Wiarygodność analiz składu ciała: Bioimpedancja Elektryczna (BIA) 

Analiza składu ciała jest niezwykle chętnie wykonywana przez osoby aktywne fizycznie. Ze względu na przedstawienie wyników w formie liczbowej, pozwala na obiektywne spojrzenie na stan sylwetki, często używana jest też do określania celu treningowego. Darmową analizą składu ciała kuszą również siłownie w ramach swoich kampanii promocyjnych. Rzadko jednak pada informacja, jaką dokładnością cechują się określone pomiary. Nie mówi się też, jak powinno się do nich przygotowywać. Z tego względu, obserwując metodologię wykonywania takich pomiarów, można śmiało stwierdzić, że zdecydowana większość z nich nie ma kompletnie żadnej wartości merytorycznej, a jej wyniki to loteria, mogąca doprowadzić do frustracji, kiedy jest naszym jedynym odnośnikiem progresu na siłowni.

Metod analiz masy ciała jest kilka. W tej serii artykułów omówimy wszystkie powszechnie dostępne metody pomiarowe. Zaczniemy od tej najczęściej spotykanej, czyli bioimpedancji elektrycznej (BIA).

Jest to niewątpliwie najpopularniejsza metoda pomiaru składu masy ciała obecna praktycznie we wszystkich większych klubach fitness, chętnie korzystają z niej też dietetycy. Jej sława wynika z względnie wysokiej dokładności przy zachowaniu przystępnej ceny sprzętu. BIA jest także produktem działającym świetnie pod względem marketingowym – samo urządzenie wygląda profesjonalnie, zaś jego obsługa jest banalna, co pozwala trenerom i dietetykom korzystającym z niego na stworzenie klimatu zaawansowanej diagnostyki. Niestety, bioimpedancji jaką znamy z siłowni i większości gabinetów dietetycznych daleko do precyzji, jakiej oczekiwalibyśmy od profesjonalnych pomiarów.

Zasady funkcjonowania i rodzaje pomiarów BIA

Bioimpedancja elektryczna to metoda pomiarowa wykorzystująca prąd zmienny o wysokiej częstotliwości (co umożliwia przejście prądu przez barierę błon komórkowych) i niskim natężeniu przepuszczany przez organizm. Wynik oblicza się na podstawie różnych oporów elektrycznych poszczególnych tkanek. W ten sposób możemy otrzymać wartości ilości tkanki tłuszczowej, wody, (zewnątrz- i wewnątrzkomórkowej) oraz masy kości (i wszystkie pośrednie wyniki obliczane na podstawie tych parametrów). Głównymi zaletami tej metody jest względna prostota wykonania pomiaru, bezinwazyjność i minimalna liczba przeciwwskazań (ciąża i rozrusznik serca).

Na rynku można spotkać różne urządzenia BIA. Na najniższej półce stoją analizatory domowe, dostępne w dyskontach już po kilkadziesiąt złotych. Ich dokładność można określić jako zdecydowanie najniższą. Nieco lepiej sprawdzają się domowe analizatory firm specjalizujących się w produkcji urządzeń do bioimpedancji, ze względu na zastosowanie bardziej zaawansowanego oprogramowania. Na wyższej półce stoją analizatory profesjonalne, spotykane w klubach fitness i gabinetach dietetycznych. Tu można spotkać głównie dwa warianty urządzeń: z elektrodami tylko dla stóp oraz z elektrodami zarówno dla stóp, jaki dla rąk. Pod względem precyzji pomiaru, oba typy urządzeń profesjonalnych stoją na podobnym poziomie, z nieznaczną przewagą tych wykorzystujących wszystkie kończyny. Cechą istotnie wyróżniającą analizatory z elektrodami w uchwytach jest wskazywanie ilości tkanki tłuszczowej w określonych obszarach ciała. Na rynku istnieją również analizatory wykorzystujące jedynie elektrody dłoniowe – one z kolei wskazywane są jako mniej dokładne.

Mniej popularne są analizatory z tetrapolarnym układem elektrod ręka – stopa. Są one spotykane raczej w warunkach klinicznych i cechują się najwyższą dokładnością. Do diagnostyki osób z zaburzeniami zdrowotnymi stosuje się też aparaty MF-BIA wykorzystujące wiele częstotliwości prądu.

Czy BIA można zaufać?

Aby mówić o wiarygodności pomiarów BIA i wzajemnie porównywać różne rodzaje analizatorów należy odpowiedzieć sobie na pytanie czym jest wysoka dokładność i ile ona wynosi. Warto też poznać maksymalną precyzję pomiaru oferowaną przez urządzenia wykorzystujące bioimpedancję elektryczną.

Istotnym problemem jest punkt odniesienia wyznaczający złoty standard w analizie składu ciała. Uważa się za taki metodę 4-kompartmentacji Lohmana, w której masę tłuszczu oblicza się za pomocą urządzenia DEXA (wykorzystującego podwójną wiązkę promieniowania rentgenowskiego), nawodnienie pomiarem rozcieńczenia izotopu deuteru, a objętość ciała metodą pletyzmografii powietrzno-objętościowej lub ważeniem podwodnym. Po łącznym zestawieniu wszystkich wyników otrzymywane są docelowe wartości. W odniesieniu do tego wskaźnika, bioimpedancja elektryczna cechuje się błędem pomiarowym w zakresie do 8%. W większości przypadków nie przekracza jednak 4%. Porównania dokładności metody bioimpedancji do samych wyników DEXA wykazują około 6% różnicę, co potwierdza ten pułap precyzji pomiarów BIA. Notuje się także wyraźną tendencję do zaniżania wyniku pomiaru tkanki tłuszczowej mierzonej metodą bioimpedancji.

