A test vízeloszlása ​​súlyos elhízás esetén és annak értékelése nyolcpólusú bioelektromos impedancia analízissel

Absztrakt

Célkitűzés: A test vízeloszlásának mérése és a nyolcpólusú bioelektromos impedancia-elemzés (BIA) pontosságának értékelése a teljes testvíz (TBW) és az extracelluláris víz (ECW) értékelésére súlyos elhízás esetén.

Tervezés: Keresztmetszeti vizsgálat.

Beállítás: Elhízási klinika.

Tárgyak: Összességében 75 nő 18–66 éves, 25 testtömeg-index (BMI) 19,1–29,9 kg/m 2 (azaz nem elhízott), 25, 30,0–39,9 kg/m 2 közötti BMI (azaz I. és II. Osztály) elhízott), és 25, BMI 40,0 és 48,2 kg/m 2 között van (azaz elhízott III. osztály).

Mód: A TBW-t és az ECW-t 2 H2O és Br hígítással mértük. Testellenállás (R) a karok, a törzs és a lábak nyolcpólusú BIA (InBody 3.0, Biospace, Szöul, Korea) által mért ellenállásának összegzésével nyertük. Az ellenállási index frekvencián x kHz (RIx) 2/R magasságként számoltukx.

Eredmények: ECW: A TBW hasonló volt a III. Osztályú nőknél (46 ± 3%, átlag ± s.d.) És az I – II. Osztályú elhízással (45 ± 3%), de magasabb volt, mint a nem elhízott nőknél (39 ± 3%)., P 2. A nyolcpólusú BIA a BMI széles tartományával (19,1–48,2 kg/m 2) rendelkező nőknél a TBW és az ECW pontos becslését kínálja, népességspecifikus képletek nélkül.

Szponzorálás: Progetti di Ricerca Corrente, Istituto Auxologico Italiano.

Bevezetés

A tanulmány célja kettős volt: (1) annak megállapítása, hogy az ECW: TBW különbözik-e a III. vs. osztályú elhízás, és (2) a nyolcpólusú BIA pontosságának értékelése az elhízott nők TBW és ECW értékelésében.

Anyagok és metódusok

Tárgyak

A vizsgált alanyok: (1) 25 nő, akiknek testtömeg-indexe (BMI) 19,1 és 29,9 kg/m 2 között volt (azaz nem elhízott), (2) 25 nő, akiknek testtömeg-indexe 30,0 és 39,9 kg/m 2 között volt (azaz I. osztály) és II. elhízott), és (3) 25 nő, akiknek testtömeg-indexe 40,0 és 48,2 kg/m 2 között van (azaz a III. osztály elhízott). A BMI 2-vel rendelkező nőket toborozták a Modena Egyetem személyi állományába, és azokat, akiknek BMI ⩾ 30,0 kg/m 2 volt, az Olasz Auxológiai Intézet Metabolikus Betegségek Harmadik Osztályának fekvőbetegei közé. Az alanyokat a következő kritériumok alapján választották ki: (1) életkor: 18 év; (2) szív-, vese-, máj-, endokrin és egyéb súlyos betegségek hiánya; (3) menstruációs ciklus a 6. és 10. nap között termékeny nőknél; (4) klinikailag kimutatható folyadékretenció hiánya (perifériás ödéma vagy nyiroködéma), (5) olyan gyógyszerek használata, amelyekről ismert, hogy zavarják a test vize homeosztázisát, és (6) erőteljes testmozgás hiánya az előző 48 órában. A vizsgálati protokollt az Olasz Auxológiai Intézet Etikai Bizottsága hagyta jóvá, és minden alany megalapozott beleegyezését adta.

Antropometria

A Wt-t és a magasságot (Ht) 0,1 kg-os pontossággal és 0,001 m-rel mértük Antropometriai szabványosítási kézikönyv (Lohman és mtsai, 1988). A BMI-t Wt (kg)/Ht (m) 2-ben számoltuk .

