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Lillà Lionetti » 2.Classificazione dei metodi per determinare la composizione corporea


Introduzione

La determinazione della composizione corporea è necessaria per valutare lo stato nutrizionale dell’individuo e per monitorare gli effetti di eventuali interventi o trattamenti nutrizionali.

Nello studio della composizione corporea è importante identificare il metodo più opportuno che permetta di determinare la componente corporea di interesse.

Nell’utilizzare le metodiche di determinazione della composizione corporea si dovrebbe essere sempre consapevoli di:

  1. quali siano le assunzioni su cui si basa il metodo utilizzato,
  2. quale sia l’accuratezza del metodo e
  3. quali siano i fattori che influenzano tale accuratezza.

Classificazione delle metodiche di determinazione della composizione corporea

Le metodiche di determinazione della composizione corporea possono essere classificate in vario modo, ad esempio:

  • a seconda del livello a cui valutano la composizione corporea,
  • a seconda se sono “in vivo” o “in vitro”,
  • a seconda della facilità d’uso.

È utile conoscere la base teorica delle varie metodiche al fine di acquisire consapevolezza rispetto al metodo di valutazione della composizione corporea utilizzato.

Classificazione delle metodiche di determinazione della composizione corporea in base alla facilità d’uso

Dal punto di vista pratico può essere utile classificare le metodiche in base alla loro facilità di utilizzo, sia in termini di praticità che in termini di costi.

Questa classificazione fornisce delle informazioni utili dal punto di vista pratico ma non ci fornisce indicazioni sulla base teorica delle metodiche.

Confronto dei metodi in base alla semplicità d’uso, al costo ed alla precisione

Confronto dei metodi in base alla semplicità d'uso, al costo ed alla precisione


Classificazione delle metodiche di determinazione della composizione corporea: in vitro ed in vivo

Una classificazione più utile per comprendere la base teorica delle metodiche più utilizzate è quella proposta da Heymsfield et al. (1996) e riportata nella tabella.

In questo caso le metodiche vengono suddivise in metodiche in vitro e metodiche in vivo. Le metodiche in vivo a loro volta vengono distinte in metodiche meccanicistiche (indirette) o descrittive (doppiamente indirette) a seconda se si basano su funzioni meccanicistiche o descrittive come spiegheremo in seguito. Da questa classificazione si evince che le metodiche che più frequentemente sono utilizzate in ambulatorio per la loro facilità d’uso e per il basso costo sono metodiche descrittive e quindi doppiamente indirette.

Classificazione teorica dei metodi per determinare la composizione corporea nell’uomo. (Modificata tratta da Techniques used in the measurement of body composition: an overview with emphasis on bioelectrical impedance analysis.  Heymsfield SB, Wang Z, Visser M, Gallagher D, Pierson RN Jr. Am J Clin Nutr. 1996 Sep; 64 (3 Suppl):478S-484S.)

Classificazione teorica dei metodi per determinare la composizione corporea nell'uomo. (Modificata tratta da Techniques used in the measurement of body composition: an overview with emphasis on bioelectrical impedance analysis. Heymsfield SB, Wang Z, Visser M, Gallagher D, Pierson RN Jr. Am J Clin Nutr. 1996 Sep; 64 (3 Suppl):478S-484S.)


Metodiche in vitro

Le metodiche in vitro consistono essenzialmente nell’analisi della carcassa e sono, per ovvii motivi, non applicabili negli studi sull’uomo.

Comunque molti metodi in vivo si basano sui dati disponibili dall’analisi chimica della carcassa in animali (di cui un esempio schematico è dato in figura) e su di un numero molto limitato di analisi condotte su cadaveri umani (Keys and Brozek 1953, Brozek et al. 1963).

Analisi della carcassa in modelli animali

Analisi della carcassa in modelli animali


Relazione tra metodiche in vitro e metodiche in vivo

I dati ottenuti da analisi chimiche in vitro di pochi cadaveri umani (5 uomini ed una donna) costituiscono la base per le assunzioni normalmente utilizzate per i metodi in vivo.

Ad esempio da queste analisi si concluse che il 73% della massa magra è costituito da acqua e che la quantità di potassio è pressoché costante nella massa magra. Questi dati sono utilizzati nelle analisi in vivo.

