Компонентный состав тела человека в различные периоды онтогенеза (краткий обзор литературы)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Компонентный состав тела человека в различные периоды онтогенеза (краткий обзор литературы)

Прокопьев Николай Яковлевич

Гуртовая Марина Николаевна

Поиск связей между различными системами признаков у человека является одним из центральных вопросов конституциональной антропологии. Сегодня как никогда актуальным является изучение морфофункциональных зависимостей, ибо концепция конституции человека исходит из диалектического единства формы и функции. Если рассматривать эволюцию учения о физическом развитии человека, то во всех исследованиях базовым показателем физического развития человека принято считать массу тела. Следует согласиться с мнением выдающихся антропологов современности Б.А. Никитюка и В.П. Чтецова [10, 12] о том, что масса тела не даёт объективного представления об индивидуальном виде человека без её фракционирования на костный, мышечный и жировой компоненты. Нет необходимости говорить о том, что компонентный состав тела человека в значительной степени зависит от вида его деятельности и среды обитания [5, 6, 7, 8,17].

В 1963 году F. Mooreetal. [30] был предложен и сформулирован подход к определению компонентного состава тела человека как «…количественное соотношение основных структурных элементов, обладающих различной метаболической активностью». Важнейшими компонентами состава тела авторы считали клеточную (КМТ) и внеклеточную (ВМТ) массу тела.

Функционально КМТ - это компонент тела, содержащий метаболически активную, обменивающую кислород, богатую калием, окисляющую и производящую работу ткань [1]. Анатомически в КМТ входят клетки скелетных и гладких мышц, миокарда, желудочно-кишечного тракта; клетки крови, мозга, репродуктивных органов; а также немногочисленные клетки кожи, сухожилий, хрящей, костей, периартикулярных тканей и т.п. Общее содержание КМТ у каждого человека различно и зависит от возраста и пола. По мере взросления человека КМТ нарастает и остается постоянной в период первого и второго зрелого возраста, затем незначительно снижается. В норме КМТ составляет 37-44% массы тела у мужчин и 33-40% массы тела у женщин. Ткани и жидкости, расположенные в внеклеточном пространстве, обозначаются как внеклеточная масса тела, которая обеспечивает опорную и транспортную функцию органам и тканям организма человека. К ним относится плазма крови, интерстициальная жидкость, спинномозговая жидкость, внутрисуставная жидкость, жидкость в просвете желудочно-кишечного тракта, кожа и подкожная клетчатка, фасции и клетчаточные пространства, сухожилия, коллаген, кости, жир. Самыми массивными компонентами ВМТ являются внеклеточная жидкость, скелет и жировая ткань [1, 8, 11].

В научных исследованиях рассматриваются двух-, трех-, четырех- и многокомпонентные модели состава тела человека [6, 8, 14 J 13, 28]. Двухкомпонентная модель состава массы тела (МТ) рассматривается как сумма двух составляющих: жировой (ЖМТ) и без жировой массы тела (БМТ):

МТ = ЖМТ + БМТ.

Под ЖМТ понимается масса всех липидов в организме. Жировая масса является наиболее лабильной составляющей МТ в целом, а её содержание может варьировать в широких пределах. Нормальное содержание общего жира тела человека в молодом возрасте колеблется от 12 до 22% массы тела у мужчин и 17-25% у женщин. У здоровых мужчин периода первого и второго зрелого возраста ЖМТ составляет около 15% от общей массы тела.

В клинической практике имеет значение определение соотношения массы жировой ткани и тощей массы тела (ТМТ). Тощая масса или «fat-freemass» - это все свободные от жира ткани организма (11, 26, 27). ТМТ в основном формирует внеклеточная вода, минеральный скелет и клеточная масса тела, которая согласно D. Kotler [24], c метаболической точки зрения является активной тканью и «тонким индикатором» белкового обмена и трофологического статуса. Энергетическую адекватность питания организма обеспечивает жир, который тесно коррелирует с возрастом и полом человека, уровнем его двигательной активности, функциональными и адаптационными возможностями, в том числе при занятиях спортом [4, 20].