Nyolc-sarki BIA

Ellenállás (RA karok, a törzs és a lábak) értékét egy éjszakai gyors (⩾ 8 óra) után mértük 5, 50, 250 és 500 kHz frekvenciákon, nyolcpólusú tapintóelektródás impedancia mérővel (InBody 3.0, Biospace, Szöul, Korea) . Ez a műszer nyolc tapintható elektródát használ: kettő érintkezik mindkét kéz tenyerével (E1, E3) és hüvelykujjával (E2, E4), kettő pedig érintkezik az elülső (E5, E7) és a hátsó (E6, E8) oldalakkal mindkét láb talpa (1. ábra).

elhízás

Az InBody 3.0 mérési útvonalai (a Biospace engedélyével reprodukálva). Az alany a talpával áll érintkezve a lábelektródákkal, és megragadja a kézelektródákat. Rövidítések: RRA = a jobb kar ellenállása; RT = a csomagtartó ellenállása; RLA = a bal kar ellenállása; RRL = a jobb láb ellenállása; RLL = a bal láb ellenállása (a részleteket lásd a szövegben).

Az alany a talpával áll érintkezve a lábelektródákkal, és megragadja a kézelektródákat. A mikroprocesszor által vezérelt méréssorozat a következőképpen zajlik. 250 μA intenzitású (váltakozó) váltakozó áram (én) alkalmazzák E1 és E5 között. A rögzített feszültségkülönbség (V) E2 és E4 között elosztva az I-t a jobb kar ellenállásának megszerzéséhez (RRA). Ugyanezt a műveletet hajtják végre V E4 és E8 között rögzítették a törzs ellenállásának elérése érdekében (RT) és V E6 és E8 között rögzítették a jobb láb ellenállásának elérése érdekében (RRL). Az a.c. ezután E3 és E7 és az V E2 és E4 között mérve a bal kar ellenállásának kiszámítására szolgál (RLA). Végül a V Az E6 és E8 között mért érték a bal láb ellenállásának kiszámítására szolgál (RLL).

2 H2O és Br hígítás

A TBW-t 2 H2O hígítással, az ECW-t pedig Br hígítással mértük. Minden éhomi alany (⩾ 8 óra) pontosan lemért oldatot kapott, amely 2 H2O, NaBr és iható vízből állt. Két kiválasztatlan, elhízott alanynál 2 H2O és Br a beadás után 3,5 és 4,0 óra között elérte az egyensúlyt a plazmában. A plazma mintákat az oldat beadása előtt és 4 órával később gyűjtöttük össze. Az alanyok az egyensúlyi periódus alatt tartózkodtak az evéstől és az ivástól. A 2 H2O koncentrációt a plazmában FT-IR spektrofotometriával mértük Lukaski és Johnson (1985) módszerével. A TBW-t (2 H2O hígítási tér × 0,95) számítottuk, figyelembe véve a 2 H2O nem vizes eloszlását. A br koncentrációt HPLC-vel mértük Wong és munkatársai (1989) módszerével. Az ECW-t (Br hígítási tér × 0,90 × 0,95) számítottuk, figyelembe véve a Br és Donnan hatásának extracelluláris eloszlását. Valamennyi mintát három példányban mértük, és a 2 H2O és Br variáció együtthatója ⩽ 2%.

Statisztikai analízis

Eredmények

A nők méréseit az 1. táblázat tartalmazza.

Az életkor hasonló volt a nem elhízott, az I – II. Osztályú elhízottak és a III. A várakozásoknak megfelelően a Wt és a BMI szignifikánsan magasabb volt az elhízottaknál, mint a nem elhízott nőknél. A TBW szignifikánsan magasabb volt az elhízottaknál, mint a nem elhízott nőknél, de a TBW-ben nem volt különbség az I. – II. És a III. A TBW: Wt azonban szignifikánsan alacsonyabb volt a III. Osztályú elhízásban szenvedő nőknél, mint az I – II. Osztályú elhízásban szenvedőknél, és ez utóbbi esetében, mint a nem elhízott nőknél. Az ECW szignifikánsan magasabb volt az elhízottaknál, mint a nem elhízott nőknél, de az ECW-ben nem volt különbség az I-II és a III osztályú elhízás között. Hasonlóképpen, az ECW: A TBW szignifikánsan magasabb volt az elhízottaknál, mint a nem elhízott nőknél, de nem volt különbség az ECW: TBW-ben az I – II és a III osztályú elhízás között. R5 és R500 azonos tendenciát mutatott az ECW-ben és a TBW-ben, magasabb volt az elhízottaknál, mint az elhízott nőknél, és hasonló volt az I. – II. És a III.