Si può ovviamente essere in dubbio sulla qualità di questi dati (basso numero dei campioni, alta variabilità nell’età dei campioni ecc.), ma questi dati formano la base per i metodi in vivo.

Comunque, il bisogno di analisi in vitro sui cadaveri è stato notevolmente ridotto grazie all’introduzione del metodo in vivo di analisi di attivazione neutronica che può fornire le stesse informazioni.

Metodiche in vivo

Le metodiche in vivo di determinazione della composizione corporea sono tutte metodiche indirette che si basano sulla funzione:

C= f (Q)

Dove:

C= componente ignoto
Q=quantità misurabile
f=è la funzione che mette in relazione il componente ignoto con la quantità misurabile.

Tutte le metodiche in vivo si basano su una funzione di questo tipo che mette in correlazione una componente ignota da misurare con una quantità misurabile.

Per un approfondimento: Systematic organization of body-composition methodology: an overview with emphasis on component-based methods. Wang ZM, Heshka S, Pierson RN Jr, Heymsfield SB. Am J Clin Nutr. 1995 Mar;61(3):457-65

Classificazione delle metodiche in vivo in base a Q

Q è la quantità misurabile e può essere una:

  1. Proprietà:chimica, fisica o biologica.
  2. Componente: derivata da un metodo basato sulle proprietà.

Quindi le metodiche in vivo si possono classificare in:

  1. Metodi basati sulle proprietà (se la Q è appunto una proprietà).
  2. Metodi basati su una componente (se Q è appunto una componente nota).
  3. Metodi misti se sono basati sia su proprietà misurabili che su componenti noti.

Per un approfondimento: Systematic organization of body-composition methodology: an overview with emphasis on component-based methods. Wang ZM, Heshka S, Pierson RN Jr, Heymsfield SB. Am J Clin Nutr. 1995 Mar;61(3):457-65

Classificazione delle metodiche in base alla quantità misurabile Q.
P= proprietà
Ck= componente nota
Cu= componente ignota

Classificazione delle metodiche in base alla quantità misurabile Q. P= proprietà Ck= componente nota Cu= componente ignota


Metodi basati sulle proprietà

I metodi basati sulle proprietà applicano la formula generale:

C=f (P)

Dove P è la proprietà misurabile.

Le proprietà che in genere sono misurate nelle metodiche di valutazione del peso corporeo sono poche: dimensioni antropometriche, peso corporeo, attenuazione ai raggi X, impedenza ecc.

Schema ed esempi di metodi basati sulle proprietà

Schema ed esempi di metodi basati sulle proprietà


Metodi basati sulle componenti

I metodi basati sulle componenti applicano la formula generale:

Cu= f (Ck)

Dove Cu è il componente ignoto e Ck è il componente noto.

I componenti noti devono essere prima derivati usando metodi basati sulle proprietà.

Il concetto che sta alla base dei metodi basati sulle componenti è che esiste una relazione quantitativa stabile tra componenti noti ed ignoti.

Per esempio la massa magra (fat free mass= massa priva di grasso) può essere determinata dall’acqua totale corporea assumendo che in un adulto sano il 73% della massa magra è costituita da acqua.

Schema ed esempio di metodo basato sulle componenti.

Schema ed esempio di metodo basato sulle componenti.


Metodi combinati

Alcuni metodi sono basati sia su proprietà misurabili che su componenti noti. Questi metodi combinati applicano la formula generale:

Cu=f (P,Ck)

Esempi di questi includono la stima del grasso corporeo dal volume corporeo (proprietà misurabile) e dall’acqua totale corporea (componente misurabile).

Schema ed esempio di metodo combinato

Schema ed esempio di metodo combinato


Schema riassuntivo dei metodi in vivo

Quindi in base alla tipologia di Q misurabile possiamo distinguere:

  1. metodi basati sulle proprietà che da una proprietà nota A permettono di calcolare una componente 1 ignota,
  2. metodi basati sulle componenti che dalla componente 1 (determinata tramite un metodo basato sulle proprietà) permettono di calcolare una ulteriore componente 2 ignota,
  3. metodi combinati in cui grazie alla proprietà B misurabile ed alla componente 1 (precedentemente determinata tramite un metodo basato sulle proprietà) permettono di calcolare un ulteriore componente 3 ignota.