В соответствии с анатомической классификацией состава тела различают существенный жир, входящий в состав белково-липидного комплекса клеток организма, и несущественный жир (триглицериды) жировых тканей. Существенный жир необходим для нормальной жизнедеятельности органов и тканей. У мужчин относительное содержание существенного жира в организме ниже, чем у женщин. Считается, что оно весьма стабильно и составляет для разных взрослых людей от 2 до 5% без жировой массы [5, 7, 8, 11]. Несущественный жир образует основной запас метаболической энергии и выполняет весьма существенную функцию термоизоляции внутренних органов. Внутренний (висцеральный) жир сосредоточен главным образом в брюшной полости. Иногда используется понятие абдоминального жира, под которым понимается совокупность внутреннего и подкожного жира, локализованных в области живота. Масса тела, свободного от жира, имеет название без жировой массы тела (БМТ). БМТ состоит из воды, мышечной массы, массы скелета и других составляющих.

Эталонные методы изучения состава тела в двухкомпонентной модели базируются на оценке плотности тела. К ним относятся гидростатическая денситометрия и воздушная плетизмография. Метод гидростатической денситометрии (ГД) заключается в измерении веса тела в воде и в обычных условиях, а также остаточного объема легких с последующей оценкой плотности тела (ПТ) по формуле:

ПТ = Вт / [(Вт - Втв) / Пв - (ООЛ - 0,1)],

где: Вт - обычный вес тела, Втв - вес тела в воде, Пв - плотность воды, а ООЛ - остаточный объем легких [13].

Погрешность оценки жировой массы при повторно проводимых измерениях, выполненных одним и тем же специалистом, может составлять 2,5%. Неудобство метода ГД связано с рядом причин: во-первых, с большой длительностью процедуры измерений (до 1 ч) и, во-вторых, необходимостью полного погружения человека в воду, что значительно снижает возможности применения метода у детей, а также у пожилых и больных людей. Указанных недостатков лишен метод воздушной плетизмографии [15]. Валидность результатов измерений по сравнению с ГД более высокая, а стандартная ошибка оценки процента ЖМТ составляет около 0,3% [29].

Двухкомпонентная модель характеризует молекулярный состав тела. Физиологическая интерпретация получаемых результатов в этом случае затруднена ввиду неоднородности молекулярного состава липидов и без жировой массы. В настоящее время понятие тощей массы тела (leanbodymass) используется как сумма БМТ и массы существенного жира [6, 11, 29], поэтому предложено рассматривать следующую двухкомпонентную модель:

МТ = МНЖ + ТМТ,

где: МНЖ - масса несущественного жира, ТМТ - тощая масса тела.

Ввиду неопределенности, связанной с оценкой массы существенного жира, понятие тощей массы оказалось малопригодным для изучения состава тела и впоследствии нередко ошибочно использовалось в качестве синонима термина «безжировая масса» (fat-freemass). В 1981 году на совместном заседании объединенной комиссии ВОЗ и Организации по вопросам питания и сельского хозяйства, было решено использовать понятие «тощая масса тела» в качестве эквивалента термина «безжировая масса тела» для обозначения массы тела без жира [11, 17]. В связи со значительной вариацией состава и плотности БМТ двухкомпонентная модель малопригодна для мониторинга изменений состава тела на индивидуальном уровне [19]. Для повышения точности оценки состава тела предложены трех- и четырехкомпонентные модели. Типичная формула для оценки % ЖМТ на основе четырехкомпонентной модели [19] имеет вид:

% ЖМТ = [2,747 / Пт - 0,7175 Ч (ОВО/МТ) + 1,148 Ч (ММТ/МТ) - 2,050] Ч 100.

Эталонными методами оценки ОВО и ММТ являются методы изотопного разведения дейтерия, трития или Н218О, и двухэнергетическая рентгеновская денситометрия, основанная на принципах взаимодействия рентгеновского излучения с веществом. Продолжительность обследования составляет около 5 мин, а суммарная доза радиации не превышает 30 мР, что эквивалентно дозе, получаемой при многочасовом полете в самолете. При этом погрешность оценки минеральной массы костной ткани составляет 1-2%.

До настоящего времени широким признанием морфологов и физиологов пользуется четырехкомпонентная модель, предложенная в 1921 году чешским антропологом J. Matiegka [28] и выраженная в формуле:

МТ = ПЖТ + СММ + СМ + МО,

где: ПЖТ - масса подкожного жирового слоя вместе с кожей, СММ - масса скелетных мышц, СМ - масса скелета, а МО - масса остатка.

