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Introduzione alla Composizione Corporea
L’analisi della Composizione corporea è un elemento determinante nella valutazione dello stato nutrizionale e della salute generale di un individuo. Sono numerosi i lavori scientifici che indicano la Composizione Corporea come uno strumento indispensabile per la valutazione dello stato nutrizionale e per per la conseguente stima dei fabbisogni nutrizionali nell’uomo. E’ molto importante comprendere bene l’analisi della composizione corporea e come questa può essere analizzata affinchè si possano fornire al paziente gli strumenti necessari per il raggiungimento degli obiettivi nutrizionali stabiliti.
Un articolo pubblicato su Nutrient identifica la Composizione Corporea come uno strumento essenziale per gli specialisti della nutrizione al fine di valutare lo stato nutrizionale e monitorare i progressi durante un trattamento dietoterapico.
In un altro articolo pubblicato su Clinical Nutrition Journal viene indicata la composizione corporea come lo strumento che riflette gli apporti, le perdite e i bisogni nutrizionali nel tempo.
L’importanza dello studio della composizione corporea è inoltre evidenziata in un altro interessante lavoro pubblicato su Nature.
In questo articolo ci limiteremo ad analizzare soltanto le tecniche di analisi della composizione corporea di routine, quelle cioè che vengono comunemente utilizzate negli studi di nutrizione umana per la rilevazione dei parametri morfometrici del paziente.
La composizione corporea consente di misurare e quantificare oggettivamente e accuratamente la proporzione dei diversi “componenti” che costituiscono il corpo umano e che sono macroscopicamente divisi in massa grassa (FM = Fat Mass) e massa magra (FFM = Fat Free Mass) secondo il cosiddetto “Modello Bicompartimentale”.
La massa magra comprende tutta la massa corporea priva di grasso ossia i muscoli, le ossa, il sangue, gli organi ecc….
La massa grassa invece si riferisce alla quantità totale di grasso corporeo e comprende sia il grasso primario o essenziale sia il grasso secondario o di deposito. Il grasso essenziale è quello necessario per la sopravvivenza e lo svolgimento di funzioni cruciali come la protezione degli organi interni e la regolazione ormonale. Il grasso di deposito invece costituisce l’eccesso di grassi accumulati soprattutto a livello del sottocute. La FFM è costituita per il 73% da acqua e dal 20% da proteine.
La FM è invece costituita dal 10-14% da acqua, dal 2-2,6% da proteine e dall’82.88% da grassi. La densità della FFM è di circa 1,10g/cm3 mentre la densità della FM è di 0,90 g/cm3 questo significa che la massa magra, a parità di volume, risulta essere più pesante della massa grassa: in effetti la prima tende ad affondare in acqua, la seconda a galleggiare (Ref).
Un maschio adulto in buona salute dovrebbe avere una percentuale di grasso compresa tra il 13% e il 18% del peso corporeo.
Una donna adulta in buona salute invece dovrebbe avere una percentuale di grasso compresa tra il 22% e il 25% del peso corporeo.
Nei ragazzi questa percentuale dovrebbe essere compresa tra il 10% e il 20% mentre nelle ragazze tra il 15% e il 25% (Ref).
A differenza del modello bicompartimentale che si basa sulla stima della massa grassa e della massa magra senza tenere conto della composizione eterogenea di quest’ultima il modello multicompartimentale suddivide ulteriormente il corpo in più compoenenti che caratterizzano ulteriormente la massa magra la quale infatti è suddivisa in: Massa Muscolare, Massa Ossea, Acqua Corporea Totale (TBW) la quale, a sua volta, viene divisa in Acqua Intracellulare (ICW) e Acqua Extracellulare (ECW).
La TBW costituisce il 60%-62% del peso corporeo nell’uomo e il 56%-58% nelle donne. Come abbiamo detto poco sopra inoltre essa costituisce circa il 73% della massa magra.
La ICW è invece la principale componente delle cellule e interviene nel loro metabolismo e nelle funzioni cellulare. Costituisce circa il 60% della TBW e può andare incontro a contrazioni con l’età o in caso di squilibri osmotici.
La ECW invece costituisce circa il 40% della TBW e comprende l’acqua presente nel liquido interstiziale, l’acqua plasmatica, l’acqua linfatica e l’acqua transcellulare (costituita dai fluidi sinoviali, biliari, intraoculari, pericardici, intrapleurici, gastrointestinali ecc..). Un aumento della ECW può essere associato a edema o ad obesità con livelli molto elevati di massa grassa.
Quali sono i parametri misurabili con l’analisi della Composizione Corporea?
I parametri misurabili con l’analisi della composizione corporea sono quelli che sono stati indicati poco sopra. Le tecniche adottabili per la valutazione della composizione corporea sono diverse. Tra queste troviamo sicuramente la Densitometria Total Body (DEXA) che utilizza l’emissione di raggi-x per analizzare massa ossea, massa grassa e massa magra e che è stata per anni la tecnica gold standard per la validazione di altre metodiche.
