Особенности оценки параметров состава тела у пациентов с остеопорозом

Полный текст

АКТУАЛЬНОСТЬ

Остеопороз — метаболическое заболевание скелета, для которого характерно снижение костной массы и нарушение микроархитектоники костной ткани, приводящее к переломам при минимальной травме [1]. Распространённость остеопороза прогрессивно растёт, кроме того, с возрастом наблюдается увеличение частоты случаев заболевания [2]. Следовательно, с учётом прогнозируемого роста продолжительности жизни в России, в ближайшие годы ожидается рост числа низкотравматических переломов [3].

Наиболее типичными переломами вследствие остеопороза считаются переломы проксимального отдела бедра, лучевой кости и тел позвонков [3], и последние встречаются у таких пациентов чаще всего [4]. Они могут приводить к деформациям скелета [3] и затруднять оценку некоторых антропометрических параметров (рис. 1).

 

Рис. 1. Последствия низкотравматичных переломов позвоночника.

Fig. 1. Long-term effects of compression fractures.

 

Развитие остеопороза зависит от генетической предрасположенности, образа жизни, физической активности, эндокринологического статуса, приёма лекарственных препаратов и наличия сопутствующих заболеваний. В частности, саркопения имеет факторы риска и механизмы развития, сходные с остеопенией и остеопорозом, что обусловлено наличием тесных связей между мио- и остеогенезом [5]. Остеопороз также может возникать вторично, на фоне других заболеваний и состояний [6].

Остеосаркопения — относительно новый термин, описывающий сочетание низкой мышечной и костной массы [7]. Учитывая повышение риска развития как саркопении, так и остеопороза у людей старшего возраста, для комплексного подхода к данной проблеме требуется оценка состояния мышечной ткани [8].

Измерение состава тела представляет собой ценный инструмент для оценки статуса питания как в норме, так и при различных патологических состояниях. Для оценки состава тела используется ряд исследований: от простейших антропометрических измерений до сложных инструментальных. Чаще всего в клинической практике и при проведении эпидемиологических исследований применяется двухкомпонентная модель, которая «разделяет» тело на жировую и безжировую массу. Последняя включает скелетные мышцы, внутренние органы и интерстициальную жировую ткань [9].

В этой статье будут рассмотрены возможности применения различных методов оценки показателей состава тела у пациентов с остеопорозом, а также их ограничения.

АНТРОПОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ

При определении состава тела с помощью антропометрических методов могут использоваться тотальные размеры тела (масса, длина и расчётная площадь поверхности тела), обхватные размеры (окружность талии, бёдер, конечностей), скелетные размеры частей тела, а также измерение толщины кожно-жировых складок [10]. К базовым антропометрическим исследованиям относятся измерение роста и массы тела пациента с расчётом индекса массы тела (ИМТ).

Эти методы широко доступны благодаря низкой цене и, в большинстве случаев, наличия необходимого оборудования (весы, ростомер, сантиметровая лента и калипер), но качество их воспроизводимости напрямую зависит от уровня подготовки и опыта специалиста, проводящего измерения.

С учётом возможного изменения роста у пациентов с остеопорозом при фиксации результатов этого параметра необходимо уточнить максимальный рост в молодом возрасте (25 лет) и/или при предыдущем измерении. При снижении роста более чем на 2 см за 1–3 года (или на 4 см и более за всю жизнь) следует заподозрить компрессионный перелом (или переломы) позвоночника, направив пациента на соответствующее дообследование [3].

При измерении роста у пациентов с остеопорозом следует также обратить внимание на невозможность полностью распрямиться: появление расстояния от стены до затылка может указывать на наличие компрессионных переломов тел позвонков. Предполагается, что у таких пациентов можно рассматривать измерение длины тела вместо роста для получения дополнительных данных о конституции пациента, однако для подтверждения этой гипотезы требуются дополнительные исследования.

Низкий ИМТ существенно повышает риски переломов [11]. Однако с учётом возможного снижения роста у таких пациентов показатель ИМТ может быть завышен, что затрудняет его использование в оценке нутритивного статуса.

Метод калиперометрии — это измерение толщины кожно-жировых складок на теле при помощи специальных устройств, калиперов [10].