Состав тела рассматривается здесь на тканевом уровне. На основе анатомических исследований J. Matiegka предложил следующие антропометрические формулы для оценки ПЖТ, СММ, СМ и МО:

ПЖТ (г) = 0,065 Ч (d/6) Ч S;

СММ (г) = 6,5 Ч r² Ч ДТ;

СМ (г) = 1,2 Ч Q² Ч ДТ;

МО (г) = 0,206 Ч МТ,

где: МТ - масса тела (г), d - суммарная толщина 6 кожно-жировых складок (мм), S - площадь поверхности тела (см ²), r - средний радиус плеча, предплечья, бедра и голени (см), Q - средний диаметр дистальных частей плеча, предплечья, бедра и голени (см), ДТ - длина тела (см).

Одним из распространенных методов оценки состава тела является калиперометрия, в основе которой лежит измерение от двух до восьми толщин кожно-жировых складок разных участков тела с помощью специальных устройств - калиперов, и биоимпедансный анализ [11, 18, 31].

Существует более 100 методик оценки жировой, без жировой и мышечной массы [3, 9, 19, 20, 21, 22, 23, 31]. Биоимпедансный анализ - это контактный метод измерения электрической проводимости тела с целью оценки объемов клеточной и внеклеточной жидкости, а также жировой, без жировой и мышечной масс тела [2, 9, 11, 16, 19, 25].

Таким образом, к настоящему времени выполнено достаточно много научно-практических исследований, касающиеся изучения соматических и типологических особенностей компонентного состава тела человека в различные возрастные периоды онтогенеза. Вместе с тем следует подчеркнуть, что современные реалии жизни человека диктуют необходимость разработки более тонких и совершенных в практическом плане исследований, направленных на изучение костного, жирового и мышечного компонентов состава тела человека, причем свойственных определенному возрастному периоду жизни человека. В первую очередь это относится к детскому и подростковому возрасту. Особого внимания требует изучение компонентный состав тела лиц детского, подросткового и юношеского возраста как будущих представителей трудовых ресурсов государства.

Литература

соматический анатомический тело человек

1. Дербугов В.Н. Компоненты состава тела больных раком желудка (влияние стадии заболевания и нутритивной поддержки по результатам исследования биоимпеданса тела) / В.Н. Дербугов, В.Ю. Словентатор, Я.М. Хмелевский // Вестник интенсивной терапии. - 2004. -№ 3. - С. 35-38.

2. Иванов Г.Г. Биоимпедансный метод определения состава тела /Г.Г. Иванов, Э.П. Балуев, А.Б. Петухов // Вестник РУДН, сер. Медицина. - 2000. - № 3. - С. 66-73.

3. Лутовинова Н.Ю. Методические проблемы изучения вариаций подкожного жира / Н.Ю. Лутовинова, М.И. Уткина, В.П. Чтецов // Вопросы антропологии. -1970. - Вып. 36. - С. 32-54.

4. Луфт В.М. Диагностика, лечение и профилактика трофологической недостаточности у военнослужащих в экстремальных условиях / В.М. Луфт. - СПб: ВМедА, 1993. - 75 с.

5. Мартиросов Э.Г. Морфологический статус в экстремальных условиях спортивной деятельности / Э.Г. Мартиросов // Итоги науки и техники. Антропология. Т. 1. - М.: ВИНИТИ, 1985. - 83 с.

6. Мартиросов Э.Г. Методы исследования в спортивной антропологии /Э.Г. Мартиросов. - М.: Физкультура и спорт, 1982. - 200 с.

7. Мартиросов Э.Г. Соматический статус и спортивная специализация: автореферат дисс. ... докт. биол. наук / Э.Г. Мартиросов. - М., 1998. - 86 с.

8. Мартиросов Э.Г. Технологии и методы определения состава тела человека / Э.Г. Мартиросов, Д.В. Николаев, С.Г. Руднев. - М.: Наука, 2006. - 247 с.

9. Негашева М.А. Антропометрические параметры и адаптационные возможности студенческой молодежи к началу XXI века /М.А. Негашева, Т.А. Мишкова // Российский педиатрический журнал. - 2005. - № 5. - С. 12-15.

10. Никитюк Б.А. Интегративная биомедицинская антропология / Б.А. Никитюк, Н.А. Корнетов. - Томск: Изд-во ТГУ, 1998. - 182 с.