E’ da notare che ciascuna delle tre tipologie di metodiche può utilizzare una funzione matematica f di tipo I o di tipo II.

Organizzazione dei metodi in vivo di valutazione della composizione corporea. (Modificata tratta da: Heymsfield et al 1996)

Organizzazione dei metodi in vivo di valutazione della composizione corporea. (Modificata tratta da: Heymsfield et al 1996)


Metodiche in vivo: f la funzione matematica

La funzione matematica che mette in relazione il componente ignoto da determinare C, con la quantità Q misurabile (proprietà, componente o entrambe) può essere di due tipi:

  1. Tipo II o FUNZIONE MECCANICISTICA (il metodo che utilizza tale funzione si chiamerà meccanicistico, o anche metodo biologico). Tali metodiche meccanicistiche si basano su una relazione funzionale con il componente noto. Un esempio di funzione meccanicistica è quella che indica che l’idratazione della massa magra è del 73% (acqua totale corporea/massa magra=0,73). Queste funzioni meccanicistiche (rapporti o proporzioni) si basano su dati da analisi chimiche in vitro e non richiedono analisi statistiche nel loro sviluppo.
  2. Tipo I o FUNZIONE DESCRITTIVA (il metodo che utilizza tale funzione si chiamerà descrittivo). Tali funzioni sono invece tutte basate su equazioni di regressione derivate statisticamente in studi di popolazione.

Metodiche meccanicistiche: utilizzano funzioni di tipo II

TIPO II: METODICHE MECCANICISTICHE

  • Si riferiscono ad un modello biologico.
  • Si stabilisce a priori la funzione che correla una componente ad una proprietà o ad un’altra componente sulla base dell’assunzione di una o più costanti fisiche, chimiche, biochimiche, fisiologiche. (formule di steady state).
  • Queste formule di steady state sono formulate a priori da analisi chimiche effettuate su tessuti umani oppure da esperimenti su modelli animali (analisi in vitro).

Metodiche descrittive : utilizzano funzioni di tipo I

TIPO I: METODICHE DESCRITTIVE

Queste metodiche sono tutte basate su equazioni di regressione derivate statisticamente.

Queste metodiche hanno in comune tre caratteristiche:

  1. necessitano di un metodo di riferimento (per lo più una metodica meccanicistica) per determinare la componente di interesse in maniera indipendente,
  2. si basano su studi di popolazione: utilizzano equazioni formulate su un gruppo ben caratterizzato di soggetti (sono quindi popolazione specifiche),
  3. necessitano di metodi statistici per derivare la funzione che permette di derivare la componente ignota da una proprietà o da una componente nota.

Formula base per le metodiche di determinazione della composizione corporea

La formula base può essere di tipo descrittivo o meccanicistico a seconda della tipologia di funzione che mette in relazione il componente ignoto con la quantità misurabile

La formula base può essere di tipo descrittivo o meccanicistico a seconda della tipologia di funzione che mette in relazione il componente ignoto con la quantità misurabile


Categorie di metodiche in vivo per la determinazione della composizione corporea

Le sei categorie di metodiche di determinazione della composizione corporea in vivo. Immagine modificata da Techniques used in the measurement of body composition: an overview with emphasis on bioelectrical impedance analysis. Heymsfield SB, Wang Z, Visser M, Gallagher D, Pierson RN Jr. Am J Clin Nutr. 1996 Sep;64(3 Suppl):478S-484S.

Le sei categorie di metodiche di determinazione della composizione corporea in vivo. Immagine modificata da Techniques used in the measurement of body composition: an overview with emphasis on bioelectrical impedance analysis. Heymsfield SB, Wang Z, Visser M, Gallagher D, Pierson RN Jr. Am J Clin Nutr. 1996 Sep;64(3 Suppl):478S-484S.


I materiali di supporto della lezione

Techniques used in the measurement of body composition: an overview with emphasis on bioelectrical impedance analysis. Heymsfield SB, Wang Z, Visser M, Gallagher D, Pierson RN Jr. Am J Clin Nutr. 1996 Sep;64(3 Suppl):478S-484S.

Systematic organization of body-composition methodology: an overview with emphasis on component-based methods. Wang ZM, Heshka S, Pierson RN Jr, Heymsfield SB. Am J Clin Nutr. 1995 Mar; 61(3):457-65.

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