,27 2,57 9,13 ПСЖОGallagher 15,30 5,26 0,18 34,72 2,90 14,74 ПСЖОБИА 12,36 6,65 0,23 46,30 3,00 10,80 окружностных методик из 830 результатов было получено: по формуле ПСЖОВС США - 4 случая с от- рицательными значениями, по формуле ПСЖОВМА США - 2 случая из того же количества, по формуле ПСЖОYMCA - 78 случаев, а по формуле ПСЖОмодиф. YMCA - 26. Таким образом, при массовых обследованиях для вычисления ПСЖО вполне возможно применение формулы ПСЖОВС США, а также ПСЖОВМА США. Процент «непопаданий» будет весьма незначителен. В таких случаях для уточнения значений ПСЖО в приемных комиссиях военных учебных заведений и военкома- тов при отсутствии возможности использовать ка- липерометрические или биоимпедансные методики мы рекомендуем использовать обхватные методики ПСЖОВМА США и ПСЖОВС США. В то же время калиперометрические методики не всегда дают точные результаты при определении ПСЖО у людей с большим содержанием подкожного жира, так как иногда трудно правильно захватить слишком большую жировую складку [5, 6], поэтому для тучных людей наиболее предпочтительны именно окружностные методики. Анализируя средние арифметические данные ПСЖО, полученные при использовании разных ме- тодик (табл. 2), можно увидеть, что наиболее близко к средним значениям ПСЖОБИА были расположены средние данные ПСЖОJackson - Pollock, ПСЖОMatiegka - Дьяконова и ПСЖОDurnin - Womersley. Из окружностных методик сюда можно отнести ПСЖОВМС США. Для сравнения точности совпадения результатов, полученных с помощью использованных методик, мы применили метод среднеквадратичной ошибки моде- ли (MSE) [7, 9]. Для вычисления MSE все отдельные остатки регрессии возводятся в квадрат, суммируются и сумма делится на общее число ошибок. Расчет про- изводится по формуле: где MSE - среднеквадратичная ошибка; yi - наблюда- емое значение; - соответствующее предсказанное значение. Остатки регрессии - это разности между наблю- даемыми значениями и значениями, предсказанными изучаемой регрессионной моделью. В нашем случае наблюдаемые значения - это данные из выборки ПСЖО, полученные по конкретной исследуемой методике, а значениями, предсказанными изучаемой регрессион- ной моделью, являются значения ПСЖОБИА. Чем луч- ше регрессионная модель согласуется с данными, тем меньше величина остатков и тем более близко располагаются исследуемые данные от исходных (ПСЖОБИА). Таким образом, сравнивались значения по каждо- му человеку в выборках данных ПСЖО, определенных с помощью различных методик. Выявлено, что наи- меньшие значения MSE, по сравнению со значениями ПСЖОБИА, имеют такие методики, как ПСЖОJackson - Pollock и ПСЖОВМС США (рис. 1). Установлено, что все методики определения ПСЖО имеют между собой высокозначимые корре- ляционные связи, но наиболее тесно связаны между собой выборки данных, полученные с помощью Рис. 1. Среднеквадратическая ошибка отличия значений ПСЖО , определенных с помощью БИА биоимпедансометрии, от значений ПСЖО, определенных , с помощью других методик 166 3 (63) - 2018 ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ ВОЕННО-МЕДИЦИНСКОЙ АКАДЕМИИ Экспериментальные исследования одинаковых способов измерения (окружностные с окружностными и калиперометрические с кали- перометрическими). Поэтому необходимо было выяснить, каким образом связаны все эти выборки с ПСЖОБИА, полученным биоимпедансным путем. Данные корреляционного анализа (табл. 3) получены Таблица 3 Коэффициенты корреляции ПСЖО, полученных с помощью различных методик, с ПСЖОБИА у обследованных лиц Рис. 2. Регрессионная модель зависимости ПСЖО по отношению к ПСЖО при сопоставлении выборок данных калипероме- трических и обхватных методик определения ПСЖО с выборкой данных ПСЖОБИА. Несмотря на то, что все связи являются высокозначимыми, наиболее тесные корреляционные связи ПСЖОБИА имеет с ПСЖО, полученными с помощью калиперометрических методик: ПСЖОJackson - Pollock, ПСЖОDurnin - Womersley, ПСЖОMatiegka - Дьяконова. Рис. 3. Регрессионная модель зависимости Сопоставляя выборки, определенные с помощью этих методик, с выборкой ПСЖОБИА, используя ре- грессионные модели, можно увидеть, что наибольшее совпадение из калиперометрических методик имеет ВМС США по отношению к ПСЖО методика ПСЖОJackson - Pollock (рис. 2), а из обхватных - ПСЖОВМС США (рис. 3). Заключение. Выявлены наиболее информатив- ные методики определения ЖМТ, которые можно использовать в практике военного врача на разных уровнях медицинского обеспечения военнослужа- щих. ЖМТ оценивается по ПСЖО, определенным с помощью калиперометрической методики Jackson- Pollock или обхватной методики ВМС США.

About the authors

G A Smirnova

Email: vmeda-nio@mil.ru

E V Kravchenko

Email: vmeda-nio@mil.ru

I A Konovalova

Email: vmeda-nio@mil.ru

References

Supplementary files