Mivel az ANCOVA nem észlelte az elhízás állapotának semmilyen hatását a TBW – RI-rex vagy ECW-RIx összefüggéseket (lásd: Statisztikai elemzés), a vizsgálati mintát két félben randomizáltuk. Fele (n= 37) a TBW és az ECW prediktív algoritmusainak kifejlesztésére használták, amelyeket a fennmaradó felén keresztellenőrztek (n= 38).

Az előző tanulmányunkhoz hasonlóan (Bedogni és mtsai, 2002) kifejlesztettünk egy egyenletet a TBW előrejelzésére az RI500-ból (2. ábra a1 panel). Az RI500 a TBW variancia 82% -át magyarázta (P 2 = 0,46, P 2. ábra

Generáció (a1 és b1, n= 37) és keresztellenőrzés (a2 és b2, n= 38) a teljes testvíz és az extracelluláris víz prediktív egyenletei két véletlenszerű női mintában. Rövidítések: TBW = teljes testvíz; ECW = extracelluláris víz; RIx= ellenállási index frekvencián x kHz; BIA = bioelektromos impedancia elemzés; Radj 2 = korrigált meghatározási együttható; RMSE = gyökérérték négyzetes hiba; RMSE% = a középérték négyzetbeli hibájának százaléka; PE = tiszta hiba.

Ahogyan az elektromos elmélet elvárta, a RI-ből származó ECW legpontosabb előrejelzését 5 kHz-en, vagyis a nyolcpólusú BIA által mért legalacsonyabb frekvencián értékeltük. RI valójában az ECW 2–3% -kal nagyobb varianciáját magyarázta 5 kHz-en, mint magasabb frekvenciákon (az adatokat nem mutatjuk be). Az RW5-ből származó ECW prediktív egyenlete a 2. ábra b1 paneljén található. RI5 az ECW varianciájának 87% -át magyarázta (P 2 = 0,19, P= 0,008). Közvetlenebb összehasonlítás céljából meg kell jegyezni, hogy az RI5 az ECW 26% -kal nagyobb varianciáját magyarázta, mint a Wt (Radj 2 = 0,61, P 2 = 0,38, P

Vita

Ebben a tanulmányban nem találtunk különbséget az ECW: TBW-ben a III. És az I – II. Osztály közötti elhízás között, még akkor is, ha az elhízott nőknél az ECW: TBW kiterjedése kiterjedt a nem elhízott nőkhöz képest. Mivel nőink közül a legmagasabb BMI a 48,2 kg/m 2 volt, nem zárhatjuk ki, hogy az ECW bővülése: A TBW előfordulhat a III. Osztályú elhízás magasabb szintjén, szemben az I. és II. Osztályú elhízással (Mazariegos et al, 1992; Guida és munkatársai, 2003). Azonban a BMI 48,2 kg/m 2 értékig történő figyelembe vételével az ECW: A TBW azonosnak tűnik az I. – II. És a III.

Mivel a TBW és az ECW előrejelzése a nyolcpólusú BIA-ról szól, ez a tanulmány azt mutatja, hogy elhízott és nem elhízott nőknél közös prediktív algoritmusok alkalmazhatók, legalábbis a BMI 48,2 kg/m 2 -ig terjedő értékeként. A BMI valójában nem befolyásolta a TBW – RI500 kapcsolatot, és az ECW – RI500 kapcsolathoz való hozzájárulása szerény volt (19%). Míg ez utóbbi megállapítás azt sugallja, hogy az elhízás befolyásolhatja a nyolcpólusú BIA-ból származó ECW becslését, a BMI kevésbé volt hatékony prediktor, mint az RI5, és nem egészítette ki a BIA-ból származó ECW előrejelzését. A BMI azonban csak a testösszetétel helyettesítő indexe, különösen nem elhízott egyéneknél, és a testzsír pontos mérésére van szükség a testösszetétel TBW – BIA és ECW – BIA kapcsolatokra gyakorolt ​​hatásának teszteléséhez.