W tym miejscu, należy obalić pierwszy mit, promowany przez sprzedawców urządzeń do analizy masy ciała z użyciem metody BIA, lubiących się chwalić dokładnością pomiarową rzędu 0,1%. To po prostu bzdura. Musimy liczyć się z wyższym, bo kilkuprocentowym odchyłem od realnych wartości podczas pomiarów BIA. Brak precyzji pomiarów z użyciem bioimpedancji elektrycznej wynika najprawdopobniej z zaburzeń przewodnictwa prądu przez nasze ciało. Różne opory tkanek, na których opiera się ta metod, są jednocześnie największą przeszkodą w jej dokładności. Prąd wybiera drogę cechującą się najmniejszym oporem, przez co nie rozchodzi się równomiernie po organizmie, zaburzając dokładność wyników. Pamiętajmy też, że maksymalne osiągalne dokładności pomiarów metodą BIA wymagają specjalnego przygotowania do badania. Jak ono wygląda?

Badany przed analizą powinien spędzić 5-10 minut w pozycji leżącej, z kończynami spoczywającymi luźno pod kątem 35-40 stopni do tułowia. Pomiar powinien być wykonywany na czczo (ewentualnie 4 godziny po posiłku), dwanaście godzin po wysiłku fizycznym. Spożywanie alkoholu oraz przyjmowanie leków diuretycznych również zaburza pomiar. Elektrody powinny być bezwzględnie czyste, podobnie jak skóra, w miejscach do których przykładane są one przykładane.

A teraz przypomnijcie sobie pomiary wykonywane w klubach fitness. Ile z tych warunków spełniają? Jaka jest więc ich dokładność, zakładając, że ta uwzględniana w pracach dotyczących precyzji pomiarowej BIA opiera się na pomiarach poprawnych metodologicznie?

Czy możemy coś zrobić, żeby zwiększyć dokładność takich pomiarów?

Tak, wykonywać je zawsze w takich samych warunkach. Wtedy, nawet jeśli wynik wyjdzie zakłamany, możemy liczyć, że za każdym razem będzie cechował się podobną niedokładnością, co da nam obraz zmian w organizmie. Metoda ta jest daleka od doskonałej, ale wydaje się być jedyną słuszną, jeśli chcemy wykorzystywać wyniki BIA do obserwacji zmian w naszym ciele.

Podsumowując, metoda bioimpedancji elektrycznej jest daleka od wysoce precyzyjnej. Osoby twierdzące, że metoda ta z wysoką dokładnością pokaże nam procentowy podział składu ciała po prostu kłamią, kreując się na profesjonalistów, lub nie są świadomi faktycznego działania tej metody. Również ze względu na małą precyzję pomiarów nie wydaje się być rozsądne porównywanie się do norm liczbowych – 8 procent odchyłu od faktycznego stanu może kwalifikować nas do zupełnie innych grup niż te, w których naprawdę powinniśmy się znajdować.

Jakkolwiek nie znaczy to, że powinniśmy całkowicie odrzucić BIA. Wciąż jest to najbardziej dostępna metoda analizy składu ciała. Powinniśmy jednak podchodzić ostrożnie do jej wyników i nie traktować ich jako absolutnie precyzyjnych, przez co nie powinny one stanowić podstawy do określania stanu naszego organizmu. Zachowując za każdym razem te same warunki pomiaru, mając świadomość jej wad, bioimpedancja może być wykorzystywana jako wskaźnik pomocniczy w określaniu zmian składu naszego ciała.

Źródła:

Evans EM, Saunders MJ, Spano MA, Arngrimsson SA, Lewis RD, Cureton KJ. Body-composition changes with diet and exercise in obese women: a comparison of estimates from clinical methods and a 4-component model. The American Journal of Clinical Nutrition. 1999;70(1):5-12.

Ritz P, Sallé A, Audran M, Rohmer V. Comparison of different methods to assess body composition of weight loss in obese and diabetic patients. Diabetes Research and Clinical Practice. 2007;77(3):405-411.

Fan B, Strauss BJ, Duewer FW, Wilson JP, Shepherd JA. Improved 4-compartment body-composition model for a clinically accessible measure of total body protein. The American Journal of Clinical Nutrition. 2013;97(3):497-504.

Lewitt A, Ma̧dro E, Krupienicz A. Podstawy Teoretyczne i Zastosowania Analizy Impedancji Bioelektrycznej (BIA). Endokrynologia, Otyłość i Zaburzenia Przemiany Materii : czasopismo Polskiego Towarzystwa Badań nad Otyłością 2007;3(4):79-84

Major-Goluch A, Miazgowski T, Krzyzanowska-Swiniarska B, Safranow K, Hajduk A. Porównanie pomiarów masy tłuszczu u młodych zdrowych kobiet z prawidłową masą ciała za pomocą impedancji bioelektrycznej i densytometrii. Endokrynologia, Otyłość i Zaburzenia Przemiany Materii : czasopismo Polskiego Towarzystwa Badań nad Otyłością 2010;6(4):189-195.

Khalil SF, Mohktar MS, Ibrahim F. The Theory and Fundamentals of Bioimpedance Analysis in Clinical Status Monitoring and Diagnosis of Diseases. Sensors. 2014;14(6):10895–1092

Vasudevan S, Mohan A, Deepa M, Syed F, Raj D, Mohan V. Validation of Body Fat Measurement by Skinfolds and Two Bioelectric Impedance Methods with DEXA - The Chennai Urban Rural Epidemiology Study [CURES-3]. Vol 52.; 2004.