Citeremo in particolare i parametri valutabili con le due metodiche più usate nella pratica clinica ossia la plicometria e la bioimpedenziometria. L’indice di Massa Corporea (BMI) che rappresenta un parametro fondamentale della valutazione clinica del paziente è calcolabile semplicemente attraverso l’antropometria ossia la rilevazione, oltre che della circonferenze, anche dell’altezza e del peso del paziente.
I parametri più rilevanti calcolabili nell’analisi della composizione corporea sono:
- La % di Massa Grassa
- La % di Massa Magra
- L’Acqua Corporea Totale (TBW)
- L’Acqua Extracellulare (ECW)
- La Massa Cellulare (BCM)
- L’Angolo di Fase
- Il rapporto di Massa (ECM / BCM)
(ECM equivale alla differenza tra FFM e BCM) - Il Grafico generale dello Stato Nutrizionale
Nello specifico i primi due parametri (% di Massa Grassa e % di Massa Magra) sono rilevabili con la Plicometria e con la Bioimpedenziometria mentre i restanti parametri sono rilevabili con la Bioimpedenziometria.
Ovviamente tra gli indicatori della composizione corporea abbiamo anche il BMI (Indice di Massa Corporea) e la misura delle circonferenze corporee che ci permettono di valutare il progresso di un piano dietetico rispetto al punto di partenza. La misura della circonferenza ci permette di calcolare anche il BAI (Body Adiposity Index) che è una misura diretta del grasso corporeo (lo vedremo in seguito). Il rapporto tra BMI e Circonferenza della Vita inoltre ci permette di stadiare una serie di rischi. Uno studio longitudinale condotto per 10 anni su una popolazione giapponese ha dimostrato che le variazioni della circonferenza della vita sono correlate in modo significativo a variazioni del BMI e a peggiori livelli di trigliceridi, HDL e LDL suggerendo che la circonferenza della vita è un indicatore utile per prevedere i rischi metabolici.
Una meta analisi pubblicata sul British Medical Journal ha dimostrato che sia il BMI che la circonferenza della vita sono fortemente associati al rischio di sviluppo di diabete di tipo 2.
Un altro studio prospettico condotto in cina ha evidenziato come l’obesità addominale (indipendentemente dal BMI) aumenta significativamente il rischio di ictus sia negli uomini che nelle donne suggerendo che la circonferenza della vita, insieme al BMI, offre un’indicazione molto precisa del rischio di eventi cardiovascolari (rispetto evidentemente al solo BMI).
Il BMI nell’analisi della composizione corporea
Il BMI è un indicatore molto noto agli addetti ai lavori (ma molto conosciuto anche tra i pazienti più attenti alla forma fisica e alla salute) per determinare se il peso di un soggetto rientra in un range di normalità rispetto alla sua altezza. Esso è calcolato come il Rapporto tra il Peso e il quadrato dell’altezza del soggetto.
Alcuni studi come quelli pubblicati da Trefethen et al. hanno proposto formule diverse per il calcolo del BMI. In particolare il gruppo di Trefethen, docente di analisi numerica all’Università di Oxford, ha proposto una formula che prevede di moltiplicare il rapporto tra peso (kg) e altezza (m) elevata alla 2,5 (e non semplicemente al quadrato come la formula tradizionale) per il fattore 1,3.
Questa formula utilizza un esponente di 2.5 a cui elevare l’altezza e un fattore 1,3 a cui moltiplicare il rapporto. Questa modifica è stata suggerita perchè considererebbe in maniera più accurata le proprzioni del corpo umano.
Quali sono i “limiti” del calcolo del BMI? Ovviamente il fatto che questo parametro non permette di identificare se un aumento di BMI sia da attribuire ad un incremento della massa grassa o della massa magra del soggetto. Questo assume una rilevanza cruciale nella definizione di un piano nutrizionale. Per questo motivo l’analisi della composizione corporea passa attraverso strumenti e metodiche più evolute e specifiche come la Plicometria e la Bioimpedenziometria.
La Plicometria
E’ una tecnica utilizzata per misurare lo spessore delle pliche cutanee in diverse parti del corpo al fine di quantificare tramite una stima la percentuale di grasso corporeo. Utilizza un dispositivo chiamato plicometro che pinza la pelle e il tessuto adiposo sottocutaneo in punti molto specifici e ben codificati misurando il relativo spessore in millimetri.
Uno dei pionieri nell’uso della plicometria nell’analisi della composizione corporea è stato il Dr. Alber R. Behnke un medico americano particolarmente dedicato alle misure antropometriche negli USA.