Az ebben a vizsgálatban kapott TBW-egyenletnek gyakorlatilag azonos meredeksége van (1,0 vs. 1.1) abból, amelyet egy 50 nem elhízott, mindkét nemből származó alanyban végeztek (Bedogni et al, 2002). A lehallgatások azonban eltérőek (14.0 vs. 11.1), valószínűleg azért, mert ebben a vizsgálatban csak azokat a nőket vettük figyelembe, akiknek a testtömeg-indexe nagyobb az egyéni különbségek között. A Wt és a BMI nulla vagy elhanyagolható hatása a víz rekeszekre vonatkozó becslésekre mindazonáltal arra utal, hogy a nyolcpólusú BIA kevésbé populáció-specifikus lehet, mint a négypólusú BIA. Ennek a hipotézisnek a teszteléséhez azonban a két módszer közvetlen összehasonlítására van szükség.

Nagy jelentőségűnek tartjuk azt a tényt, hogy a BMI és a Wt semmivel vagy alig járult hozzá a TBW és az ECW RI által megmagyarázhatatlan szórásához. A BIA-val szemben gyakran felvetett kritika valójában az, hogy az antropometriai mutatók jobban megjósolhatják a testösszetételt. BIA-tanulmányainkban ezt a hipotézist szisztematikusan teszteljük. Például nem tudtuk kimutatni, hogy a négypólusú BIA 50 kHz-en pontosabb, mint a Wt, anorexiás nőknél a TBW és az appendikuláris testösszetétel becslésében (Scalfi és mtsai, 1997; Bedogni és mtsai, 2003b). Még ha a többfrekvenciás eszközök használata megváltoztatja is ezt a bizonyítékot, az impedancia-mérő használata egyértelműen nem indokolt ilyen körülmények között. Jelen tanulmány és eddigi tapasztalataink (Malavolti és mtsai, 2003) azonban azt sugallják, hogy a nyolcpólusú BIA lényegesen jobb, mint a Wt, mint a testösszetétel mutatója. Amint azt másutt javasoltuk (Malavolti és mtsai, 2003), a nyolcpólusú BIA egyedi jellemzői, amelyek hozzájárulhatnak annak nagyon alacsony Wt-függőségéhez: (1) tapintható elektródok használata, elkerülve a tapadó elektródákkal kapcsolatos problémákat, (2) ) az a tény, hogy az egész testet nyolcpólusú R az emberi test 5 hengeres modelljével kapott szegmentális ellenállások összege (1. ábra), és (3) a nyolcpólusú BIA érzékenysége az alany testtartásával szemben.

Érdekes, hogy a TBW egyenlet kereszthitelesítésével összefüggő RMSE% és PE ​​ebben a vizsgálatban alacsonyabb volt, mint előző vizsgálatunkban (5 vs. 8% és 2.1 vs. 3,1 l). Az alanyok nagyobb száma mellett valószínű, hogy a jelen vizsgálatban megfigyelt nagyobb egyéni különbség a TBW: Wt-ban hozzájárult ehhez az eredményhez (Scalfi és mtsai, 1997). Nem váratlanul (Bedogni és mtsai, 1997) az ECW egyenlet kereszthitelesítésével társított RMSE% magasabb volt, mint a TBW egyenlethez kapcsolódó (8). vs. 5%). Az ilyen RMSE% azonban továbbra is elfogadható a testösszetétel terepi vizsgálata során. Az a tény, hogy RI nagyobb kimenetelű ECW-t magyarázott 5 kHz-en, mint magasabb frekvenciákon, összhangban van az elektromos elmélettel. Az ECW magyarázott varianciájának növekedése azonban csak ⩽ 3% volt, így a 2) frekvenciák beépítése a populáció-specifikus algoritmusok nélkül.

Hivatkozások

Bedogni G, Bollea MR, Severi S, Trunfio O, Manzieri AM és Battistini N (1997): A teljes testvíz és az extracelluláris víz előrejelzése bioelektromos impedanciából elhízott gyermekeknél. Eur. J. Clin. Nutr. 51, 129–133.

Bedogni G, Malavolti M, Severi S, Poli M, Mussi C, Fantuzzi AL & Battistini N (2002): Nyolcpontos tapintási-elektróda impedancia módszer pontossága a teljes testvíz értékelésében. Eur. J. Clin. Nutr. 56, 1143–1148.