11. Николаев Д.В. Биоимпедансный анализ состава тела человека / Д.В. Николаев, А.В. Смирнов, И.Г. Бобринская, С.Г. Руднев. - М.: Наука, 2009. - 392 с.

12. Чтецов В.П. Соматические типы и состав тела у мужчин и женщин / В.П. Чтецов: автореферат дисс. …докт. биол. наук. - М., 1978. - 40 с.

13. Эмспи Дж. Элементы / Дж. Эмспи: пер. с англ. - М.: Мир, 1993. - 256 с.

14. Brozek J. Techniques of measuring body composition / J. Brozek, A. Henschel. - Washington: National Academy of Sciences, National Research Council, 1961.

15. Dempster P. A new air displacement method for the determination of human body composition / P. Dempster, S. Aitkens. //Med. Sci. Sports Exerc. 1995. V. 27, №12. P 1692-1697.

16. Edelman I.S. Body composition: studies in the human being byte dilution principled / I.S. Edelman, J.M. Olney, A.H. James // Science. 1952. V. 115. - Р. 447-454.

17. Fidanza F. Body fat in adult man: semicentenary of fat density and skinfolds / F. Fidanza // ActaDiabetol. 2003. V. 40. - P. 242-245.

18. Hergenroeder A.C. Body composition in adolescent athletes / A.C. Hergenroeder, W.J. Klish // Pediatric. Clin. North. Am. 1990. V. 37, № 5. P. 1057-1083.

19. Heymsfield S.B. Human body composition / S.B. Heymsfield, T.G. Lohman, Z. Wang. - Champaign, IL: Human Kinetics, 2005. - 533 p.

20. Houtkooper L.B. Assessment of body composition in youths and relationshiptosport / L.B. Houtkooper. // lnt.J. Sport Nutr. 1996. V. 6, № 2. P. 146-164.

21. Jackson A.S. Generalized equations for predicting body density of men / A.S. Jackson, M.L. Pollock // Br.J. Nutr. 1978. V. 40, № 3. - P. 497-504.

22. Jackson A.S. Generalized equations for predicting body density of women // A.S. Jackson, M.L. Pollock, A. Ward // Med. Sci. Sports Exerc. 1980. V 12, № 3. - R 175-182.

23. Janssen I. Estimation of skeletal muscle mass by bioelectrical impedance analysis / I. Janssen, S.B. Heymsfield, R.N. Baumgartner // J. Appl. Physiology. 2000. V 89, № 2. - P. 465-471.

24. Kotler, D. Prediction of body cell mass, fat-free mass, and total body water with bioelectrical impedance analysis: effect of race, sex, and disease / D. Kotler, S. Burastero, J. Wang, R. Pierson Jr. // Am J ClinNutr. 1996. - Vol. 64.-P. 489-497.

25. Kushner R.F. Bioelectrical impedance analysis: A review of principles and applications / R.F. Kushner // J. Am. Coll. Nutr. 1992. V. 11, № 2. - P. 199-209.

26. Kyle U.G. Bioelectrical impedance analysis. I. Review of principles and methods / U.G. Kyle, I., Bosaeus I., A.D. De Lorenzo // Clin. Nutr. 2004. Vol. 23. P. 1226-1243.

27. Kyle U.G. Single prediction equation for bioelectrical impedance analysis in adults aged 20-94 years / U.G. Kyle, L. Genton, L. Karsegard // Nutrition. 2001. Vol. 17. P. 248-253.

28. Matiegka J. The testing of physical efficiency / J. Matiegka. //Am. J. Phys. Anthropology. 1921. V. 4, № 3. - P. 223-230.

29. McCrory M.A. Evaluation of a new air-displacement plethysmograph for measuring human body composition / M.A. McCrory, T.D. Gomez, E.M. Bernauer. //Med. Sci. Sports Exerc. 1995. V. 27, № 12. - P. 1686-1691.

30. Moore F.D. The body cell mass and its supporting environment / F.D. Moore, K.H. Olesen, J.D. McMurray. - Philadelphia: Saunders, 1963.

31. Wang J. Anthropometry in body composition: An overview / J., Wang, J.C. Thornton, S. Kolesnik // Ann. N.Y Acad. Sci. 2000. V. 904. R. 317-326.

Размещено на Allbest.ru