Методы определения компонетного состава тела

№126-1,

биологические науки

В статье приведены обобщенные данные различных методов оценки компонентного состава тела. Детальное изучение методов оценки состава тела показало, что в настоящее время на вооружении у специалистов существует большое количество методов оценки компонентного состава тела. Предложена систематизация рассмотренных методов в зависимости от модели состава тела

Похожие материалы

Состав тела относится к количественному (выраженному в процентах или кг) или качественному (выраженному в баллах) соотношению метаболически активных и неактивных тканей. Метаболически активными тканями являются мышечные и костные ткани, нервные ткани и ткани внутренних органов. Ткани низкой активности-подкожный и внутренний жир, который формирует энергетический резерв организма. Активные ткани группируются под названием "постная ткань" или "обезжиренная масса тела". Состав тела позволяет более точно определить физическую составляющую Конституции конкретного человека.

Состав тела человека наиболее полно выражает характер обмена веществ, а также позволяет судить o соотношении жировой, мышечной и костной масс и жидкости. Он зависит oт пола, возраста, перенесенных заболеваний, от уровня питания, специализации, квалификации, степени тренированности. Контроль за изменениями общего веса тела недостаточен для оценки влияния систематической тренировки на состав тела спортсмена. Необходимо установить в каждом конкретном случае, за счет каких составных частей изменяется вес.

Главные составляющими человеческого организма являются: кости, мышцы, вода, жир. Скелет человека — (skeletos, греч. — высушенный) совокупность костей, пассивная часть опорно-двигательного аппарата. Служит опорой мягким тканям, точкой приложения мышц, вместилищем и защитой внутренних органов. Скелет представляет комплекс плотных образований, развивающихся из мезенхимы, имеющих механическое значение. Мышечная система представляет собой совокупность способных к сокращению мышечных волокон, объединённых в пучки, которые формируют особые органы мышцы или же самостоятельно входят в состав внутренних органов. Мышечная система представляет собой совокупность способных к сокращению мышечных волокон, объединённых в пучки, которые формируют oсобые органы — мышцы или же самостоятельно входят в состав внутренних органов. Мышцы: 30 кг = 43% массы тела.

У человека выделяют три типы мышц:

  1. Скелетные мышцы (они же поперечнополосатые, или произвольные). Прикрепляются к костям. Состоят из очень длинных волокн, длина от 1 до 10 см, форма — цилиндрическая. С помощью мышц сохраняется равновесие тела, производится перемещение в пространстве, осуществляются дыхательные и глотательные движения.
  2. Гладкие мышцы (непроизвольные). Они находятся в стенках внутренних органов и сосудов. Для них характерны длина: 0,02 -0,2 мм, форма: веретеновидная, одно ядро овальное в центре, нет исчерчености.
  3. Сердечная мышца. Она имеется только в сердце. Эта мышца неутомимо сокращается в течение всей жизни, обеспечивая движение крови по сосудам и доставку жизненно важных веществ к тканям. Процентное содержание воды в организме — это один из ключевых показателей, молодости и хорошего самочувствия. От него также напрямую зависит, насколько Вам будет легко снижать или поддерживать вес, a также набирать мышечную массу.

Примерно 50—65% веса человека составляет вода. В мышечных тканях содержание воды достигает 75%. Ей отведена основная роль в работе всех органов организма: обеспечивает средой, где протекают все биохимические реакции организма, регулирует температуру тела, выводит токсины и продукты обмена веществ из организма, поддерживает нормальную работу суставов, обеспечивает естественную влажность кожи и других тканей и т.д. При дефиците воды ухудшатся работа почек, увеличивается нагрузка на печень, организм зашлаковывается, ухудшается обмен веществ и т.д.

Для успеха программы снижения веса и набора массы крайне важно привести в норму содержание воды в организме.