L’uso del plicometro non è immediato ne particolarmente facile. Bisogna imparare a sviluppare la sensibilità di rilevare le pliche senza commettere errori di misura, o meglio: riducendoli al minimo.
La letteratura è letteralmente piena di equazioni finalizzate alla stima della % di Massa Grassa dalla Plicometria. Tra le più popolari ci sono, relativamente alla stima della Densità Corporea (DC) l’equazione di Durnin e Womersley mentre, relativamente alla conversione della DC in % di Massa Grassa l’equazione di Jackson e Pollock.
I risultati ottenibili con tutte le equazioni disponibili sono particolarmente eterogenei tanto che è sicuramente consigliato sviluppare un proprio protocollo per orientarsi ad una misura il più possibile oggettiva. Seguire la variazione solo di determinate pliche nel tempo (quelle più facilmente rilevabili) costituisce un metodo che può essere adottato per oggettivizzare il calcolo.
Le diverse pliche rilevabili hanno significati prognostici importanti.
La plica sottoscapolare per esempio è un importante predittore della massa grassa totale, della pressione arteriosa e dei lipidi plasmatici.
La plica addominale invece può essere un ottimo marker predittivo di malattie metaboliche (diabete) o cardiovascolari (ipertensione).
I rapporti tra le varie pliche invece indicano la “tipologia di ingrassamento” del soggetto. Solo per fare un esempio (per poi lasciare l’approfondimento a corsi specifici o alla letteratura sul tema) un rapporto tra la plica iliaca e tricipitale superiore a 1 indica la presenza di grasso androide ossia il grasso responsabile dell’obesità centrale (o viscerale) caratterizzato proprio dall’accumulo di grasso nella regione addominale.
La Bioimpdenziometria
La bioimpdenziometria compare nei lavori scientifici dei primi del ‘900 ma il suo sviluppo concreto come un metodo analitico vero e proprio nell’analisi della composizione corporea risale intorno al 1980.
Pionieri di questa tecnica sono stati Lukaski e bolonchuk (1987) che hanno sviluppato e validato molte delle equazioni utilizzate per la stima della composizione corporea che si basa sull’impdenza bioelettrica.
Nel 1969 Hoffer ha evidenziato che l’impdeneziometria è un indicatore predittivo dell’acqua totale presente nel corpo umano.
Anche Nyboer nel 1983 ha contribuito notevolmente allo sviluppo della tecnica validando l’uso della bioimpdenziometria total body per la stima della composizione corporea.
La Bioimpdenziometria è una tecnica di analisi della composizione corporea che consente di stimare la percentuale di grasso corporeo, la massa magra e il contenuto di acqua corporea. Il termine “Bioimpdenziometria” contiene la parola “impdenza” che sta ad indicare l’opposizione di un circuito al passaggio di una corrente elettrica alternata.
Il suo principio di funzionamento si basa sulla misura di due parametri che, insieme, costituiscono di fatto i componenti dell’impdenza su cui si basa la metodica: parliamo della Resistenza elettrica e della Reattanza del corpo umano quando viene attraverso da una corrente elettrica a bassa intensità. Giusto per chiarire spieghiamo che cosa significa “Resistenza” e “Reattanza”.
La Resistenza (R) è, di fatto, la resistenza che i fluidi corporei oppongono al flusso della corrente elettrica che viene fatta scorrere in essi dal bioimpdenziometro. I tessuti che contengono più acqua (quindi i tessuti magri) conducono meglio l’elettricità e, dunque, hanno una resistenza minore.
Quindi questo parametro è inversamente proporzionale alla quantità di acqua presente nel corpo: più è alta la resisenza meno acqua ci sarà nel corpo).
La Reattanza (Xc) è la resistenza messa in atto dalle membrane cellulari e dai tessuti capaci di immagazzinare energia (che funzionano come se fossero dei “condensatori” dal punto di vista elettronico) al flusso di corrente a bassa intensità che attraversa il corpo.
La membrana cellulare funziona come una barriera selettivamente permeabile e quando essa è integra oppone maggiore resistenza al flusso di corrente. Questo parametro è direttamente proporzionale alla densità delle cellule nei tessuti: una alta reattanza indica una maggiore quantità di massa cellulare corporea (BCM) che rappresenta, di fatto, i tessuti metabolicamente attivi nel corpo (come i muscoli).
Una diminuzione della reattanza invece può indicare danni cellulari (perdita dell’integrità della membrana cellulare che non funziona più come un condensatore e quindi si oppone di meno al flusso di energia elettrica) oppure una diminuzione della massa cellulare.
La Resistenza e la Reattanza possono essere messe tra di loro in relazione tramite l’Angolo di Fase che, in un individuo sano può variare tra i 6° e gli 8°. L’angolo di fase è rappresentato come un vettore (Vettore di Impedenza) che è proprio il vettore individuato dai valori di R e di Xc.