Bedogni G, Borghi A & Battistini N (2003a): A test vízeloszlása ​​és betegségei. Acta Diabetol. 40 (1. kiegészítés), S200 – S202.

Bedogni G, Marra M, Bianchi L, Malavolti M, Nicolai E, De Filippo E & Scalfi L (2003b): A bioelektromos impedancia-elemzés és a kettős energiájú röntgenabszorpciós módszer összehasonlítása anorexiás nőknél az appendikuláris testösszetétel értékeléséhez. Eur. J. Clin. Nutr. 57, 1068–1072.

Deurenberg P (1996): A bioelektromos impedancia módszer korlátai a testzsír értékelésére súlyos elhízás esetén. Am. J. Clin. Nutr. 64., 449S – 452S.

Deurenberg P, van der Kooy K, Leenen R & Schouten FJ (1989): A test impedanciája nagymértékben függ a sejten belüli és a sejten kívüli vízeloszlástól. Eur. J. Clin. Nutr. 43, 845–853.

Guida B, Trio R, Pecoraro P, Gerardi MC, Laccetti R, Nastasi A & Falconi C (2003): Az impedancia vektor eloszlása ​​testtömegindex szerint és a hagyományos bioelektromos impedancia elemzés elhízott nőknél. Nutr. Metab. Cardiovasc. Dis. 13., 72–79.

Lohman T, Roche A és Martorell R szerk. (1988): Antropometriai szabványosítási kézikönyv. Champaign, IL: Human Kinetics Books.

Lukaski HC & Johnson PE (1985): Egyszerű, olcsó módszer a teljes testvíz meghatározására D2O nyomjelzővel és a biológiai folyadékok infravörös abszorpciójával. Am. J. Clin. Nutr. 41, 363–370.

Malavolti M, Mussi C, Poli M, Fantuzzi AL, Salvioli G, Battistini N & Bedogni G (2003): Nyolcpólusú bioelektromos impedanciaanalízis keresztkalibrációja a kettős energiájú röntgenabszorpciós geometriával a teljes és az appendikuláris test értékeléséhez 21-82 éves egészséges egyénekben. Ann. Zümmögés. Biol. 30, 380–391.

Mazariegos M, Kral JG, Wang J, Waki ​​M, Heymsfield SB, Pierson RN, Thornton JC & Yasumura S (1992): Testösszetétel és az elhízás műtéti kezelése. A fogyás hatása a folyadékeloszlásra. Ann. Surg. 216, 69–73.

Raison J, Achimastos A, Asmar R, Simon A és Safar M (1986): Extracelluláris és intersticiális folyadékmennyiség elhízásban társult szisztémás hipertóniával és anélkül. Am. J. Cardiol. 57, 223–226.

Scalfi L, Bedogni G, Marra M, Di Biase G, Caldara A, Severi S, Contaldo F & Battistini N (1997): A teljes testvíz előrejelzése bioelektromos impedanciából anorexia nervosa betegeknél. Br. J. Nutr. 78, 357–365.

Steijaert M, Deurenberg P, Van Gaal L & De Leeuw I (1997): Többfrekvenciás impedancia alkalmazása a teljes testvíz és az extracelluláris víz meghatározására elhízott és sovány női egyéneknél. Int. J. Obes. Relat. Metab. Disord. 21, 930–934.

Van Marken Lichtenbelt WD és Fogelholm M (1999): Megnövekedett extracelluláris víztér, a sejten belüli víztérhez képest, súlycsökkentés után. J. Appl. Physiol. 87, 294–298.

Waki M, Kral JG, Mazariegos M, Wang J, Pierson RN & Heymsfield SB (1991): Az extracelluláris folyadék relatív terjeszkedése elhízott vs. nem elhízott nők. Am. J. Physiol. 261, E199 – E203.

Wang J & Pierson RN (1976): A zsír- és sovány szövetek eltérő hidratációja új modellt igényel a test vízeloszlásában az emberben. J. Nutr. 106., 1687–1693.

Wong WW, Sheng HP, Morkeberg JC, Kosanovich JL, Clarke LL & Klein PD (1989): Az extracelluláris vízmennyiség mérése bromidion-kromatográfiával. Am. J. Clin. Nutr. 50, 1290–1294.