Таблица 1. Содержание воды в организме

Норма: женщины

Норма: мужчины

50-60%

60-70%


Очень важно контролировать процент жира. Снижение содержания жира в организме и в то же время увеличение мышечной массы является четким показателем эффективности программы упражнений и рациональности похудения. Существует физиологическая норма жировой массы, которая необходима для здоровья и гормонального баланса в организме.

Различают три цвета жира в жировых отложениях.

  • белый жир — самый метаболически бесполезный. Он занимает порядка 90% от общего количества жировых отложений и служит в качестве резервуара для дополнительных калорий;
  • бурый жир — самый метаболически активный. Он имеет более тёмный цвет из-за богатого кровоснабжения и способен сжигать калории. Тем не менее, его процентное содержание в организме человека невелико
  • бежевый жир — является более метаболически активным нежели белый, он все же уступает в этом отношении бурому.

Внутренний (висцеральный) жир сосредоточен в области брюшной полости и указывает на степень ожирения внутренних органов.

Во время программы снижения веса и набора мышечной массы важно контролировать динамику изменения содержания внутреннего жира. Так как этот тип жира повышает риск развития ряда заболеваний, таких как сердечно-сосудистые заболевания, сахарный диабет и т.д.

Методы определения состава тела

Одна из ключевых предпосылок для развития методов исследования состава тела возникла в первой половине XIX в. в связи с появлением демографической статистики и биометрии.

Для общей характеристики популяций человека в 1835 г. бельгийский математик, специалист по статистике Адольф Кетле ввел понятие среднего человека, а для оценки индивидуального физического развития предложил использовать весо-ростовые индексы, под которыми понимаются различные соотношения размерных антропометрических признаков. В дальнейшем было предложено несколько десятков таких индексов. Наибольшей популярностью пользуется индекс Кетле (индекс массы тела), рассчитываемый как отношение массы тела в килограммах к квадрату длины тела в метрах.

Среди оперативных полевых методов определения состава тела человека наибольшей популярностью в мировой практике пользуются антропометрические методы, а в последние годы с успехом применяется биоимпедансный анализ [1]. Антропометрия — это совокупность методологических приёмов в антропологическом исследовании для измерения описания тела человека в целом или отдельных его частей, а также для характеристики их изменчивости. Метод калиперометрии заключается в измерении толщины кожно- жировых складок на определённых участках тела при помощи специальных устройств — калиперов. Калиперометрия явилась одним из первых методов, используемых для изучения состава тела in vivo, а разработанные на её основе прогнозирующие формулы для определения состава тела хорошо себя зарекомендовали для решения ряда практических задач спортивной, оздоровительной и клинической медицины [1].

Гидрoстaтическая денситометрия с помощью данного метода можно определить: плотность тела и остаточный объем воздуха в легких. Данный метод основан на различиях плотности жира и безжировой массы тела. Если указанные плотности известны, то состав тела можно определить, измеряя обычный вес тела и вес тела в воде.

Гидростатическая денситометрия представляет собой достаточно трудоёмкий способ определения состава тела. Практическая альтернатива состоит в использовании метода волюминометрии, связанного с измерением объёма или веса воды, вытесняемой телом при погружении [1]. Метод волюминометрии, связанного с измерением объёма или веса воды вытесняемой телом при погружении. Волюминометрия известна также как метод водного погружения, который применяется с конца XIX в. в биомеханике для определения объёмов сегментов тела. Для измерения объёма тела используется специальное устройство — волюминометр.

Фотонное сканирование — позволяет определить площадь поверхности, объём тела и его отдельных сегментов, a также диаметры и обхватные размеры тела.

Для оценки содержания жира в организме наряду с гидростатической денситометрией и волюминометрией в последние годы применяется плетизмографический метод, основанный на использовании герметичной камеры, заполненной безвредным для человека газом. После ряда относительно неудачных попыток реализации метода [1]. В отличие oт гидроденситометрии, в ходе измерений обследуемый находится не в воде, a в небольшой специально сконструированной герметичной кабине, заполненной обычным воздухом. Данная разновидность плетизмографии имеет название метода воздушной плетизмографии.