Из-за кифотических деформаций скелета на фоне остеопоротических переломов позвоночника могут образовываться складки кожи на спине и боках (симптом «лишней кожи», рис. 1) [3]. При отсутствии специальной подготовки эти особенности могут затруднять измерение кожной складки на животе у таких пациентов. По тем же причинам у пациентов с остеопорозом может наблюдаться относительное увеличение живота в объёме [3], что может приводить к гипердиагностике абдоминального ожирения.

Антропометрические измерения нельзя отнести к точным: ожирение, отёки, низкая эластичность кожи снижают специфичность антропометрических методов в оценке мышечной ткани. Их использование в целях диагностики саркопении не рекомендуется, но они могут быть альтернативой при отсутствии других методов [12]. Например, измерение окружности мышц голени можно использовать в качестве диагностического показателя оценки мышечной массы у пожилых людей, если другие методы диагностики недоступны [13].

Кроме того, при проведении физикального обследования у пациента с недостаточностью питания, согласно клиническим рекомендациям по недостаточности питания у пациентов пожилого и старческого возраста, рекомендовано использовать оценку окружности плеча и толщину кожно-жировой складки над трицепсом [14].

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДЕНСИТОМЕТРИИ

Двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия в настоящее время считается эталонным методом в клинической практике для оценки состава тела [9]. Преимущество этого метода заключается в том, что он может обеспечить воспроизводимую оценку аппендикулярной скелетно-мышечной массы (АММ), представляющей собой сумму масс скелетных мышц четырёх конечностей. Исследование проводится за несколько минут при использовании одного и того же инструмента и точек отсечки [13].

Скелетно-мышечная масса (СММ) достоверно коррелирует с размером тела; то есть люди с большим размером тела (по данным антропометрических измерений) обычно имеют большую СММ. Таким образом, при количественной оценке СММ абсолютный уровень СММ или АММ можно корректировать с учётом размера тела разными способами. Например, с использованием квадрата роста (АММ/рост²), массы тела (АММ/масса тела) или ИМТ (АММ/ИМТ) [15].

Частное АММ (АММ/рост²), которое можно назвать индексом АММ (по аналогии с ИМТ и индексами жировой и безжировой масс, также делимых на квадрат роста), используется для диагностики саркопении (табл. 1) [16].

 

Таблица 1. Денситометрические критерии саркопении по индексу аппендикулярной скелетно-мышечной массы [17–19]

Table 1. Densitometric criteria of sarcopenia according to appendicular skeletal mass index [17–19]

Критерии саркопении	Пороговое значение, кг/м2
	Мужчины	Женщины
R. Baumgartner и соавт., 1998	≤7,26	≤5,5
M.J. Delmonico и соавт., 2007	≤7,25	≤5,67
A. Newman и соавт., 2008	7,23	5,67

 

Продолжаются споры о предпочтительной корректировке показателей и о том, можно ли использовать один и тот же метод для всех групп населения [13]. Исследователи обращают внимание на то, что может потребоваться коррекция используемых уравнений для других континентов (Африка, Антарктида) и при некоторых заболеваниях [20].

Например, сколиотические деформации позвоночника затрудняют диагностику остеопороза по данным денситометрии [21], что может требовать дополнительного вмешательства клинициста.

По данным исследования A. Jamaludin и соавт., существует корреляция между искривлением позвоночника, автоматически измеренным при сканировании, и углами, измеренными клиническими экспертами [22].

Кроме того, из-за частой проблемы снижения роста у пациентов с остеопорозом и патологическими переломами позвоночника этот показатель, вероятно, также может вызывать повышение индекса АММ.

Двухэнергетическая рентгеновская денситометрия — один из основных методов диагностики остеопороза. Для оценки костной массы, в отличие от СММ и других показателей денситометрии в режиме «всё тело», достаточно проведения исследования поясничного отдела позвоночника и проксимальных отделов бёдер (в некоторых ситуациях — дистального отдела предплечья). Рентгеновская денситометрия — наиболее точный метод мониторинга терапии остеопороза, поэтому используется также для динамического контроля, но не чаще 1 раза в 12 месяцев [23].

Ограничениями денситометрии являются вопросы безопасности повторных измерений (из-за лучевой нагрузки в пределах 1–7 мЗв в настоящее время рекомендуется не более 1–2 сканирований тела в год), относительно высокая стоимость и требования к технической подготовке специалиста [9]. На результаты исследования также может влиять состояние гидратации пациента [13]. Проведение исследования противопоказано беременным женщинам [9].