Valori bassi dell’angolo di fase possono indicare la presenza di patologie di varia natura oppure di ritenzione idrica o di un aumentato stato catabolico. Valori alti sono indice di disidratazione nei soggetti medi non atleti e non particolarmente muscolosi (in questi ultimi si tratterebbe di normoidratazione).
L’acqua svolge chiaramente un ruolo importantissimo nelle analisi bioimpedenziometriche. Le variazioni di acqua nel nostro corpo avvengono in particolare nel compartimento extracellulare (es. il sudore).
In un uomo giovane la percentuale di acqua corporea totale è ripartita in questo modo: il 57% si trova nel compartimento intracellulare mentre il 43% è nel compartimento extracellulare.
La massa cellulare è la componente metabolicamente attiva dell’organismo con un’alta concentrazione di Potassio. Sommando la massa cellulare (BCM) con la massa extracellulare (ECM) si ottiene il peso della massa magra. Il rapporto tra BCM e ECM indica condizioni che possono richiedere attenzione clinica. Quando il rapporto è superiore a 1 di solito si è in presenza di aumentato catabolismo o ritenzione idrica. Se il rapporto è inferiore a 0.9 si è in presenza di disidratazione. Un rapporto normale BCM/ECM è compreso tra 0.9 e 1.0.
Generalmente i bioimpedenziometri forniscono due tipi di analisi: analisi vettoriale (BIVA) e analisi convenzionale (BIA).
L’analisi BIA convenzionale è un tipo di analisi in grado di restituire stime quantitative dei principali parametri rilevanti della composizione corporea ottenuti tramite equazioni predittive e modelli matematici specifici. Questa stima però assume che la massa magra del soggetto sia normoidratata cioè che contenga una percentuale di acqua standard pari a circa il 73%.
Il vantaggio di questa tecnica è che fornisce stime quantitative (cioè numeri, percentuali) dei diversi compartimenti corporei mentre lo svantaggio o il limite è che, partendo dall’assunzione appena descritta sullo stato di idratazione, può produrre errori nelle stime laddove l’idratazione non è standard.
L’analisi vettoriale (BIVA) è una variante della bioimpdenziometria che utilizza i valori di resistenza e reattanza senza alcuna manipolazione matematica degli stessi. Vengono semplicemente misurati Resistenza (R) e Reattanza (Xc) e normalizzati per l’altezza dei soggetti per ridurre variazioni dovute alla dimensione corporea.
I dati vengono quindi rappresentati in un grafico vettoriale che permette di confrontare i valori individuati con quelli della popolazione di riferimento offrendo un’analisi qualitativa dello stato nutrizionale e dell’idratazione che può essere monitorata nel tempo.
Il vantaggio è la sensibilità all’idratazione della metodica mentre lo svantaggio è l’approccio non quantitativo ma qualitativo.
Unendo le due metodiche si possono ricavare i pregi da entrambe.
Conclusioni
La composizione corporea rappresenta un elemento cruciale nella valutazione dello stato nutrizionale e della salute generale di una persona. Attraverso l’analisi della composizione corporea, è possibile ottenere informazioni dettagliate sulla percentuale di massa grassa e massa magra, nonché sul contenuto di acqua corporea, fornendo così una base solida per la pianificazione e il monitoraggio di interventi nutrizionali da parte del biologo nutrizionista, del dietista o del medico dietologo.
L’analisi della composizione corporea determina una serie di importanti vantaggi nello svolgimento dell’attività clinica del professionista della nutrizione.
Essa infatti consente di diagnosticare e gestire l’obesità aiutando la rilevazione di condizioni ad essa associate come malattie cardiovascolari, diabete di tipo 2, cancro. Essa consente inoltre di monitorare attentamente nel tempo i programmi di trattamento.
La composizione corporea, se analizzata correttamente, consente anche di individuare condizioni come malnutrizione cronica (caratterizzata da una progressiva diminuzione della massa grassa e della massa magra), la malnutrizione tra gli anziani e la malnutrizione associata alla degenza ospedaliera.
La gestione della sarcopenia caratterizzata da una riduzione della massa magra (di cui abbiamo già parlato in questo articolo) è una delle condizioni attentamente monitorabili con l’analisi della composizione corporea insieme alla cachessia e al linfedema nei pazienti oncologici.
L’uso combinato di tecniche di analisi come la plicometria e la bioimpedenziometria consente di ottenere una valutazione completa e accurata dello stato di salute del soggetto dal punto di vista nutrizionale.
La comprensione e l’applicazione delle tecniche di analisi della composizione corporea sono decisamente importanti per i professionisti della nutrizione e della salute in quanto rappresentano strumenti indispensabili per promuovere il benessere, garantire i risultati nutrizionali previsti e pianificati e prevenire le malattie legate alla nutrizione e allo stile di vita.