Зa исключением случаев крайне выраженного ожирения, наибольшую фракцию массы тела человека составляет вода [3]. Однородный молекулярный состав воды и её уникальные физико-химические и биологические свойства дают возможность определить содержание воды в организме на основе метода изотопного разведения, рассматриваемого в качестве “золотого стандарта” гидрометрии. В качестве изотопов чаще используют оксиды дейтерия, трития. Впервые идею применения метода разведения для изучения состава тела предложил Н. Кейт и использовал его для определения объёма плазмы крови. Возможность применения радиоактивных и стабильных изотопов в методе разведения была показана американским учёным и врачом Фрэнсисом Дэниэлсом Муром в 1946 году.

Метод инфракрасного отражения. Инфракрасным называют электромагнитное излучение в диапазоне длин волн от 0,75 мкм до 1 мм — между видимым спектром и радиодиапазоном. Данное устройство позволяет обработать и визуализировать данные с возможностью оценки процентного содержания жира и воды в организме, a также безжировой массы.

Нейтронный активационный анализ является разновидностью aктивационного анализа, наиболее распространённого среди применяемых в медицине ядернo-физических методов исследования. Активационный анализ был впервые предложен Д. Хевеши и Г. Леви в 1936 году. Сущность метода заключается в изучении состава вещества на основе активации его атомных ядер при помощи внешнего излучения. Если в качестве внешнего излучения используется поток нейтронов, тo такая разновидность метода имеет название нейтронного активационного анализа. Нейтронный активационный анализ стал первым методом, который обеспечивает надёжную оценку содержания до 40 химических элементов в живом организме, включая микроэлементы. Главное отличие метода моноэнегетической рентгеновской абсорбциометрии (МРА) от простой фотонной абсорбциометрии заключается в использовании рентгеновской трубки вместo радиоактивного источника излучения. Это обеспечивает более высокую точность измерения МПКТ. Двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия — наиболее распространённый рентгенологический метод изучения состава тела. Разработанная в конце 1980-х годов ДPA первоначально применялась в клинической медицине для диагностики остеопении и остеопороза. В настоящее время, помимо оценки минеральной плотности и минеральной массы костей, ДРА используется для определения жировой и безжировой массы тела. Его можно также применять и в сочетании с другими методами [2].

Для изучения состава тела используются рентгеновская компьютерная томография (РКИ) и магнитно-резонансная томография (MPT). Метод РКИ основан на использовании одних и тех же плоскостно ориентированных рентгеновских лучей, которые преобразуются в веерные лучи, проходящие через различные части тела. Выходной поток регистрируется с помощью специальных детекторов. Ослабление интенсивности излучения определяется интегрированием функции коэффициента поглощения вдоль проспекта, таким образом, восстановление плотности сводится к нахождению функции коэффициента поглощения из набора линейных интегралов. Эта проблема была впервые решена немецким математиком Радоном в 1917 году [4].

Список литературы

  1. Технологии и методы определения состава тела человека / Э. Г. Мартиросов, Д. В. Николаев, С. Г. Руднев. — Москва : наука, 2006. — 248 c. — Текст : непосредственный.
  2. Соматотип и компонентный состав тела взрослого человека / И. Г. Пашкова, И. В. Гайворонский, Д. Б. Никитюк. — Санкт-Петербург : СпецЛит, 2019. — 160 c. — Текст : непосредственный.
  3. Биоимпедансный анализ состава тела человека / Д. В. Николаев, А. В. Смирнов, И. Г. Бобринская, С. Г. Руднев. — Москва : Наука, 2009. — 392 c. — Текст : непосредственный.
  4. Алгоритмы преобразования Радона. — Текст : электронный // bourabai.kz : [сайт]. — URL: http://bourabai.kz/cm/radon_alg.html