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИОИМПЕДАНСНОГО АНАЛИЗА СОСТАВА ТЕЛА

Биоимпедансный анализ состава тела (БИА), в отличие от денситометрии, является более дешёвым, легко воспроизводимым и мобильным методом диагностики, не подвергающим пациента лучевой нагрузке [12]. Физическая сущность метода заключается в измерении электрического сопротивления тканей организма (импеданса). Поскольку разные ткани отличаются не только по химическим, но и по физическим параметрам (имеют разное сопротивление), можно точно измерять и определять содержание в организме воды, жирового и мышечного компонентов [24]. Оборудование для БИА доступно, портативно и безопасно даже при многократных измерениях в динамике [25], поэтому в ряде случаев определение мышечной массы на основе БИА может быть предпочтительнее, чем денситометрия [13].

Как упоминалось ранее, СММ коррелирует с размером тела, и для оценки показателей СММ корректировка может быть сделана, если доступны данные для соответствующей популяции [13]. В настоящее время в связи с нарастающей проблемой распространённости остеопороза и его осложнений в виде компрессионных переломов, приводящих к деформациям скелета и снижению роста, активно изучается вопрос необходимости коррекции ростовых показателей у таких пациентов.

Помимо показателей состава тела, метод БИА помогает определить интенсивность метаболических процессов в организме с помощью определения фазового угла — расчётного показателя, вычисляемого как арктангенс отношения реактивного (Xc) и активного (R) сопротивлений:

φ (град) = (180/π) × arctg(Xc/R) [24].

Этот показатель не зависит от роста и других антропометрических показателей, а также является независимым от других методов оценки метаболического статуса пациента. Его изучение позволяет сделать ряд дополнительных выводов о возможностях применения этого метода исследования у пожилых людей. Например, фазовый угол может быть использован как прогностический параметр для расчёта времени дожития во многих клинических ситуациях [26, 27]. У пожилых людей он также является независимым предиктором клинических неблагоприятных исходов, таких как слабость, падения и инвалидность [28–30].

Значения фазового угла снижаются при заболеваниях катаболической направленности, воспалении, недостаточном питании и длительном отсутствии физической активности [31], что ассоциируется с ухудшением качества жизни таких пациентов [32] и плохим прогнозом при различных хронических заболеваниях [33–35].

Показатель фазового угла напрямую связан с мышечной силой [36, 37]. Исследования показали, что он выше у спортсменов [38, 39] и снижается с возрастом [40].

Согласно консенсусу Европейской рабочей группы по саркопении у пожилых людей (EWGSOP 2019), фазовый угол можно рассматривать как показатель общего качества мышц [13], так как он достоверно ниже у пациентов с саркопенией.

Оценка фазового угла минимизирует возможные ошибки и неточности, присущие параметрам, для оценки которых необходимы дополнительные расчёты и вычисления [41].

Исследование O. Selberg и соавт. продемонстрировало, что фазовый угол коррелирует со СММ и мышечной силой и является прогностическим признаком выживаемости. Авторы исследования пришли к выводу, что фазовый угол может оказаться более информативным показателем, чем классические параметры состава тела у пациентов в различных группах [42].

Необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, в какой степени он может использоваться для выявления саркопении или других заболеваний со снижением мышечной функции. В настоящее время для идентификации саркопении были предложены пороговые значения от 4,05 до 5,05 [43].

Кроме того, в качестве критерия оценки нутритивного статуса и наличия мышечной атрофии у пациентов старше 60 лет возможно использование индекса безжировой массы тела согласно приведённым критериям (табл. 2) [44].

 

Таблица 2. Критерии диагностики недоедания, истощений и мышечной атрофии у лиц старше 60 лет [44]

Table 2. Diagnosis criteria for malnutrition and muscle wasting in persons over 60 years old [44]

Состояние	Мужчины		Женщины
	ИМТ, кг/м2	иБМТ, кг/м2	ИМТ, кг/м2	иБМТ, кг/м2
Норма и выше	≥21	≥16	≥21	≥15
Недоедание	<21	≥16	<21	≥15
Мышечная атрофия	≥21	<16	≥21	<15
Истощение	<21	<16	<21	<15

Примечание. ИМТ — индекс массы тела; иБМТ — индекс безжировой массы тела.

Note: ИМТ — body mass index; иБМТ — fat-free body mass index.

 

Известен ряд иностранных работ [45–48], посвящённых построению биоимпедансных критериев саркопении. В них критерий саркопении определяется как значение индекса СММ на уровне –2SD (стандартных отклонений) от значений в возрасте 18–39 лет. Эти же границы соответствуют повышенному и высокому риску инвалидизации у лиц старше 60 лет (табл. 3) [47].

 

Таблица 3. Биоимпедансные критерии саркопении по индексу скелетно-мышечной массы тела [45, 47, 48]

Table 3. Bioimpedance criteria for sarcopenia according to skeletal mass index [45, 47, 48]

Критерии саркопении	Популяция	Пороговое значение, кг/м2
		Мужчины	Женщины
I. Janssen и соавт., 2002, 2004, Moderate sarcopenia	NHANES III, США	≤10,75	≤6,75
I. Janssen и соавт., 2002, 2004, Severe sarcopenia		≤8,50	≤5,75
M.Y. Chien и соавт., 2008	Тайвань	8,87	6,42

Примечание. NHANES — National Health and Nutrition Examination Survey.

 

У метода есть и свои ограничения и противопоказания. Согласно действующим рекомендациям, метод противопоказан пациентам с кардиостимулятором. Есть данные о низкой информативности метода у пациентов с выраженным отёчным синдромом (в отношении неводных параметров состава тела). Перед проведением биоимпедансометрии пациенту следует разъяснить правила подготовки, чтобы избежать ошибок при измерении.

Данные о составе тела, полученные с помощью БИА, в основном базируются на эмпирических уравнениях, основанных на корреляциях активного и реактивного сопротивления с результатами сравнения метода для определённых групп пациентов [42]. Точность измерений БИА снижается, если не используются специальные прогностические уравнения и стандартизированные протоколы измерений [9].

ДРУГИЕ СПОСОБЫ ИЗМЕРЕНИЯ СОСТАВА ТЕЛА

Все рассмотренные в этой статье способы определения состава тела (табл. 4) являются непрямыми, так как прямое определение состава тела у живого человека (in vivo) невозможно. Прямой анализ можно провести только у трупного материала (in vitro) — ранее он использовался как верифицирующий метод современных способов измерения состава тела [24].

 

Таблица 4. Сравнение возможностей разных методов оценки компонентов состава тела [24]

Table 4. Comparison of different methods for assessing body composition components [24]

Методы	Параметры
	ЖМТ	БМТ	КМТ	СММ	ОВО	ВКЖ	КЖ	ММТ	ОО	ФУ
Калиперометрия	+	+	–	–	–	–	–	–	–	–
Метод инфракрасного излучения	+	+	–	–	–	–	–	–	–	–
Биоимпедансный анализ	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
Подводное взвешивание	+	+	–	–	–	–	–	–	–	–
Воздушная плетизмография	+	+	–	–	–	–	–	–	–	–
МРТ, РКТ	+	+	–	–	–	–	–	+	–	–
Рентгеновская денситометрия	+	+	–	–	–	–	–	+	–	–
Разведение индикаторов	–	–	–	–	+	+	+	–	–	–
Метод определения естественной радиоактивности всего тела (Калий-40)	–	–	+	–	–	–	–	–	–	–

Примечание. БМТ — безжировая (тощая) масса тела; ВКЖ — внеклеточная жидкость; ЖМТ — жировая масса тела; КЖ — внутриклеточная жидкость; КМТ — клеточная масса; ММТ — минеральная масса тела; МРТ — магнитно-резонансная томография; ОВО — общая вода организма; ОО — основной обмен; РКТ — рентгеновская компьютерная томография; СММ — скелетно- мышечная масса; ФУ — фазовый угол.

Note: БМТ — fat-free (lean) body mass; ВКЖ — extracellular fluid; ЖМТ — body fat mass; КЖ — intracellular fluid; КМТ — cellular mass; ММТ — mineral body mass; МРТ — magnetic resonance imaging; ОВО — total body water; ОО — basic metabolism; РКТ — X-ray computed tomography; СММ — skeletal muscle mass; ФУ — phase angle.

 

Эталонным способом измерения состава тела ранее считалась гидростатическая денситометрия, известная нам как метод подводного взвешивания. Он основан на различиях плотности жировой и безжировой массы, и, как следствие, разной массе тела человека при измерении под водой и на поверхности. В связи с необходимостью полного погружения и удержания головы над поверхностью воды в течение длительного времени (до 1 часа) применимость метода у пожилых людей ограничена [10]. К возможным ограничениям применения этой процедуры у пожилых людей можно отнести также риски переохлаждения и мацерации кожи из-за длительного пребывания в воде.

Для оценки содержания жира в организме также используется плетизмография с вытеснением воздуха (воздушно-вытесняющая плетизмография). Она имеет ряд преимуществ перед общепринятыми эталонными методами, включая быстрый, удобный, автоматизированный, неинвазивный и безопасный процесс измерения, а также приспособление к различным группам пациентов (например, детям, пожилым людям, людям с ожирением и с ограниченными возможностями) [45]. Однако, несмотря на все преимущества, метод не получил широкого распространения в определении состава тела из-за его высокой стоимости.

Основная погрешность рассматриваемых методов связана с предположением об одинаковой плотности безжировой массы у разных индивидов [24].

Высокую точность измерения жидкостных показателей состава тела продемонстрировали такие методы, как метод разбавления индикаторов (гидрометрия, разбавление дейтерием) и подсчёт общего калия в организме (определение естественной радиоактивности тела), но из-за необходимости использования дорогостоящего оборудования для их проведения и сложности этих методов в целом их применение в клинических условиях ограничено [9].

Магнитно-резонансная томография и компьютерная томография — современный золотой стандарт непрямой оценки мышечной массы [46]. Несмотря на высокую точность, эти инструменты редко используются в первичной медико-санитарной помощи из-за высокой стоимости оборудования и необходимости использования высококвалифицированного медицинского персонала для интерпретации полученных данных [46]. Более того, пороговые значения низкой мышечной массы для этих измерений ещё чётко не определены [13].

В основе метода инфракрасного отражения лежат различия спектральных характеристик поглощения электромагнитного излучения биологическими тканями. С помощью него можно оценить количество жировой массы по характеристикам отражённого излучения в участке доминантного бицепса [24]. Однако точность этого метода ниже, чем при правильно проведённой калиперометрии, поэтому широкого распространения в клинической практике этот способ не получил.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Из-за снижения роста на фоне компрессионных переломов тел позвонков могут быть завышены расчётные показатели оценки статуса питания, использующие в знаменателе квадрат роста (например, ИМТ), снижая чувствительность этих методов. В качестве инструментальных методов определения состава тела в этой группе пациентов оптимально использование денситометрии или БИА. Оценка фазового угла у таких пациентов может иметь дополнительные преимущества, так как этот параметр не зависит от точности антропометрических измерений. При отсутствии возможности проведения денситометрии и БИА косвенная оценка содержания скелетно-мышечной ткани может проводиться с помощью измерения окружности мышц плеча и голени.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Источник финансирования. Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при подготовке и публикации статьи.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с проведённым исследованием и публикацией настоящей статьи.

Вклад авторов. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией). Наибольший вклад распределён следующим образом: А.С. Подхватилина, С.П. Щелыкалина — обзор литературы, сбор и анализ литературных источников, написание текста и редактирование статьи; И.Г. Никитин — курация, сбор и анализ литературных источников, редактирование статьи.

ADDITIONAL INFO

Funding source. This publication was not supported by any external sources of funding.

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

Authors’ contribution. All authors made a substantial contribution to the conception of the work, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the work, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the work. A.S. Podkhvatilina, S.P. Shchelykalina — analyzed data, wrote the manuscript with input from all authors; I.G. Nikitin — oversaw the project.

Об авторах

Анастасия Сергеевна Подхватилина

Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова; Национальный медицинский исследовательский центр «Лечебно-реабилитационный центр»

Автор, ответственный за переписку.
Email: nansy.rezerpin@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-5050-6390
SPIN-код: 2818-8561
Россия, Москва; Москва

Игорь Геннадиевич Никитин

Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова

Email: igor.nikitin.64@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1699-0881
SPIN-код: 3595-1990

д-р мед. наук, профессор

Россия, Москва

Светлана Павловна Щелыкалина

Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова

Email: svetlanath@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3292-8949
SPIN-код: 9804-0820

канд. мед. наук, доцент

Россия, Москва

Список литературы

Дополнительные файлы